KR20060070554A - 유동 측정장치의 출력정보 교정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코리올리 유동계와 같은 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 고정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 서술된 장치 및 방법은 유동계의 출력으로부터 의사 유동 신호의 인가를 차단함으로써, 저유동 및 제로 유동율중 발생된 유동정보를 교정한다.

Description

유동 측정장치의 출력정보 교정 장치 및 방법{A METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTING OUTPUT INFORMATION OF FLOW MEASUREMENT APPARATUS}

본 발명은 장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치가 물질 유동을 나타내는 출력 신호의 발생을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 "제로 드리프트(zero drift)" 라는 문제점을 극복하고, 계량기의 "제로 유동" 상태중 코리올리 유동계 등과 같은 장치가 사용자에게 "0" 이라는 유동신호를 보고할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 장치의 저유동 상태중에 발생된 유동정보를 교정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

코리올리 효과 질량유동계는 유동계의 도관을 통해 흐르는 물질에 대한 질량 유동 및 기타 다른 정보를 발생시킨다. 예시적인 코리올리 유동계는 1978년 8월 29일자로 제이.이. 스미스 등에 허여된 미국 특허 제4.109.524호에 개시되어 있다. 이러한 유동계는 직선형이나 곡선형 형태를 취하는 하나 이상의 도관을 포함한다. 코리올리 질량 유동계에서 각각의 도관 형태는 간단한 굴곡이나 비틀림 또는 이들이 결합된 형태의 자연 진동모드 세트를 갖는다. 각각의 도관은 이러한 자연 모드들중 하나에서 요동되도록 구동된다. 유동계의 입구측에 접속된 파이프라인으로부터 유동계 내로의 물질 유동은 도관(또는 도관들)을 통해 지향되며, 유동계로부터 유동계의 출구측을 통해 배출된다. 진동하는 물질로 충진된 시스템의 자연 진동모드는 도관의 조합된 질량과 그 내장된 물질에 의해 부분적으로 형성된다.

유동계를 흐르는 물질이 없을 때, 도관을 따른 모든 지점은 동일한 상(phase) 또는 교정가능한 초기의 작은 고정된 상 중첩을 갖는 인가된 드라이버 힘으로 인해 요동하게 된다. 물질이 흐르기 시작함에 따라, 코리올리 힘에 의해 도관을 따른 각각의 지점은 상이한 상을 갖게 된다. 도관 입구측의 상은 드라이버를 지체시키며, 도관 출구측의 상은 드라이버를 유도하게 된다. 픽오프 센서는 도관의 운동을 나타내는 사인파형 신호를 생성하기 위해 도관에 연결된다. 상기 픽오프 센서로부터 출력된 신호는 픽오프 센서들 사이의 상 편차를 결정하기 위해 처리된다. 2개의 픽오프 센서 신호들 사이의 상 편차는 도관을 통과하는 물질의 질량 유동율에 비례한다.

코리올리 질량 유동계는, 코리올리 효과에 의해 시간 딜레이가 발생되며 질량 유동율에 직접적으로 비례하는 시간 딜레이 측정값으로부터 질량 유동율을 연산한다. 이상적인 코리올리 질량 유동계(그 입구로부터 출구까지 완전히 대칭이며 비댐핑적인 유동계)에서 질량 유동율을 정확하게 측정하는데 필요한 것은 측정시간 딜레이 이다. 그러나 코리올리 질량 유동계는 비대칭성을 피할 수 없으며, 구조적 및 점착성 댐핑을 받게 된다. 그 결과, 유동이 없는 상태하에서는 소량의 시간 딜레이가 존재하게 된다. 이러한 시간 딜레이는 제로 시간 딜레이를 얻기 위해 코리올리 효과에 의해 유도된 시간 딜레이로부터 측정 및 제거된다.

제로 유동에서 코리올리 유동계에서는 시간 딜레이가 일정하지 않다는 것이 문제점으로 대두되고 있다. 이것은 "제로 드리프트"로 언급된다. 이러한 제로 드리프트 문제점을 다루는 전형적인 방법은 물질 유동시 유동 출력신호의 임의의 작은 부분인 저유동 컷오프값을 사용하는 것이다. 이러한 임의의 저유동 컷오프값은 제로로 가정되며, 이러한 임의의 값보다 적은 질량 유동에 대해서는 사용자에게 질량 유동율이 제로로 보고된다. 제로 유동에서의 시간 딜레이가 상기 임의의 저유동 컷오프값 이상을 벗어났을 때 문제가 발생된다. 이것은 실제로 물질이 흐르지 않는 상태중에는 사용자에게 보고되는 비정상적인 유동율 출력 신호를 초래할 수 있다.

제로 유동상태하에서 제로 유동값을 유발하는 기구는 유동상태 중에는 문제가 될 소지가 있다. 만일 질량 유동율 출력 신호가 충분히 크다면, 이것은 제로 유동에서 시간 딜레이의 분포가 작기 때문에 또한 보고된 유동의 상당한 에러를 제공하지 않기 때문에 작은 문제가 된다. 그러나 만일 질량 유동율이 작다면, 이러한 임의로 측정된 제로 드리프트값은 전체 유동에 흡수될 수 있어, 상당한 문제점의 원천이 될 수 있다.

제로 드리프트값이 포획되고 시간이 불변인 상태가 긴 동안에는 저유동 컷오프값의 사용이 만족스럽기 때문에, 제로 유동에서 픽오프에 의해 검출된 시간 딜레이는 저유동 컷오프값 이하로 남게 된다. 그러나 때로는 만일 연장된 시간주기(이러한 주기는 물질의 특성에 따라 가변적이다)에 대해 코리올리 유동계가 제로 유동상태로 존재할 경우, 픽오프에 의해 검출된 시간 딜레이가 제로로부터 벗어나기 시작하여, 유동계의 저유동 상태중에 저유동 컷오프값을 초과하는 유동 표시를 초래 한다는 문제점도 있다.

따라서, 제로 유동을 보고하기 위해 할당된 저유동 컷오프값을 사용하는 것이, 실제로 물질 유동이 존재하지 않는 상태하에서 질량 유동의 보고를 언제나 충분히 방지할 수 있는 것은 아니다. 시간이 충분히 주어진다면, 이러한 제로 유동 드리프트는 저유동 컷오프 설정포인트보다 커질 수 있다. 이러한 상태하에서, 유동계는 유동계를 통해 흐르는 물질이 없는 경우에도 유동 출력신호를 보고하기 시작할 것이다. 이러한 문제점을 해소하기 위한 전통적인 방법은 유동 측정에러를 유발시킬 수 있다. 전통적인 첫 번째 방법은 저유동 컷오프 포인트를 높은 값으로 증가시키는 것이다. 이러한 해결책은, 저유동 컷오프 레벨이 높을수록 제로로 가속됨으로써 무시되는 더욱 진실한 데이터로 나타나기 때문에, 더 많은 유동 측정에러로 나타나게 된다. 전통적인 두 번째 방법은 소비자가 유동계를 재보정하는 것이다. 이러한 해결책은 제로 유동 드리프트가 계량기의 함수가 아니기 때문에 불필요하다. 이것은 제로 유동에서 계량기 내에 내장된 물질의 함수가 된다. 상기 계량기의 재보정은 진실한 유동 판독시 더 많은 에러를 생성할 뿐이다.

제로 유동 드리프트의 원인중 한가지는 내장된 물질에 2상 물질 및/또는 기포가 존재한다는 것이다. 제로 유동상태 중에는 코리올리 유동계의 드라이버가 유동 튜브를 지속적으로 진동시키기 때문에, 기포를 포함하고 있는 그 내장된 물질에 지속적인 진동이 부여된다. 제로 유동상태하에서의 이러한 지속적인 진동은 기포의 이주를 유발한다. 이러한 이주는 픽오프에 의해 검출되는 진정한 물질 유동을 픽오프에 의해 검출되는 최종적인 상 또는 시간 편차로 시뮬레이트한다. 이것은 관련의 전자공학 기술이 픽오프 신호에 응답할 수 있게 하여, 물질 유동을 나타내는 출력을 발생시킨다. 유동이 없는 상태가 연장될 동안, 상기 기포의 이주는 저유동 컷오프 포인트를 훨씬 초과할 수 있는 픽오프 사이에서 상 편차를 발생시키고, 상당한 물질 유동과 연관된 크기로 접근할 수 있다.

상술한 바와 같은 문제점과 기타 다른 문제점은 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의해 해결된다. 제로 드리프트의 문제점은 적절히 변화하는 이탈 제한값(deviation limit) 세트를 생성함으로써 해결될 수 있으며, 상기 이탈 제한값 세트는 제로 유동상태중 유동계에 의해 발생된 의사(擬似) 유동신호를 추적한다. 상기 의사 유동신호는 제로 유동상태의 주기중에 샘플링된다. 그러나 유동계의 출력에는 인가되지 않는다. 유동계의 작동은 물질이 유동계를 흐르지 않는 경우에도 그 내장된 물질에서의 비정상(기포 등등)으로 인해 유동계가 의사 유동신호를 발생시킬 수 있을 동안, 진정한 물질 유동상태와 제로 유동상태 사이에서 교대로 작동될 수 있어야 한다. 제로 유동상태 중에는 상기 의사 유동정보가 유동계의 출력에 인가되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 제로 유동상태 중에는 물질 유동율이 제로임을 나타내는 "제로"의 출력 신호가 유동계 출력에 인가되지 않는다. 상기 의사 유동정보는 차단되지만, 진정한 물질 유동상태의 초기에서 제로 유동상태의 종료를 결정하기 위해 분석된다.

각각의 제로 유동상태의 초기에서, 의사 유동율 신호는 코리올리 유동계가 제로 유동상태에 존재하는 시간 주기에 대한 값의 변화를 포함하는 제로 유동상태 중에 샘플링된다. 본 발명에 따르면, 사용자에 의해 특정화된 출력신호 이탈 제한값이 한정된다. 이러한 이탈 제한값은 제로 유동상태의 주기를 위해 적절히 재한정된다. 의사 유동신호의 각각의 샘플이 적절히 변화되는 이탈 제한값 내에 존재하는 한, 유동계는 제로 물질 유동을 지속적으로 보고하고, 보정 동작은 실행되지 않는다. 이것은 의사 유동율이 사용자가 특정한 낮은 컷오프값을 초과한 값을 나타내는 경우에도 진실된 것이다. 이러한 동작은 그 값과는 관계없이 의사 유동율 신호가 진실된 물질 유동을 나타내지 않는다는 사실에 의해 단정된다. 진정한 물질 유동 상태는 허용가능한 이탈 제한값을 훨씬 초과하는 유동계 출력의 급작스러운 증가나 감소로 귀결될 것이다. 환언하면, 제로상태의 유동중 일정하게 변하는 의사 유동율 신호는 그 크기와는 관계없이 신호가 상기 이탈 제한값 사이에 존재하는 한, 진정한 물질 유동을 나타낼 수 없다.

진정한 물질 유동상태의 개시는 적절히 한정된 이탈 제한값에 의해 특정화된 제한값을 훨씬 초과하는 출력신호의 진폭 변화로 귀결된다. 이것은 제로 유동상태의 종료와, 진정한 물질 유동의 개시를 나타낸다. 이러한 진폭 변화는 연장된 제로 유동상태중 발생된 신호 진폭으로부터 상당한 증가 또는 상당한 감소를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 유동계는 제로 유동상태중 의사 유동신호의 샘플링 기능을 종료하고, 제로 유동상태의 종료가 검출되었을 때 진정한 물질 유동의 크기를 보고한다.

