KR20020087836A - 직선관형 코리올리 유량계 - Google Patents

직선관형 코리올리 유량계 Download PDF

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Abstract

직선관형 단일관 코리올리 유량계의 유동관에 대한 질량 유동과 밀도의 보상을 제공하기 위한 방법과 장치가 개시된다. 열 응력 보상은 유량계의 다양한 부분에 다수의 센서들을 사용함으로써 제공된다. 제 1센서가 유동관에 접촉되어 유동관 온도에 관한 정보를 제공한다. 다수의 추가 센서들이 두개의 배선 출력을 갖는 네트워크를 형성하도록 연결된다. 추가 센서들은 네트워크의 두개의 배선 출력을 통해 유량계 전자계로 합성 신호를 인가한다. 네트워크 신호는 유동관과 다수의 요소달의 온도간에 온도차가 존재할 때 유동관상에 열 응력을 일으킬 수 있는 유량계 요소들의 합성 온도를 나타낸다. 추가 요소들은 밸런스 바아와 유량계 케이스를 포함한다. 민감도 보상은 새로운 알고리즘의 사용에 의해 제공된다. 선형으로부터 유량계 캘리브레이션의 편차를 나타내는 비-선형 요소들을 갖는 밀도 방정식의 사용으로써 상이한 밀도의 두가지 물질을 이용한 캘리브레이션된 단일관 유량계에서 밀도가 측정된다.

Description

직선관형 코리올리 유량계{STRAIGHT TUBE CORIOLIS FLOWMETER}
모든 코리올리 유량계에서는 진동 유량관의 변위에서 유도되는 코리올리 힘에 의해 발생되는 신호를 정확하게 보상하는 것이 필요하다. 이러한 신호는 이격된 유량관 픽 오프(pick off) 사이의 위상차를 나타내며 유량계를 통과하여 유동하는 물질을 표시한다. 곡선관형 및 직선관형 유량계 양자는 온도에 따른 유동관의 탄성 계수의 변화에 대한 보상이 필요하다. 유동관 온도가 증가함에 따라, 탄성 계수는 감소하며 유량계는 더욱 민감해진다. 탄성 계수의 변화에 대한 보상은 유동관상의 온도 센서와 유량계 전자계상의 적절한 보상 알고리즘을 사용함으로써 용이하게 달성된다.
직선관형 유량계는 유량계에서 다양한 요소들의 열 팽창 또는 수축이 비균등한 양으로 유동관에 팽창 또는 압축을 가할 수 있다는 추가적인 문제를 갖는다. 유동관에서의 팽창은 코리올리 힘에 대한 민감성을 약화시키는 반면에 압축은 더욱 민감하게 한다. 통상적으로 열 응력 보상은 두개의 온도 센서를 이용하여 시도되어져 왔는데, 하나는 유동관에 있고, 다른 하나는 케이스 또는 밸런스 바아에 있다.두개의 온도 센서를 사용하는데 대한 문제는 유동관의 열 응력에 영향 받을 수 있는 3개 이상의 주요 부품에 존재한다. 두번째 센서가 케이스에 있는 경우, 밸런스 바아의 온도의 영향은 고려되지 않는다. 이와 유사하게, 두번째 센서가 밸런스 바아에 있는 경우, 케이스 온도는 고려되지 않는다.
3개의 독립적인 온도 센서의 사용은 두개의 온도 센서보다 개선되어야 할 것이지만, 3개의 독립적인 온도 센서들은 센서로부터 유량계 전자계까지 3쌍의 배선이 필요하게 된다. 별도의 배선들은 유량계 전자계가 센서로부터 멀어지는 경우 비용이 많이 들 수 있다. 또한, 보상 알고리즘은 적절한 중량 인자를 다양한 온도에 인가시키는 것이 필요하게 되는데, 이는 케이스 온도가 밸런스 바아의 온도에 따라 유동 민감도면에서 동일하게 영향을 받지 않기 때문이다.
Flecken 등에 의한 미국 특허 제 4,768,384호는 유동관 온도와, 케이스 온도를 측정하는 센서의 사용에 의해 열 응력 보상이 제공되는 직선관형 코리올리 유량계를 개시한다. 수정 회로는 픽 오프 신호(pick off signal)를 수신하며 측정 결과에서 응력 및 온도의 영향을 배제한 수정된 출력 신호를 발생한다. Flecken 등의 유량계는 유동관의 탄성 계수 변화에 대한 보상을 만족할만하게 제공하도록 작동한다. 그 이유는, 이러한 보상이 유동관 온도의 결정과 온도, 탄성 계수 및 유량계 민감도들 간의 주지된 관계에 기초한 적절한 수정외에는 다른 것이 필요치 않기 때문이다.
또한 Flecken 유량계는 유동관 및 케이스 사이의 온도차이를 결정할 수 있으며 응력 보상을 할 수 있다. 그러나, Flecken에 따른 가정이 밸런스 바아의 온도에대하여 성립되어야 한다. 열적 정상 상태(thermal steady state) 조건에서는, 유동 물질 온도 및 주변 온도가 긴 시간주기동안 일정한 것으로 가정된다. 이러한 상태하에서는, 밸런스 바아와 유동관이 유동 물질의 온도에 따라 본질적으로 동일한 온도에 도달한다. 열적 과도 상태에서, 유동 물질은 온도상에서 유동의 초기 개시때와 같은 돌연 변화가 나타난다. 이러한 상태하에서는, 최초로 밸런스 바아와 케이스가 환경에 따라 동일한 온도를 가질 것이다. 유동관은 유동 물질에 따라 동일한 온도를 갖는다. 일반적으로, 유량계는 열적 과도 상태 및 정상 상태 조건 두가지를 모두 겪게 된다. 밸런스 바아 온도는 주변 온도에서 시작되며 유동 물질의 온도에 대하여 천천히 변화한다.
Flecken 유량계의 보상 알고리즘은 두개의 온도 센서가 유동관과 케이스에 있기 때문에 밸런스 바아 온도에 관한 가정이 있어야 한다. 그러므로 정상 상태와 과도 상태간의 구별이 되지 않는다. 이는 두개의 조건이 유동관에서 상이한 응력과 유량계에서 상이한 민감도를 나타내기 때문에 문제이다. 과도 상태에서는 밸런스 바아가 초기에 케이스 온도이고, 케이스와 밸런스 바아 양자는 유동관에 힘을 가한다. 정상 상태 조건에서는 밸런스 바아 온도가 유동관 온도와 거의 동일하고, 밸런스 바아는 케이스에 의해 가해지는 힘에 유동관이 저항하는 것을 보조한다. 그리하여 유동관은 열적 정상 상태 조건보다 열적 과도 상태에서 높은 응력을 겪게 된다. Flecken이 할 수 있는 최상의 보상은 밸런스 바아 온도가 유동관 및 케이스 온도 사이의 온도라고 가정되며 극단적으로 과도 상태 또는 정상 상태에서 부정확함을 겪는다.
코리올리 유량계에 대한 열 응력 보상을 제공하는 다른 종래의 기술은 미국 특허인 Hussain 등의 제 5,476,013호에서 나타난다. 이는 동일한 팽창 계수를 갖는 부품을 사용함으로써 얼마간의 열 응력 보상을 제공한다. 이는 모든 요소들이 동일한 온도일때에 열 응력을 배제하지만, 상이한 구성들이 상이한 온도를 갖는 일반적인 상황은 제시하지 않았다. 미국 특허인 Van der Pol의 제 5,381,697호에서는, 첫번째 실시예에서 유동관의 온도를 측정하기 위한 두개의 온도 센서를 사용하여 열 응력 보상을 제공하는 코리올리 유량계를 개시한다. 두번째 실시예는 유동관의 길이 변화 센서와 함께 유동관상에서 온도 센서를 사용한다. 이론상으로, 이는 정확한 열 응력 보상을 제공한다. 그러나, 이는 유동관의 길이 변화를 측정하기 위한 수단이 온도 센서처럼 단순하지 않거나 신뢰성이 없다는 문제를 갖는다.
유동의 측정에 부가하여, 직선관형 유량계의 밀도 측정도 열 응력에 의해 저급해진다. 코리올리 유량계는 유동 물질의 정확한 밀도 측정을 제공하는 것으로 알려져 있다. 밀도는 유동관이 진동될 때의 공진 주파수로부터 결정된다. 곡선관형 유량계에서, 공진 주파수는 온도에 따라 관의 탄성 계수의 변화가 수정되어야 한다. 또한, 미국 특허 제 5,295,084호에서 나타난 바와 같이 수정은 질량 유동율에 따라 공진 주파수의 점진적인 감소를 가져야 한다. 직선관형 유량계는, 추가적으로 유동관의 열 응력에 대한 보상이 필요하다. 유동관 공진 주파수는 유동관이 팽창됨으로써 증가하며 마치 키타의 줄처럼 압축될 때 떨어진다. 이러한 주파수 변화가 보상되지 않는 경우에는, 팽창중인 유동관은 밀도에 대하여 잘못된 낮은 판독을 나타낼 것이며 압축중인 유동관은 잘못된 높은 밀도 판독을 나타낼 것이다. 종래 기술의 유량계가 유동관의 열 응력에 대한 결정에서의 결함은 밀도 측정에 대한 부정확성을 유발한다.
단일관 직선관형 유량계는 밀도 측정에서 이중관이 갖지 않는 다른 문제가 있다. 이중관 유량계에서 물질 밀도가 변화할 때에는, 각각의 유동관에서의 유체의 질량은 그 동일한 양만큼 변화하므로 진동하는 질량은 유동관을 채운 물질이외의 어떠한 질량도 수반하지 않은 채 평행을 유지한다. 단일관 직선관형 유량계에서는 물질 밀도가 변화할 때, 유동관의 질량이 변화하는 반면에 밸런스 바아의 질량은 변화되지 않고 유지된다. 이러한 질량의 불안정의 결과에 따라, 진동 노드(vibration nodes)의 위치는 변한다. 진동 노드는 유동관과 밸런스 바아 사이의 정체 구역(브레이스 바아; brace bar)에서 그 두 부재와 함께 진동하지 않으면서 존재한다. 진동 노드는 물질 밀도가 감소되는 경우 밸런스 바아를 향해 이동하며 물질 밀도가 증가되는 경우에는 유동관을 향해 이동한다. 물질 밀도가 증가되면서, 유동관과 함께 진동하고 있던 노드의 영역 근처에 있는 유량계 요소들은 마침내 밸런스 바아와 함께 진동하게 된다. 유동관을 향한 노드 영역의 이동은 질량을 육중한 부재로부터 가벼운 부재까지 전달한다. 이는 유량계 평형을 유지하기위한 효과적인 방법이지만, 밀도 측정에 대한 문제를 야기한다.
이중관 유량계에서, 밀도 캘리브레이션은 공기에 따른 진동 및 물에 따른 진동의 유동관 진동 주기(주파수 역전)를 측정함으로써 실행된다. 유동관 진동 주기의 제곱은 물질 밀도에 비례한다. 그러므로 유동관 진동 주기 제곱에 대한 밀도의 그래프는 직선 라인으로 산출된다. 이 라인은 다르게 측정된 유동관 진동 주기(온도 및 응력에 대하여 수정된)에 대하여 물질 밀도를 측정하기 위해 보간(interpolate)되거나 외삽(extrapolate)되는데 사용된다. 물론, 직선 라인과 보간법 모두는 유량계 전자계에서 수학적으로 엄밀하게 진행된다.
단일관 유량계에서는, 유동관 진동 주기 제곱에 대한 물질 밀도의 그래프는 직선 라인이 아닌데, 그 이유는 질량이 노드 영역의 변이(shift)에 따라 전달되기 때문이다. 물질 밀도가 증가하는 경우, 노드 변이는 다소 증가된 질량을 밸런스 바아에 전달하므로 유동관 진동 주기는 이중관 유량계에서처럼 증가하지는 않는다. 이와 유사하게, 물질 밀도가 감소하는 경우, 노드 변이는 다소간의 질량을 밸런스 바아로부터 유동관으로 전달하므로 이중관 유량계에서처럼 감소하지는 않는다. 이러한 질량 전달의 결과는 캘리브레이션을 위하여 공기 및 물의 밀도에 의해 결정된 직선 라인을 사용하는 방법이 유량계의 밀도 출력에서 오류를 유발하게 된다. 0.8에서 1.2 gm/㏄까지의 밀도를 갖는 물질을 이용한 3점 밀도 캘리브레이션은 그러한 밀도로부터 보간된 밀도까지에서의 정확한 곡선을 제시하지만, 비용이 고가이며 3개의 상이한 밀도 물질을 이용하는데 대한 어려움이 상당하다.
