KR20010053547A - 진동 콘딧 파라미터 센서 및 공간 통합을 이용하여 그것을작동하는 방법 - Google Patents

진동 콘딧 파라미터 센서 및 공간 통합을 이용하여 그것을작동하는 방법 Download PDF

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KR20010053547A
KR20010053547A KR1020017000683A KR20017000683A KR20010053547A KR 20010053547 A KR20010053547 A KR 20010053547A KR 1020017000683 A KR1020017000683 A KR 1020017000683A KR 20017000683 A KR20017000683 A KR 20017000683A KR 20010053547 A KR20010053547 A KR 20010053547A
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티모시 제이. 커닝햄
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제프리 디. 웨어
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Abstract

물질 프로세싱 시스템용 프로세스 파라미터 센서는 물질 프로세싱 시스템으로부터 물질을 포함하도록 구성된 콘딧(103A-103B)을 포함한다. 복수의 운동 변환기(105A-105D)는 콘딧 상의 다수의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 생성시키도록 작동한다. 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는 상기 복수의 운동 변환기에 응답하며 복수의 운동 신호를 수신하도록 구성된다. 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기는 콘딧 운동을 힘의 예비 결정 수의 각각에 기인하는 운동으로 분석하여, 분석된 운동에 따른 콘딧의 물질과 관련한 프로세스 파라미터를 추정하도록 작동하며, 복수의 운동 신호가 콘딧 운동을 힘의 예비 결정된 수에 기인한 운동으로 분석한 것에 대해 초과결정된 정보 세트를 제공할 정도로, 위치의 수가 힘의 수를 초과한다.

Description

진동 콘딧 파라미터 센서 및 공간 통합을 이용하여 그것을 작동하는 방법{IMPROVED VIBRATING CONDUIT PARAMETER SENSORS AND METHODS OF OPERATION THEREFOR UTILIZING SPATIAL INTEGRATION}
코리올리 효과(Coriolis effect) 질량 유량계는 일반적으로 질량 유량(mass flow), 및 콘딧(conduit)을 통하여 유동하는 물질에 대한 정보를 측정하는데 이용된다. 모두 제이. 이. 스미스(J.E.Smith) 등에게 허여된 미국특허 제 4,109,524 호(1978.8.29), 미국특허 제 4,491,025 호(1985.1.1), 및 미국 특허출원 제 32,450 호(1982.2.11)에 전형적인 코리올리 유량계가 개시되어 있다. 종래의 이러한 유량계는 직선 또는 곡선 구성을 가지는 하나 이상의 콘딧을 포함한다. 각각의 콘딧은, 예컨대, 단일 굽힘, 비틀림, 방사상 및 결합 모드를 포함하는 일련의 진동 모드를 가지는 것으로 고려될 수도 있다. 종래의 질량 유량 측정 분야에서는, 물질을 콘딧을 통하여 유도하면서, 각각의 콘딧이 고유 모드 중 하나의 공진(resonance)에서 진동하도록 구동된다. 물질이 충진된 진동하는 시스템의 진동 모드는 콘딧의 결합 질량 및 강성율 특성 및 콘딧 내에서 유동하는 물질의 특성에 의해 영향을 받는다.
종래의 코리올리 유량계의 구성 요소는 구동기 또는 여기 시스템이다. 구동 시스템은 콘딧을 진동시키기 위해 콘딧에 대해 주기적인 물리력을 적용시키도록 작동한다. 종래의 이러한 구동 시스템은 유량계의 콘딧에 장착된 하나 이상의 액추에이터를 포함한다. 종래의 액추에이터는, 자석에 대해 마주하는 관계로 제 1 콘딧에 장착된 자석, 및 제 2 콘딧에 장착된 와이어 코일을 구비하는 보이스 코일 장치와 같은 널리 공지된 전자 기계적 장치 중 하나를 포함한다. 구동 회로는 사인파 또는 사각파와 같은 주기적인 구동 신호를 액추에이터 코일에 연속적으로 적용한다. 주기적 구동 신호는 이후에 유지되는 역주기 패턴(opposing periodic pattern)에서 액추에이터가 2개의 콘딧을 구동시키게 한다.
구동된 유량계 콘딧을 통하여 "제로(zero)"의 효과가 있는 경우, 콘딧을 따라 위치한 점들(points)은 구동된 진동의 모드에 따라 구동기에 대한 거의 동일 위상 또는 "제로 유동" 위상으로 진동하는 경향을 가진다. 물질은 유량계의 입구로부터 유동하기 시작하여 콘딧을 통과하여 유량계의 출구로 유출되며, 물질 유동으로부터 발생하는 코리올리력은 콘딧을 따라 있는 공간적으로 분리된 점들 사이에 위상 이동(phase shifts)을 야기시키는 경향이 있다. 일반적으로, 물질이 콘딧을 따라 유동함에 따라, 콘딧의 입구 쪽의 위상은 구동기보다 지체되는 한편, 콘딧의 출구 쪽의 위상은 구동기를 앞서간다. 콘딧 상의 2개의 위치 사이에 야기된 상 이동은 콘딧을 통과하는 물질의 질량 유량과 거의 비례한다.
질량 유량을 측정하기 위해, 종래의 코리올리 유량계는 전형적으로, 콘딧의 각각의 단부 근처에 위치하며, 중심에 위치한 구동기에 대해 대칭적으로 위치하는 코일식 속도 변환기와 같은 2개의 변환에서 위상을 측정한다. 그러나, 콘딧 구조에서 다른 구조적 편차 및 비선형성 뿐만 아니라 변환기 위치 상의 제조 중 야기된 오차는 측정을 부정확하게 한다.
본 발명은 프로세스 파라미터 센서 및 그것에 대한 작동 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로 진동 콘딧 파라미터 센서 및 그것에 대한 작동 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 콘딧 파라미터 센서의 실시예를 나타내는 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 양상에 따른 복합 모드 추정을 이용하는 진동 콘딧 파라미터 센서의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 진동 콘딧 파라미터 센서의 다른 실시예를 나타내는 도면.