코리올리 유동계는 물질 유동의 크기가 저유동 컷오프 포인트 이하로 떨어질 때까지 진정한 물질 유동을 보고한다. 그 후, 계량기는 유동계에 의해 발생된 의사 유동신호를 다시 샘플링하는 제로 유동상태로 복귀된다. 이러한 샘플링은 의사 유동신호가 시간의 경과에 따라 점진적으로 표류하여 지속적인 제로 유동상태를 나타내기 때문에 지속적으로 이루어진다. 샘플링 상태는 신호가 이탈 제한값을 초과하는 양만큼 그 진폭이 급작스럽게 변화되었을 때 종료된다. 이러한 변화는 진정한 물질 유동의 시작을 나타낸다. 그 후, 유동계는 그 샘플링 기능을 다시 종료한 후, 유동계의 진정한 유동율을 보고한다.

상술한 문제점과 기타 다른 문제점은 적절히 변하는 이탈 제한값을 생성함으로써 제로 드리프트라는 문제점이 해결됨에 따라, 본 발명의 제 2 실시예의 장치 및 방법에 의해 해결되며; 상기 이탈 제한값은 시간 딜레이(△t)와 입력 전원 사이의 일치를 나타내는 유동 신호를 추적한다. 이러한 신호는 그 제로 유동상태중 유동계에 의해 생성되어 샘플링된 후, 제로 유동상태가 지속될 동안 데이터 포인트로 전환된다. 유동계의 동작은 물질이 유동계를 통해 흐르지 않는 경우라도, 그 내장된 물질의 비정상(기포 등등)으로 인해 유동계가 의사 유동정보 신호를 발생할 수 있는 동안, 진정한 물질 유동상태와 제로 유동상태 사이에서 교대로 실행될 수 있어야 한다. 상기 의사 유동정보는 제로 유동상태 중에는 유동계의 출력에 인가되지 않는 것이 바람직하다. 제로 물질 유동율을 나타내는 "제로"의 출력 신호는 제로 유동상태중 유동계 출력에 인가된다. 상기 의사 유동정보는 차단되지만, 진정한 물질 유동상태의 초기에서 제로 유동상태의 종료를 결정하기 위해 분석된다.

상기 의사 유동신호는 샘플링된 후, 초당 20개의 샘플 비율로 다수의 한정된 데이터 포인트로 전환된다. 첫 번째의 적은 데이터 포인트(약 20개)가 처리된 후, 유동계 픽오프에 의해 발생된 신호들 사이의 시간 딜레이(△t)와 유동계로의 입력 전원 사이의 상관관계를 나타내는 식으로 전환하도록 곡선이 삽입된다. 최종적으로는 다음과 같은 식으로 된다.

y = mx + b

m은 식에서 나타나는 라인의 경사도.

x는 각각의 데이터 포인트의 시간 딜레이.

b는 입력 전원의 유니트를 나타내는 y축선상에서 식의 절편(截片).

공지의 곡선 삽입기법에 따르면, 유도된 식은 유동계 제로 유동상태의 예견된 작동범위 및 상태와 연관된 변수들의 값에 대해 시간 딜레이와 입력 전원 사이의 상호 관계를 나타낸다. 또한, 시간 딜레이와 입력 전원 변수를 나타내는 발생된 식을 추적하는 이탈 제한값 세트(상한값 및 하한값)도 발생된다.

유도된 식의 생성에 이어, 제로 유동상태중 발생된 의사 유동신호의 나머지가 샘플링된 후, 유동계가 제로 유동상태로 존재하는 시간 간격중 데이터 포인트를 형성하기 위해 사용된다. 의사 유동신호의 샘플링은 데이터 포인트와 연관된 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 결정을 포함한다. 또한, 이러한 샘플링은 데이터 포인트 위치에 대한 △t 크기의 결정을 포함한다. 만일 데이터 포인트가 상한 이탈 제한값과 하한 이탈 제한값 사이에 속한다면, 처리 회로는 유동계가 아직 제로 유동상태로 존재하는 것으로 결정하여 샘플링이 지속된다. 만일 형성된 데이터 포인트가 이탈 제한값들 사이에 속하지 않는다면, 본 발명의 처리 회로는 유동계가 더 이상 제로 유동상태가 아니며 샘플링된 유동신호는 진정한 물질 유동을 나타내는 크기를 갖는 것으로 결정한다. 그 후, 상기 처리 회로에 의해, 유동계는 진정한 물질 유동을 나타내는 출력 신호를 발생시킨다.

각각의 데이터 포인트가 적절히 변하는 이탈 제한값들 사이에 존재하는 한, 유동계는 제로의 유동 신호를 계속 보고하며, 더 이상의 동작이 취해지지 않는다. 데이터 포인트에 대한 유동율이 사용자가 특정한 저유동 컷오프값을 훨씬 초과하는 값을 나타내는 경우라도, 이것은 진정한 것이다. 이것은 샘플링된 의사 유동율이 진정한 물질 유동을 나타내지 않는다는 사실에 따라 단정되는데, 그 이유는 서술한 바와 같은 진정한 물질 유동상태는 샘플링된 제로 유동상태 신호의 이탈 제한값을 훨씬 초과하는 신호 크기의 급작스러운 증가 또는 감소로 귀결되기 때문이다. 다시 말하면, 제로 유동상태중 일정하게 변하는 샘플링된 의사 유동신호는 샘플링된 신호가 이탈 제한값들 사이에 존재하는 한, 그 크기와는 관계없이 진정한 물질 유동을 나타낼 수 없다.

진정한 물질 유동의 개시는 적절히 한정된 이탈 제한값을 훨씬 초과하는 샘플링된 신호의 진폭 변화에 의해 검출된다. 이것은 제로 유동상태의 종료와, 진정한 물질 유동의 개시를 나타낸다. 샘플링된 신호의 진폭 변화는 제로 유동상태중 입력 전원에 대한 △t의 관계에서 상당한 증가 또는 감소를 나타낸다. 제로 유동상태가 종료되었을 때, 유동계는 제로 유동 샘플링 기능을 종료한 후, 진정한 물질 유동의 크기를 보고한다.

코리올리 유동계는 물질 유동이 저유동 컷오프 포인트 이하로 떨어질 때까지 진정한 물질 유동의 크기를 보고한다. 그 후, 상기 유동계는 픽오프에 의해 검출된 유동 신호를 다시 샘플링하는 제로 유동상태로 복귀된다. 이러한 샘플링은 유동신호가 시간의 경과에 따라 표류하여 지속적인 제로 유동상태를 나타낼 동안 지속적으로 이루어진다. 샘플링은 신호가 이탈 제한값을 초과하는 양만큼 그 진폭이 다시 변화되었을 때 종료된다. 이것은 진정한 물질 유동의 시작을 나타낸다. 그 후, 유동계는 그 샘플링 기능을 다시 종료한 후, 유동계의 진정한 유동율을 보고한다.

본 발명에 따르면, 낮은 물질 유동의 상태중 발생된 유동정보에는 제로 유동상태중 의사 신호의 생성에 의한 동일한 물질 비정상이 제공된다. 이들은 제로 유동상태에서 에러를 유발했던 방식과 동일한 방식으로, 저유동 상태중 유동계에 의해 발생된 출력 정보에 에러를 유발하게 된다. 본 발명에 따르면, 이러한 에러는 다음과 같은 단계 즉, 제로 유동상태에 대해 △t와 입력 전원 사이의 상관관계를 위한 제1식을 유도하는 단계와; 저유동 상태에 대해 △t와 입력 전원 사이의 상관관계를 위한 제2식을 유도하는 단계와; 이러한 두 식들 사이의 등가성을 검사하는 단계와; 물질 유동에서 비정상의 존재로 인한 에러가 없는 저유동 상태를 위한 교정된 유동정보를 얻기 위해, 제2식으로부터 제1식을 공제하는 단계에 의해 피할 수 있다.

제1식에서의 유동정보는 오직 그 내장된 물질의 비정상으로 인한 것이다. 제2식에서의 유동정보는 제1식에서의 정보에 진정한 물질 유동을 나타내는 정보를 더한 정보로 구성되어 있다. 따라서, 제2식으로부터 제1식을 공제하는 단계는 불필요한 정보를 효과적으로 삭제할 수 있으며, 진정한 물질 유동을 나타내는 정보만을 남겨놓을 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 처리 시스템을 갖는 유동 측정장치를 위한 계량기 전자부는 상기 처리 시스템에게 명령하는 명령을 포함하며; 이러한 명령은 신호를 나타내는 다수의 데이터 포인트를 한정하기 위해, 상기 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 나타내는 신호를 샘플링하라는 명령과; 상기 하나 이상의 데이터 포인트를 위한 이탈 제한값을 설정하라는 명령과; 각각의 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값 내에 속하는지의 여부를 결정하라는 명령과; 제로 유동상태를 위한 의사 유동정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 내의 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령과; 상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 나타내는 정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 외측의 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령과; 상기 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 속하는 한, 상기 데이터 포인트의 샘플링을 계속하라는 명령과; 이탈 제한값 내에서 데이터 포인트의 샘플링중 상기 유동 측정장치의 출력에 의사 유동정보가 인가되는 것을 방지하라는 명령과; 상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 위한 정보를 제공하기 위해, 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는지의 여부를 결정하라는 명령과; 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트에 의해 나타나는 진정한 물질 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키라는 명령을 포함한다.

상기 유동 측정장치는 코리올리 유동계를 형성한다.

상기 처리 시스템은 물질 유동을 나타내는 저유동 컷오프 제한값을 특정화하라는 명령과; 출력 신호에 의해 제공된 물질 유동정보를 관찰하라는 명령과; 상기 관찰된 물질 유동정보가 저유동 컷오프 제한값에 의해 제공되는 물질 유동보다 적은지의 여부를 결정하라는 명령과; 상기 출력 신호의 발생을 종료하라는 명령과; 상기 유동 측정장치의 제로 유동상태를 위해 데이터 포인트의 샘플링을 재개하라는 명령을 실행하며; 상기 저유동 컷오프 제한값 아래에서는 유동 측정장치가 진정한 물질 유동을 나타내는 출력 신호를 발생하지 않는다.

상기 처리 시스템은 새로이 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는 물질 유동을 나타내는지의 여부를 결정하라는 명령과; 상기 새로이 샘플링된 데이터 포인트에 의해 제공되는 진정한 물질 유동을 위해, 출력 신호를 발생시키라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 샘플링된 각각의 데이터 포인트와 연관된 이탈의 상한값과 하한값을 설정하는 단계에 의해, 상기 이탈 제한값을 설정하라는 명령과; 상기 데이터 포인트에 의해 제공된 의사 물질 유동정보가 상한값과 하한값 사이에 속하는 한, 상기 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령과; 새로이 샘플링된 데이터 포인트가 상기 제한값들의 외측에 속하는지의 여부를 결정하라는 명령과; 상기 샘플링된 데이터 포인트에 의해 제공되는 진정한 물질 유동정보를 결정하라는 명령과; 상기 결정된 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 이미 샘플링된 N데이터 포인트의 유동율의 평균값(μ)을 결정하라는 명령과; 상기 이탈 평균값으로부터 표준 이탈값(γ)의 곱과 사용자 특정 넘버 표준 이탈값(A)을 곱함으로써, 이전의 N 데이터 포인트의 표준 이탈 제한값을 설정하라는 명령과; μ 에 대해 γA의 곱을 공제하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 유동 측정장치의 저유동 상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해, 식을 유도하라는 명령과; 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해, 식을 유도하라는 명령과; 제로 유동상태중 상기 장치에서 유도된 의사 에러가 없는 유동 측정장치용 출력 신호를 얻기 위하여, 상기 저유동 상태를 위한 식으로부터 상기 제로 유동 상태를 위한 식을 공제하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 제로 유동상태중 상기 유동 측정장치에 의한 유동정보의 발생을 특정화하는 다수의 데이터 포인트를 나타내는 식을 유도하기 위하여, 상기 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t) 사이의 관계를 사용하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 연속적으로 샘플링된 데이터 포인트와 상기 식 사이의 이탈을 결정하라는 명령과; 상기 제로 유동상태의 마지막을 검출하기 위해, 상기 이탈 결정을 사용하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 데이터 포인트를 샘플링함으로써 상기 식을 유도하라는 명령과; 상기 식을 유도하기 위해, 곡선 삽입동작에서 상기 데이터 포인트의 "n"을 사용하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 샘플링된 데이터 포인트의 나머지 "m"을 샘플링하라는 명령과; 각각의 "m" 샘플링된 데이터 포인트와 상기 식 사이의 이탈을 결정하라는 명령과; 상기 유동 측정장치의 작동 상태를 결정하기 위해 상기 이탈 결정을 사용하라는 명령을 실행한다.