그리하여, 이는 직선관형 유량계에 대한 보상 마련이 유량계의 모든 주요 요소들에 관한 정확한 온도 정보에 기초되지 않는 경우에는 정확한 유동정보 및 밀도 정보를 제공할 수 없다는 것을 나타낼 수 있게 된다. 또한 이는 밀도에 대한 유량관 진동 주기 제곱의 관계식에 대한 비선형성을 고려하지 않는 경우에는 정확한 밀도 정보를 제공할 수 없다.
본 발명은 직선관형 코리올리 유량계에서 밀도 측정뿐만 아니라, 질량 유량 및 밀도 보상을 제공하는 방법과 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명이 구체화된 유량계의 단면도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예의 회로도,
도 3은 본 발명의 가능한 제 2실시예의 회로도,
도 4는 유동관 진동 주기 제곱에 대한 밀도의 그래프,
도 5는 밀도 오류에 대한 밀도의 그래프,
도 6은 밀도 오류에 대한 유동관 진동 주기의 변화를 나타낸 그래프,
도 7은 물질 질량 유동율을 결정하는 본 발명의 방법을 도시한 플로우 챠트,
도 8은 물질 밀도를 결정하는 본 발명의 방법을 도시한 플로우 챠트.
직선관형 코리올리 유량계에 대한 열 응력 보상을 제공하는 본 발명의 방법과 장치에 의하여 전술한 문제들이 해결되며 본 기술분야의 장점들이 달성된다. 본 발명은, 종래 기술의 유량계에서처럼, 유동관 상에서의 단일 온도 센서와 유량계의 다른 부품 상에서의 온도 센서의 네트워크를 사용함으로써 이러한 문제들을 극복한다. 유동관 센서는 두가지 기능을 담당한다. 한가지 기능은 온도에 따른 유동관의 강성도(탄성 계수)에서의 변화에 대한 보상에 사용되는 온도를 제공한다. 다른 하나의 기능은 유동 감도 및 밀도의 영향에 대하여 보상하는 열 응력 계산을 위한 기준 온도를 제공한다.
본 발명의 열 응력 보상은 유량계의 유동관에 부착된 속도 센서(픽 오프)와 연관된 기능이다. 유동관은 물질이 유동하는 상태에서 그 공진 주파수로 진동한다. 이는 유동관에서 픽 오프에 의해 감지되는 코리올리 편향을 유발한다. 두개의 픽 오프에서 출력된 신호간의 위상차는 물질의 질량 유동율에 비례한다. 공진 주파수는 물질 밀도의 제곱근에 반비례한다. 픽 오프 위상은 지연되며 공진 주파수는 질량 유동율과 밀도 정보를 산출하기 위해 수신된 신호를 처리하는 유량계 전자계 회로에 인가된다. 그러나, 온도 상태, 물질 밀도 그리고 유량계의 유동율에 대한 수정을 제공하도록 유량계 전자계는 유동율 및 밀도에 대한 유량계의 비례 상수를 보상하는 것이 필요하다.
본 발명의 방법과 장치는 코리올리 유량계의 다양한 부품간의 온도 차이에 의해 야기되는 문제들을 최소화시킨다. 본 발명은 유량계에서 진동발진 시스템(oscillating system)의 탄성 계수 변화에 대한 온도 보상을 제공한다. 또한본 발명은 유량계에서 요소들간의 온도 차이에 대한 열 응력 보상을 제공한다. 이러한 요소들은 기본적으로 유동관, 밸런스 바아 그리고 케이스로 구성된다.
본 발명의 방법과 장치는 정상 상태 및 유동관, 밸런스 바아와 유량계 케이스 사이에서의 과도 상태 양자간의 온도 차이를 감지하도록 유량계의 다양한 부품상에서 다수의 센서를 제공함으로써 출력 데이터의 열 응력 보상을 달성한다. 본 발명은 유동관 상에 하나 이상의 센서를 제공하며 또한 밸런스 바아 상에서 다수의 센서 뿐만 아니라 케이스 상에서 하나 이상의 센서를 제공한다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 케이스 커넥터 링크 및/또는 유량계의 케이스 단부 요소를 포함한 다른 유량게 부품상에서 다른 센서가 제공될 수 있다.
본 발명에 따라, 유동관 상의 온도 센서는 유동관 온도 정보를 제공하도록 한쌍의 배선에 의해 유량계 전자계에 연결된다. 밸런스 바아와 케이스 상에서의 다른 센서들은 네트워크에 연결된다. 또한 네트워크는 한쌍의 배선에 의해 유량계 전자계로 연결된다. 네트워크 내의 센서뿐만 아니라 유동관의 온도 센서는, 온도에 따라 저항을 증가시키는 저항기인 RDTs가 될 수 있다. 유량계 전자계는 유동관 RTD에 연결된 두개의 배선중 하나를 통해 전압을 인가한다. 다른 배선은 회수 또는 접지 배선으로 역할을 한다. 이와 유사하게, RDT 네트워크는 두개의 배선중 하나를 통해 유량계 전자계로부터 전압이 인가되고, 다른 배선은 RDT 네트워크의 회수 또는 접지 배선이다. 유동관 온도 센서의 접지 배선과 네트워크 센서의 접지 배선은 유량계에서 조합될 수 있으므로 온도 정보를 유량계 전자계로 보내기 위해서는 단지 3개의 배선만이 필요하다. 유동관 센서의 저항과 네트워크 센서의 저항은 오옴의 법칙을 이용한 각각의 회로에서의 전류로부터 전자계에서 결정된다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나의 센서는 종래 기술과 같이 유동관에 설치된다. 또한, 센서는 케이스 벽부에 설치되며, 다른 센서는 밸런스 바아의 단부에 설치되며 또 다른 센서는 밸런스 바아의 중앙에 설치된다. 이러한 3개의 센서들(유동관상에서의 하나를 제외한)은 유량계 전자계로 연결되는 두개의 배선 출력을 갖는 네트워크를 형성하도록 직렬로 연결된다. 이런 네트워크를 포함한 3개의 센서들은 유동관에서 응력을 일으킬 수 있는 유량계내의 온도 조건을 나타내는 정보를 유량계 전자계에 제공한다. 센서들이 직렬로 연결되어 있기 때문에, 센서들은 네트워크내에서의 센서 온도의 합을 제공한다. 네트워크 센서의 직렬은 센서가 연결되거나 접촉된 요소의 특정 온도를 지시하는 정보를 유량계 전자계에 제공하지 않는다. 대신에, 네트워크의 센서들은 유동과 밀도 출력 정보를 보상하기 위해 유량계 전자계에 의해 사용되는 합성된 열적 정보를 나타낸다. 3개의 센서가 직렬로 연결되기 때문에, 네트워크의 출력 신호는 밸런스 바아, 케이스 또는 임의의 특정한 유량계 요소의 개별적인 온도를 나타내지는 않는다.
온도 센서의 네트워크 목적은 유량계의 유동 민감도의 변화를 정확하게 예측하기 위한 유동관 온도 신호와 관련하여 사용될 수 있는 단일 온도 신호를 출력하기 위함이다. 네트워크내의 온도 센서의 위치와 갯수는 중요하다. 밸런스 바아와 같은 유동관내의 열 응력에 크게 충돌하는 유량계 요소들은 몇개의 센서를 가질 수 있다. 플랜지와 같은 요소들은 유동관내의 열 응력에 충돌하지 않으며 이들은 온도 센서를 가지지 않는다. 케이스 온도는 유동관 응력상에 중간 충돌을 가지므로 중간정도의 개수의 센서들을 갖는다.
유동관 응력으로의 유량계 요소의 충격은 얼만큼의 충격이 유동관에 가해질 수 있는지에 비례하다. 밸런스 바아로부터의 힘은 강성 브레이스 바아를 통해서 유동관의 활성화되는 부분에 직접 가해진다. 케이스로부터의 힘은 유동관중에서 활성화되지 않는 부분에 가해지며 나누어져 유동관과 밸런스 바아의 활성화되는 부분 양쪽에 의해 저항을 받는다. 이 힘은 케이스에 의해 가해지므로 밸런스 바아에 의해 가해지는 힘보다 약한 충격이다. 센서 네트워크가 열 응력을 나타내는 온도 신호를 출력하기 위하여, 케이스보다 더욱 무거운 밸런스 바아의 중요성에 대한 심사숙고가 필요하다. 예를 들어, 밸런스 바아의 온도가 케이스 온도에 따라 두번의 효과를 갖는다면, 두개의 센서들은 밸런스 바아에 놓여질 수 있으며 하나는 케이스에 놓여진다. 이러한 직렬된 센서(RTD)들의 배선은 전체 온도(저항)를 부여한다. 전체를 3개로 나누는 것은 케이스에 따른 두번의 중요성을 밸런스 바아 온도에 부여하는 가감된 평균 온도를 부여한다. 유량계 전자계에서 가감된 평균 네트워크 온도는 유동관 응력 보상에 대하여 유동관 온도로부터 뺄셈이 된다.
전술한 예시에서, 케이스와 밸런스 바아가 동일한 온도이거나 또는 상이한 온도인지의 여부에 대한 차이가 없어지게 되는데, 그 이유는 유동관 응력으로의 충격에 따라 가감되기 때문이다. 예를 들어, 유동 민감도(응력)는 유동관, 밸런스 바아 및 케이스에서 모두 70 등급으로 동일하거나 유동관에서는 70이고, 밸런스 바아는 75이며, 케이스에서는 60 등급 정도이다. 이러한 이유는 (75+75+60)/3의 가감된 평균이 70과 동일하기 때문이다. 물리적인 중요성은 60 등급 정도의 케이스 압축이75 등급 정도의 밸런스 바아의 팽창에 의해 계산되므로 유동관에서는 축선상의 하중이 나타나지 않는다는 것이다.
직렬로 연결된 다중 RTD들을 사용하는 다른 장점은, 정확한 보상의 측면에서, 요소의 평균 온도가 전체 팽창이나 가해지는 힘을 결정하는데 사용되어야 한다는 것이다. 어떠한 것도 평균 온도를 제시할 수 없다. 밸런스 바아 단부 부근의 RTD는 유체 온도의 변화 이후에 온도 변화의 변화를 신속하게 등록하지만, 밸런스 바아 중앙에서의 온도는 시간당 단부 온도에 뒤떨어질 것이다. 밸런스 바아에서 직렬로 연결된 두개의 RTD들중 하나를 중앙에 가지며 하나를 단부 부근에 갖는 것은, 평균 온도의 좀더 정확한 표시를 제시하게 되므로 밸런스 바아의 팽창을 표시한다. 밸런스 바아에서 4개의 RTD들이 있고 두개가 케이스에 있게 되면 하나가 가감되도록 여전히 두개를 유지하는 동안에 더욱더 정확한 표시를 제시한다. 또는, 케이스 온도에 대하여 밸런스 바아의 상대적인 중요성이 다소 다른 비율이라면, 적절한 갯수의 RTD들이 각 부재상에 위치될 수 있다.
온도 센서의 또 다른 장점은 유동관 센서에 합산되는 전체 네트워크가 케이스 공급 통로를 통해 전달기(transmetter)까지 단지 3개의 배선(공통 접지 배선을 이용한)만이 필요하다는 것이다. 본 발명은 모든 개별적인 온도를 처리하기 위해 전자계로 전달하기 보다는 RTD 네트워크에서 적절한 가감과 평균화를 행한다.
본 발명은 유동관 온도 및 픽 오프와 공진 주파수 사이의 시간 지연에 따른 직렬 센서의 합성 온도에 개선된 물질 유동과 밀도 방정식을 제공한다. 이러한 방정식은 종래 기술의 유량계보다 개선된 정확성을 갖는 유동율과 밀도를 계산한다.