상술한 견지에서, 본 발명의 목적은 진동 콘딧 파라미터 센서에서 질량 유량, 총질량 유량, 점도 등과 같은 프로세스 파라미터를 측정하기 위한 보다 정확한 기술을 제공할 수 있는 파라미터 센서 및 그것을 위한 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 진동 콘딧 파라미터 센서 및 그것을 위한 작동 방법에 의해 이러한 목적 및 다른 특성 및 장점이 제공된다. 이러한 진동 콘딧 파라미터 센서 및 그것을 위한 작동 방법은, 예컨대, 질량 유량, 총질량 유량, 점도 등의 콘딧 내의 물질과 관련된 프로세스 파라미터의 공간적으로 통합된 추정을 결정한다. 여기된 센서 콘딧과 관련된 복수의 힘이 확인된다. 확인된 힘의 수를 초과하는 센서 콘딧 상의 다수의 위치에서의 운동을 나타내는 운동 신호를 수신하여, 콘딧 운동을 복수의 힘에 기인한 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 복수의 운동 신호가 제공한다. 이에 의해, 이동하는 물질과 관련된 프로세스 파라미터의 잠재적으로 보다 정확한 추정은 발생한다.
특히, 본 발명에 따르면, 물질 프로세싱 시스템용 프로세스 파라미터 센서는 물질 프로세싱 시스템으로부터 물질을 포함하도록 구성된 콘딧을 포함한다. 복수의 운동 변환기는 콘딧 상의 다수의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 발생시키도록 작동한다. 초과결정된 프로세스 파라미터 추정기는 복수의 운동 변환기에 응답하여 복수의 운동 신호를 수용하도록 구성된다. 이러한 초과결정된 프로세스 파라미터 추정기는 콘딧 운동을 소정의 다수의 힘의 각각에 기인한 운동으로 분석하고, 분석된 운동에 따라 콘딧 내의 물질과 관련된 프로세스 파라미터를 추정하도록 작동한다. 여기서 위치의 수는 힘의 수를 초과하여, 소정 수의 힘에 기인한 운동으로 콘딧 운동을 분석하기 위한 초과결정된 정보 세트(information set)를 복수의 운동 신호가 제공한다. 초과결정된 프로세스 파라미터 추정기는 코리올리력에 기인한 운동의 추정을 발생시키는 수단, 및 운동의 추정을 발생시키는 수단에 응답하여 이러한 운동의 추정으로부터 질량 유량과 같은 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 수단을 포함한다.
본 발명의 한 양상에 따르면, 하나의 그룹의 운동 신호가 결합되어 공간적으로 평균된 운동 신호를 발생시킨다. 예컨대 종래의 코리올리 측정 회로를 이용하는 공간적으로 평균된 운동 신호로부터 프로세스 파라미터를 추정한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 다수의 실모드가 확인된다. 복수의 운동 신호를 발생시키는데, 이러한 복수의 운동 신호는 실모드의 수를 초과하는 다수의 위치에서 운동을 나타내어 콘딧의 운동을 복수의 실모드의 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 나타낸다. 코리올리력에 기인한 모드 운동의 추정은 복수의 운동 신호로부터 발생될 수도 있으며, 프로세스 파라미터의 추정은 모드 운동의 추정으로부터 추정될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 복합 모드를 확인한다. 복수의 운동 신호를 발생시키며, 이러한 복수의 운동 신호는 2 이상을 초과하는 다수의 위치에서 운동을 나타내어 콘딧을 복합 모드의 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 제공한다. 복합 모드 변환의 추정은 복수의 운동 신호로부터 발생될 수도 있고, 프로세스 파라미터의 추정은 복합 모드 변환의 추정으로부터 발생할 수도 있다. 질량 유량과 같은 프로세스 파라미터의 개선된 추정은 이에 의해 제공한다.
다음, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명할 것이다. 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현할 수도 있으며, 여기에 설명하는 실시예에 한정되어 구성되는 것이 아니라, 오히려, 이러한 발명의 개시를 완성하고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하기 위해 실시예를 제공하는 것임을 당업자는 인지할 것이다. 도면에서, 동일 구성 요소에 대해서는 전체적으로 동일 도면 부호를 부여한다.
이 후, 물질 프로세싱 시스템의 프로세스 파라미터, 즉, 물질 프로세싱 시스템의 부분으로서 진동 콘딧을 통과하는 물질을 보유하도록 구성된 진동 콘딧을 통하여 유동하는 유체와 같은 물질에 대한, 전형적으로 질량 유량을 추정하는 코리올리 유량계에 관하여 설명한다. 그러나, 본 발명을 인라인 센서(in-line sensor) 이외에 진동 콘딧 프로세스 파라미터 센서에 적용할 수도 있음을 당업자는 인지할 것이다. 예컨대, 인라인식 잘량 유량계 이외에, 물질 프로세싱 시스템으로부터 추출한 물질의 표본을 보유하도록 구성된 콘딧을 포함하는 표본식 농도계에 본 발명을 적용할 수 있다.
여기에 이용된 것처럼, "물질 프로세싱 시스템"은 광범위한 다양한 유체 또는 물질을 이송, 보유, 반응 또는 그렇지 않으면 처리하는 물질 처리 시스템을 포함할 수도 있다. 이러한 시스템은 한정된 것은 아니지만, 화학 제품 및 음식물 프로세싱 시스템, 석유 파이프 라인과 같은 유체 이송 시스템, 유압 시스템 등을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파라미터 센서(5)의 전형적인 실시예를 도시한다. 이러한 센서(5)는 콘딧 조립체(10)를 포함한다. 콘딧 조립체(10)는 입구 플랜지(inlet flange)(101), 출구 플랜지(outlet flange)(101'), 매니폴드(manifold)(102), 제 1 및 제 2 콘딧(103A,103B)을 포함한다. 브레이스 바(brace bars)(106,106')는 콘딧(103A,103B)과 연결된다. 이러한 콘딧(103A,103B)에 연결되는 액추에이터(104)는 구동기(20)에 응답하여 콘딧(103A,103B)을 진동시키도록 작동한다. 콘딧(103A,103B) 위의 복수의 위치에서 콘딧(103A,103B)의 운동을 나타내는 운동 신호를 발생시키도록 복수의 운동 변환기(motion transducer)(105A-D)가 작동하며, 이러한 운동 신호는 예컨대, 변위, 속도 또는 가속도를 나타낸다. 운동 변환기(105A-D)는 코일식 속도 변환기(velocity transducers), 광학 또는 초음과 운동 센서(optical or ultrasonic motion sensors), 진동 가속도계(accelerometers), 관성율 센서(inertial rate sensors) 등과 같은 다양한 장치를 포함할 수도 있다. 액추에이터(104) 및 운동 변환기(105A-D)에 리드(leads)(100)를 연결시킨다.