상기 처리 시스템은 제로 유동상태를 위해 상기 다수의 식을 유도하라는 명령과; 상기 다수의 식을 메모리에 저장하라는 명령과; 일치성 정보를 한정하라는 명령과; 새로이 유도된 식과 상기 저장된 식을 비교하라는 명령과; 상기 새로이 유도된 식이 상기 저장된 식과 일치하는지의 여부를 결정하라는 명령과; 상기 저장된 식과 일치하는 것으로 결정되었을 경우, 상기 새로이 한정된 식을 사용하라는 명령과; 상기 저장된 식과 일치하지 않는 것으로 결정되었을 경우, 상기 새로이 한정된 식의 사용을 배제하라는 명령을 실행한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 처리 시스템을 갖는 유동 측정장치를 위한 계량기 전자부는 상기 처리 시스템에게 명령하는 명령을 포함하며; 이러한 명령은 유동 측정장치의 저유동 상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 신호를 위한 데이터 포인트를 한정하기 위해, 식을 유도하라는 명령과; 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해, 식을 유도하라는 명령과; 제로 유동상태중 유도된 에러가 없는 출력 신호를 얻기 위하여, 상기 저유동 상태를 위한 식으로부터 상기 유동 측정장치의 제로 유동 상태를 위한 식을 공제하라는 명령을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 유동 측정장치 작동방법은 신호를 나타내는 다수의 데이터 포인트를 한정하기 위해, 상기 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 나타내는 신호를 샘플링하는 단계와; 상기 하나 이상의 데이터 포인트를 위한 이탈 제한값을 설정하는 단계와; 각각의 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값 내에 속하는지의 여부를 결정하는 단계와; 제로 유동상태를 위한 의사 유동정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 내의 데이터 포인트를 샘플링하는 단계와; 상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 나타내는 정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 외측의 데이터 포인트를 샘플링하는 단계와; 상기 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 속하는 한, 상기 데이터 포인트의 샘플링을 계속하는 단계와; 이탈 제한값 내에서 데이터 포인트의 샘플링중 상기 유동 측정장치의 출력에 의사 유동정보가 인가되는 것을 방지하는 단계와; 상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 위한 정보를 제공하기 위해, 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는지의 여부를 결정하는 단계와; 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트에 의해 나타나는 진정한 물질 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 계량기 전자부를 포함하는 코리올리 유동계를 도시한 도면.

도 2는 유동계의 연장된 제로 드리프트 상태를 위한 이탈 할당값과 함께, 의사 유동율을 도시한 그래프.

도 3은 제로 유동상태에 의해 종료되어 제로 유동상태로 이어지는 간단한 진정한 유동상태를 위한 출력 신호를 도시한 그래프로서, 상기 제로 유동상태는 진정한 유동상태에 의해 종료되는 것을 도시한 도면.

도 4는 관련의 이탈 제한값과 함께, 연장된 제로 유동상태중 유동계의 의사 유동율 신호를 도시한 그래프로서; 상기 제로 유동상태는 진정한 유동상태에 의해 종료되고, 상기 진정한 유동상태는 출력이 다시 관찰될 동안 제로 유동상태에 의해 종료되는 것을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 처리단계를 도시한 블록도.

도 6은 유동계의 제로 유동상태중 발생된 의사 제로 드리프트 시간 딜레이(△t) 신호를 도시한 그래프.

도 7은 코리올리 유동계의 제로 드리프트 유동상태중 제로 드리프트 시간 딜레이(△t)와 입력 전원 사이의 일치성을 도시한 그래프.

도 8은 픽오프에 의해 검출된 시간 딜레이(△t)와 입력 전원 사이의 일치성을 표시하기 위하여, 곡선 삽입기법을 사용하여 제로 유동상태중 유동계의 시간 딜레이(△t) 신호의 샘플이 대수학적 식으로 표현될 수 있는 방법을 도시한 그래프.

도 9는 물질 유동상태중 드라이브 이득과 시간 딜레이(△t) 사이의 일치성 결여를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 동작을 도시한 그래프.

도 11은 본 발명의 동작을 도시한 상태도.

도 12는 본 발명의 처리단계를 도시한 블록도.

도 13은 본 발명에 따른 코리올리 유동계의 성능을 강화하기 위하여, 유도된 다수의 식을 저장하는 단계를 제공하는 본 발명의 실시예를 도시한 도면.

도 14는 도 13의 시스템에 의해 실행되는 단계를 도시한 흐름도.

도 15는 낮은 물질 유동상태중 본 발명에 따른 유동계를 위한 변수 변화를 도시한 도면.

도 16은 낮은 유동 상태의 출력 성능을 보상하는데 사용된 식을 도시한 도면.

도 17은 낮은 물질 유동상태중 유동계에 의해 발생된 출력 신호의 정밀성을 개선하기 위해, 유동 신호를 샘플링하는 도중에 사용되는 처리단계를 도시한 도면.

코리올리 유동계 개요-도 1

도 1에는 계량기 조립체(100)와 계량기 전자부(120)를 포함하는 코리올리 유동계(5)가 도시되어 있다. 요소(120)는 밀도와 질량 유동율과 체적 유동율과 온도와 전체 질량 유동과 경로(126)에 대해 강화된 밀도를 제공하기 위해, 리드(100)를 거쳐 계량기 조립체(100)에 연결된다. 본 기술분야의 숙련자에게는 코리올리 유동계 구조가 익숙하겠지만, 본 발명은 물질의 특성을 측정하기 위해 진동 도관을 갖는 그 어떤 유동 측정장치와도 함께 실행될 수 있다. 이러한 장치의 제 2 실시예 로는 코리올리 질량 유동계에 의해 제공되는 측정 용량을 갖지 않는 진동 튜브 사진 농도계를 거론할 수 있다.

상기 유동계 조립체(100)는 한 쌍의 플랜지(101, 101')와, 매니폴드(102)와, 도관(103A, 103B)을 포함한다. 드라이버(104) 및 픽오프 센서(105, 105')는 도관(103A, 103B)에 연결된다. 횡단 바아(106, 106')는 각각의 도관이 요동하는 축선(W, W')을 한정하는 작용을 한다.

측정되고 있는 처리물질을 이송하는 파이프라인 시스템(도시않음) 내로 유동계(100)가 삽입될 때, 물질은 플랜지(101)를 통해 유동계 조립체(100)로 인입되어, 매니폴드(102)를 통과하며, 도관(103A, 103B)을 통해 흐른 후, 다시 매니폴드(102)로 복귀하며; 상기 매니폴드에서 물질은 도관(103A, 103B) 내로 인입되도록 지향되며, 플랜지(101')를 통해 유동계 조립체(10)로부터 배출된다.

도관(103A, 103B)은 적절히 선택된 후, 매니폴드(102)에 장착되므로; 굴곡 축선(W-W; W'-W') 주위에서 실질적으로 동일한 질량 분포와, 관성 모멘트와, 탄성 모듈을 각각 갖는다. 도관은 기본적으로 평행한 형태로 매니폴드로부터 외측으로 연장된다.

도관(103A, 103B)은 그 각각의 굴곡 축선(W, W') 주위에서 드라이버(104)에 의해 반대 방향으로 구동되며, 유동계의 제1외상 굴곡모드로 언급된다. 드라이버(104)는 도관(103A)에 장착된 자석이나 또는 도관(103B)에 장착된 대향 코일 등과 같이 공지의 수많은 설비들중 어느 하나를 포함하며, 교류 전류가 이들을 통과하여 상기 두 도관을 진동시킨다. 계량기 전자부(120)에 의해 적절한 구동 신호가 리드 (110)를 거쳐 드라이버(104)에 인가된다.

계량기 전자부(120)는 리드(111, 111')에 나타나는 좌우측 속도 신호를 각각 수용한다. 상기 계량기 전자부(120)는 리드(110) 상에 나타나서 드라이버(104)로 하여금 튜브(103A, 103B)를 진동시키는 구동 신호를 생성한다. 계량기 전자부(120)는 유동계 조립체(100)를 통과하는 물질의 밀도와 질량 유동율을 계산하기 위하여, 좌우측 속도 신호를 처리한다. 도 1의 계량기 전자부(120)에는 드라이버(131)와, 유동정보 발생기(132)와, 제로 유동 교정요소(133)와, 스위치(134)가 내장되어 있다.

드라이버(131)는 대향의 상을 갖는 유동 튜브(103A, 103B)를 구동하기 위하여 드라이버(104)의 경로(110)에 인가된 신호를 수신한다. 유동정보 발생기는 픽오프(105, 105')에 의해 발생된 경로(111, 111')에서 신호를 수신한다. 이러한 신호들은 물질 유동에 의해 진동될 때 유동 튜브(103A, 103B)에 유도된 코리올리 편향을 나타낸다. 이러한 신호들은 그 진폭이 코리올리 유동계(100) 내에서의 물질 유동에 비례하는 상 편차 또는 시간을 나타낸다. 상기 유동정보 발생기(132)는 이러한 픽오프 신호를 수신하여, 물질 유동에 속한 정보를 발생시킨다. 이러한 정보는 질량 유동율 및 물질 밀도를 포함한다. 발생된 유동정보는 스위치(134)의 상부 입력 단자(138)뿐만 아니라, 경로(136)를 거쳐 유동 교정요소(133)의 입력부에 인가된다. 제로 유동 교정요소(133)의 입력부에 인가된 경로(136) 상의 유동정보는 도 2 내지 도 4에 각각 도시되어 있는 신호(201, 301, 401)를 포함한다. 경로(201, 301, 401) 상의 유동정보는 픽오프에 의해 발생된 유동 출력 정보를 나타낸 다. 하기에 상세히 서술되는 바와 같이, 경로(201, 301, 401) 상의 이러한 신호는 유동계의 제로 유동상태중 도 1의 경로(126) 상에서 그릇된 제로 유동 출력정보의 인가를 방지하기 위해, 반복적으로 샘플링된다.

스위치(134)의 위치는 경로(137) 위의 제로 유동 교정요소(133)에 의해 스위치(134)의 제어 입력부(140)에 인가된 신호에 의해 제어된다. 스위치(134)는 유동계가 물질 유동상태일 때, 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 위치된다. 이때, 유동정보 발생기의 출력은 경로(136)에서 스위치(134)의 상부 입력부(138)에 인가되며, 그 후 상기 스위치(134)는 스위치의 가동소자에 의해 출력 단자(141) 및 출력 경로(126)에 연결된다. 이러한 상태중에, 출력 경로(126) 상의 신호는 유동계(100)를 통과하는 물질 유동이 없을 때 유동정보 발생기(133)에 의해 출력된 물질 유동정보를 나타낸다.

