KR20060100441A - 코리올리 유량계에 대한 진단 장치 및 방법 - Google Patents

코리올리 유량계에 대한 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법이 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법은, 유량계의 구성요소의 최초 굽힘 강성도를 결정하는 것을 포함한다. 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법은, 유량계의 구성요소의 현재 굽힘 강성도를 결정하는 것을 포함한다. 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법은, 최초 굽힘 강성도와 현재 굽힘 강성도를 비교하는 것을 포함한다. 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법은, 최초 굽힘 강성도와 현재 굽힘 강성도를 비교하는 것에 따라 교정 오차 상태를 탐지하는 것을 포함한다.

Description

코리올리 유량계에 대한 진단 장치 및 방법 {DIAGNOSTIC APPARATUS AND METHODS FOR A CORIOLIS FLOW METER}
본 발명은 코리올리 유량계에 대한 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
1985년 1월 1일 J.E. 스미스에게 부여된 미국 특허 제 4,491,025 호 및 1982년 2월 11일 J.E. 스미스에게 발행된 Re. 31,450에 개시된 것처럼, 파이프라인(pipeline)을 통해 흐르는 물질의 질량 유동 및 다른 정보를 측정하는데 코리올리 질량 유량계가 사용된다고 알려져 있다. 이러한 유량계는 하나 이상의 서로 다른 유동 튜브 배치를 하고 있다. 각각의 도관 배치는, 예를 들어 단순한 굽힘(bending), 비틀림, 방사 및 결합 모드를 포함하는 한 세트의 고유 진동 모드를 갖는 것으로 간주된다. 전형적인 코리올리 질량 유동 측정 응용에서, 도관 배치는 도관을 통해 물질이 흐를 때 하나 이상의 진동 모드로 활성화되고, 도관의 운동은 도관을 따라 일정한 간격을 둔 지점에서 측정된다.
물질이 가득 찬 시스템의 진동 모드는 유동관의 합산된 질량 및 유동관 내의 물질에 의해 부분적으로 정의된다. 물질은 유량계의 입구부 상에 연결된 파이프라인으로부터 유량계로 흐른다. 이때 물질은 유동관 또는 유동관들을 직접 통과하고, 출구부 상에 연결된 파이프라인으로 유량계를 빠져나간다.
드라이버(driver)는 유동관에 힘을 가한다. 이 힘은 유동관을 진동하게 만든다. 유량계를 통해 흐르는 물질이 아무것도 없을 때, 유동관에 걸친 모든 지점들은 동일한 위상으로 진동한다. 물질이 유동관을 통해 흐르기 시작할 때, 코리올리 힘은 유동관에 걸친 각각의 지점이 유동관에 걸친 다른 지점에 관하여 다른 위상을 갖도록 한다. 유동관의 입구부의 위상은 드라이버에 뒤떨어지고, 반면에 출구부의 위상은 드라이버에 앞선다. 센서는 유동관 상에서 다른 지점에 있고, 이에 의해 다른 지점에서 유동관의 운동의 대표적인 사인파 신호를 만든다. 센서로부터 받은 신호의 위상차는 시간의 단위로 계산된다.
센서 신호 사이의 위상차는 유동관 또는 유동관들을 통해 흐르는 물질의 질량 유동율에 비례한다. 물질의 질량 유동율은 위상차에 유동 교정 인자(flow calibration factor)를 곱해서 결정된다. 유량계를 파이프라인에 설치하기 전에, 유동 교정 인자는 교정 과정에 의해 결정된다. 교정 과정에서, 공지된 유체는 일정한 유동율로 유동관을 통과하고, 위상차 및 유동율 사이의 비율이 계산된다.
코리올리 유량계의 장점은 진동하는 유동관 내에 움직이는 요소가 없다는 것이다. 유동율은 유동관 상의 두 지점 간의 위상차와 유동 교정 인자를 곱해서 결정된다. 위상차는 유동관 상의 두 지점의 진동을 나타내는 센서로부터 받은 사인파 신호로부터 계산된다. 유동 교정 인자는 물질과 유동관의 단면 성질에 비례한다. 따라서, 위상차 및 유동 교정 인자의 결정은 유량계에서 움직이는 요소의 마멸(wear)에 영향받지 아니한다.