물질 프로세싱 시스템(1) 안으로 콘딧 조립체(10)를 삽입하는 경우, 물질 프로세싱 시스템(1) 내에서의 물질 유동은 입구 플랜지(101)를 통하여 콘딧 조립체(10)에 유입된다. 이 후, 물질은 매니폴드(102)를 통하여 유동하며, 콘딧(103A,103B) 안으로 유도된다. 물질은 콘딧(103A,103B)을 출발한 후, 매니폴드(102) 안으로 되돌아 와서 출구 플랜지(101')를 통하여 미터 조립체(10)로부터 유출된다. 물질은 콘딧(103A,103B)을 통하여 유동하면서 콘딧(103A,103B)을 교란시키는 코리올리력(Coriolis force)을 발생시킨다.
전형적으로, 각각의 굽힘 축선(W-W 및 W'-W')에 대해 반대 방향으로 액추에이터(104)에 의해 콘딧(103A,l03B)이 구동되며, 일반적으로 콘딧 조립체(10) 내의 제 1 이상 굽힘 모드(first out of phase bending mode)라고 부르는 것을 포함한다. 액추에이터(104)는, 제 1 콘딧(103A)에 장착된 자석을 포함하며 제 2 콘딧(103B)에 장착된 코일과 마주하는 선형 액추에이터와 같은 다수의 공지된 장치 중 임의의 하나를 포함할 수도 있다. 구동 리드(110)를 통하여 구동자(20)에 의해 제공된 구동 신호에 의해 야기된 교류 전류가 코일을 통과하며, 콘딧(103A,103B)을 진동시키는 기계적인 힘을 발생시킨다. 도 1에 도시된 파라미터 센서(5)는 일체형 액추에이터(104)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 콘딧(103A,103B)의 진동은 콘딧 조립체(10) 외부에서 발생되어 예컨대 플랜지(101,101') 중 하나를 통하여 콘딧 조립체(10)에 전달되는 여기(excitation)와 같은 다른 기술에 의해 달성될 수도 있음을 당업자는 인지할 것이다.
초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(overdetermined process parameter estimator)(30)는 복수의 운동 변환기(105A-D)에 응답하며, 물질이 콘딧(103A,103B)을 통하여 유동함에 따라 콘딧(103A,103B)의 운동을 나타내는 리드(111) 상의 운동 신호를 수신한다. 예컨대, 콘딧의 운동을 콘딧(103A,103B)을 통과하는 물질에 의해 부가된 코리올리력과, 액추에이터(104)에 의해 부가된 힘을 포함하는 콘딧(103A,103B) 상에 작용하는 소정의 복수의 힘에 기인하는 운동으로, 분석하기 위해 수신된 운동 신호를 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)가 처리한다. 또한, 분석된 운동에 근거하여, 질량 유량, 총 질량 유량 등과 같이, 콘딧을 통과하는 물질과 연관된 프로세스 파라미터(35)를 추정하도록 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)가 작동한다.
발명의 명칭이 "복합 모드 추정기를 이용하는 개선된 질량 유량 측정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품(improved mass flow measurement methods, apparatus and computer program products utilizing complex modal estimation)"이며, 여기 첨부하여 동시에 제출되고, 그 전문이 여기에 참조로 구체화된, 커닝햄(Cunningham)에 의해 출원되어 본 출원의 양수인에게 양도된 관련 미국특허에, 질량 유량을 추정하도록 복합 모드 변형을 이용하는 방법, 장치 및 프로그램 제품이 개시되어 있다. 상술한 기술에 따르면, 센서 콘딧 운동은 코리올리력에 기인하는 운동과, 다른 힘의 총합에 기인하는 운동으로 분석된다. 특히, 콘딧을 통과하는 질량 유량에 의해 센서 콘딧의 운동 안으로 도입된 복합성을 결정함으로써 코리올리력을 분석한다. 질량 유량에 관련한 복합 모드 변환을 추정함으로써 질량 유량을 추정할 수도 있다.
다른 측정 기술은 유사한 힘 분석 기술을 채용함에 따라 고찰할 수도 있다. 예컨대, 센서 콘딧 운동을 복수의 실정규 모드(real normal modes) 내의 운동, 즉 단일 자유도(single degree of freedom; SDOF) 시스템의 운동으로 분석하는 측정 기술은, SDOF 시스템 중 각 하나의 힘에 응답하는 각각의 운동으로 콘딧 운동을 분석하면서 고찰할 수 있다. 동시에 여기 첨부하여 제출되며, 그 전문이 여기에 참조로 구체화되고, 본 출원의 양수인에게 양도된, 발명의 명칭이 "실정규 모드 분해를 이용하는 진동 콘딧 파라미터 센서, 작동 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품(vibrating conduit parameter sensor, operating methods and computer program products utilizing real normal modal decomposition)"인 미국특허에 개시된 바와 같이, 물질 유량, 총물질 유량, 점도 등을 측정하는 데에 SDOF 시스템의 분석된 운동을 이용할 수 있다. 예컨대, U자형 콘딧을 구비하는 코리올리 유량계의 소위, 트위스트 모드의 분석된 운동은 이동하는 물질에 의해 생성된 코리올리력에 거의 기인한 것이라 할 수 있으며, 따라서, 물질 유량의 추정은 트위스트 모드의 추정으로 가능하다.