제로 유동 교정요소(133)와 스위치(134)는 계량기를 통과하는 제로 물질 유동이 있는 경로(126)에 그릇된 출력 신호가 인가되는 것을 방지한다. 서술되는 바와 같이, 이러한 상태중에는 제로 유동 교정요소(133)에 의해 제로 유동상태를 나타내는 출력 신호가 출력 경로(126)에 인가될 수 있다. 단자(140)를 제어하여 스위치(134)를 그 하부 위치에 배치하기 위하여, 이것은 제로 유동 교정요소(133)가 경로(137)에 신호를 인가할 때 달성되며; 상기 하부 위치는 단자(139, 141)를 연결하는 점선으로 도시되어 있다. 이때, 제로 발생기(135)는 제로 진폭의 신호를 단자(139)에 인가하며, 상기 단자(139)는 가동 스위치 접점 위에서 단자(141)로 연장되고 이로부터 출력 경로(126)로 연장된다. 제로 유동 교정요소(133)가 유동기 (100)가 제로 유동상태인 것으로 결정하는 한, 상기 스위치(134)는 정위치로 유지되고, 이에 의해 제로 진폭의 신호가 경로(126)에 인가된다.

제 1 실시예의 상세한 설명-도 2 내지 도 5

도 2 의 설명

도 2는 제로 유동상태중 유동계의 의사 유동율 신호(201)를 도시한 그래프이다. 도 2에는 상한 이탈 제한값(202)과 하한 이탈 제한값(203)이 도시되어 있다. 이러한 이탈 제한값이 발생되는 처리에 대해 서술하기로 한다.

도 2의 수평선은 시간 단위를 나타낸다. 이러한 단위는 초, 분, 시간, 또는 날짜가 될 수도 있다. 수직선은 유동값의 단위를 나타낸다. 수평선상의 0 은 유동계의 제로 유동상태에 대해 필요로 하는 출력을 나타낸다. 수평의 실선(204)은 사용자에 의해 임의로 할당된 저유동 컷오프값을 나타낸다. 계량기의 동작은 라인(204) 이하의 유동 크기가 사용자에게 보고되지 않고 제로 유동상태인 것으로 가정되도록 설정된다.

도 2의 유동계의 출력은 진정한 유동이 50 유동 단위인 시간(10)에서 위치(208) 이전에 시작된다. 이러한 진동한 유동상태는 위치(208)에서 종료되며, 이러한 위치(208)에서는 유동이 정지된 후, 유동이 제로로 떨어지는 위치(210)의 라인(209)으로 하방낙하된다. 유동계의 제로 유동상태는 위치(210)에서 시작되며, 그 후 유동계는 라인(201) 상에 의사 유동신호를 발생하며, 이러한 신호의 크기는 도 2에 도시된 제로 유동상태중 픽오프(105, 105')에 의해 발생된 신호를 나타낸다. 인식할 수 있는 바와 같이, 라인(201)은 도면부호 211에서 정점에 도달하는 시간 (280)까지 상향으로 경사져 있다. 정점(211) 이후에, 라인(201)은 도 2의 그래프가 종료되는 시간(720)까지 하방으로 경사진다.

라인(201)의 이러한 상향 및 하향 드리프트는, 도 2에 도시된 제로 유동상태중 유동계 픽오프(105, 105)에 의해 발생되어 계량기 전자부에 인가되는 신호를 나타낸다. 그동안, 드라이버(104)는 유동 튜브를 지속적으로 진동시키고, 그 내장된 물질을 교반시킨다. 상술한 바와 같이, 이러한 물질은 기포를 포함하고 있으며, 상기 교반에 의해 기포는 픽오프를 지나 이주되어 상 편차 신호를 발생시킨다. 이러한 상 편차 신호는 계량기 전자부(120)에 인가되며, 상기 계량기 전자부의 요소(132)는 검출된 상 편차에 의해 나타내는 의사 유동율을 발생한다. 그러나 이러한 의사 유동율 신호는 계량기 전자부(120)의 출력부(126)에 인가되지 않는다. 기포의 이러한 임의 이주는 도 2에 라인(201)으로 도시된 의사 유동율을 발생시킨다. 상기 의사 유동율은 두 방향으로 임의로 변화될 수 있다.

라인(201)의 좌측부의 경사도는 정점(211)까지 크기가 증가되는 의사 유동율 신호를 나타내며, 이러한 정점에 있어서 라인은 시간(280)에서 하강하기 시작하고, 시간(720)에서 그래프가 종료될 때까지 지속적으로 하강한다. 라인(201)의 우측부분의 하강경사도는 시간(480)에서 제로 축선을 횡단할 때까지 감소되는 의사 유동 크기를 나타낸다. 이 지점의 우측으로의 라인(201)의 지속적인 감소는 기포의 방향이 역전되어, 유동계(100)를 통과하는 역전형 의사 유동을 나타내는 출력 신호를 발생시키는 것을 나타내고 있다.

도 2의 그래프는 도 2에 나타나는 제로 유동상태의 지속중 의사 유동율 신호 (201) 및 그 관련의 이탈 제한값(202, 203)을 도시하고 있다. 라인(202)은 상한 이탈 제한값을 나타내며, 라인(203)은 하한 이탈 제한값을 나타낸다. 유동계 및 계량기 전자부(120)에 의해, 유동계는 신호(201)의 값이 위치(208)에서 시작하여 라인(202, 203)으로 도시된 이탈 제한값을 초과하지 않는 한, 제로 유동 샘플링 상태로 유지된다.

하기의 설명에서는 도 2의 신호(201)가 상한값(202)을 초과하거나 하한값(203) 이하의 값인 경우마다, 유동계와 계량기 전자부(120)가 그 제로 유동상태를 종료하는 방식에 대해 서술하기로 한다.

도 3 의 설명

도 3은 제로 유동상태가 종료되어 진정한 물질 유동으로 대체된 상태하에서 본 발명에 따른 유동계의 동작을 도시하고 있다. 도 3의 그래프는 위치(308)에서 종료되는 50의 진정한 물질 유동에서 시작되며, 출력 신호는 수직선(309)을 따라 위치(310)로 하방이동하고 있다. 위치(310)는 라인(301)을 따라 위치(311)의 정점까지 연장되는 제로 유동상태에서 시작되어, 위치(311)에 이어 위치(313)로 하강하고; 신호(301)는 50 유동 단위의 위치(314)로 급상승한다. 위치(313)에서는 유동계의 제로 유동 샘플링 상태가 종료된다. 위치(314)에서 시작하여, 유동계는 도 3의 그래프에 의해 나타나는 시간이 지속될동안 라인(315) 상의 50 단위의 진정한 유동 출력을 보고한다.

도 2의 라인(201)에 대해 서술한 바와 유사한 방식으로, 도 3의 라인(301)은 제로 유동상태중 유동계의 의사 유동율을 나타낸다. 라인(302, 303)은 출력 유동 율(301)의 이탈 제한값을 나타낸다.

도 4 의 설명

도 4의 그래프는 제로 유동상태를 도시하고 있으며; 이러한 제로 유동상태는 의사 유동율(401)이 수직선(430)을 따라 위치(421)로 급작스럽게 감소될 때, 위치(405)에서의 제로 시간에서 시작되어 위치(420)에서 종료된다. 위치(421)에 이어, 유동계는 위치(423)까지 약 25 유동 단위의 진정한 물질 유동을 보고하며, 상기 위치(423)에서는 유동이 정지되고, 위치(425) 및 시간(600)에서 저유동 컷오프값 이하로 떨어진다. 이것은 또 다른 제로 유동 샘플링 상태에서 시작되며, 이러한 상태일 동안에서는 본 발명은 경로(126)에 대한 그릇된 출력 신호의 발생을 방지한다. 상술한 바와 같이, 라인(401)은 제로 유동상태일 동안 유동계의 의사 유동율을 나타낸다. 상기 라인(401)은 상한 이탈 제한값을 나타내는 라인(402)과 하한 이탈 제한값을 나타내는 라인(403)으로 둘러싸여 있다.

도 5 의 설명

상술한 바와 같이, 본 발명의 장치 및 방법은 제로 유동상태일 동안 유동계의 의사 유동율을 추적하는 적절히 변화되는 이탈 제한값을 생성함으로써, 제로 유동상태일동안 경로(126)에 대해 그릇된 유동계 출력 신호의 발생을 방지한다. 의사 유동율 신호(201, 301, 401)가 이탈 제한값(202, 203, 302, 303, 402, 403) 사이에 존재하는 한, 유동계는 경로(126)상에서 사용자에게 제로 유동 출력 신호를 보고한다. 이것은 도 5에 도시된 단계들을 실행하는 "제로 유동 트렌딩 필터"를 채용한 제로 유동 교정요소(133)에 의해 달성된다.

단계(501)는 시스템에 대한 제어 제한값 변수를 설정한다. 이것은 도 2 내지 도 4의 수평선에 의해 나타나는 시간을 포함한다. 이러한 단위는 초, 분, 시간, 또는 날짜를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 단위는 도 2 내지 도 4의 수직선을 나타내는 유동 크기로 할당된 값도 포함한다. 저유동 컷오프값은 단계(501)에 의해 5 등과 같이 임의의 값으로 설정된다. 단계(502)는 도 1에서 계량기 전자부(120)에 의해 출력 경로(126)에 인가된 유동 신호의 크기를 기록한다. 이것은 도 2 및 도 3에서 물질 유동(208, 308)의 크기이다. 단계(503)는 도 2 및 도 3의 라인(204, 304)에 도시된 저유동 컷오프값 이하인지의 여부를 결정하기 위해, 경로(126)상에서 물질 유동의 크기를 비교한다. 만일 물질 유동이 저유동 컷오프를 초과한다면, 동작이 지속되고, 신호는 경로(513) 상의 요소(503)에 의해 요소(511)에 인가되며; 이러한 요소(511)는 진정한 물질 크기를 계속 보고하고, 경로(512) 상에 출력을 인가한 후, 요소(503)의 입력부로 다시 복귀된다. 경로(126)상에서 관찰된 유동이 저유동 컷오프값을 초과하는 한, 동작은 이러한 루프로 지속된다.

만일 요소(503)가 물질 유동이 저유동 컷오프보다 적은 것으로 결정하였다면, "예" 신호가 요소(504)로 할당되며, 상기 요소(504)는 도 2의 라인(202, 203)과 도 3의 라인(302, 303) 및 도 4의 라인(402, 403)에 의해 나타나는 상한 이탈값 및 하한 이탈값을 할당한다.

단계(505)는 의사 유동상태 신호(201, 301, 401)가 단계(504)에서 특정된 이탈 제한값 사이에 존재하는지의 여부를 결정한다. 만일 단계(505)의 대답이 "예"라면, "예" 신호가 단계(509)에 인가되어, 도 1의 계량기 전자부(120)의 제로 유동 교정요소(133) 및 유동계가 경로(126)상에서 "0"의 신호를 사용자에게 인가한다. 단계(509)의 출력은 단계(515)에 인가되며, 단계(515)에서는 차후 데이터 포인트가 처리되어 요소(503)에 인가된다. 요소(515)는 차후 데이터 포인트를 처리하는 요소(504)에 신호를 인가한다.