본 발명의 관점에서는 다음과 같다.
유동관과 밸런스 바아를 갖는 코리올리 유량계의 출력 데이터에 대한 보상을 제공하기 위한 방법과 장치는, 사용시에 역전되는 주파수로 진동되고, 전술한 유량계는 진동하는 유동관을 통해 물질 유동에 응답하는 진동 유동관의 코리올리 편향을 발생한다.
전술한 방법은 다음의 방법을 포함한다.
진동하는 유동관의 코리올리 편향을 나타내는 제 1신호를 발생하는 단계;
유동관의 온도를 나타내는 제 2신호를 발생하는 단계;
유동관을 제외한 유량계의 다수의 요소들의 열적 상태를 나타내는 제 3신호를 발생하는 단계;
유동관의 열적 상태와 다수의 유량계 요소들에 대한 정보를 발생시키도록 제 2신호와 제 3신호를 이용하는 단계;
유량계를 통해 유동하는 물질에 관련되는 출력 데이터를 보상하도록 열적 상태에 대한 정보를 이용하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서, 전술한 제 2신호를 발생하는 단계는 유동관에 연결된 센서로부터 유동관의 온도를 나타내는 신호를 얻는 단계를 포함한다.
그리고, 전술한 다수의 요소들의 열적 상태를 나타내는 제 3신호를 발생하는 단계는 다음의 단계를 포함한다.
다수의 유량계 요소에 추가 센서들을 연결하는 단계;
네트워크를 형성하도록 추가된 센서들의 출력을 연결하는 단계;
다수의 요소들의 합성 신호를 나타내는 네트워크의 출력으로부터 제 3신호를 얻는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서, 전술한 다수의 요소들은 밸런스 바아와 케이스를 포함하고, 추가 센서들을 연결하는 단계는 다음의 단계들을 포함한다.
케이스에 제 1센서를 접촉하는 단계;
밸런스 바아에 하나 이상의 센서를 접촉하는 단계;
네트워크를 형성하기 위해 제 1센서와 하나 이상의 추가 센서의 출력을 연결하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서, 전술한 추가 센서들의 출력을 연결하는 단계는 다음의 단계를 포함한다.
이는 즉, 네트워크를 형성하기 위해 직렬의 추가 센서들의 출력을 연결하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치는 두개 이상의 컨덕터를 통해 네트워크를 유량계 전자계로 연장하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서 전술한 보상의 단계는 물질의 질량 유동율에 관계된 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서 전술한 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계는 다음의 단계들을 포함한다.
보상되지 않은 질량 유동율을 결정하는 단계;
탄성 계수 보상을 유도하는 단계;
열 응력 보상을 유도하는 단계; 그리고
보상되지 않은 질량 유동율과 탄성 계수 보상과 열 응력 보상을 수정도니 유동율을 유도하는데 이용하는 단계를 포함한다.
전술한 보상되지 않은 유동율의 단계를 특징으로 하는 본 방법과 장치에 있어서, 다음의 식을 푸는 단계를 포함한다.
즉, FCFㆍ(Δtmeas- Δt0).
여기에서,
FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
Δt0= 영"(0)"의 물질 유동에서의 시간 지연.
전술한 탄성 계수를 유도하는 단계를 특징으로 하는 방법과 장치에 있어서, 식 (kft1ㆍTf)을 푸는 단계를 포함한다.
여기에서,
kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수에 기초한 유량계 상수,
Tf= 유동관 온도.
전술한 열 응력 보상을 유도하는 단계를 특징으로 하는 본 방법과 장치는 식 (kft2( Tf- Tcom))을 푸는 단계를 포함한다.
여기에서,
kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
Tf= 유동관 온도
Tcom= 네트워크 센서들의 온도.
전술한 밀도 보상을 유도하는 단계를 특징으로 하는 본 방법과 장치는 식 kft3ㆍ(τct- k2)을 푸는 단계를 포함한다.
여기에서,
kft3= 유동관에서의 밀도 효과에 대한 유량계 상수,
τct= 온도 보상된 유동관 진동 주기,
k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수.
전술한 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계를 특징으로 하는 본 방법과 장치는 식을 풀게 됨으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 단계를 포함한다.
여기에서,
= 질량 유동율,
FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
Δt0= 영"(0)" 의 물질 유동에서의 시간 지연,
kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
kft3= 유동중 밀도 효과에 대한 상수,
k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션의 시간에 결정된 유동관 진동 주기 상수,
Tf= 유동관 온도,
Tcom= 네트워크 센서의 온도,
τct= 온도 보상된 유동관 진동 주기.
전술한 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계를 특징으로 하는 본 방법과 장치는 식을 풀게 됨으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 단계를 포함한다.
여기에서,
= 질량 유동율
= FCF(Δtmeas-Δt0),
MODcomp= kft1ㆍTf
STRESScomp= kft2ㆍ(Tf- Tcom)
DENSITYcomp= kft3ㆍ(τCT- k2)
본 방법과 장치에서, 전술한 보상을 하는 단계는 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하기 위한 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서, 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 얻기위한 단계는,
메모리로부터 상수를 입력하도록 유량계를 구성하는 단계;
상수를 유도하도록 유량계를 캘리브레이션하는 단계;
보상되지 않은 유동율을 결정하는 단계;
유동에 대하여 수정된 보상되지 않은 유동관 주기를 결정하는 단계;
유동, 탄성 계수, 및 응력에 대하여 보상된 유동관 주기를 결정하는 단계;
선형 밀도 방정식을 결정하는 단계;
보상된 유동관 주기와 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유량계 상수인 k2사이의 차이와 동일하게 유동관 주기의 차이를 결정하는 단계; 그리고
유량계 상수 c3와 유동관 주기차의 제곱을 곱한 결과와 유량계 상수 c4에 유동관 주기차를 곱한 결과에 1을 더하여 선형 밀도 방정식을 곱하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서 물질에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는, 유량계 전자계의 메모리로부터 상수들인 a1, a2, c3, c4및 Fd를 입력하도록 유량계를 구성하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는, 상수인 c1, c2, t0, k2및 Δt0를 결정하도록 유량계를 캘리브레이션하는 단계를 포함한다.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는,= FCF(Δtmeas-Δt0)을 결정하는 단계를 포함한다.
여기에서,
FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
Δt0= 영"(0)" 의 유동에서의 시간 지연.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는를 계산하는 단계를 포함한다.
여기에서,
τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
= 질량 유동율,
Fd= 밀도 유동 효과 상수.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 보상된 출력 데이터를 유도하는 단계는 식,을 계산하는 단계를 포함한다.
여기에서,
τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
a1& a2= 탄성 계수와 응력에 대한 유동관 진동 주기 온도 수정 상수,
τfd= τm-ㆍFd= 질량 유동에 대한 유동관 진동 주기 보상,
τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
= 질량 유동율,
Fd= 밀도 유동 효과 상수.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 선형 밀도 방정식인에 의해 결정된 물질 밀도의 편차를 계산하는 단계를 포함한다. 여기에서, c1,c2는 상수이며는 보상된 유동관 주기 제곱이다.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 비 선형 요소들인와 조합하도록 식,을 변형하는 단계를 포함한다.
여기에서,
τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
ρm= 결정된 물질 밀도,
k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
c1, c2, c3& c4= 단일관 물질 밀도 수정 상수.
본 방법과 장치에서 물질의 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 식,로부터 물질의 밀도를 계산하는 단계를 포함한다.
여기에서,
ρm= 결정된 물질 밀도,
k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
c3& c4= 단일관 물질 밀도 수정 상수.
본 방법과 장치에서 값, τcp는 식,을 풀게 됨으로써 결정된다.
여기에서,
a1ㆍTf= 밀도에 영향주는 탄성 계수,
a2(Tf- Tcom) = 밀도 온도 수정 상수
a1와 a2= 밀도에 영향주는 탄성 계수 및 열 응력에 관계된 유량계 상수.
본 방법과 장치에서 밀도에 관하여 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 식, ρm= (Densitylinear)[1+ c3(ΔPeriodcomp)2+ c4(ΔPeriodcomp)]을 푸는 단계를 포함한다.
여기에서, Densitylinear= 선형 밀도 방정식에 의해 결정된 밀도.
(ΔPeriodcomp)항은 보상된 유동관 진동 주기(τcp;온도, 응력 및 유동에 대한)와 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유동관 진동 주기 상수(k2) 사이의 차이이다.
본 방법과 장치는 cfm의 물질 유동의 밀도를 결정하도록 cfm으로 작동하며, 본 방법은 다음의 단계, 즉;
유량계 파라메터인 a1, a2,c3, c4를 결정하도록 cfm을 구성하는 단계;
두점에서의 선형 캘리브레이션 방법을 이용하여 유동하는 물질의 밀도에 대하여 cfm을 캘리브레이션하는 단계;
캘리브레이션 계수인 c1, c2를 결정하는 단계;
선형으로부터 cfm 캘리브레이션의 편차를 감산하도록 1+ c3(τcp- k2)2+ c4(τcp- k2)에 선형 캘리브레이션 곡선을 조합함으로써 cfm에 대한 비 선형 캘리브레이션 곡선을 얻는 단계;
실제 유동관 주기를 측정하는 단계;
a1, a2, Tf, Tcom을 이용하여 보상된 유동관 주기를 결정하는 단계; 그리고
비 선형 캘리브레이션 곡선을 이용하여 물질의 밀도를 결정하는 단계를 포함한다.
도 1은 코리올리 유량계(100)와 유량계 전자계 요소(130)를 개시한다. 유량계(100)는 유동관(101) 및 서라운딩 원통형 밸런스 바아(102)를 둘러싸는 원통형 케이스(103)를 갖는다. 유동관(101)은 좌단부(101L) 및 우단부(101R)을 갖는다. 유동관(101)과 그 단부들은 유동관(101)의 유입단(107)으로부터 유출단(108)까지 유량계의 전체 길이를 연장한다. 밸런스 바아(102)는 그 단부(105)에서 원형 브레이스 바아(114)에 의해 유동관(101)에 연결된다. 원형 브레이스 바아(114)는 유동관(101)을 수용하기 위한 중앙 개구부를 갖는다. 밸런스 바아(102)의 단부들은 단부(105)에서 접합에 의해, 얇은 스트립인 케이스 연결 링크(110)의 내측 단부에 연결된다. 케이스 연결 링크의 외측 단부는 케이스(103)의 내벽(112)에 연결된다. 각각의 케이스 연결 링크(110)는 비평면 밴드(111)가 구성된다.
케이스(103)는, 용접부(121)에서 시작되며 목부(124)를 갖추고, 이 목부로부터 축선상으로 용접 요소(122)까지 연장된 후에 플랜지(106)의 목부(125)에 연결되는 단부(128)를 갖는다. 원뿔 연결 요소(123)는 원형이며 케이스 단부(128)의 원형 목부(124) 내측으로 위치된다. 원뿔 연결 요소(123)는 유동관(101)의 단부(101L, 101R)들을 밀봉하여 수용하기 위하여 중앙 개구부를 갖는다. 케이스 연결 링크(110)와 원뿔 연결 요소(123)는 밸런스 바아(102)를 안정시킨 후에 케이스 벽부(103)에 대하여 바람직스럽지 못한 전달을 방지하므로써 유동관(101)을 안정시킨다.
플랜지(106)는 축선 외측 표면(138) 및 유동관 단부(101L)를 밀봉하여 플랜지(106)에 연결하는 순부(127)를 포함하는 내측 개구부를 갖는다. 표면(113)은 플랜지(106)의 외측 주변부이다. 요소(109)는 플랜지(106)의 축선 내측 표면이다. 요소(122, 121)는 용접부이다. 요소(125)는 플랜지(106)의 목부이다. 요소(105)는 케이스 연결 링크(110)와 밸런스 바아(102)의 내측 방사상 렉(inner radial leg)의 접합부일뿐만 아니라 밸런스 바아(102)의 단부에서의 접합부이다.