본 발명에 따르면, 프로세스 파라미터 추정기(30)는 초과결정되며, 공간 통합을 통하여 프로세스 파라미터를 보다 정확하게 추정하는 기구를 제공한다. 상술한 바와 같이, 과결정된 프로세스 파라미터 추정기는 콘딧의 운동을 소정 수의 힘에 기인한 운동으로 분석하도록 작동한다. 여기에 사용된 바와 같은, "과결정된(overdetermined)"이라는 용어는, 프로세스 파라미터 추정기가 과결정된 정보 공급원(overdetermined information source), 즉, 운동을 분석하여 소정 수의 힘에 기인한 운동이 되게 하는데 필요한 최소한의 정보의 양을 초과하여 추가의 정보를 제공하는 공급원으로부터 프로세스 파라미터를 추정하도록 작동하는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 분석되는 힘의 수 이상인 센서 콘딧 상의 공간적으로 다수의 다양한 위치에서 운동을 나타내는 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기에 운동 신호를 제공하며, 추정기 프로세스용 정보의 공간적으로 초과결정된 공급원을 제공한다. 따라서, 프로세스 파라미터 추정기는 공간 통합되는 프로세스 파라미터를 추정한다.
다음은 복합 모드 추정 기술을 이용하여 프로세스 파라미터를 추정하도록 공간적으로 초과결정된 데이타 세트의 이용을 설명한다. 본 발명에 따른 공간 통합은 복합 모드 추정을 이용하는 것들 이외의 여러 측정 기술과 함께 채용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 복합 모드 추정과 관련하여 설명한 공간 통합 기술은 또한 일반적으로 실모드 추정을 이용하는 추정 기술에 적용 가능하다. 또한 여기에 설명한 바와 같이, 진동 콘딧 파라미터 센서에 공간적으로 다양한 변환기로부터의 정보를 결합하는데 공간 통합을 이용할 수 있으며, 예컨대, 질량 유량, 총질량 유량, 점도 등과 같은 프로세스 파라미터의 개선된 측정을 제공하도록 종래의 위상차 타입 코리올리 계산을 이용하여 처리할 수 있는 공간적으로 평균된 운동 신호를 형성한다.
복합 모드 추정을 이용하는 질량 유량의 결정
코리올리 유량계와 같은 파라미터 센서의 진동 콘딧은 강제 응답 상태에서 작동하는 시스템으로서 모델링될 수 있다. 강제 응답은 복수의 실정규 모드 응답의 중첩으로서 모델링될 수 있다. 이러한 모델에 따르면,
{x}(t) = [Φ]{|η|cos(ωdt - ang(η))} (1)
{x} = [Φ]{η},
{η} = [Φ]-1{x},
{x} = [H]{F},
그리고,
{η} = [Φ]-1[H]{F} (2)
여기에서, {η}은 모드 응답 벡터, {F}는 강제 함수 벡터, [H]는 주파수 응답 함수(FRF) 행렬(matrix)이고, Φ-1은 모드 형상 행렬 Φ의 역(inverse)행렬이다. 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 벡터{x}의 각각의 항은 벡터와 연관된 위상을 갖는다. 콘딧을 통과하는 유동이 제로(zero)인 상태에서, 힘 벡터{F}, 및 FRF 행렬 [H]에 구체화된 시스템 지표(system characteristics)를 알고 있다면, 콘딧 상의 임의의 하나의 점에서의 위상을 측정하는 것은 콘딧 상의 다른 점에서의 올바른 위상을 산출할 것이다.
콘딧 조립체의 모드 모델에 복합성을 도입하는 코리올리력으로서 콘딧 내에서 유동하는 유체를 나타낼 수도 있다. 센서 콘딧의 운동을 기술하는 선형 미분 방정식의 속도 항과 관련된 행렬 내의 항을 이용하여 이러한 코리올리력을 모델링할 수 있다. 이들 코리올리력 항들이 진공 콘딧의 고유값(eigenvalue) 표현에 포함되며, 고유 벡터, 즉, 모드 형상은 복잡하게 된다. 상세히 설명하면, 콘딧에 대한 운동의 선형 미분 방정식이 된다:
(3)
여기서, [M]은 질량 행렬, [K]는 강성도 행렬, {F}는 적용된 힘 벡터이며, [C]는 속도 항에 작용하는 코리올리력의 행렬이다. 고유값 문제에 복합성을 야기시키는 코리올리 행렬[C]을 포함하여 복합 고유 벡터를 생성시킨다.
콘딧을 통하여 유동하는 유체로 인한 콘딧의 운동은 측정된 복합 고유 벡터로서 모델링될 수 있다. 복합 고유 벡터는 각각의 자유도에서 2개의 독립적인 구성 요소를 가진다. 이들 구성 요소는 실제 및 가상 구성 요소, 또는 선택적으로, 크기 및 위상 구성 요소를 포함한다. 이러한 모델에 따르면, 콘딧의 운동은 자유 응답에 의해 기술할 수 있다. 즉, 구동력은 운동의 기술에 있어서 무시될 수 있다. 콘딧 상의 별개의 일련의 포인트{x}의 운동은:
{x}(t) = α{|Φd|cos(ωdt - ang(Φd))} (4)
로 기술될 수 있다.
여기서, {Φd}는 구동 모드와 관련한 복합 고유 벡터, ωd는 구동 모드와 관련한 고유 주파수이며, 스칼라 α는 작동의 진폭과 부합하는 고유 벡터의 크기로 어림된다.
복합 고유 벡터 {Φ}d의 크기, α{|Φd|}는 주어진 진폭으로 변환기를 구동시키는 구동 회로에 의해 제어되는 것으로 가정할 수 있다. 고유 벡터의 복합성, ang(Φd)이 미지의 값이므로, 2개의 위치에서 운동에 대한 정보는 코리올리력을 결정하는데 이용할 수 있다. 식(2)에 관하여, 복합 모드 응답{η}은 FRF 행렬 [H], 적용된 힘 벡터{F}에 의해 표현된 시스템 지표를 수반한다. 적용된 힘 벡터{F}는 공지된 것으로 가정할 수도 있다. 그러나, FRF 행렬[H]에 구체화된 시스템 지표는 질량 유량의 함수이며 따라서 미지의 값이다. 다른 정보, 예컨대, 구동기 이외의 점에서 위상은 질량 유량을 결정하게 한다.