도 1의 유동계는 의사 유동율 신호(201, 301, 401)가 이탈 제한값 사이에 존재하는 한, 이러한 루프에 존재하게 된다. 이러한 제로 유동상태는, 단계(505)가 물질 유동이 이탈 제한값들 사이에 존재하는 것으로 결정한 후, "아니오" 신호를 경로(508)에서 단계(511)에 인가하였을 때 종료되며; 상기 단계(511)에서는 유동계가 더 이상 제로 유동상태가 아닌 것으로 결정한 후, 도 1의 경로(126)에 대해 진정한 물질 유동의 크기를 사용자에게 보고한다.

도 2 내지 도 4의 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값은 다음과 같이 계산된다.

μl = μ + σχA

ll = μ - σχA

μl 및 ll = 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값

μ = 유동 신호의 이전 N 샘플의 평균값

σ = 이전 N 샘플의 평균 이탈값

A = 평균값으로부터의 평균 이탈횟수

제한값은 사용자가 필요로 한다.

이러한 알고리즘은 의사 유동신호의 모든 N 샘플에 대해 한 번씩 이탈 제한 값을 업데이트한다. 이러한 N 샘플의 주기는 사용자에 의해 한정되며, 초, 분, 날짜의 주기를 나타낸다. 이러한 알고리즘에 있어서, 유동계는 유동계 출력(126)이 저유동 컷오프 포인트 이하로 떨어졌을 때, 도 5의 처리를 시작한다. 일단 샘플링 처리가 가능해지면, 현재 샘플링된 데이터가 이탈 제한값 위 또는 아래로 가압하는 물질 유동의 계단식 변화가 있을 때까지, 유동계는 사용자에게 계속 제로 유동을 보고한다. 이러한 계단식 변화가 발생되면, 본 발명의 제로 유동 트렌드 필터는 물질 유동율이 5의 저유동 컷오프 레벨 이하로 떨어질 때까지 다시 작동되지 않는다.

제 2 실시예의 상세한 설명-도 6 내지 도 14

도 6의 설명

도 6은 제로 유동상태하에서 물로 충진된 코리올리 유동계의 테스트중 픽오프(105, 105')의 시간 딜레이(△t) 신호들 사이의 시간 딜레이를 나타내는 그래프이다. 수평축은 데이터가 기록되는 시간을 나타낸다. 수직축은 테스트중 픽오프에 의해 발생된 시간 딜레이를 나타낸다. 시간 딜레이(601)는 물질 유동이 없는 경우라도 시간에 따라 상당히 변화되는 것을 인식할 수 있을 것이다. 만일 저유동 컷오프가 5로 설정되었다면, 실제 유동이 없는 경우라도 유동계의 센서가 물질 유동을 나타낼 때 이러한 테스트중 시간이 있음을 인식해야 한다.

도 7의 설명

도 7은 도 6의 테스트중 기록된 시간 딜레이(701)와 입력 전원(702) 사이의 관계를 도시한 그래프이다. 주목해야 할 것은 이러한 두 변수는 유사하다는 점이 다. 이것은 입력 전원 변수와 시간 딜레이 변수 사이에 강한 상관관계가 있다는 것을 나타낸다.

도 8의 설명

도 8은 마이크로소프트사 제품인 엑셀 소프트웨어에 의해 제공된 것과 같은 공지의 곡선 삽입기법을 사용하여 도 8에 도시된 식을 유도하기 위해, 샘플링된 후 곡선삽입된 도 6의 데이터를 나타내고 있다.

유도된 식은 다음과 같다.

y = + 1513x + 167.64

여기서

² = 0.9957 이다.

0.1513의 경사도는 라인(801)의 경사도이다. 상기 167.64 는 0의 시간 딜레이(△t)에서 입력 전원인 y축상의 절편.

라인(801)이 기본적으로 직선형이고 그 시작점(802)에서 종료점(809)까지 일정한 경사를 갖는다는 사실은 시간 딜레이(△t)와 입력 전원 사이에 강한 상관관계가 있다는 관찰을 지지한다. 또한, 공지의 곡선 삽입기법에 따르면, 도 8의

² 이 "1" 에 근접한 값을 갖는다는 사실은 입력 전원의 변화가 시간 딜레이(△t)와 연관이 있으며, 또는 이와는 반대로 시간 딜레이의 변화가 입력 전원의 변화와 연관이 있음을 나타낸다. 이러한 상관관계로 인해, 도 8의 입력 전원 변수는 제로 유동상태중 픽오프(105, 105')에 의해 얻어진 시간 딜레이(△t)가 제로 유동에 의 한 것인지 또는 유동계의 댐핑 변화 또는 기포 등과 같은 물질 불순물에 의한 것인지를 나타내는 표시인자이다. 만일 두 변수들(△t와 전원) 사이의 상관관계가 높다면, △t 신호는 제로 유동상태에 대한 댐핑의 변화를 나타낸다. 만일 이러한 두 신호들 사이의 상관관계가 낮다면, △t는 물질 유동을 나타낸다.

도 9 의 설명

도 9는 물질 유동의 상태하에서 도 8과 동일한 유동계에 의해 발생된 데이터를 도시하고 있다. 도 8의 데이터에 대해 엑셀 곡선 삽입기법에 의해 발생된 유도식은 다음과 같다.

y = 0.0008x + 165.26

여기서

² = 0.0405 이다.

이러한 형태의 식은 y = mx + b 로 나타난다.

m = 라인(901)의 경사도

b = y축에서 라인(901)의 절편.

상기 0.0008은 라인(501)의 거의 수평인 경사도를 나타내며, y 절편은 165.26 이다.

² (0.0405) 라는 낮은 값은 시간 딜레이(△t) 변수와 입력 전원 변수 사이의 낮은 일치성을 나타낸다.

도 9에서 0.0405의

² 은 시간 딜레이(△t) 변수와 입력 전원 변수 사이에 의미있는 상관관계가 없다는 것을 나타낸다.

도 8 및 도 9는 저유동에서 측정된 유동율이 불안정하지만, 동일한 물질에 대해 유동율이 증가했을 때 측정된 유동율은 안정스럽게 되는 것을 나타내고 있다. 이러한 현상은 정상적인 유동 상태가 아닌 제로 유동 또는 저유동에서 효과적인 댐핑의 변화에 기여함으로써, 제로 드리프트 에러를 유발시킬 수 있다.

도 1 0의 설명

도 10은 제 2 실시예의 제로 유동상태와 마찬가지로, 제 2 실시예의 진정한 물질 유동상태에서 시간에 대한 시간 딜레이(△t)의 변화를 도시하고 있다. 도 10에서 좌측의 y축은 시간 딜레이(△t)의 변화를 나타낸다. 수평축은 0 내지 t9 의 시간 간격을 나타내고 있다. 도 10에서, 진정한 물질 상태는 0으로부터 t1 까지 나온다. 물질 유동(1002)은 △t의 50 유니트이다. 이러한 유동은 5의 값을 갖는 저유동 컷오프(1003) 이하로 떨어지는 시간(t1)에서 종료된다. 시스템은 시간(t1)에서 저유동 상태로 천이된 후, 시간(t3)의 시작을 통해 그곳에 존재하게 된다. t1 내지 t3의 간격중, △t는 약 20의 값으로 점진적으로 증가된다. 시간(t3)에서는 제로 유동상태가 종료되고, 50 △t 유니트의 진정한 물질 유동이 t3에서 시작되어 t5에서 종료된다. 시간(t5)에 있어서, 진정한 물질 유동은 50으로부터 25까지 감소되며; 진정한 물질 유동이 종료되어 저유동 컷오프(1003) 이하로 떨어졌을 때, 시간(t7)까지 25에 존재하게 된다. 시간(t7)으로부터 시간(t9)까지, 시스템은 제로 유동상태로 복귀하며, 그동안 시간 딜레이(△t)(1002)는 t7에서 t9까지 증가한다.

도 7에 따르면, 입력 전원(702)은 물질 유동상태중 △t(701)와 동일한 방식 으로 이탈된다. 이러한 일치는 도 8에 도시된 바와 같으며, 이에 따르면 유도된 식을 나타내는 라인(801)은 시간 딜레이(△t)가 기본적으로 선형인 일치성을 나타낸다는 것을 도시하고 있다. 이러한 일치성은 제로 유동상태에 대해 입력 전원과 △t 사이의 상관관계를 표시하는 유도식으로 나타난다. 도 9에 도시된 바와 같이 시간(△t)과 입력 전원 사이에 일치성이 없는 진정한 물질 유동상태가 생각날 것이다. 다시 말하면, 시간 딜레이(△t)의 증가 및 감소는 물질 유동중 입력 전원의 변화에 대해 의미있는 상관관계를 갖고 있지 않다.

도 10은 도 8 및 도 9의 물질 유동상태와 제로 유동상태에 대한 입력 전원과 △t 사이에 나타나는 상관관계를 입증하고 있다. 따라서, 도 10은 입력 전원(1001)은 △t를 나타내는 라인(1002)이 50의 일정한 레벨로 유지될 때, 시간 간격(t0)으로부터 t1을 통해 일정한 상태인 것을 도시하고 있다. 이것은 도 9에 도시된 상관관계를 확인한다.

또한, 도 10은 입력 전원(1001)이 시간(t1)에서 시간(t3)으로 △t의 증가분만큼 증가한다는 것을 도시하고 있다. 이것은 도 8에 도시된 상관관계와 일치하고 있다. 도 10은 진정한 물질 유동이 시간(t5)에서 50의 △t로부터 변화된 후 시간(t7)까지 유지되는 25의 △t로 떨어졌을 때 입력 전원(1001)이 일정하게 유지된다는 것을 도시하고 있다. t3 내지 t7 까지의 시간중, 입력 전원(1001)은 △t(1002)의 변화값과 함께 일정하게 유지된다. 시간(t7)에서, 물질 유동은 저유동 컷오프값 이하로 감소되며, 제로 유동상태인 시스템은 시간(t7)으로부터 시간(t9)까지 유지된다. 이러한 제로 유동 간격중, △t(1002)는 입력 전원(1001)에서의 증가를 따 라 증가된다.

도 10을 요약하면, 입력 전원(1001)은 물질 유동의 △t값이 변화되더라도, 물질 유동의 주기중 기본적으로 일정하게 유지된다는 것을 인식할 수 있다. 도 10은 입력 전원(1001)이 t1 내지 t3 및 t7 내지 t9의 시간 간격으로 도시된 제로 유동상태중 유동 △t의 증가를 따라 증가한다는 것을 나타내고 있다.

도 1 1의 설명

도 11은 도 10에 도시된 시스템 동작을 상세히 도시한 상태의 다이어그램이다. 도 11의 수직축은 시간 딜레이(△t)를 나타내며, 수평축은 입력 전원의 유니트를 나타낸다. 시간 간격 0 내지 t1 에서 시스템의 상태는 도 11에서 50의 △t와 5의 입력 전원을 갖는 것으로 도시되었다. 입력 전원의 변수 및 △t는 입력 전원(5)의 수직선의 상부에 도시된 바와 같이 상기 시간 간격중에는 일정하다. 이러한 시간 간격중에는 상기 변수들의 미세한 변화가 측정된 입력 전원 및 측정된 △t의 변화로 인해 작은 변화를 갖는 것으로 도시되었다. 도 10에 도시된 바와 같이, 진정한 유동 상태는 유동이 5의 저유동 컷오프값 이하로 떨어졌을 때, 시간(t1)에서 종료된다. 그 후, 제로 유동상태가 시작된다.