주지된 통상의 방법에서, 드라이버(D), 왼쪽 픽 오프(LPO) 그리고 오른쪽 픽오프(RPO)는 유동관(101)과 밸런스 바아(102)에 연결된다. 드라이버(D)는 유량계 전자계(130)로부터 경로(D; 도시안됨)상의 신호를 수신하여 물질이 충진된 유동관(101)의 공진 주파수와 반대 위상으로 드라이버(D)가 유동관(101)과 밸런스 바아(102)를 진동시키게 한다. 물질 유동과 함께 유동관(101)을 진동하는 진동발진은 주지된 방법으로 유동관의 코리올리 편향을 유발시킨다. 이러한 코리올리 편향은 컨덕터(LPO, RPO; 도시안됨)를 통해 유량계 전자계(130)로 전달되는 픽 오프의 출력과 함께 픽오프(LPO, RPO)에 의해 검지된다. 주지된 방법에서는, 픽 오프의 출력 신호들간의 위상차는 유동관(101)내의 물질 유동에 관계된 정보를 나타낸다. 유량계 전자계(130)는 컨덕터(137)에 인가되는 물질 유동의 다양한 파라메터들을 나타내는 출력 정보를 발생하도록 신호들을 처리한다. 이러한 파라메터들은 밀도, 질량 유동율 및 다른 물질 유동 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 열 응력 보상 방법과 장치는 센서(S1, S2, S3, S4)들에 의해 제어된다. 센서(S1)는 유동관(101)에 연결되며 컨덕터(134, 133)를 통해 유량계 전자계(130)로 유동관 온도 정보를 출력한다. 센서(S2, S3, S4)들은 출력 컨덕터(132, 134)를 갖는 네트워크를 형성하도록 직렬로 연결된다. 이러한 네트워크는 유동관(101)이 받게 되는 열 응력에 대하여 정보를 유량계 전자계로 전달한다. 컨덕터(134)는 유동관 센서(S1)와 네트워크 케이스 센서(S4) 양자를 공통 접지하는 배선이다. 그리하여, 유동관 센서(S1) 및 두개의 배선으로 직렬된 네트워크 센서(S2, S3, S4) 모두는 컨덕터(134)를 공유한다. 이는 공급 관통부(131)를 통해 유량계 전자계(130)로 연장되어야 하는 컨덕터의 수를 최소화시킨다. 유량계 전자계는 종종 유량계(100)에 대하여 원격되어 위치된다. 유량계(100)로부터 공급 관통부(131)를 통해 원격되어 위치된 유량계 전자계 요소까지 연장되어야 하는 컨덕터의 갯수를 최소화시키는 것이 바람직하다.
도 2의 설명
센서(S1, S2, S3, S4)들의 회로가 도 2에 도시된다. 유동관 센서(S1)는 컨덕터(133)와 공통 컨덕터(134) 사이에 연결된다. 센서(S2, S3, S4)들은 컨덕터(132)와 공통 컨덕터(134) 사이에서 직렬로 연결된다. 터미널(201)은 컨덕터(134)와 센서(S1, S4)의 접합부이다. 센서(S1, S2, S3, S4)들은 특징적으로 0℃의 공칭 온도(nominal temperature)에서 100 오옴(ohms)의 표준 저항을 갖는 RTD들일 수 있다. 각각의 RTD 저항은 매 1℃ 온도 변화에 대하여 0.39 오옴의 계수로서 온도의 변화에 따라 가변된다.
RTD(S1)는 유동관(101)에 설치되며 유동관 온도 변화에 따라 그 저항이 가변된다. 이러한 저항 정보는 컨덕터(133, 134)를 통해, 공급 관통부(131)를 통과하여 유량계 전자계(130)로 인가된다. 유량계 전자계(130)는 이러한 정보를 처리하여 유량계 전자계(130)의 메모리로 프로그램된 정보를 이용하여 유동관 온도로 변환한다. 센서(S2, S3)들은 센서(S3)가 밸런스 바아의 단부 부근에 위치되면서 센서(S2)가 밸런스 바아의 중간부 근처에 위치되어 밸런스 바아(102)에 설치된다. 센서(S4)는 케이스(103)의 내측 벽부(112)에 연결된다. 유동관(101)이 받게되는 응력은 기본적으로 유동관과 밸런스 바아 사이의 온도차에 의하여 결정된다. 좀더 좁은 범위에서, 유동관 응력들은 케이스 온도에 의해서도 영향받는다. 밸런스 바아 온도가유동관 응력을 결정하는데 더욱 중요하기 때문에, 본 발명은 밸런스 바아상에 두개의 센서와 케이스 벽부상에 하나의 센서들을 사용한다. 이 3개의 센서들이 직결로 연결되므로, 그리고 3개의 센서들중 2개의 센서가 밸런스 바아에 있기 때문에 컨덕터(132, 133)에서의 네트워크 출력은 밸런스 바아(102)에 유리하게 비중을 둔다.
유량계는 긴 간격을 기초로 케이스와 유동관 사이에 온도차가 존재하는 조건에 놓일 수 있다. 또한, 유량계는 상이한 온도의 물질이 유동관을 통과할 때 유동관이 급격하게 온도가 변화하는 온도 조건에 놓일 수 있다. 센서(S1, S2, S3, S4)들은 이러한 모든 조건이 발생되는 동안에 정보가 경로(132, 133, 134)를 거쳐 전자계(130)로 인가시키는 기능을 하는데, 여기에서 전자계는 정보를 처리하고, 유동관 응력 정보로 변환하며 유량계의 출력 데이터를 보상하여 수정한다.
도 3의 설명
도 3은 2개의 센서들이 전기적으로 상호 병렬되며 네트워크내의 다른 센서들은 직렬된 온도 네트워크에 대한 회로 다이아그램이다. 만일 병렬 연결된 센서들이 RTD인 경우에는, 그 저항은 거의 동일할 것이며 그 순저항(net resistances)은 표준 RTD 저항의 대략 절반 정도일 것이다. 그리하여, 병렬된 센서들은, 케이스 단부 또는 케이스 연결 링크와 같이 유동관 응력이 매우 적게 임팩트되는 위치에 사용될 수 있다. 도 3에서 네트워크의 "평균(average)" 온도는 네트워크의 전체 저항을 2.5로 나누게 함으로써 얻어질 수 있다.
질량 유량 보상에 대한 설명
곡선관형 이중관 유량계는 열 응력의 효과와 유체의 비중 변화에 영향받지않는다. 그의 유동 민감도는 단지 유동관의 탄성 계수에 대한 온도 효과에 의해서만 변경된다. 이중 곡선관형 코리올리 유량계의 기본 질량 유동 방정식은 다음과 같다.
방정식 1
여기에서,
FCF = 유동 캘리브레이션 인자(상수),
Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
Δt0= 영"(0)" 유동에서의 시간 지연,
kft1= 유동관 계수에 따라 변하는 유동 민감도에 기초한 상수,
Tf= 유동관 온도.
직선관형 단일관 유량계에 대하여, 질량 유량 캘리브레이션 인자는 케이스/밸런스 바아 및 유동관 사이의 온도 구배와 유체 비중의 변화에 기인하여 변이될 수 있다. 직선관형 코리올리 유량계의 요소들 사이의 온도 구배를 측정하기 위하여, 본 발명은 유량계에 직렬된 3개의 RTD(두개는 밸런스 바아에, 1개는 케이스상에)를 위치시켜 합성 시스템 온도를 얻어내도록 한다. 그리하여, 이런 합성 시스템 온도는 열 응력 보상을 위한 질량 유량 방정식이 있는 본 발명에 의해 사용된다. 본 발명에 의해 방정식 1에 추가되는 추가 온도 항은 다음과 같이 얻어진다.
방정식 2
여기에서,
kft2= 열 응력에 따라 변화하는 유동 민감도에 기초한 상수,
Tcom= Tseries/3 이고, 여기에서 Tseries= 3개의 직렬된 RTD의 합.
본 발명의 방법과 장치는 또한 방정식 2에 하나 이상의 항을 추가하여 직선관형 코리올리 유량계에 대하여 수정되며 보상된 출력 데이터를 유도하도록 한다. 추가된 항은 유량계의 유동 민감도에 대한 유체 밀도 효과를 보상한다. 이러한 항에 대한 필요한 설명은 후술한다.
단일관형 유량계는 유동관과 밸런스 바아 사이의 속도차를 측정하는 픽 오프를 갖는다. 픽 오프는 유동과 사인 곡선형 속도간의 시간 지연에 따라 코리올리 힘이 나타나는 유동관상에 위치한다. 밸런스 바아에는 코리올리 힘이 나타나지 않으므로, 밸런스 바아 픽 오프 위치에서의 속도 사이에는 최소한의 시간 지연이 있게 된다. 각각의 픽 오프 출력 신호가 픽 오프 위치에서 유동관과 밸런스 바아 속도간의 차이에 비례하기 때문에, 각각의 픽 오프 신호는 위상 변이된 유동관 속도와 최소로 위상 변이된 밸런스 바아 속도의 벡터 합이 된다. 유체 밀도가 변하는 경우, 유동관과 밸런스 바아 사이의 진동 진폭율은 운동량(momentum)을 보존하도록 변화한다. 이는 유동관 및 밸런스 바아의 속도 벡터가 길이를 변화시키며 그 벡터 합(픽 오프의 출력 신호)이 위상 또는 시간 지연을 변화시키는 결과를 가져온다. 물질밀도의 변화에 따른 출력 신호 위상의 이러한 변화는 밀도 보상 항을 제시한다.
결과적인 질량 유량 방정식은 다음과 같다.
방정식 3
여기에서,
= 질량 유동율,
FCF = 유동 캘리브레이션 인자,
Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
Δt0= 영"(0)" 유동에서의 시간 지연,
kft1= 온도에 따른 유동관 계수의 변화에 기초한 상수,
kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 상수,
kft3= 유동 민감도에서의 밀도 효과에 대한 상수,
k2= 밀도 캘리브레이션의 시간에 결정된 유동관 진동 주기 상수,
Tf= 유동관 온도,
Tcom= 네트워크 센서 온도,
τct= 방정식 5에서 논의되는 온도 보상된 유동관 진동 주기.
방정식 3의 항들은 후술되는 분류에 의해 보다 더 이해될 수 있다.
방정식 4
여기에서,
= FCF(Δtmeas-Δt0),
MODcomp= kft1ㆍT1
STRESScomp= kft2ㆍ(Tf- Tcom)
DENSITYcomp= kft3ㆍ(τCT- k2)
방정식 4의 보상안된 질량 유동율은 3개의 보상 항들에 의해 변경된다. 처음 두개의 항들은 온도에 대하여 보상한다. 첫째 항은 유동관 온도에 따른 유동관 계수(kft1)의 변화에 대한 보상을 나타낸다. 두번째 항은 열 응력 항이다. 열 응력 항은 유동관 온도 및 온도 센서들의 네트워크에 의해 산출된 합성 온도 사이의 차이에 비례한다. 방정식 4에서 세번째 보상 항은 유동 민감도의 밀도 효과에 대한 보상이다.
유동의 밀도 보상에 대한 설명
유동중의 밀도 효과에 대한 보상은 열 응력 보상과 유사하게 본 발명의 방법과 장치에 의해 제공되는 합성 온도 결정의 사용에 의해 종래 기술보다 개선된다. 밀도 보상 항은 질량 유동 방정식 4의 항인 DENSITYcomp로 나타난 바와 같이, 두개의 상수인 kft3및 k2와, 그리고 온도 보상된 유동관 진동 주기인 τct로 구성된다.유동관 진동 주기는 질량 유동율 보상에서의 물질 밀도를 간접 측정함에 따라 본 발명에 사용된다. 측정된 유동관 진동 주기는 유동관 탄성 계수와 유동관 열 응력의 변화에 대한 양자 모두에 대하여 물질 밀도 보상 효과가 충분하게 정확한 지시를 부여하도록 보상되어야 한다. 또한 유동율은 유동관 진동 주기에 작은 효과를 준다. 그러므로 물질 밀도를 결정할 때, 유동 효과(질량 유동율)을 고려할 필요가 있다. 그러나, 현재에는 유동관 진동 주기가 단지 질량 유동율의 밀도 효과에 대한 보상이 되도록 결정되어지고, 유동관 진동 주기의 유동율 효과는 작게 되므로 무시될 수 있다. 온도 보상된 유동관 진동 주기에 대한 방정식은 다음과 같다.