요컨대, 2초과의 위치에서 복합 운동의 정보는 코리올리력에 기인한 운동 및 다른 힘에 기인한 운동으로 콘딧의 운동을 분석하는데 충분한 정보를 제공한다. 따라서, 질량 유량의 측정하는 접근법은 예컨대 구동기 위치와 같은 하나의 위치에서 진폭을 정밀하게 조절하는 단계를 포함하며, 이에 의해 다른 위치의 진폭 또는 위상이 질량 유량 계산을 위한 충분한 정보를 제공할 수 있다. 선택적으로, 두개의 분리 위치에서 동시에 측정되는 진폭은 질량 유량 측정을 위한 충분한 정보를 제공할 수 있으며, 각각의 진폭 측정이 이러한 위치에서 진폭을 최대화하도록 표준화된다.
모드의 복합성은 복합 평면의 고유 벡터의 회전으로 고찰할 수도 있다. 임의의 2 위치에서 고유벡터의 가상 부분을 인지하는 것은 모드 형상 복합성에 정보를 제공할 수 있으며, 가상 회전은 질량 유량에 관련된다. 질량 유량을 추정하기 위해, 예컨대, 회전, 즉, 복합 고유 벡터가 공지된 질량 유량에서 공지될 정도로 계기가 교정된다. 미지의 질량 유량은 대응하는 복합 벡터를 결정하고 이러한 벡터는 교정된 복합 고유 벡터의 복합 모드 변환에 대응하는 것으로 가정한다. 이러한 변환은 교정된 복합 고유 벡터, 및 예컨대, 곡선 적합 기술(curve fitting technique)을 이용하는 측정 벡터로부터 추정할 수도 있다. 이러한 추정된 변환은 이 후 공지된 질량 유량으로부터 미지의 질량 유량을 추정하는데 이용된다.
복합 모드 측정으로부터 질량 유량을 결정하기 위해 일반화된 선형 회귀 기술(linear regression techique)을 이용할 수도 있다. 예컨대, n×1 성분 벡터{Ye}는 공지된 질량 유량에서 구성될 수도 있고; {Ye}은 예컨대 센서 콘딧 상의 복수의 위치에서의 위상 측정을 포함할 수 있다. 미지의 질량 유량으로 물질이 콘딧을 통과하면서, 다른 n×1 성분 벡터{X}는 복수의 위치에서 복합 측적으로부터 구성될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 복합값은 위상 측정 이외의 측정을 이용하는 {Ye} 및 {X}에 대해 구해질 수도 있다.
선형 회귀를 실행할 때, 변환은 다음과 같다:
{Ye} = a{X}+b (5)
여기서, a 및 b는 경사도 및 옵셋을 각각 나타내는 상수이다.
식(5)를 변형하면:
(6)
여기서, [Z]는 {X}로부터 구성된 확대 행렬이며, {C}는 각각 제 1 및 제 2 성분으로서 a, b를 가지는 벡터이다. 식(6)은 {c}를 계산 가능하게 하는 식이다.
본 발명에 따르면, 운동 정보를 이용 가능한 위치의 수, 예컨대, 변환기 위치의 수는 콘딧의 운동이 분석되는 힘의 수를 초과하여, [Z]는 초과결정된 시스템을 나타낸다. 즉, [Z]는 열(columns)보다 많은 행(rows)을 가진다. 이러한 초과결정된 경우에, 식(6)은 [Z]의 이항(transpose)에 의해 양변을 예비승산함으로써 해를 구할 수 있다:
[Z]T{Ye} = ([Z]T[Z]){c} (7)
여기서, [Z]T[Z]는 정방 행렬(square matrix)이며, 물리적으로 잘 드러난 문제를 위해 역행렬을 가진다. [Z]T[Z]의 역행렬에 의해 식(7)의 양변을 예비승산하여 {c}에 대해 정리하면:
{c} = ([Z]T[Z])-1[Z]T{Ye} (8)
결과 {c}는 최소한의 정방 표준에 따른 복합 고유 벡터{Ye}에 대해 벡터{X}가 가장 적합함을 나타낸다. {c}의 제 1 성분, 경사도 a는 적합(fit){Ye}로 측정된 회전에 대한 축척 인자를 나타낸다. 예컨대, {X} 및 {Ye}가 위상 측정으로 구성된다면, {X}에 대응하는 질량 유량 kunknown은 공지된 질량 유량
kunknown=(9)
에 의해 구한 kunknown로부터 추정한다.
초과결정식 복합 모드 센서
도 2는 본 발명에 따른 복합 모드 추정을 채용하는 파라미터 센서(5)의 실시예를 도시한다. 콘딧 조립체(10)의 콘딧(103A,103B)은 하나 이상의 액추에이터(104)에 의해 여기된다. 복수의 운동 변환기(105A-D)는 콘딧(103A,103B) 상의 2 이상의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 라인(111) 상에 복수의 운동 신호를 발생시킨다. 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는 복수의 운동 변환기(105A-D)에 응답하는 복합 모드 변환 추정기(232)를 포함하며, 복수의 운동 신호를 수신하여, 이러한 운동 신호로부터 복합 모드 변환(233)을 추정한다. 상술한 바와 같이, 추정된 복합 모드 변환(233)은 콘딧의 운동을 코리올리력에 기인한 운동과, 코리올리력에 의해 콘딧(103A,103B)의 운동으로 도입된 복잡성을 결정함으로써 다른 힘의 총합에 기인한 운동으로 분석한다. 프로세스 파라미터 추정기(234)는 복합 모드 변환(233)의 발생에 응답하여 프로세스 파라미터, 예컨대, 질량 유량, 총질량 유량, 점도 등의 추정(35)을 실행시키며, 이러한 프로세스 파라미터는 추정된 복합 모드 변환(233)으로부터 콘딧(103A,103B)을 통과하는 물질과 관련이 있다. 운동 정보가 제공되는 위치의 수는 운동(13)이 분석되는 수를 초과하기 때문에, 프로세스 파라미터 추정기(35)는 공간 통합된다.