그러나 물질 성질, 단면 성질 및 유동관의 강성도(stiffness)가 코리올리 유 량계를 사용하는 동안 변할 수 있다. 물질 성질, 단면 성질 및 유동관의 강성도의 변화는, 유동관을 통해 흐르는 물질, 변화하는 파이프라인 장착 및 온도에 의해 유동관의 코팅, 침식 및 부식에 의해 일어난다. 흐름 뷰트의 단면 성질에서의 변화의 일례는, 흐름 뷰트의 부식에 의해 생성되는 관성 모멘트의 변화이다. 유동관의 물질 및 단면 성질에서의 변화의 두 번째 예는 관을 통해 흐르는 물질에 의해 유동관의 코팅에 의해 생성한 단면적의 감소 및 유동관의 질량의 증가이다. 물질 성질, 단면 성질 및 유동관의 강성도에서의 변화는, 유량계의 유동 교정 인자를 변화시킬 수 있다. 유량계의 유동 교정 인자가 변한다면, 원래 유동 교정 인자를 사용하여 계산된 유동율은 부정확하다. 따라서 코리올리 유량계에 의해 측정되는 질량 유동율이 부정확할 수 있다고 나타내는, 질량 성질, 단면 성질 및/또는 유동관의 강성도의 가능한 변화를 탐지하는 시스템이 본 기술 분야에서 필요하다.
굽힘 강성도 및 다른 매개 변수의 결정을 통한 코리올리 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템의 준비를 통해, 본 기술 분야에서의 진보가 이루어지고, 상기 및 다른 문제가 해결된다. 설명된 검증 시스템은 일 자유도 모델 또는 다중 자유도 모델을 푸는데 사용될 수 있다.
일 자유도 모델을 푸는 것이 가능한 검증 시스템의 일례는, 보조 변위 센서를 갖춘 채 튜브 강성도를 결정하는 것을 포함한다. 보조 변위 센서는 유량계의 유동관 상에 위치한다. 기지의 힘이 유동관로 가해지고, 그 결과인 편향은 보조 변위 센서에 의해 측정된다. 그 결과인 튜브 강성도는 센서 교정 인자에서의 변화를 예측하는데 사용될 수 있다.
일 자유도 모델을 푸는 것 가능한 검증 시스템의 일례는, 드라이브 루프 주파수 응답(drive loop frequency response)으로부터 관 강성도를 추정하는 것을 포함한다. 드라이브 루프 응답 함수는 유동관의 굽힘 강성도와 서로 관련이 있을 수 있는 강성도 항(stiffness term)을 포함한다. 그 결과인 굽힘 강성도는 센서 교정 인자의 변화를 추정하는데 사용될 수 있다.
다중 자유도 모델을 푸는 것이 가능한 검증 시스템의 일례는, 모델 매개 변수로부터 튜브 강성도를 추정하는 것을 포함한다. 유량계를 나타내는 응답 모델은 모드 모델(modal model)로 전환된다. 모드 모델은 물리적 모델로 전환된다. 물리적 모델은, 교정 인자에서의 변화를 결정하는데 사용될 수 있는 튜브 강성도 및 감폭(damping)을 포함하는 현재의(interest) 매개 변수를 포함한다.
일례에서, 얻어진 데이터는 정규화되어야 한다. 정규화는 시간에 따라 변하는 시스템 성질에서의 변화를 소멸하는데 필요하다. 튜브 온도에서의 변화에 의한 공명 주파수의 수정은 정규화를 위한 필요의 일례이다.
검증 시스템의 일례는, 선형 또는 비선형 방정식, 트렌딩 또는 다중 유체 교정을 이용하여 유동 교정 인자의 수정을 위한 방법 및 장치를 포함한다.
도 1은 본 발명의 예에 따른 코리올리 유량계를 도시한다.
도 2는 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 7은 본 발명의 예에 따른 검증 시스템을 도시한다.
도 1 내지 7 및 하기의 설명은 구체적인 예를 묘사하고, 이에 의해 당업자에게 어떻게 본 발명의 최적의 모드를 만들고 사용하는지 설명한다. 발명적 원리를 설명하기 위해, 전통적인 태양들이 단순화되어 왔고 생략되어 왔다. 당업자는 본 발명의 범위에 있는 이러한 예로부터의 변화를 이해할 것이다. 당업자는 하기에서 설명된 특징이 본 발명의 다수의 변화를 형성하기 위해 다양한 방법으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 결과적으로 본 발명은 하기에서 설명된 구체적인 예에 한정되지 아니할 뿐만 아니라 청구항 및 이와 동등한 것에 의해 제한되지도 아니한다.