방정식 5
여기에서,
τct= 질량 유동 보상에 대한 온도 보상된 유동관 진동 주기,
τm= 측정된 유동관 진동 주기,
a1및 a2= 밀도 온도 수정 상수.
방정식 5는 온도에 따라 유동관 계수의 변화에 대한 a1ㆍTf와 열 응력에 기인한 강성도 변화에 대한 항인 a2 ㆍ(Tf- Tcom)의 근호하에 포함된다는 것을 주목하여야 한다. 열 응력 항은, 다시한번, 유동관 온도와 합성 온도 사이의 차이에 의해서 결정된다. 이러한 방정식은 온도가 보상된 유동관 진동 주기의 결정이 유량계의 합성 온도의 사용에 의한 종래 기술의 유량계보다 강화된다는 것을 나타낸다.
그리하여, 질량 유동 방정식(방정식 3)에서의 3개의 모든 보상 항들은 유량계의 합성 온도를 사용함으로써 정확성이 높아진다. 온도 계수 및 응력 항들은 직접적으로 강화되는 반면에 밀도 효과 항(3번째 보상 항)은 수정된 유동관 진동 주기의 좀더 정확한 결정에 의해 정확성이 높아진다. 밀도 효과에 대한 질량 유량의 보상인, 질량 유동 방정식의 3번째 보상 항은 단지 수정된 유동관 진동 주기를 필요로 하며, 유동되는 물질 밀도는 필요치 않다.
보상 상호작용에 대한 논의
방정식 2, 3, 4는 온도, 응력 및 유동되는 물질 밀도에 대한 보상이 상호작용한다는 가정을 사용하여 구성되었다. 상호작용은 밀도 보상의 계수 보상과 같은 보상의 보상이다. 방정식 4에서 각 보상에 숫자 1을 덧셈한 것은 상호작용 항의 원천이 된다. 상호작용은 보상되지 않은 유동율과 비교하여 하나 이상의 보상 항이 높은 값을 가질 때에만 상당히 중요하다. 예를 들어, 유동되는 물질 밀도가 극히 높은 경우(수은과 같이), 보상되지 않은 유동율은 실제 유동율보다 상당히 낮아질 것이며 밀도 보상 항은 커질 것이다. 만일 탄성 계수와 응력 보상이 단지 보상되지 않은 유동에 가해진다면 그들은 심각하게 낮아질 것이다. 이러한 상호작용을 고려함으로써, 탄성계수와 응력 보상은 밀도 보상에 의해 결정되는 유동의 양에도 가해질 것이다.
일반적으로 직선관형 단일관 유량계는 허용가능한 작동 온도와 허용가능한 유체 밀도의 범위가 제한된다. 이러한 제한은 방정식 4의 상호작용을 중요하지 않게 하며 상호작용 없이 사용될 수 있는 것을 포함하는 방정식 5.1에 나타난다..
방정식 5.1
일반적으로, 좀더 복잡한 방정식 4는 필요치 않게 되는데, 그 이유는 온도, 응력 그리고 밀도가 극단적인 경우들은 유량계의 허용가능한 제한으로부터 전체적으로 벗어나기 때문이다.
밀도 결정에 대한 설명
본 발명에 따른 물질 밀도의 결정에 대한 방정식은 곡선관형 이중관 유량계와는 다르다. 곡선관형 이중관 유량계에 대한 밀도 결정 방정식은 다음과 같다.
방정식 6
여기에서,
,
ρw= 물의 밀도,
ρa= 공기의 밀도,
τw= 물의 유동관 진동 주기,
τa= 공기의 유동관 진동 주기,
τm= 작동중의 유동관 진동 주기,
a1= 온도에 따라 변하는 유동관 탄성 계수에 기초한 상수,
Tf= 유동관 온도.
밀도 방정식 6은 곡선관형 이중관에 대한 것이다. 첫번째 항은 진동 스프링 질량 시스템의 공진 주파수에 대한 방정식으로부터 유도된다. 방정식 6은 두개의 추가적인 항들을 갖는다. 괄호 안의 두번째 항은 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 관계된 항이다. 마지막의 추가 항은 상수인 c2인데, 이는 밀도가 영(0)으로 될 때(유동관이 비었을 때) 유동관 진동 주기가 영(0)이 되지 않기 때문에 필요하다. 진동 주기가 영(0)으로 되지 않는 이유는 유동관이 비었을 때조차도 질량을 갖기 때문이다. 상수인 c1과 c2는 공기 및 물에 따른 밀도에 대하여 유량계를 캘리브레이션함으로써 결정된다. 공기와 물에 대한 공지된 밀도와 측정된 유동관 진동 주기, 상수 c1와 c2를 사용하는 것은 전술한 방정식에 대하여 계산되는 것이다.
방정식 6은 곡선관형 유량계가 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변이에 대한 항을 갖기는 하지만 열 응력에 대한 항이 없다는 것을 보여준다. 곡선관의 기하학은 열 응력이 중요치 않게 한다. 또한, 방정식 6은 비어있는 유동관이 여전히 질량을 갖는 다는 사실에 기인한 오프셋인 c2에 따라 측정된 유동관 진동 주기의 제곱에밀도가 직접적으로 비례한다는 것을 보여준다.
직선관형 단일관 유량계에서 유동하는 물질의 밀도 결정은 전술한 방정식 6에 따른 곡선관형 이중관 유량계보다는 좀더 복잡하다. 직선관형 단일관 유량계에 대하여 몇가지의 차이가 고려되어져야 한다. 첫째, 유동관의 진동 주기는 온도에 따른 탄성 계수 변화에 추가하여 열 응력에 대하여 보상되어야 한다. 유동관의 팽창 또는 압축이 밀도의 독립적인 유동관 진동 주기를 낮게 하거나 높게 할 수 있기 때문에 열 응력 보상이 필요하다. 밀도가 유동관 진동 주기 제곱에 비례하기 때문에, 응력 및 탄성 계수 변화에 대하여 관련된 보상의 제곱근은 유동관 진동 주기를 보상하는데 사용된다.
두번째는, 유동관 진동 주기는 질량 유량 효과에 대하여 보상되어야 한다. 미국 특허 제 5,295,804호는 진동 유량관의 주기는 높은 유동율에 따라 점차 증가한다는 것을 보여준다. 보상은 질량 유량 효과 또는 높은 유동율에서 판독된 밀도가 크게 오류가 되도록 해야 할 것이다. 이러한 보상은 이중관 곡선관형 유량계의 정확성을 개선하는데 사용될 수도 있다. 보상된 유동관 진동 주기에대한 본 발명의 개선된 방정식은 다음과 같다.
방정식 7
여기에서,
τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
τfd= 질량 유동 효과에 대한 보상된 유동관 진동 주기,
a1& a2= 탄성 계수와 응력에 대한 유동관 진동 주기 온도 수정 상수,
τfd= τm-ㆍFd= 질량 유동에 대한 유동관 진동 주기 보상,
τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
= 질량 유동율( Δtmeas- Δt0에 의해 평가될 수 있는),
Fd= 밀도 유동 효과 상수.
밀도 캘리브레이션은 통상 유동 캘리브레이션 이전에 행해지는데, 이는 방정식 7에서의 유동 보상 항인 τcp이 실 측정된 유동관 진동 주기와 동일하게 되는 유동이 없는 상태에서 밀도 캘리브레이션이 행하여 질 수 있기 때문이다. Fd뿐만 아니라 상수 a1과 a2는 주어진 크기의 모든 유량계에 대하여 동일한 유량계 상수이다. 이들은 폭넓은 테스트를 통해 결정되며 유량계가 구성될 때 유량계 전자계에 입력된다.
밀도 방정식은 방정식 7에서의 보상된 유동관 진동 주기인 τcp의 사용이 필요하다. 단일관 유량계의 밀도 결정은 이중관 유량계에서 단일관 유량계에 대한 보상된 유동관 진동 주기의 제곱이 밀도와 완전히 비례하지 않는다는 것과는 다르다. 밀도는 단일관 유량계에서 유동관 진동 주기의 제곱에 비례하지 않는데, 이는 유체밀도의 변화가 유동관과 밸런스 바아의 단부에 형성된 노드를 이동시키기 때문이다. 이러한 노드들의 이동은 유동관과 밸런스 바아 사이의 효과적인 질량 전달을 일으킨다. 질량 전달은 유체 밀도에 대한 유동관 진동 주기 제곱의 그래프를 이중관 유량계의 직선 라인에서보다 곡선지게 한다.
그리하여, 유체의 밀도 결정을 위한 방정식이 추가적인 항들(방정식 6의 것 이외의)을 가질 필요가 있다. 보상된 유동관 진동 주기와 물질 밀도 사이의 관계는 이후의 방정식에 의해 나타난다.
방정식 8
여기에서,
ρm= 유동하는 물질 밀도,
c1& c2= 두점의 밀도 캘리브레이션에 의해 결정된 상수,
k2= 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
c3& c4= 직선관 밀도 수정 상수.
방정식 8에서 괄호안의 첫번째 항은 방정식 6의 선형 밀도 항이다. 상수인 c1와 c2는 방정식 6에 따른 공기 및 물 캘리브레이션을 통해 결정된다. 방정식 8에서 추가된 항들은 탄성 계수, 응력 및 유동의 변화에 대하여 밀도 보상을 제공한다. 또한, 추가된 항들은 밀도의 변화에 따라 유동관과 밸런스 바아 사이에서 효과적인 질량 전달을 제공한다. 상수인 c3와 c4에 대한 항들은 이중관 유량계의 선형 관계로부터의 편향을 결정한다. 이는 주어진 유량계 크기에 대한 상수이며 폭넓은 테스트를 통해 결정된다. c3와 c4는 각각의 유량계에 대한 캘리브레이션이 필요하지 않다.
도 4의 설명
도 4는 직선관형 단일관 유량계와 곡선관형 이중관 유량계에서 유동관 진동 주기에 대한 물질 밀도의 그래프이다. 이중관 유량계를 나타내는 라인은 직선이다. 이러한 선형 관계는 이중관 유량계를 두개의 물질인 물과 공기에서 밀도에 대하여 캘리브레이션이 될 수 있도록 하는데, 이는 두점에서 직선 라인으로 형성되기 때문이다. 직선관형 단일관 유량계를 나타내는 곡선은 직선 라인으로부터 이탈된다. 이러한 이탈은 이전에 논의한 노드 영역의 위치 변화 때문이다. 직선관형 단일관에 대하여, 공기와 물의 캘리브레이션에 의해 얻어진 직선 라인의 사용은, 이중관 유량계에서 행해지는 것과 마찬가지로, 물보다 무거운 물질의 밀도에 대한 평가 이하에서 행해지며 물보다 가벼운 물질의 밀도에 대한 평가 이상에서 행해져야 한다. 도 4에서의 직선관형 단일관 유량계를 나타내는 비 선형 캘리브레이션 곡선은 상이한 밀도의 두가지 물질 이상을 사용한 캘리브레이션을 수행함으로써 결정될 수 있다. 그러나, 유량계 캘리브레이션에 대한 공기와 물 이외의 물질에서 캘리브레이션 포인트를 사용하는 것은 시간이 소비되며 값이 비싸게 된다.
도 5의 설명
도 5는 단일관 유량계에서 방정식 4의 표준 (이중관) 선형 밀도 방정식을 이용하는 것에 기인한 밀도 오류의 그래프를 보여준다. 이는 밀도 오류가 영(0)점의 공기 밀도와 1 점의 물의 밀도 양쪽에서 영(0)이라는 것을 나타낼 수 있다. 밀도 오류는 낮은 밀도 물질에 대하여는 양(positive)의 값이며 높은 밀도 물질에 대하여는 음(negative)의 값이다. 이 그래프는 또한 두 점의 캘리브레이션에 의해 산출된 직선 라인의 사용으로부터 직선관형 단일관 유량계의 밀도 출력 곡선의 편향에 고려될 수도 있다.