대각선(1106)은 도 8의 라인(801)에 대응하며, 제로 유동상태중 입력 전원 및 △t의 증가를 도시하고 있다. 이러한 제로 유동상태는 도 10에 도시된 바와 같이 시간(t1)에서 시작되며, 시간(t3)까지 지속된다. 또한, 제로 유동상태는 시간(t7)에서 시작된 후 시간(t9)에서 종료된다. 따라서, 도 11에 있어서, 라인(1106)은 그 최하단부가 t1 및 t7로 도시되었으며, 이것은 시스템이 제로 유동상태인 시 간 간격에서 시작에 대응한다. 또한, 라인(1106)은 그 최상단부가 t3 및 t9로 도시되었으며, 이것은 제로 유동상태가 도 10에 도시된 바와 같이 종료되는 시간 간격에 대응한다. 라인(1106)의 대향측에 있는 라인(1105, 1107)은 도 8의 이탈 제한값(804, 805)에 대응하는 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값이다.

따라서, 도 10에 도시된 제로 유동에 대한 시간 간격(t1 내지 t3)은 도 11에서는 라인(1106)으로 도시되었으며, 그 인접한 이탈 제한값은 1105 및 1107로 도시되었다. 이러한 제로 유동상태 이탈값은 시간(t3)에서 종료되며, 시스템은 도 11에서 점선을 따라 라인(1109) 상에서 간격(t3 내지 t5)까지 천이되며; 상기 라인(1109)은 도 10에서 라인(1001)에 도시된 바와 같이 5의 입력 전원과 45 △t 유니트의 값을 갖는 진정한 물질 유동을 나타낸다. 이러한 시스템은 시간(t5)까지 이러한 상태가 유지되며, 이때 진정한 물질 유동은 25 △t 유니트까지 하강한 후 시간(t7)까지 유지된다. 이러한 천이는 도 11에도 도시되어 있으며, 5 유니트의 입력 전원을 나타내는 수직선상에 도시된다.

시스템은 진정한 유동이 시간(t7)에서 5의 저유동 컷오프 아래로 떨어졌을 대, 진정한 물질 유동의 상태로부터 천이된다. 그 후, 시스템은 제로 유동상태로 복귀되며, 이러한 제로 유동상태에서 △t(1002) 및 전원 입력(1001)은 도 10에 도시된 바에 대응하는 방식으로 증가된다. 이것은 시간(7)에서 시작되어 시간(t9)에서 종료되는 라인(1106)으로 다시 한번 도시되었다.

도 11은 라인(1109)의 입력 전원이 시스템이 진정한 물질 유동상태인 시간 간격동안 5 전원 유니트의 일정한 값으로 유지된다는 것을 명확하게 도시하고 있 다. 이러한 시간 간격은 도 11에 t0-t1, t3-t5, t5-t7 으로 도시되었다. 도 11은 시스템이 제로 유동상태인 시간 간격일 동안 △t의 변화에 따른 입력 전원의 변화를 도시하고 있다. 이것은 도 11에서 라인(1106)으로 도시되었으며, 이러한 라인은 시간(t7) 내지 시간(9)과 마찬가지로, 시간(t1) 내지 시간(t3)까지 전원 및 △t를 증가시킨다.

도 1 2의 설명

본 발명의 방법 및 장치는 유동계의 제로 유동상태중 경로(126)에 그릇된 유동정보의 인가를 방지한다. 이것은 제로 유동상태중 픽오프(105, 105')에 의해 검출된 △t에 대한 입력 전원의 상관관계를 추적함으로써 이루어진다. 이와 동시에, 샘플(801)이 생성될 때 입력 전원과 시간 딜레이(△t) 사이의 유도된 상관관계를 추적하는 이탈 제한값(804, 805)을 적절히 변화시킴으로써 이루어진다. 입력 전원이 시간 딜레이를 나타내기 때문에, 제로 유동상태중 픽오프 사이의 시간 딜레이(△t)가 검출된다. 입력 전원 신호의 샘플링은 y = mx + b 형태의 식에 곡선삽입된 데이터 포인트를 생성하는데 사용된다. 도 8에 있어서, 이러한 식은 연속적으로 샘플링된 입력 전원 데이터 포인트와 함께 기준으로서 사용된다. 각각의 데이터 포인트 샘플링중에는 샘플의 진폭이 입력 전원과 시간 딜레이(△t) 사이의 상관관계를 나타내는 유도된 곡선삽입된 식(801)에 인접한지의 여부가 결정된다. 또한, 이때에는 각각의 샘플이 사용자에 의해 특정화된 이탈 제한값(801, 805) 사이에 있는지의 여부가 결정된다. 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 유지되는 한, 본 발명의 장치 및 방법은 도 1의 계량기 전자부(120)가 경로(126)에서 사용자 에게 출력 유동 신호로서 제로를 보고하게 한다.

제로 유동상태는 그 진폭이 상한 이탈 제한값(804) 위에 있거나 또는 하한 이탈 제한값(805) 아래에 있는 데이터 포인트가 샘플링될 때 종료된다. 그 후, 유동계는 진정한 물질 유동상태에 있는 것으로 결정된다. 이때, 곡선삽입된 입력 전원 신호를 나타내는 데이터 포인트의 샘플링이 종료되며; 계량기 전자부(120)는 진정한 물질 유동을 나타내는 신호를 경로(126)에 인가하기 위해, 픽오프에 의해 발생된 시간 딜레이 신호를 사용한다. 이러한 출력 신호(136)는 유동 크기가 변화하는 상태하에서와 마찬가지로 유동이 일정하게 존재하는 상태하에서의 물질 유동을 나타낸다. 이러한 진정한 물질 유동상태는 유동의 크기가 사용자가 특정한 저유동 컷오프값 이하로 떨어질 때까지 지속된다. 이때, 유동계는 진정한 물질 유동을 나타내는 신호를 보고하는 것을 중지하며; 새로운 제로 유동상태를 나타내는 유동계 출력(126)에 제로를 인가하는 것으로 서술한 바와 같이, 입력 전원을 나타내는 신호가 샘플링 및 곡선삽입되는 그리고 사용되는 제로 유동상태 동작으로 복귀된다.

도 12는 유동계 장치가 상술한 바의 기능을 실행하도록 제어되는 하나의 가능한 예시적인 방법을 도시하고 있다. 요소(701)는 유동계 제어 제한변수를 설정한다. 이것은 도 6 내지 도 11의 그래프에서 수평축 및 수직축과 연관된 변수를 포함한다. 단계(1202)는 진정한 제로 유동상태에 대한 픽오프(105, 105') 사이의 고유의 시간 딜레이(△t)를 결정하기 위해, 유동계를 제로로 한다. 이것은 계량기의 비선형성을 보상한다. 단계(1204)는 저유동 컷오프값을 설정한다. 단계(1206)는 시간 딜레이(△t) 및 입력 전원을 수집 및 샘플링한 후, 도 10 및 도 11에 도시 된 바와 같이 이러한 변수들을 데이터 포인트로 전환한다.

단계(1208)는 각각의 샘플링된 데이터 포인트를 수용한 후, 본 발명의 설명에서 "5"로 도시된 저유동 컷오프값 이하인지의 여부를 결정한다. 만일 샘플링된 데이터 포인트가 저유동 컷오프보다 작지 않다면, 경로(1220, 1230)에서 요소(1232)에 "아니오" 신호가 인가되어, 도 1의 출력 경로(126)에 샘플링된 데이터 포인트에 의해 나타나는 유동 크기를 보고한다.

처리 루프는 요소(1232)로부터 경로(1218)를 거쳐 요소(708)의 입력으로 복귀된 후, 요소(1206)로부터 차후 데이터 포인트를 수용하여 이를 상술한 바와 같이 처리한다.

만일 요소(1208)에 의해 수용된 샘플링된 데이터 포인트가 저유동 컷오프값 아래에 있다면, 요소(1208)에 의해 "예" 신호가 요소(1210)의 입력에 인가되어, 입력 전원 및 시간 딜레이(△t)를 나타내는 다수의 제로 유동 데이터 포인트를 수집하도록 진행된다. 요소(1206, 1208)는 이러한 방식으로 작동되므로, 요소(710)는 요소(708)에 의해 특정화된 저유동 컷오프값 보다 작은 유동 크기를 나타내는 이러한 다수의 데이터 포인트를 수용한 후 일시적으로 이를 저장한다. 예를 들어, 요소(1210)는 약 1초의 주기중 한번에 약 20개의 데이터 포인트를 수집한다. 요소(1212)에 의해 수용된 이러한 다수의 데이터 포인트는 하기에 서술되는 바와 같이 요소(1212)가 요소(1212)에 의해 수용된 데이터 포인트를 도 4에 도시된 바와 같이 입력 전원과 시간 딜레이(△t) 사이의 상관관계를 나타내는 식으로 곡선삽입 기능을 충분히 실행할 수 있어야만 한다.

요소(1212)는 곡선삽입 기능을 실행하기 위해, 요소(1210)로부터 충분한 개수의 데이터 포인트를 수용할 때를 결정한다. 그 결정이 이루어졌다면, 요소(710)로부터 충분한 개수(20개 정도)의 데이터 포인트를 수용하였을 때, 요소(1212)는 수용된 다수의 데이터 포인트의 시간 딜레이(△t)와 입력 전원 사이의 상관관계를 결정하며; 데이터 포인트를 y = mx + b 의 식(m은 한정된 식의 경사도이고, b는 한정된 식의 절편)으로 변환하기 위해 곡선삽입 기능을 실행한다. 그 후, 한정된 식은 요소(1212)로부터 경로(1214)를 거쳐 요소(1216)로 인가되어, 한정된 식과 연관된 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값을 결정하도록 작용한다. 이러한 이탈 제한값은 사용자에 의해 결정되며, 유도된 식으로부터 백분율 이탈로 표시되거나, 확률로 표시된다. 도 8은 상한 이탈 제한값(804) 및 하한 이탈 제한값(805)으로 한정된 식을 도시하고 있다.

이어서, 요소(1216)의 출력은 요소(1222)의 입력에 인가되어, 한정된 식과 연관된 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값으로 한정된 식을 저장한다.

그 후, 요소(1222)는 연속적으로 샘플링된 데이터 포인트 및 입력 전원을 수용한 후, 각각의 연속적으로 수용된 데이터 포인트가 한정된 이탈 제한값(804, 805) 사이에 있는지의 여부를 결정한다. 만일 요소(1222)가 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값들 사이에 있는 것으로 결정하였다면, "예" 신호가 경로(1224)를 거쳐 요소(1226)에 인가되어, 계량기 전자부(120)가 유동 신호로서 제로를 출력 경로(126)에 인가하게 한다.

그 후, 경로(1225)를 거쳐 요소(1228)로 진행되어, 차후 샘플링된 데이터 포 인트가 경로(1214)를 거쳐 요소(1216)에 의해 수용되게 한다. 그 후, 요소(1216)는 차후 샘플링된 데이터 포인트에 대한 상한 이탈 제한값 및 하한 이탈 제한값을 결정하고 그 정보를 요소(1222)에 인가하는 상술한 바와 같은 기능을 실행한다. 그리고 요소(1222)는 새로이 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 있는지의 여부를 결정하고, 만일 이탈이 제한값 내에 있으면 "예" 신호를 경로(1224)에 인가하고, 만일 이탈이 이탈 제한값 내에 있지 않다면 "아니오" 신호를 경로(1230)에 인가한다. 요소(1222)로부터의 "예" 신호는 상술한 바와 같이 처리되며, 요소(1226)로부터 요소(1228) 까지 그리고 다시 요소(1216)로 복귀하여 루프를 이루게 된다. 수신된 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 있는 한, "예" 루프는 이러한 방식으로 작동된다.