예 1
또한, 굽힘 강성도에 영향을 미치는 인자는, 코리올리 유량계의 민감도(유동 교정 인자)에 영향을 미친다. 굽힘 강성도는, 기지의 힘 패턴으로 유동관을 굽히고 유동관 변위를 측정함으로부터 생성한 정적 스프링 레이트(rate)이다. 일정한 힘 패턴은, 그것이 변하지 않는 한, 굽힘 강성도를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 양단 고정보(clamped beam)에 대한 굽힘 강성도는 다음과 같다:
Figure 112006035654384-PCT00001
F - 힘(N)
E - 영(Young) 탄성률(modulus)(N/m2)
I - 관성 모멘트(m4)
L - 길이(m)
Kflex - 유동관의 굽힘 강도
코리올리 유량계에 있어서, 굽힘 강도가 변한다면, 이때 교정 인자도 변해야만 한다. 코리올리 유량계의 굽힘 강도는 다음과 같이 정의된다:
Figure 112006035654384-PCT00002
CP - 굽힘 강도에 대한 힘 패턴의 영향;
CG - 굽힘 강성도에 대한 굽지 않은 관 굽음 기하구조(bend geometry)의 영향;
CS - 굽힘 강성도에 대한 굽지 않은 관 응력(stress)의 영향.
압축 응력(pre-stress)을 받지 않은 일직선의 관 코리올리 유량계에 있어서, 하기의 표현은 EI에 대한 교정 인자의 의존도를 도시한다.
Figure 112006035654384-PCT00003
일직선 관에 대한 유동 교정 인자(FCF)는:
Figure 112006035654384-PCT00004
여기서 C는 모드 형상 및 픽오프(pick-off) 위치에 의해 결정되는 상수이다.
도 1은, 기지의 힘을 유동관에 가하고 그 결과인 편향을 측정함에 의해 굽힘 강성도를 직접적으로 추정 가능한 코리올리 유량계(5)를 도시한다. 코리올리 유량계(5)는 유량계 조립체(10) 및 계량기 전자장치(meter electronis, 20)를 포함한다. 계량기 전자장치(20)는 리드(lead, 100)를 통해 유량계 조립체(10)에 연결되고, 이에 의해 밀도, 질량 유동율, 부피 유동율, 합산된 질량 유동 및 경로(26)를 통한 다른 정보를 제공한다.
유량계 조립체(10)는 한 쌍의 플랜지(flange, 101, 101'), 다기관(manifold, 102) 및 유동관(103A, 103B)을 포함한다. 유동관(103A, 103B)은 드라이버(104), 픽오프 센서(105, 105') 및 보조 위치 센서(auxiliary position sensor, 107)에 연결된다. 버팀 바아(brace bar, 106, 106')가 축선(W, W')을 형성하는 역할을 하며, 이 축선을 중심으로 각각의 유동관이 진동한다.
유량계 조립체(10)가 측정되는 물질을 가지는 파이프라인 시스템(미도시)으로 삽입될 때, 물질은 플랜지(101)를 통해 유량계 조립체(10)로 들어오고 유동관(103A, 103B)을 통해 흐르며 다기관(102)으로 다시 흐르고 플랜지(101')를 통해 유량계 조립체(10)를 빠져나간다.
유동관(103A, 103B)은 각각의 굽힘 축선(W-W, W'-W')을 중심으로 거의 동일 한 질량 분포, 관성 모멘트 및 탄성률을 갖도록 선택되어 다기관(102)에 적절하게 장착된다. 유동관은 본질적으로 평행하게 다기관으로부터 바깥쪽으로 연장된다.
유동관(103A, 103B)은 자체의 각각의 굽힘 축선(W, W')을 중심으로 반대 방향으로 드라이버(104)에 의해 구동되고, 이 경우 유량계의 제 1 이상(out of phase) 굽힘 모드라고 일컬어진다. 드라이버(104)는 유동관(103A)에 장착된 자석 및 유동관(103B)에 장착된 대향 코일과 같은 이미 공지된 배치 중 하나를 포함할 수 있다. 교류 전류는 대향 코일을 통과하고 이에 의해 두 유동관을 진동시킨다. 적당한 드라이브 신호는, 계량기 전자장치(20)에 의해 리드(110)를 통해 드라이버(104)로 인가된다. 드라이버(104)에 의해 생성된 힘 패턴은 센서의 수명에 걸쳐 일정해야 한다(예를 들어 Cp는 상수이다). 드라이버(104)는 일정한 힘을 생성시키고, 보조 위치 센서(107)는 관 변위를 측정한다. 도 1에서 도시된 것처럼, 보조 센서는 픽오프(105, 105') 근처에 위치할 것이나, 다른 적당한 위치도 이용될 수 있다.