도 6의 설명
도 6은 도 5의 밀도 오류 (편향) 데이터를 다른 방법으로 보여준다. 이러한 도 6의 그래프는 밀도 오류(또는 선형 캘리브레이션 라인으로부터의 편향) : 측정된 진동 주기 및 물이 충진된 유동관 진동 주기(둘다 유동과 온도에 대하여 수정됨) 사이의 차이를 보여준다. 밀도 편향은 실제 물질 밀도 및 도 4의 공기-물 밀도 캘리브레이션에 의해 발생된 직선 라인을 사용한 예견된 밀도 사이의 차이이다. ㄹ현재의 편향 데이터의 방법은 물의 밀도 캘리브레이션 점에서 그래프의 원점(0.0)을 삼는다. 또한 이는 데이터 점의 곡선에 대하여 방정식을 상대적으로 간단하게 할 수 있다. 직선관형 단일관 유량계에 따른 선형인 2점 캘리브레이션을 이용한 밀도 편향에 대한 방정식은 도 6에 나타난다.
본 발명은 직선관형 단일관 유량계에서의 밀도 결정이 단지 공기와 물의 밀도 캘리브레이션을 이용하는 동안에만 정확한 3점 캘리브레이션을 갖는 새로운 캘리브레이션 방법을 포함한다. 새로운 방법을 이용하면, 2점 캘리브레이션은 통상의직선 라인을 산출하는데 행하여진다. 이러한 라인은 그 기울기 및 물에 따른 진동 주기 양자가 가변한다. 그러나, 본 발명의 방법은 주어진 크기의 모든 유량계가 2점 캘리브레이션 라인(도 6에 도시된 것과 유사하게)으로부터 동일한 편향을 갖는다는 사실을 이용할 수 있게 한다. 이러한 곡선은 직선 라인으로부터 실제 밀도 점의 편향을 수용하고 있다. 편향 곡선의 (0,0)점은 2점 캘리브레이션의 직선 라인상의 물의 캘리브레이션 점에 위치된다.
본 발명에서, 공기-물 기울기 및 물에 대한 유동관 진동 주기가 공기 물 캘리브레이션(c1및 c2)에 의해 결정된다. 이러한 직선 라인으로부터의 편향된 방정식은 각 유량계 크기에 대한 유량계 전자계의 메모리에 저장된다. 이러한 라인으로부터의 편향에 대한 방정식의 상수는 밀도 방정식 8의 c3과 c4이다. 이것들은 폭넓은 테스트를 통해 결정된다. c3과 c4의 값들은 각 유량계 크기에 따라 다르다. 유량계 전자계는 얼마만한 크기의 유량계를 사용할지를 식별하는데, 그 이유는 유량계의 초기 구성동안 입력되기 때문이다. 유량계 전자계는 2점 캘리브레이션의 직선 라인으로부터 편향을 뺄셈함으로써 실제 물질 밀도를 결정한다. 뺄셈된 편향은 유량계 전자계의 메모리내에 저장된 편향 방정식에 의해 결정된다.
그리하여, 본 발명에서는, 온도에 따른 탄성 계수의 변화에 대한 수정에 의하여, 합성 유량계 온도를 결정하는 개선된 방법을 이용한 열 응력에 대한 수정에 의하여, 질량 유동율에 대한 수정에 의하여, 그리고 밀도에 대한 유동관 진동 주기 제곱 곡선의 비 선형에 대하여 보상하는 개선된 보상 방법을 이용함에 의해 유량계전자계는 밀도를 결정한다.
도 7의 설명
도 7은 본 발명이 질량 유동율의 그 보상 기능을 수행하는 방식을 설명한 블럭 다이아 그램이다. 도 8 뿐만 아니라 도 7의 블럭 다이아 그램은 유량계 전자계(130)의 메모리내에 저장된 하나 이상의 각각의 프로그램 명령을 나타내는 다수의 처리 또는 프로그램 단계를 개시한다. 명령들은 유량계 전자계의 CPU에 의해 메모리에저장되어지거나 또는 경로(137)를 통해 사용자에게 출력되어지는 결과로서 실행된다.
유량계는 두개의 단계(701A) 및 단계(701B)를 포함하는 단계(701)로 구성되어 캘리브레이션된다. 단계(701A)는 유량계 전자계(130)로부터 상수인 kft1, kft2, kft3, a1, a2, Fd를 입력한다. 단계(701B)은 유량계를 캘리브레이션하며 요소인 FCF, k2, Δt0를 결정한다. 단계(701A, 701B)에서의 출력 명령은 경로(702)를 통해 단계(706)으로 인가된다. 단계(703)는 유량계의 사인파형 픽 오프 신호를 나타낸다. 이는 경로(704)를 통해 단계(706)로 전달되고, 유동에 의해 생성된 시간 지연(Δtmeas)과 유동관의 진동 주기(τm) 를 이끌어낸다. 단계(708)은 유동관의 저항(RTD)과 네트워크의 저항(RTDs)을 나타낸다. 저항들은 경로(709)를 경유하여 유량계 전자계의 단계(711)로 전달되며, 전자계는 저항들을 유동관 온도 및 합성 온도로 변환한다.
단계(706)으로부터의 유동관의 실제 진동 주기와 단계(711)로부터의 온도는경로(714, 712)에 의해 온도에 대하여 수정된 유동관 진동 주기(τm)를 계산하는 단계(715)로 전달된다. 그리하여, 수정된 유동관 진동 주기(τct)는 경로(716)을 경유하여 단계(717)로 전달된다. 또한, 단계(717)은 영(0)의 유동에서의 시간 지연(Δt0)과 유동에 의해 생성된 시간 지연(Δtmeas)이 유동관뿐만 아니라 단계(706)으로부터 경로(707)을 경유하여 수신되며 합성 온도가 단계(711)로부터 경로(713)를 경유하여 수신된다.
단계(717)에서는 보상된 질량 유동 방정식이 단계(706, 715, 711)들로부터 입력값에 따라 인가된다. 그리하여, 보상된 질량 유동율()은 경로(718)을 경유하여 사용자의 적용(도시안됨)으로 출력된다. 유량계 전자계의 메모리로부터의 경로(단계 701)도 도 7에서 도시되지는 않았고, 여기에서 상수는 그들이 사용되어지는 곳의 단계로 저장된다.
도 8의 설명
도 8은 본 발명이 물질 밀도 출력의 그 보상 기능을 수행하는 방식을 설명한 블럭 다이아 그램이다. 유량계는 단계(801A) 및 단계(801B)로 구성되는 단계(801)로 구성되어 캘리브레이션된다. 단계(801A)에서, 유량계 전자계(103)의 메모리로부터 상수인 c3, c4, a1, a2, Fd를 입력한다. 단계(801B)는 유량계 캘리브레이션을 통해 심볼인 c1, c2, Δt0, k2를 발생한다. 단계(801)에서의 출력은 경로(802)를 통해 단계(806)으로 인가된다. 단계(803)는 사인파형 픽 오프 신호를 나타낸다. 이러한픽 오프 신호는 경로(804)를 경유하여 단계(806)의 유량계 전자계로 입력된다. 단계(806)에서는, 유동에 기인한 시간 지연(Δtmeas)과 유동관의 실제 진동 주기(τm)가 결정된다. 한편, 단계(816)의 RTD 신호는 경로(817)를 통해 단계(818)로 전달되고, 여기에서 신호들은 온도로 변환된다. 단계(808)는 단계(801)로부터 (도시안된 경로로) 영(0)의 유동에서의 시간 지연(Δt0)과, 유동에 의한 시간 지연(Δtmeas), 그리고 단계(806)으로부터 경로(807)을 경유한 실제 유동관 진동 주기(τm)를 수신한다. 또한, 단계(808)는 단계(818)로부터 경로(819)를 경유하여 물질 온도 및 합성 온도(Tcom)를 수신한다. 단계(808)에서는 질량 유동율()이 도 7에 설명된 바와 같이 계산된다. 질량 유동율()은 경로(809)를 통해 단계(811)로 인가되어 질량 유동율에 대하여 보상된 유동관 진동 주기(τfd)를 계산하도록 실제 유동관 진동 주기와 함께 사용된다. 그리하여, 이는 경로(812)를 통해 단계(813)로 인가되어 열 응력에 따른 변이뿐만 아니라 온도에 따른 탄성 계수의 변이에 대하여 더욱 보상된 유동관 진동 주기(τcp)를 계산하도록 경로(820)를 통해 단계(818)로부터의 온도와 함께 사용된다. 이제 모든 파라미터들은 단계(813)에서 선형 밀도 방정식으로 풀 수 있게 알려져 있다.
그리하여, 완전히 보상된 유동관 진동 주기(τcp)는 경로(814)를 경유하여 단계(806)로부터의 선형 보상 방정식인를 비선형 보상 항인과 조합함으로써 변형하는 단계(821)로 전달된다. 이러한 비 선형 항은 단계(806)의 선형 방정식과 조합되어 경로(822)를 통해서 단계(823)에 이르는 완성된 밀도 방정식을 형성하도록 한다. 단계(823)는 이러한 정보를 수신하여 물질 밀도(ρm)를 계산한다. 물질 밀도(ρm)는 경로(822)를 경유하여 출력 적용(도시안됨)으로 전달된다. 메모리로부터의 경로(단계(801))도 도 8에는 도시되지 않았지만 상수는 그들이 사용되는 곳의 단계에 저장된다.
청구된 발명은 바람직한 실시예의 설명에 제한되지 않으며 본 발명의 개념의 범주와 기본 사상내에서 다른 변형과 개조를 포함한다는 것을 명백하게 이해할 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 비록 직선관형 단일관 코리올리 유량계의 일부를 포함하는 것으로 개시되어 있지만, 이는 본 발명이 그러한 것으로 제한되지 아니하며 다수의 유동관을 갖는 코리올리 유량계뿐만 아니라 비정규적이거나 곡선진 구성의 단일관 유량계를 포함한 다른 유형의 코리올리 유량계에 사용될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.