샘플링된 데이터 포인트가 요소(1222)에 의해 이탄 제한값의 외측에 있는 것으로 결정되었을 때는 "아니오" 신호가 발생되어 경로(1230)를 거쳐 요소(1232)에 인가되어, 제로 유동상태가 종료된 것으로 결정하고 새로이 수용된 데이터 포인트에 의해 나타내는 유동의 크기를 계량기 전자부(120)의 경로(126)에 보고한다. 요소(1232)는 요소(1208)의 입력으로 복귀되는 경로(1218)에 신호를 인가한다. 이제, 유동계가 진정한 물질 유동을 나타내는 상태이기 때문에, 요소(1208)는 샘플 데이터 포인트를 수용하여 저유동 컷오프보다 작지 않은 것으로 결정하고 "아니오" 경로(1220, 1230)를 통해 요소(1232)에 신호를 인가한 후, 유동 크기를 경로(126)에 계속 보고하고 요소(1208)의 입력으로 복귀되는 경로(1218)에 신호를 연장시킨다.

도 12의 방법은 요소(1208)와 같은 시간이 저유동 컷오프의 낮은 값보다 작은 샘플링된 데이터 포인트를 수용할 때까지, 각각의 수용된 데이터 포인트에 대해 진정한 물질 유동을 계속 보고한다. 그 후, 시스템은 제로 유동상태로 복귀되어, 제로 신호가 도 1의 요소(125)로부터 스위치(139)의 접점을 통해 출력 경로로 연장되도록 상술한 바와 같이 작동되며; 상기 출력 경로는 제로 유동상태의 주기동안 사용자에게 제로를 보고한다.

도 1 3의 설명

도 12는 본 발명의 유동계가 제로 유동상태와 진정한 물질 유동상태 사이에서 교대로 발생되는 방법을 도시하고 있다. 또한, 도 12는 각각의 물질 유동상태의 시작이 샘플이 저유동 컷오프값 이하인 것을 나타내는 요소(1208)에 인가된 신호를 특징으로 하는 방법에 대해서도 도시하고 있다. 그 후, 요소(1208)는 요소(1212)가 곡선 삽입작동을 실행하게 하며, 이러한 곡선 삽입작동에서 새로이 시작되는 제로 유동상태의 데이터 포인트의 첫 번째 20개가 곡선삽입되어, 물질 유동과 시간 딜레이 및 유동계로의 입력 전원 사이의 상관관계를 나타내는 식을 유도하게 된다. 또한, 도 12에는 식이 유도될 동안, 각각의 유도된 식이 동일한 제로 유동상태의 데이터 포인트의 나머지를 분석하는 방법에 대해서도 도시하고 있다.

도 13은 각각의 제로 유동상태중 유도된 식이 메모리(1300)의 위치에 저장되는 본 발명의 실시예를 도시하고 있으며, 상기 메모리는 각각의 유도된 식의 여러 부분을 저장하기 위하여 컬럼(1301, 1302, 1309)을 갖고 있다.

첫 번째 유도된 식은 제1메모리 위치에 저장되는 y₀ = m_ox + b₀ 이다. 차후 다수의 제로 유동상태에 대해 연속적으로 유도된 식은 메모리(800)의 연속한 위치에 저장된다. 마지막 식은 y_n = m_nx + b_n 이다.

메모리(1300)는 메모리(800)의 적절한 부분으로 지향되는 각각의 유도된 엔트리를 갖는 경로(1307)를 거쳐 계량기 전자부(120)로부터 정보를 수용한다. 상기 메모리는 첫 번째 유도된 엔트리가 도시된 위치에 저장되는 회전형으로서, 일련의 엔트리들은 제1메모리 위치에서 시작하는 원형 방식으로 메모리에 저장된다. 따라서, 상기 메모리는 항상 충진되어 있으며, 새로이 유도된 식은 사용하지 않은 메모리 위치에 기입함으로써 저장되며, 만일 비어있다면 차후 일련의 위치에 기입하여 현존의 엔트리를 덮어씀으로써 저장된다. 이러한 방식으로, 메모리(1300)는 첫 번째 "n"식이 수용된 후 항상 충진되어 있다. 데이터 분석기(1306)는 저장된 식을 분석하여, 각각의 변수의 평균값을 연산하고, 식 y_av = m_avx + b_av 를 기입함으로써 상기 평균값을 바닥 위치에 저장한다. 이와 같이 함으로써, 메모리의 바닥 위치는 마지막 "n" 식의 평균값을 저장한다.

작동시에는 여러 식이 경사도(m) 및 절편(b)의 변수에 대해 일정한 값을 갖는 것이 바람직하다. 다른 식과 상당히 상이한, 경사도(m) 및 절편(b)에 대한 값을 내장한 식은 유동계 출력이 사용되지 않는 트러블 상태를 나타낸다. 상기 데이터 분석기(1306)는 이러한 기능을 실행하여, 새로이 저장된 식과 메모리에 저장되어 있는 기타 다른 식 사이의 불일치를 계량기 전자부(120)에 알려준다.

도 1 4의 설명

도 14는 식이 수용되었을 때 도 13의 시스템에 실행되는 방법단계를 도시하고 있다. 요소(1401)는 식을 수용한 후, 이를 차후 사용가능한 위치 메모리(1300)에 기입한다. 요소(1402)는 새로이 수용된 식을 판독한 후, 이를 데이터 분석기(1406)에 인가한다. 상기 데이터 분석기(1406)는 일련의 샘플에 대해 유도된 식을 나타내는 메모리(300) 내의 기타 다른 엔트리들 사이의 일치성을 위해, 저장된 데이터를 분석한다.

요소(1402)는 데이터 분석에 관련된 정보를 요소(1403)에 인가하여, 만일 데이터가 일치하고 비정상을 포함하고 있지 않다면 "예" 경로(1404)에 신호를 인가한다. 만일 데이터가 불일치하거나 비정상을 포함하고 있다면, 다시 조사된 후, "아니오" 경로(1406)에 신호가 인가된다. "예" 경로(904)에 신호가 인가되면, 시스템은 정상적인 시스템 동작을 계속하게 된다. 이것은 메모리(1300)에 기입되었을 때 부가의 엔트리 분석을 포함한다. 경로(1406)에 "아니오" 신호를 인가하며, 시스템 알람(1407)이 작동되거나, 또는 필요할 경우 물질 유동을 중단시킴으로써 시스템을 작동정지시킬 수 있다.

또 다른 실시예의 설명-도 15 내지 도 17

도 1 5의 설명

상술한 바는 유동계에 유동이 없는 제로 유동상태중 본 발명을 사용한 코리올리 유동계 시스템이, 경로(126)에 의사 유동계 신호의 발생을 방지하는 방법에 대해 설명하였다. 본 발명에 따른 장치 및 방법에 따르면, 제로 유동상태가 검출 되고, 제로 유동상태의 주기에 대해 제로 전위원(135)이 출력(126)에 인가되며; 제로 유동 교정요소(133)와 유동정보 발생기(132)는 픽오프(105, 105') 사이에서 시간 딜레이 신호를 분석하도록 작동된다. 의사 시간 딜레이 신호는 그 나타나는 유동 신호의 크기가 진정한 물질 유동을 나타내는 이탈 제한값을 초과할 때까지 관찰된다. 이러한 시간에, 제로 유동 교정회로(133) 및 유동정보 발생기(132)는 제로 유동상태의 샘플링을 종료하고, 경로(126)에 진정한 물질 유동을 나타내는 출력 신호를 인가한다.

제로 유동상태중 의사 신호의 발생에 책임이 있는 동일한 물질 비정상은, 낮은 물질 유동상태중 물질 유동에 존재한다. 이들은 낮은 유동상태중 유동계에 의해 발생된 출력 정보에 에러를 유발시킬 수 있다. 이것은 진폭이 매우 적은 물질 유동율의 상태중 유동계의 특성을 도시하는 도 15에 도시되어 있다. 도 15에 도시되어 있는 변수들은 테스트중인 유동계와 함께 기준 유동계로 측정된다. 측정된 기준 유동은 도 15에 경로(1501)로 도시되어 있다. 이러한 경로는 시간("0")부터 시간(5000)까지는 그 크기가 상당히 일정하다. 테스트중인 계량기에 의해 발생된 출력 신호는 경로(1503)로 도시되어 있으며, 시간("0")부터 시간(3700)까지는 상당히 변화된다. 시간(3700)에서, 계량기는 제로로 재설정되어 교정되며, 그 후 테스트 유동에서는 레벨(18)로 매우 일정하게 유지된다.

도 15는 경로(1503)와 연관된 테스트 작동중 입력 전원의 다양성을 도시하고 있다. 입력 전원(1502)은 대략적으로 시간("0")으로부터 시작되어 시간(1500)까지 최대로 증가한 후, 계량기가 재설정되었을 때 시간(3700)까지 감소된다.

테스트 유동(1503)의 다양성은 테스트 주기에 대해 입력 전원(1502)의 증가와는 대향적이고 대칭적이다. 측정된 기준 유동(1501)이 이러한 테스트 주기중에는 매우 일정하기 때문에, 테스트 유동의 변화는 입력 전원(1502)의 변화와 함께 동일한 물질 비정상에 기인하고 있으며, 이러한 비정상은 상술한 바와 같은 유동계의 제로 유동상태중 시간 딜레이에 대해 의사 신호의 발생을 유발시킨다.

도 15는 유동계의 저유동 상태중에는 이러한 에러가 상당하다는 것을 도시하고 있다. 따라서, 시간(1500)에서, 테스트 유동(1503)은 "-4"로 도시되며, 입력 전원은 최대로 레벨(460)을 약간 넘는다. 측정된 기준 유동(1501)이 테스트중에는 약 20의 유동율로 일정하기 때문에, 이러한 물질 비정상에 의해 발생된 에러와 의사 신호는 측정된 기준 유동(1501)에 의해 도시된 바와 같이, 테스트 유동이 20의 유동율이 아닌 -4의 유동률이라는 것을 나타낸다. 따라서, 테스트 유동(1503)은 물질 내의 비정상과, 이 시기에 유동계에 의해 발생된 정보를 신뢰성이 없는 것으로 하기 위해 발생된 의사 신호에 의해 신뢰성이 없는 것으로 간주된다.

도 7은 대응의 △t의 변화를 나타내는 입력 전원의 변화를 도시하고 있으며, 이러한 △t의 변화는 도시된 유동율의 변화를 나타낸다. 다시 말하면, 도 15에서 라인(1502)에 대한 입력 전원의 변화는 도 7에 도시된 바와 같이 시간 딜레이(△t)의 변화와 직접적으로 연관이 있으며, 이러한 시간 딜레이의 변화는 도 15에 도시된 바와 같이 질량 유동율과 연관이 있다. 테스트 유동주기중에는 입력 전원(1502)이 변하기 때문에, 입력 전원(1502)의 변화와 이에 대응하는 테스트 유동(1503)의 변화가 상술한 바와 같은 제로 유동상태중 발생되는 물질 비정상 및 의사 시간 딜레이 신호에 기인한 것으로 가정해야만 한다. 동일한 비정상 및 의사 신호는 크기가 작은 물질 유동상태중 유동계에 의해 발생된 정보에 존재한다.

도 1 6의 설명

본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 저레벨의 물질 유동에서 물질 비정상 및 의사 시간 딜레이 신호와 연관된 문제점은 상술한 바와 같이 제로 유동상태중 의사 시간 딜레이 신호와 연관된 입력 전원에 대한 식을 먼저 유도함으로써 제거될 수 있다. 이러한 식은 도 16에 경로(1602)로 도시되어 있으며, 그 유도된 식은 다음과 같다.