도 3은 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)의 전형적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 복합 모드 변환 추정기(232)는 샘플러(sampler)(332), 예컨대, 샘플 홀드(sample-and-hold) 또는 유사 회로, 아나로그 디지탈 컨버터(A/D)(334)를 포함한다. 샘플러(332) 및 아나로그 디지탈 컨버터(334)는, 운동 변환기 운동 신호(333)를 수신하는 수단, 이러한 운동 신호(333)를 샘플링하는 수단, 및 그들로부터 아나로그 디지탈 변환기(A/D)(334)에 의해 디지탈 신호값(335)으로 변환되는 샘플(333)을 생성시키는 수단을 제공한다. 도시된 샘플러(332) 및 아나로그 디지탈 컨버터(A/D)(334)의 상세한 작동은 당업자에게 공지된 다수의 회로에 의해 실행될 수도 있으므로 여기에서 보다 상세하게 설명할 필요는 없다. 다른 예비 샘플링 안티 에일리어스 필터링(pre-sampling anti-alias filtering), 포스트 샘플링 필터링(post-sampling filtering) 등을 포함하는 다수의 방법으로 도 3에 도시된 수신 수단(331)을 실행할 수도 있음을 당업자는 인지할 것이다. 또한, 일반적으로, 특수 또는 일반 목적의 데이타 프로세싱 장치 상에서 구동하는 특수 목적의 하드웨어, 펌웨어(firmware), 또는 소프트웨어, 또는 이들의 결합체를 이용하여 도 3에 도시된 수신 수단(331)을 실행할 수도 있음을 인지할 것이다.
복합 모드 변환 추정기(232)의 부분들은 컴퓨터(50), 예컨대, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지탈 신호 프로세서(DSP) 등으로 구현될 수도 있다. 예컨대, 컴퓨터(50)는 텍사스 인스트루먼츠, 인코포레이티드(Texas Instruments, Inc.)에 시판되는 DSPs의 TMS320C4X 훼밀리의 DSPs 중 하나와 같이, 선형 대수 계산에 특히 적합한 파이프라인식 DSP를 포함할 수도 있다. 컴퓨터는, 예컨대, 램(RAM), 전기적으로 삭제할 수 있게 프로그램 가능한 롬(EEPROM), 자기 디스크 등과 같은 저장 매체(60)에 저장된 데이타, 및 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 같은 적절한 프로그램 코드로 구성되기 때문에, 디지탈 값(335)으로부터 복합 모드 변환(233)을 추정하는 복합 모드 변환 추정기(232)를 컴퓨터(50)가 제공한다.
프로세스 파라미터 추정기(234)는 컴퓨터(50)에서 실행될 수도 있다. 프로세스 파라미터 추정기(234)는 컴퓨터(50) 상에서 작동하는 예컨대, 소프트웨어 또는 펌웨어로서 구현되어, 프로세스 파라미터의 추정(35)을 계산한다. 예컨대, 복합 모드 변환 추정기(232)에 의해 생성된 계산된 추정 복합 모드 변환(233)에 따라 공지된 질량 유량으로부터 미지의 질량 유량을 프로세스 파라미터 추정기(234)가 계산한다. 발명의 명칭이 "복합 모드 추정을 이용하는 개선된 질량 유량 측정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품"인, 상술한 특허출원에는 이러한 작동을 실행하는 장치, 방법 및 프로그램 제품에 대한 상세한 설명이 개시되어 있다.
복합 모드 추정에 대하여 상술한 공간 통합 기술은 실모드 추정을 채용하는 프로세스 추정 기술에 유사하게 적용 가능하다. 실제 및 복합 구성 요소로 콘딧 운동을 분석하는 상술한 설명과 유사하게, 각각의 강제하는 기능에 종속하는 복수의 단일 자유도(SDOF) 시스템의 운동으로서 콘딧의 운동을 나타내면서, 복수 굽힘 모드(multiple bend modes), 비틀림 모드 등과 같은 복수의 실정규 모드(real normal mode)로 센서 콘딧의 운동을 분석할 수 있다. 복합 모드 추정에 대해 상술한 방식과 유사하게, 각각의 모드의 분석된 운동으로부터 프로세스 파라미터 추정을 실행할 수 있다. 예컨대, 센서 콘딧에서 이동하는 물질에 의해 전해진 코리올리력을 확인하여 질량 유량의 추정을 가능하게 하도록, SDOF 시스템에서의 운동이 가중식 결합으로 결합될 수도 있다.
종래의 코리올리 측정 기술을 이용하는 초과결정식 추정기
본 발명의 다른 양상에 따르면, 상술한 공간 통합 개념은 종래의 코리올리 측정 기술과 결합될 수도 있다. 본 발명에 따른 파라미터 센서(5)의 전형적인 실시예는 도 4에 도시되어 있다. 이러한 파라미터 센서(5)는 콘딧(103A,103B)상의 초과결정된 복수의 위치에서 운동을 나타내는 운동 신호를 발생시키는 복수의 운동 변환기(105A-105D)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 운동 변환기의 각각의 그룹(113A,113B)은 U자형 콘딧(103A,103B) 상의 각각의 위치에 대하여 클러스터링(clustering)된다.
초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는 수단(423A,423B)과 결합하는 복수 신호를 포함한다. 하나의 그룹의 변환기(113A,113B)에 의해 발생된 출력 신호는 신호 결합 수단(423A,423A)으로 공급되며, 이러한 신호는 공간적으로 평균된 운동 신호(433A,433B)를 발생시키도록 결합된다. 스미스(Smith)에게 허여된 미국 특허출원 제 31,450 호, 조락(Zolock)에게 허여된 미국특허 제 4,879,911 호, 및 조락에게 허여된 미국특허 제 5,231,884 호에 개시된 바와 같은 종래의 코리올리 측정 회로와 같이, 공간적으로 평균된 운동 신호(433A,433B)로부터 프로세스 파라미터를 추정하기 위해 수단(434)이 제공된다.