그리하여, "물질(material)"이라는 용어의 사용은 상기의 물질이 가지는 정보를 결정하며 측정하기 위해 유동관 유량계를 통하여 흐를 수 있는 임의의 기질일 뿐만 아니라 유체, 가스체, 플라즈마를 포함하는 모든 기질인 것으로 이해하여야 한다. 또한, 특정 관계식과 방정식이 본 발명에 연관되어 설명되어 있지만, 이는 본 발명은 이미 개시된 방정식과 관계식의 변형의 이용과 그를 이용하여 실행될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (75)

  1. 사용시 역전된 위상으로 진동되는 유동관(101)과 밸런스 바아(102)를 갖는 코리올리 유량계에서,
    진동하는 유동관을 통해 흐르는 물질에 응답하여 상기 진동하는 유동관의 코리올리 편향을 발생하는 코리올리 유량계의 출력 데이터에 대한 보상을 제공하는 방법으로서,
    상기 진동하는 유동관의 코리올리 편향을 나타내는 제 1신호(LPO, RPO)를 발생하는 단계; 그리고
    상기 유동관의 온도를 나타내는 제 2신호(S1)를 발생하는 단계를 포함하고,
    상기 유동관을 제외한 상기 유량계의 다수의 요소(102, 103)들의 열적 상태를 나타내는 제 3신호(S2,S3,S4)를 발생하는 단계;
    상기 유동관의 열적 상태와 상기 유량계의 다수의 요소들에 관한 정보를 발생하도록 상기 제 2신호와 상기 제 3신호를 이용하는 단계;
    상기 유량계를 통해 흐르는 상기 물질에 연관된 상기 출력 데이터를 보상하도록 상기 열적 상태에 관한 상기 정보를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2신호를 발생하는 단계는, 상기 유동관에 접촉된 센서(S1)으로부터 상기 유동관의 온도를 나타내는 신호를 얻어내는 단계를 포함하고, 그리고
    상기 다수의 요소들의 상기 열적 상태를 나타내는 제 3신호를 발생하는 단계는, 추가 센서(S2, S3, S4)들을 상기 다수의 유량계 요소들과 접촉하는 단계;
    네트워크(132, 133)를 형성하도록 상기 추가 센서들의 출력을 연결하는 단계; 그리고
    상기 추가 센서들에 의해 인가된 상기 네트워크의 상기 신호들에 의한 수신에 응답하여 상기 다수의 요소들의 합성 신호를 나타내는 상기 네트워크의 출력으로부터 상기 제 3신호를 얻어내는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상수 다수의 요소들은 상기 밸런스 바아와 상기 케이스를 포함하고, 상기 추가 센서들을 접촉하는 단계는,
    상기 케이스에 제 1센서(S4)를 접촉하는 단계;
    하나 이상의 센서(S2, S3)를 상기 밸런스 바아에 접촉하는 단계; 그리고
    상기 네트워크를 형성하도록 상기 제 1센서의 출력과 상기 하나 이상의 추가 센서를 연결하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 추가 센서들의 출력을 연결하는 단계는, 상기 네트워크를 형성하도록 상기 추가 센서들의 출력을 직렬로 연결하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 네트워크를 두개 이상의 컨덕터(132, 134)를 통해유량계 전자계로 연장하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 보상하는 단계는 상기 물질의 질량 유동율에 관련된 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계는,
    보상되지 않은 질량 유동율을 결정하는 단계;
    탄성 계수 보상을 유도하는 단계;
    열 응력 보상을 유도하는 단계; 그리고
    수정된 질량 유동율을 결정하도록 보상되지 않은 질량 유동율과 상기 탄성 계수 보상과 상기 열 응력 보상을 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 수정된 질량 유동율은 보상되지 않은 질량 유동율에, 1을 더하여 1+ 상기 열 응력 보상과 1+ 상기 탄성 계수 보상을 곱하는 단계에 의하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계는,
    밀도 보상을 유도하는 단계; 그리고
    수정된 질량 유동율을 얻도록, 상기 보상되지 않은 질량 유동율에, 1을 더한 상기 응력 보상과 1+상기 탄성 계수 보상과 1+상기 밀도 보상을 곱하는 단계를 더포함하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 보상되지 않은 유동율을 발생하는 단계는 식, FCFㆍ(Δtmeas- Δt0)을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)"의 물질 유동에서의 시간 지연인 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 탄성 계수 보상을 유도하는 단계는 식, (kft1ㆍTf)을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    Tf= 유동관 온도인 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 열 응력 보상을 유도하는 단계는 식, (kft2( Tf- Tcom))을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    Tf= 유동관 온도
    Tcom= 네트워크 센서들의 온도인 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 밀도 보상을 유도하는 단계는 식, kft3ㆍ(τct- k2)을 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft3= 유동관에서의 밀도 효과에 대한 유량계 상수,
    τct= 온도 보상된 유동관 진동 주기,
    k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수인 방법.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계는 식,
    을 구함으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    = 질량 유동율,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 유동에서의 시간 지연,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft3= 유동 민감도에서의 밀도 효과에 대한 상수,
    k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션 시간에 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    Tf= 유동관 온도,
    Tcom= 네트워크 센서의 온도,
    τct= 온도 보상된 유동관 진동 주기인 방법.
  15. 제 6 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 단계는 식,
    을 구함으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    = 질량 유동율,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 의 물질 유동에서의 시간 지연,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    = FCF(Δtmeas-Δt0),
    MODcomp= kft1ㆍTf
    kft3= 유동중 밀도 효과에 대한 상수,
    k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션의 시간에 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    Tf= 유동관 온도,
    Tcom= 네트워크 센서의 온도,
    τct= 온도 보상된 유동관 진동 주기,
    STRESScomp= kft2ㆍ(Tf- Tcom),
    DENSITYcomp= kft3ㆍ(τCT- k2)인 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 보상하는 단계는 상기 물질의 밀도에 관한 수정된출력 데이터를 유도하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 밀도에 관한 상기 수정된 출력 데이터를 얻어내는 단계는,
    메모리로부터 상수를 입력하도록 유량계를 구성하는 단계;
    상수를 유도하도록 유량계를 캘리브레이션하는 단계;
    보상되지 않은 유동율을 결정하는 단계;
    유동에 대하여 수정된 보상된 유동관 주기를 결정하는 단계;
    유동, 탄성 계수, 및 응력에 대하여 수정된 유동관 주기를 결정하는 단계;
    선형 밀도 방정식을 결정하는 단계;
    상기 보상된 유동관 주기와 상기 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유량계 상수(k2)와의 차이와 동일하게 상이한 유동관 주기를 결정하는 단계;
    유량계 상수 c3와 유동관 주기차의 제곱을 곱한 결과와 유량계 상수 c4에 유동관 주기차를 곱한 결과를 더한 합에 1을 더하여 선형 밀도 방정식을 곱하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 상기 유량계 전자계의 메모리로부터 상수들인 a1, a2, c3, c4및 Fd를 입력하도록 상기 유량계를 구성하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 상수인 c1, c2, k2및 Δt0를 결정하도록 유량계를 캘리브레이션하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는= FCF(Δtmeas-Δt0)을 결정하는 단계를 포함하고,
    여기에서,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 의 유동에서의 시간 지연인 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는를 계산하는 단계를 포함하고,
    여기에서,
    τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
    = 질량 유동율,
    Fd= 밀도 유동 효과 상수인 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는을 계산하는 단계를 포함하고, 여기에서,
    τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    a1& a2= 탄성 계수와 응력에 대한 유동관 진동 주기 온도 수정 상수,
    τfd= τm-ㆍFd= 질량 유동에 대한 유동관 진동 주기 보상,
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
    = 질량 유동율,
    Fd= 밀도 유동 효과 상수인 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 선형 밀도 방정식인,에 의해 결정된 물질 밀도의 편차를 계산하는 단계를 포함하고,
    여기에서, c1,c2는 상수이며는 보상된 유동관 주기 제곱인 방법.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 비 선형 요소들인에 합해지도록 식,을 변형하는 단계를 포함하고,
    여기에서,
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
    τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    ρm= 결정된 물질 밀도,
    k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    c1, c2, c3& c4= 단일관 물질 밀도 수정 상수인 방법.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 식,로부터 물질의 밀도를 계산하는 단계를 포함하고,
    여기에서,
    ρm= 결정된 물질 밀도,
    k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    c3& c4= 단일관 물질 밀도 수정 상수인 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 값, τcp는 식,을 구함으로써 결정되고, 여기에서,
    a1ㆍTf= 밀도에 영향주는 탄성 계수,
    a2(Tf- Tcom) = 밀도에 영향주는 열 응력,
    a1와 a2= 밀도에 영향주는 탄성 계수 및 열 응력에 관계된 유량계 상수인 방법.
  27. 제 17 항에 있어서, 상기 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 단계는 식, ρm= (Densitylinear)[1+ c3(ΔPeriodcomp)2+ c4(ΔPeriodcomp)]을 푸는 단계를 포함하고,
    여기에서, 상기 항, (ΔPeriodcomp)은 보상된 유동관 진동 주기(τcp;온도, 응력 및 유동에 대한)와 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유동관 진동 주기상수(k2) 사이의 차이인 방법.
  28. 사용시 드라이브 평면에서 역전된 위상으로 진동되는 유동관과 밸런스 바아를 갖는 코리올리 유량계에서,
    상기 유량계가 상기 진동하는 유동관을 통해 흐르는 물질에 응답하여 상기 진동하는 유동관의 코리올리 편향을 발생하는 코리올리 유량계의 출력 데이터에 대하여 열 응력 보상을 제공하는 장치로서,
    상기 진동하는 유동관의 코리올리 편향을 나타내는 제 1신호를 발생하는 장치와,
    상기 유동관의 온도를 나타내는 제 2신호를 발생하는 장치와,
    상기 유동관을 제외한 상기 유량계의 다수의 요소들의 열적 상태를 나타내는 제 3신호를 발생하는 장치와, 그리고
    상기 제 2신호와 제 3신호가 수신되며 상기 다수의 유량계 요소들의 열적 상태에 관한 정보를 발생하고, 상기 유동하는 물질에 관련된 상기 유량계의 출력 데이터를 보상하도록 상기 열적 상태의 정보를 이용하는 유량계 전자계를 포함하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2신호를 발생하는 장치는, 상기 유동관에 접촉된 제 1센서, 그리고
    상기 제 1센서로부터 상기 유량계 전자계까지 상기 유동관의 온도를 표시하는 신호를 연장하는 회로를 포함하고,
    상기 제 3신호를 발생하는 장치는, 상기 유동관을 제외한 상기 다수의 유량계 요소들에 접촉된 추가 센서, 그리고
    상기 추가 센서들의 출력으로부터 상기 유량계 전자계까지 상기 유량계의 상기 다수의 전자계의 합성 온도를 나타내는 신호를 연장하는 네트워크를 포함하고,
    상기 유량계 전자계가 상기 다수의 요소들에 의해 상기 유동관에 인가된 열 응력을 결정하도록 상기 유동관 온도와 상기 합성 온도 사이의 차이를 결정하는 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 다수의 요소들은 상기 추가 센서들중 첫번째 하나가 상기 케이스에 접촉되는 센서와, 상기 추가 센서들중 하나 이상이 상기 밸런스 바아에 접촉되어지는 센서를 갖는 상기 밸런스 바아와 상기 케이스를 포함하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 네트워크를 형성하기 위해 상기 추가 센서를 직렬로 연결하는 회로를 더 포함하는 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 두개 이상의 컨덕터를 통해 상기 네트워트의 출력을 상기 유량계 전자계로 연결하는 회로를 더 포함하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 추가 센서들은,
    각각이 상기 밸런스 바아의 상이한 위치에 접촉되는 제 2추가 센서 및 제 3추가 센서,
    상기 케이스에 접촉되는 제 4추가 센서, 그리고
    상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 신호 출력의 직렬 연결을 포함하는 제 1회로를 포함하고,
    상기 네트워크가 상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 출력의 상기 직렬 연결을 상기 유량계 전자계로 연장하여 상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들이 접촉된 상기 케이스와 상기 밸런스 바아의 부분의 합성 온도에 관한 정보를 제공하는 코리올리 유량계.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 제 2추가 센서는 상기 밸런스 바아의 단부에 근접하는 코리올리 유량계.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제 3추가 센서는 상기 제 2추가 센서가 접촉된 상기 밸런스 바아의 상기 부분에 대하여 축선상으로 내측에 있는 상기 밸런스 바아의 부분에 접촉되는 코리올리 유량계.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 제 4추가 센서는 상기 케이스의 내측 벽부에 연결되는 코리올리 유량계.
  37. 제 33 항에 있어서,
    각각의 상기 추가 센서들은 제 1 및 제 2출력 터미널을 가지고,
    상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 상기 출력의 상기 직렬 연결은 직렬의 상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 상기 제 1, 제 2출력 터미널을 상기 제 1회로에 연결하여 상기 신호들이 상기 네트워크에 인가되어 상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 신호 출력의 합성을 나타내는 코리올리 유량계.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 네트워크는 상기 제 2, 제 3, 및 제 4추가 센서들의 상기 출력의 상기 직렬 연결과 상기 유량계 전자계 사이를 연장하는 두개의 컨덕터로 구성되는 제 1회로를 포함하는 코리올리 유량계.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 네트워트는 상기 유동관에 접촉된 상기 제 1센서로부터 상기 유량계 전자계까지 연장하는 두개의 컨덕터로 구성되는 제 2회로를 더 포함하는 코리올리 유량계.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 제 1센서의 상기 신호 출력과 상기 신호 처리 수단을 연결하는 상기 제 2회로는 두개의 배선을 포함하여 상기 2개의 배선중 하나의 배선은 상기 제 1회로의 상기 두개의 배선중 하나이고 다른 배선은 상기 제 2회로에 단일한 배선인 코리올리 유량계.
  41. 제 40 항에 있어서, 각각의 상기 회로들은 서로의 접지 터미널에 공통으로 연결되는 접지 터미널과, 상기 각각의 센서들의 공통 접지 단지들을 상기 유량계 전자계와 연결하는 단일 컨덕터를 갖는 코리올리 유량계.
  42. 제 41 항에 있어서, 3개의 컨덕터가 상기 회로들의 상기 출력을 상기 유량계 전자계와 연결하고,
    상기 3개의 컨덕터중 하나인 제 1컨덕터는 상기 제 1회로에 유일하게 되고,
    상기 3개의 컨덕터중 하나인 제 2컨덕터는 상기 제 2회로에 유일하고,
    상기 3개의 컨덕터중 하나인 제 3컨덕터는 상기 제 1회로 및 상기 제 2회로 양자에 공통인 코리올리 유량계.