△t_OF = K_OF(DI_OF) + B_OF

이러한 식은 위치(B_OF)에서 y축상에 절편을 가지며, K_OF 의 경사도를 갖는다. 이어서, 동일한 물질을 포함하는 동일 유동계가 저유동 상태중에 작동된다. 그 후, 유동계의 이러한 저유동 상태에 대해 곡선삽입된 식이 유도된다. 경로(1604)에 대한 식은 다음과 같다.

△t_F = K_F(DI_F) + B_F

식(1604)의 경사도는 K_F 이고, △t 축선상의 절편은 B_F 이다. 식(1602, 1604)의 경사도는 동일하므로, 상기 K_F 는 K_OF 와 동일해야만 한다.

라인(1602)에 있어서, B_OF로 명명된 수평선(1601)과 라인(1602) 사이의 거리는 제로 유동상태중 유동계에 의해 발생된 의사 신호에 기인하고 있다. 라인 (1602, 1601) 사이의 각도는 라인(1604, 1603) 사이의 각도와 동일하다. 따라서, 라인(1604, 1603) 상의 점 사이의 거리는 기포 등으로 인해 물질 유동의 비정상에 의해 발생된 의사 신호에 기인하고 있다는 것이 명백하게 된다. 따라서, 라인(1603)에 대한 진정한 물질 유동의 크기는 저유동 크기에 대한 y축 절편(B_F)과 유동계의 제로 유동상태에 대한 y축 절편(B_OF) 사이의 거리에 의해 결정된다. 도 11에 도시된 식과 이들 사이의 상관관계는 도 17에 도시된 진정한 물질 유동을 연산하는데 사용된다.

도 1 7의 설명

도 17은 도 16의 그래프로 도시된 물질 유동의 크기에 대한 교정된 물질 유동을 유도하는데 사용되는 방법단계를 도시하고 있다.

처리단계(1700)는 하기와 같은 식을 유도하는 요소(1701)에서 시작된다.

△t_OF = K_OF(△I_M) + B_OF

이러한 식은 유동계의 제로 유동상태를 위한 것이다. 이어서, 요소(1702)에서는 라인(1604)에 도시된 낮은 물질 유동상태에 대한 곡선삽입된 식(△t_F)을 유도한다. 그리고 요소(1703)에서는 △t_f 및 △t_O 와 관련의 제한값을 사용한 식을 푼다. 요소(1204)에서는 하기의 식을 푼다.

요소(1703)는 사용자가 특정한 제한값에 대해 K_OF - K_F 의 값을 검사한다. 만일 제한값이 요구에 부응하지 못한다면, 요소(1703)는 요소(1704)에 "아니오" 신호를 인가하여, 요소(1708) 및 경로(126)에 보상되지 않은 유동율을 보고한다. 만일 제한값이 요구에 부응한다면, 요소(1703)는 요소(1706)에 "예" 신호를 인가하여, 보상된 유동율(

)을 요소(1708) 및 경로(126)에 보고하고, 사용자에게 처리 상태의 요소(1707)를 알려준다. 요소(1703)에 의해 사용되는 제한값은 필요할 경우 메모리(1300)에 저장되어 있는 식 y_av = m_avx + b_av 이다.

도 17의 방법은 물질 비정상 및 이들이 발생시키는 의사 신호의 효과를 제거함으로써, 유동계의 저유동 상태에 대한 교정값을 유도한다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들어, 본 발명은 단일의 직선형 또는 이중 튜브형 유동계의 일부를 포함하는 것으로 서술되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다수의 유동 튜브가 구비된 유동계 뿐만 아니라 불규칙적이거나 굴곡된 형상의 단일형 튜브 유동계를 포함하는 기타 다른 형태의 유동계도 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 본 발명의 장치 및 방법은 코리올리 유동계와 함께 기타 다른 형태의 유동 측정장치에도 사용될 수 있다.

Claims (14)

1. 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 처리 시스템을 갖는 유동 측정장치를 위한 계량기 전자부(120)에 있어서,

   상기 처리 시스템에게 명령하는 명령을 포함하며, 이러한 명령은,

   신호를 나타내는 다수의 데이터 포인트를 한정하기 위해, 상기 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 나타내는 신호를 샘플링하라는 명령;

   상기 하나 이상의 데이터 포인트를 위한 이탈 제한값을 설정하라는 명령;

   각각의 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값 내에 속하는지의 여부를 결정하라는 명령;

   제로 유동상태를 위한 의사 유동정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 내의 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령;

   상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 나타내는 정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 외측의 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령;

   상기 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 속하는 한, 상기 데이터 포인트의 샘플링을 계속하라는 명령;

   이탈 제한값 내에서 데이터 포인트의 샘플링 중 상기 유동 측정장치의 출력에 의사 유동정보가 인가되는 것을 방지하라는 명령;

   상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 위한 정보를 제공하기 위해, 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는지의 여부를 결정하라는 명령; 및

   가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트에 의해 나타나는 진정한 물질 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키라는 명령;을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유동 측정장치는 코리올리 유동계를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   물질 유동을 나타내는 저유동 컷오프 제한값을 특정화하라는 명령;

   출력 신호에 의해 제공된 물질 유동정보를 관찰하라는 명령;

   상기 관찰된 물질 유동정보가 저유동 컷오프 제한값에 의해 제공되는 물질 유동보다 적은지의 여부를 결정하라는 명령;

   상기 출력 신호의 발생을 종료하라는 명령; 및

   상기 유동 측정장치의 제로 유동상태를 위해 데이터 포인트의 샘플링을 재개하라는 명령;을 실행하며,

   상기 저유동 컷오프 제한값 아래에서는 유동 측정장치가 진정한 물질 유동을 나타내는 출력 신호를 발생하지 않는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   새로이 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는 물질 유동을 나타내는지의 여부를 결정하라는 명령; 및

   상기 새로이 샘플링된 데이터 포인트에 의해 제공되는 진정한 물질 유동을 위해 출력 신호를 발생시키라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   샘플링된 각각의 데이터 포인트와 연관된 이탈의 상한값과 하한값을 설정하는 단계에 의해, 상기 이탈 제한값을 설정하라는 명령;

   상기 데이터 포인트에 의해 제공된 의사 물질 유동정보가 상한값과 하한값 사이에 속하는 한, 상기 데이터 포인트를 샘플링하라는 명령;

   새로이 샘플링된 데이터 포인트가 상기 제한값들의 외측에 속하는지의 여부를 결정하라는 명령;

   상기 샘플링된 데이터 포인트에 의해 제공되는 진정한 물질 유동정보를 결정 하라는 명령; 및

   상기 결정된 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   이미 샘플링된 N데이터 포인트의 유동율의 평균값(μ)을 결정하라는 명령;

   상기 이탈 평균값으로부터 표준 이탈값(γ)의 곱에 사용자 특정 넘버 표준 이탈값(A)을 곱함으로써, 이전의 N 데이터 포인트의 표준 이탈 제한값을 설정하라는 명령; 및

   μ 에 대해 γA의 곱을 공제하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   유동 측정장치의 저유동 상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해 식을 유도하라는 명령;

   유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 △t 의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해 식을 유도하라는 명령; 및

   제로 유동상태중 상기 장치에서 유도된 의사 에러가 없는 유동 측정장치용 출력 신호를 얻기 위하여, 상기 저유동 상태를 위한 식으로부터 상기 제로 유동 상태를 위한 식을 공제하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은 제로 유동상태중 상기 유동 측정장치에 의한 유동정보의 발생을 특정화하는 다수의 데이터 포인트를 나타내는 식을 유도하기 위하여, 상기 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t) 사이의 관계를 사용하라는 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 처리 시스템은,

   연속적으로 샘플링된 데이터 포인트와 상기 식 사이의 이탈을 결정하라는 명령; 및

   상기 제로 유동상태의 마지막을 검출하기 위해, 상기 이탈 결정을 사용하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

   계량기 전자부.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 처리 시스템은,

    데이터 포인트를 샘플링함으로써 상기 식을 유도하라는 명령; 및

    상기 식을 유도하기 위해, 곡선 삽입동작에서 상기 데이터 포인트의 "n"을 사용하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

    계량기 전자부.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 처리 시스템은,

    샘플링된 데이터 포인트의 나머지 "m"을 샘플링하라는 명령;

    각각의 "m" 샘플링된 데이터 포인트와 상기 식 사이의 이탈을 결정하라는 명령; 및

    상기 유동 측정장치의 작동 상태를 결정하기 위해 상기 이탈 결정을 사용하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

    계량기 전자부.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 처리 시스템은,

    제로 유동상태를 위해 상기 다수의 식을 유도하라는 명령;

    상기 다수의 식을 메모리에 저장하라는 명령;

    일치성 정보를 한정하라는 명령;

    새로이 유도된 식과 상기 저장된 식을 비교하라는 명령;

    상기 새로이 유도된 식이 상기 저장된 식과 일치하는지의 여부를 결정하라는 명령;

    상기 저장된 식과 일치하는 것으로 결정되었을 경우, 상기 새로이 한정된 식을 사용하라는 명령; 및

    상기 저장된 식과 일치하지 않는 것으로 결정되었을 경우, 상기 새로이 한정된 식의 사용을 배제하라는 명령;을 실행하는 것을 특징으로 하는,

    계량기 전자부.
13. 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 처리 시스템을 갖는 유동 측정장치를 위한 계량기 전자부(120)에 있어서,

    상기 처리 시스템에게 명령하는 명령을 포함하며, 이러한 명령은,

    유동 측정장치의 저유동 상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 신호를 위한 데이터 포인트를 한정하기 위해 식을 유도하라는 명령;

    유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치의 입력 전원과 시간 딜레이(△t)의 변수를 특정화하는 데이터 포인트를 한정하기 위해 식을 유도하라는 명령; 및

    제로 유동상태중 유도된 에러가 없는 출력 신호를 얻기 위하여, 상기 저유동 상태를 위한 식으로부터 상기 유동 측정장치의 제로 유동 상태를 위한 식을 공제하라는 명령;을 포함하는 것을 특징으로 하는,

    계량기 전자부.
14. 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 교정하기 위한 유동 측정장치 작동방법에 있어서,

    신호를 나타내는 다수의 데이터 포인트를 한정하기 위해, 상기 유동 측정장치의 제로 유동상태중 유동 측정장치에 의해 발생된 유동정보를 나타내는 신호를 샘플링하는 단계;

    상기 하나 이상의 데이터 포인트를 위한 이탈 제한값을 설정하는 단계;

    각각의 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값 내에 속하는지의 여부를 결정하는 단계;

    제로 유동상태를 위한 의사 유동정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 내의 데이터 포인트를 샘플링하는 단계;

    상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 나타내는 정보를 한정하기 위해, 상기 이탈 제한값 외측의 데이터 포인트를 샘플링하는 단계;

    상기 샘플링된 데이터 포인트가 이탈 제한값 내에 속하는 한, 상기 데이터 포인트의 샘플링을 계속하는 단계;

    이탈 제한값 내에서 데이터 포인트의 샘플링중 상기 유동 측정장치의 출력에 의사 유동정보가 인가되는 것을 방지하는 단계;

    상기 유동 측정장치의 진정한 물질 유동을 위한 정보를 제공하기 위해, 가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트가 상기 이탈 제한값의 외측에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 및

    가장 최근에 샘플링된 데이터 포인트에 의해 나타나는 진정한 물질 유동정보를 나타내는 출력 신호를 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,

    유동 측정장치 작동방법.

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