신호 결합 수단(433A,433B) 및 프로세스 파라미터 추정 발생 수단(434)은 일반적으로 일반 또는 특수 목적 컴퓨터 장치 상에서 작동하는 특수 목적 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어, 또는 이들의 조합체를 이용하여 실행될 수 있음이 인지될 것이다. 예컨대, 신호 결합 수단(423A,423B)은, 레지스터 네트워크(resistor networks), 가중식 가산 계수기(weighted summing amplifiers) 등과 같은 입력 신호의 가중식 결합을 나타내는 출력 신호를 발생시키도록 작동하는 다수의 아나로그 결합 회로 중 하나를 포함할 수도 있다. 이러한 회로의 작동은 당업자에게 널리 공지되어 있으므로 여기서 설명할 필요는 없다. 운동 신호와, 프로세스 파라미터 추정의 발생, 예컨대, 마이크로프로세서, 디지탈 신호 프로세서(DSP) 등과 같은 컴퓨터 장치에서 발생하는 위상 차이 계산과 결합하면서, 신호 결합 수단 및 프로세스 파라미터 추정 발생 수단은 선택적으로 디지탈 도메인(digital domain)에서 실행될 수도 있다. 프로세스 파라미터 측정을 위한 공간 통합은 도 4에 도시된 클러스터링 방식 이외의 방법으로 실행될 수 있음을 당업자는 인지할 것이다. 코리올리 측정을 실행하는데 이용될 수 있는 하나 이상의 신호를 발생시키기 위해, 예컨대, 일반적으로 가중된 신호 결합기(general weighted signal combiner) 또는 이퀄라이저(equalizer)에서 결합된 출력 신호와 센서 콘딧(103A,103B)에 대하여 다수의 변환기가 위치할 수 있다.
본 출원의 도면과 명세서는 본 발명의 실시예들을 개시한다. 특정 용어를 채용하지만, 한정을 위한 것이 아니라 포괄적이며 기술적인 의미에서 이들 용어를 사용한다. 문장 그대로 또는 상당 어구의 원칙 하에서 다음의 청구범위의 권리범위 내에 있는 다른 실시예를 이용할 수 있음을 당업자는 인지할 것으로 안다.

Claims (19)

  1. 물질 프로세싱 시스템(1)용 프로세스 파라미터 센서(5)로서:
    상기 물질 프로세싱 시스템으로부터 물질을 포함하도록 구성된 콘딧(103A-103B);
    상기 콘딧 상의 다수의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 발생시키도록 작동하는 복수의 운동 변환기(105A-105D); 및
    상기 복수의 운동 신호를 수신하도록 구성되고, 소정 수의 힘 각각에 기인한 운동으로 콘딧 운동을 분석하도록 작동하며, 상기 분석된 운동에 따라 상기 물질 프로세싱 시스템(1)을 위한 프로세스 파라미터(35)를 추정하도록 작동하는 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)를 포함하며,
    상기 위치의 수가 상기 소정의 힘의 수를 초과하여, 상기 복수의 운동 신호가 상기 콘딧 운동을 상기 소정 수의 힘에 기인한 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 세트를 제공하는 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는:
    코리올리력에 기인한 운동의 추정을 발생시키는 수단(434); 및
    상기 코리올리력에 기인한 상기 운동의 추정에 응답하여, 상기 운동의 추정으로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 수단(234)을 포함하는 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터(35)의 추정을 발생시키는 수단(234)은 질량 유량의 추정을 발생시키는 수단을 포함하는 센서.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는:
    공간적으로 평균된 운동 신호를 발생시키도록 하나의 그룹의 운동 신호를 결합하는 수단(423A-423B); 및
    상기 그룹의 운동 신호의 결합에 응답하여, 상기 공간적으로 평균된 운동 신호로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 수단(434)를 포함하는 센서.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터(35)의 추정을 발생시키는 수단(30)은 질량 유량의 추정을 발생시키는 수단을 포함하는 센서.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는 상기 콘딧의 운동을 다수의 실모드 각각의 운동으로 분석하도록 작동하며,
    상기 복수의 운동 변환기(105A-105D)는 상기 실모드의 수를 초과하는 위치의 수에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 발생시키도록 작동하여, 실모드의 수 각각의 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 상기 복수의 운동 신호가 제공하는 센서.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는:
    코리올리력에 기인한 모드 운동의 추정을 발생시키는 수단(434); 및
    상기 모드 운동의 추정의 발생에 응답하여, 상기 모드 운동의 추정으로부터 상기 프로세스 파라미터(35)의 추정을 발생시키는 수단(234)을 포함하는 센서.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 초과결정식 프로세스 파라미터 추정기(30)는 상기 콘딧의 운동을 복합 모드로 분석하도록 작동하며;
    상기 복수의 운동 변환기(103A-103D)는 복수의 운동 신호를 발생시키고, 상기 운동 신호 중 각각의 하나는 여기에 반응하여 콘딧 상의 각각의 공간적으로 개별 위치에서의 운동을 나타내며, 상기 위치의 수는 2개를 초과하여 상기 복수의 운동 신호가 상기 복합 모드의 운동의 분석을 위해 초과결정된 정보 공급원을 제공하는 센서.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 초과결정된 프로세스 파라미터는:
    복합 모드 변환(233)의 추정을 발생시키는 수단(232); 및
    상기 복합 모드 변환(233)의 추정의 발생에 응답하여, 상기 복합 모드 변환의 추정으로부터 프로세스 파라미터(35)의 추정을 발생시키는 수단을 포함하는 센서.