  43. 제 28 항에 있어서, 상기 유량계 전자계는 상기 물질의 유동에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 장치.
  44. 제 28 항에 있어서, 상기 유량계 전자계는 상기 유량계 전자계의 처리를 지시하기 위한 명령으로 프로그램되며,
    보상되지 않은 질량 유동율을 결정함으로써,
    탄성 계수 보상을 유도함으로써,
    열 응력 보상을 유도함으로써, 그리고
    수정된 질량 유동율을 유도하도록 상기 보상되지 않은 질량 유동율과, 상기 탄성 계수 보상과 그리고 상기 열 응력 보상을 이용함으로써 보상된 출력 데이터를 발생하도록 하고,
    상기 유량계 전자계가 상기 명령들을 저장하기 위한 상기 처리기에 의해 판독가능한 메모리를 갖는 장치.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 수정된 질량 유동율은 상기 보상되지 않은 질량 유동율에, 1을 더한 열 응력 보상과 1+ 상기 탄성 계수 보상을 곱하는 상기 명령에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 수정된 질량 유동율은,
    밀도 보상을 유도함으로써, 그리고
    수정된 질량 유동율을 얻도록, 상기 보상되지 않은 질량 유동율에, 1을 더한 상기 응력 보상과 1+상기 탄성 계수 보상과 1+상기 밀도 보상을 곱하는 상기 명령에 의해 추가로 얻어지는 장치.
  47. 제 44 항에 있어서, 상기 명령은 식, FCFㆍ(Δtmeas- Δt0)을 풀음으로써 보상되지 않은 유동율을 발생하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)"의 물질 유동에서의 시간 지연인 장치.
  48. 제 44 항에 있어서, 상기 탄성 계수 보상을 유도하는 상기 명령은 식, (kft1ㆍTf)을 푸는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    Tf= 유동관 온도인 장치.
  49. 제 44 항에 있어서, 상기 열 응력 보상을 유도하는 상기 명령은 식, (kft2( Tf- Tcom))을 푸는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    Tf= 유동관 온도
    Tcom= 네트워크 센서들의 합성 온도인 징치.
  50. 제 44 항에 있어서, 상기 밀도 보상을 유도하는 상기 명령은 식, kft3ㆍ(τct- k2)을 푸는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    kft3= 물질 유동에서의 밀도 효과에 대한 상수,
    τct= 온도 및 응력 보상된 유동관 진동 주기,
    k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수인 장치.
  51. 제 44 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 명령은 식,
    을 풀음으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    = 질량 유동율,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 유동에서의 시간 지연,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft3= 물질 유동에서의 밀도 효과에 대한 유량계 상수,
    k2= 유량계의 밀도 캘리브레이션 시간에 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    Tf= 유동관 온도,
    Tcom= 네트워크 센서의 온도,
    τct= 온도 및 응력 보상된 유동관 진동 주기인 장치.
  52. 제 44 항에 있어서, 상기 수정된 출력 데이터를 발생하는 명령은 식,
    을 풀음으로써 수정된 질량 유동율을 유도하는 것을 특징으로 하고,
    여기에서,
    = FCF(Δtmeas-Δt0),,
    MODcomp= kft1ㆍTf
    STRESScomp= kft2ㆍ(Tf- Tcom),
    DENSITYcomp= kft3ㆍ(τCT- k2),
    여기에서,
    = 질량 유동율,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 의 물질 유동에서의 시간 지연,
    kft1= 온도에 따른 유동관 탄성 계수의 변화에 기초한 유량계 상수,
    kft2= 온도에 따른 열 응력의 변화에 기초한 유량계 상수,
    Tf= 유동관 온도,
    Tcom= 네트워크 센서의 온도,
    τct= 온도 및 응력 보상된 유동관 진동 주기인 장치.
  53. 제 28 항에 있어서, 상기 유량계 전자계는 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 발생하도록 상기 유량계 전자계내에 처리기를 지시하는 명령들로 프로그램되고, 상기 유량계 전자계는 상기 명령들의 저장을 위한 상기 처리기에 의해 판독가능한 메모리를 갖는 장치.
  54. 제 53 항에 있어서, 상기 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 얻는 상기 명령은,
    메모리로부터 상수를 입력하도록 유량계를 구성하고,
    상수를 유도하도록 상기 유량계를 캘리브레이션하고,
    보상되지 않은 유동율을 결정하고,
    유동에 대하여 수정된 보상된 유동관 주기를 결정하고,
    유동, 탄성 계수, 및 응력에 대하여 수정된 유동관 주기를 결정하고,
    선형 밀도 방정식을 결정하고,
    상기 보상된 유동관 주기와 상기 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유량계 상수(k2)와의 차이를 상이한 유동관 주기와 동일하게 결정하고,
    유량계 상수 c3와 유동관 주기차의 제곱을 곱한 결과와 유량계 상수 c4에 유동관 주기차를 곱한 결과를 더한 합에 1을 더하여 선형 밀도 방정식을 곱하는 장치.
  55. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 상기 유량계 전자계의 메모리로부터 상수들인 a1, a2, c3, c4및 Fd를 입력하도록 상기 유량계를 구성하는 장치.
  56. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 상수인 c1, c2, k2및 Δt0를 결정하도록 상기 유량계를 캘리브레이션하는 장치.
  57. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 Δtmeas,Δt0및 τm을 측정하는 단계를 수행하고,
    여기에서,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 의 유동에서의 시간 지연
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기인 장치.
  58. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은= FCF(Δtmeas-Δt0)을 결정하고,
    여기에서,
    FCF = 유동 캘리브레이션 계수,
    Δtmeas= 픽 오프 신호의 시간 지연,
    Δt0= 영"(0)" 의 유동에서의 시간 지연인 장치
  59. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은를 계산하고,
    여기에서,
    τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
    = 질량 유동율,
    Fd= 밀도 유동 효과 상수인 장치.
  60. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은을 계산하고,
    여기에서,
    τcp= 탄성 계수, 응력 및 유동에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    τfd= 질량 유동 효과에 대하여 보상된 유동관 진동 주기,
    a1& a2= 탄성 계수와 응력에 대한 유동관 진동 주기 온도 수정 상수,
    τfd= τm-ㆍFd= 질량 유동에 대한 유동관 진동 주기 보상,
    τm= 실 측정된 유동관 진동 주기,
    = 질량 유동율,
    Fd= 밀도 유동 효과 상수인 장치.
  61. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 선형 밀도 방정식인,에 의해 결정된 물질 밀도의 편차를 계산하고,
    여기에서, c1,c2는 상수이며는 보상된 유동관 주기 제곱인 장치.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 비 선형 요소들을 나타내는 식,에 의해 선형 요소를 나타내는 식,을 곱하는 단계를 포함하고,
    여기에서,
    ρm= 결정된 물질 밀도,
    k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    c3& c4= 단일관 물질 밀도 수정 상수인 장치.
  63. 제 53 항에 있어서, 상기 물질의 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 식,로부터 상기 물질의 밀도를 계산하고,
    여기에서,
    ρm= 결정된 물질 밀도,
    k2= 물질 밀도 캘리브레이션의 시간에서 결정된 유동관 진동 주기 상수,
    c3& c4= 직선관 물질 밀도 수정 상수인 장치.
  64. 제 62 항에 있어서, 상기 명령은 식,을 풀음으로써 값, τcp을 결정하고,
    여기에서,
    a1ㆍTf= 밀도 효과에 영향주는 탄성 계수,
    a2(Tf- Tcom) = 밀도에 영향주는 열 응력,
    a1와 a2= 밀도에 관련된 유량계 상수인 장치.
  65. 제 53 항에 있어서, 상기 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 유도하는 명령은 식, ρm= (Densitylinear)[1+ c3(ΔPeriodcomp)2+ c4(ΔPeriodcomp)]을 풀고,
    여기에서,
    Densitylinear=
    상기 항, (ΔPeriodcomp)은 보상된 유동관 주기(τcp;온도, 응력 및 유동에 대한)와 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유동관 주기 상수(k2) 사이의 차이인 장치.
  66. 제 53 항에 있어서, 밀도에 관한 수정된 출력 데이터를 얻는 상기 명령은,
    보상된 유동관 주기를 결정하고,
    선형 밀도 방정식을 결정하고,
    상기 보상된 유동관 주기와 상기 유량계의 밀도 캘리브레이션중에 결정된 유량계 상수(k2) 사이의 차이를 상이한 유동관 주기와 동일하게 결정하고,
    유량계 상수 c3와 유동관 주기차의 제곱을 곱한 결과와 유량계 상수 c4에 유동관 주기차를 곱한 결과를 더한 합에 1을 더하여 상기 선형 밀도 방정식을 곱하기 위한 명령을 포함하는 장치.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 명령은 식,을 풀음으로써 값, τcp을 결정하고,
    여기에서,
    a1ㆍTf= 탄성 계수 열 밀도 효과,
    (Tf- Tcom) = 밀도에 영향주는 열 응력,
    a1와 a2= 밀도에 관련된 유량계 상수인 장치.
  68. 코리올리 유량계내에 유동하는 물질의 밀도를 결정하기 위하여 상기 코리올리 유량계를 작동시키는 방법으로서,
    유량계 파라메터 구성을 결정하도록 상기 코리올리 유량계의 메모리내에 저장된 정보로부터 상기 코리올리 유량계를 구성하는 단계,
    선형 밀도 방정식에 대한 캘리브레이션 파라메터를 유도하도록 상이한 밀도의 상이한 두가지 물질을 사용하여 두점 선형 캘리브레이션 방법을 이용하여 상기 유동하는 물질의 밀도에 대한 상기 코리올리 유량계를 캘리브레이션하는 단계,
    상기 코리올리 유량계의 상기 유동관에 접촉된 픽 오프 센서로부터 수신되는 신호로부터 측정된 유동관 진동 주기를 결정하는 단계,
    상기 코리올리 유량계의 작동 파라메터를 측정하는 단계,
    상기 측정된 유동관 진동 주기와, 상기 작동 파라메터들과, 그리고 상기 유량계 파라메터 구성을 이용하여 보상된 유동관 진동 주기를 결정하는 단계,
    선형으로부터 상기 코리올리 유량계 캘리브레이션의 편차를 특정화하는 단일 유동관 밀도 방정식를 산출하도록 상기 선형 밀도 방정식과 상기 비 선형 요소를 조합함으로써 상기 코리올리 유량계에 대한 비-선형 밀도 방정식을 얻는 단계, 그리고
    상기 단일 유동관 밀도 방정식과 상기 보상된 유동관 주기를 이용하여 상기물질의 밀도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  69. 제 68 항에 있어서, 상기 코리올리 유량계를 구성하는 단계는 파라메터인 a1, a2, c3, c4및 Fd를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  70. 제 68 항에 있어서, 상기 캘리브레이션하는 단계는 공기와 물을 포함한 두개의 유동하는 물질을 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  71. 제 68 항에 있어서, 상기 캘리브레이션하는 단계는 선형 밀도 방정식인를 유도하는 단계를 포함하는 방법.
  72. 제 68 항에 있어서, 상기 측정하는 단계는 상기 코리올리 유량계가 알려지지 않은 밀도의 물질이 유동하는 동안 유동관 진동 주기, 영(0)의 유동에서의 시간 지연, 유동에 따른 시간 지연, 유동관 온도 그리고 유동 유량계의 합성 온도를 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  73. 제 68 항에 있어서, 상기 질량 유동에 대한 보상된 유동관 진동 주기를 결정하는 단계는 방정식, τfd= τm-ㆍFd를 푸는 단계를 포함하는 방법.
  74. 제 68 항에 있어서, 상기 보상된 유동관 진동 주기를 결정하는 단계는 방정식,을 이용하여 유동, 탄성 계수 그리고 응력에 대한 상기 유동관 진동 주기를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  75. 제 68 항에 있어서, 상기 비-선형 요소를 결정하는 단계는 식,
    을 평가하는 단게를 포함하는 방법.
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