  10. 물질 프로세싱 시스템으로부터 물질을 포함하도록 구성된 콘딧(103A-103B) 내의 물질과 관련된 프로세스 파라미터(35)를 결정하는 방법으로서,
    구동기(104)에 의해 물질이 상기 콘딧(103A-103B)을 통하여 유동하면서 상기 콘딧을 여기시키는 단계;
    상기 여기된 콘딧(103A-103B)과 관련된 다수의 힘을 확인하는 단계;
    상기 콘딧(103A-103B)과 관련되어 작동하는 복수의 운동 변환기(105A-105D)로부터 복수의 운동 신호를 발생시키는 단계, 및
    상기 복수의 운동 신호로부터 상기 물질 프로세싱 시스템(1)에 대한 상기 프로세스 파라미터(35)의 추정을 발생시키는 단계를 포함하며,
    상기 운동 신호 중 각각의 하나는 상기 여기에 응답하여 상기 콘딧 상의 각각의 공간적으로 개별 위치에서 운동을 나타내고, 위치의 수는 확인된 힘의 수를 초과하여 상기 복수의 운동 신호가 상기 콘딧의 운동을 상기 확인된 힘의 수의 각각에 기인하는 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 나타내는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 발생시키는 단계는 상기 확인된 힘의 수의 힘에 기인한 운동의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 운동의 추정을 발생시키는 단계는:
    코리올리력에 기인한 운동의 추정을 발생시키는 단계; 및
    상기 코리올리력에 기인한 운동의 추정으로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제 13 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계는 질량 유량의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계는:
    공간적으로 평균된 운동 신호(433A-433B)를 발생시키도록 하나의 그룹의 운동 신호를 결합하는 단계; 및
    상기 공간적으로 평균된 운동 신호로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계는 질량 유량의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 다수의 힘을 확인하는 단계는 다수의 실모드를 확인하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 운동 신호를 발생시키는 단계는, 상기 복수의 운동 신호가 콘딧의 운동을 복수의 실모드 각각의 운동으로 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 나타낼 정도로, 상기 실모드의 수를 초과하는 다수의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계는:
    코리올리력에 기인한 모드 운동의 추정을 발생시키는 단계; 및
    상기 모드 운동의 추정으로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 다수의 힘을 확인하는 단계는 복합 모드를 확인하는 단계를 포함하며;
    상기 복수의 운동 신호를 발생시키는 단계는, 상기 복수의 운동 신호가 상기 복합 모드의 운동으로 상기 콘딧을 분석하기 위한 초과결정된 정보 공급원을 제공할 정도로, 2개를 초과하는 다수의 위치에서 운동을 나타내는 복수의 운동 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계는:
    복합 모드 변환의 추정을 발생시키는 단계; 및
    상기 복합 모드 변환의 추정으로부터 프로세스 파라미터의 추정을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6347293B1 (en) * 1999-07-09 2002-02-12 Micro Motion, Inc. Self-characterizing vibrating conduit parameter sensors and methods of operation therefor
US6456057B1 (en) * 2000-11-06 2002-09-24 Micro Motion, Inc. Universal booster amplifier for a coriolis flowmeter
US6466880B2 (en) * 2001-02-16 2002-10-15 Micro Motion, Inc. Mass flow measurement methods, apparatus, and computer program products using mode selective filtering
US6678624B2 (en) * 2001-08-29 2004-01-13 Micro Motion, Inc. Apparatus, methods and computer program products for generating mass flow calibration factors using a normal modal dynamic characterization of a material-containing conduit
US6606573B2 (en) * 2001-08-29 2003-08-12 Micro Motion, Inc. Sensor apparatus, methods and computer program products employing vibrational shape control
DE10237209B4 (de) * 2002-08-14 2004-07-29 Siemens Flow Instruments A/S Durchflußmesseranordnung
US7013740B2 (en) 2003-05-05 2006-03-21 Invensys Systems, Inc. Two-phase steam measurement system
US7072775B2 (en) * 2003-06-26 2006-07-04 Invensys Systems, Inc. Viscosity-corrected flowmeter
JP5144266B2 (ja) 2004-09-09 2013-02-13 マイクロ・モーション・インコーポレーテッド ２つの振動モード間のコリオリ結合を測定することにより管路での流量を測定する方法及び装置
CN100458377C (zh) 2004-09-27 2009-02-04 微动公司 本征矢量的流动中确定的方法和设备
EP2271899B1 (en) * 2008-03-25 2018-02-28 Micro Motion, Inc. Dual pick-off vibratory flowmeter
CN103620351B (zh) * 2011-05-02 2017-01-25 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 振动型测量换能器以及其所形成的测量系统
BR112015030471B1 (pt) 2013-06-14 2020-11-10 Micro Motion, Inc medidor de fluxo vibratório, e, método de verificação de medidor para medidor de fluxo vibratório
DE102017126128A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Endress+Hauser SE+Co. KG System und Verfahren zur ortsaufgelösten Bestimmung von zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße
DE102017126733A1 (de) * 2017-11-14 2019-05-16 Endress+Hauser Flowtec Ag Messgerät mit mindestens einem gebogenen Messrohr zum Ermitteln eines Massedurchflussmesswerts eines Mediums nach dem Coriolis-Prinzip

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777833A (en) * 1986-11-12 1988-10-18 Micro Motion, Inc. Ferromagnetic drive and velocity sensors for a coriolis mass flow rate meter
DE3738018A1 (de) 1987-11-09 1989-05-24 Flowtec Ag Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet
DE69032658T2 (de) 1989-06-09 1999-02-11 Micro Motion Inc Stabilitätsverbesserung bei einem coriolis-massenflussmesser
US5009109A (en) 1989-12-06 1991-04-23 Micro Motion, Inc. Flow tube drive circuit having a bursty output for use in a coriolis meter
US5029535A (en) * 1990-05-14 1991-07-09 Wahlco, Inc. Control of addition of conditioning agents to flue gas
US5373745A (en) 1991-02-05 1994-12-20 Direct Measurement Corporation Single path radial mode Coriolis mass flow rate meter
WO1992014123A1 (en) 1991-02-05 1992-08-20 Donald Reed Cage Improved coriolis mass flow rate meter
US5497665A (en) 1991-02-05 1996-03-12 Direct Measurement Corporation Coriolis mass flow rate meter having adjustable pressure and density sensitivity
US5394876A (en) * 1994-06-30 1995-03-07 Spacelabs Medical, Inc. Method and apparatus for aiming a doppler flow sensing device
US5497666A (en) 1994-07-20 1996-03-12 Micro Motion, Inc. Increased sensitivity coriolis effect flowmeter using nodal-proximate sensors
DE69515576T2 (de) 1994-09-09 2000-09-14 Fuji Electric Co Ltd Schwingungsmessvorrichtung
JP3252694B2 (ja) 1996-02-26 2002-02-04 富士電機株式会社 位相差測定装置
US5827979A (en) 1996-04-22 1998-10-27 Direct Measurement Corporation Signal processing apparati and methods for attenuating shifts in zero intercept attributable to a changing boundary condition in a Coriolis mass flow meter
US5734112A (en) 1996-08-14 1998-03-31 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for measuring pressure in a coriolis mass flowmeter

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