계량기 전자장치(20)는, 개별적으로 리드(111, 111') 상에 나타나는 좌우측 속도 신호와 리드(112) 상의 관 변위를 수신한다. 계량기 전자장치(20)는 리드(110) 상의 드라이브 신호를 만들고, 이는 드라이버가 유동관(103A, 103B)을 진동시키게 한다. 여기서 설명된 본 발명은, 다수의 드라이버로부터의 다수의 드라이브 신호를 만들 수 있다. 계량기 전자장치(20)는 좌우측 속도 신호 및 관 변위 신호를 처리하고, 이에 의해 질량 흐름율을 계산하고 본 발명의 검증 시스템을 제공한다. 경로(26)는 계량기 전자장치(20)를 작동자와 접속시키는 입력 및 출력 수단 을 제공한다.
도 2는, 굽힘 강성도에서의 계산된 변화를 이용하여 코리올리 유량계(5)의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 과정(200)이다. 과정(200)은 기지의 힘을 드라이버(104)를 사용하여 유동관(103A, 103B)에 가하는 단계(210)로 시작한다. 단계(220)에서, 보조 위치 센서(107)는 드라이버(104)에 의해 가해진 힘으로부터 초래되는 관 변위를 결정한다. 굽힘 강성도(Knew)는, 힘 및 단계(210, 220)로부터의 관 변위를 이용하여 단계(230)에서 측정된다. 종래 굽힘 강성도(Kold)는 단계(240)에서 나온다. 이 종래 굽힘 강성도는 공장에서 또는 계량기가 설치된 후에 결정된다. 단계(250)는 Knew 와 Kold를 비교하여 계량기의 굽힘 강성도에서의 변화가 있는지 결정한다. 아무런 변화가 탐지되지 않는다면, 단계(260)는 "오차 없음" 상태를 신호로 보내고 과정을 반복한다. 변화가 탐지된다면, 단계(270)는 강성도 변화에 기초한 유동 교정 인자(FCF)를 교정한다.
예 2
또한, 유동관 굽힘 강성도는 주어진 주파수에서 관 주파수 응답 함수(FRF) 상의 포인트를 추정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 이때 이러한 포인트는 일 자유도 모델이 데이터에 적합하게 하는데 이용되고, 결과적으로 FRF 상에서 DC(예를 들어 영교차(zero-crossing)) 포인트를 최종적으로 결정한다.
SDOF 응답의 선형 조합으로서 어떠한 교차(연결이 아닌) 이동성 주파수 응답 함수에 대한 일반적인 표현을 적는 것이 가능하다:
Figure 112006035654384-PCT00005
동등하게 모델은 :
Figure 112006035654384-PCT00006
여기서 ν는 픽오프 속도이고, f는 드라이버 힘이며, H(s)는 현재의 FRF이다. 드라이브 루프 주파수 응답은 이러한 방법으로 잘 근사될 수 있다. 사실 드라이브 주파수 근처의 주파수에서, 합계에서의 오직 하나의 항이 주파수 응답의 접근을 위해 필요하다. 매개 변수 추정에서 더욱 정확성이 필요하다면, 이때 하나 이상의 모드가 모델에서 유지될 수 있다.
더 많은 모드를 포함하기 위한 대안으로서, 높은 주파수 모드가 드라이버 위치 및 픽오프 코일의 선택에 의해 드라이브 루프 주파수 응답으로부터 가려질 수 있다. 제 2 굽힘 모드(비틀림 모드)는, 드라이버가 제 2 모드의 마디 상에 위치하기 때문에, 드라이브 루프 주파수 응답으로부터 가려질 수 있다. 픽오프가 제 3 모드의 마디에 위치한다면, 이때 제 3 모드도 마찬가지로 드라이브 루프 주파수 응답으로부터 가려질 수 있다. 이러한 드라이버/픽오프 패턴을 가질 때, 드라이브 루프 주파수 응답은 SDOF 시스템에 매우 접근한다.
SDOF 시스템으로서 드라이브 루프를 모델링하는 것은 다음을 초래한다:
Figure 112006035654384-PCT00007
또는 동등하게 모델링된다:
Figure 112006035654384-PCT00008
드라이브 루프 주파수 응답은, 적분(integrating)(1/s를 곱함)에 의해 이동성(속도)로부터 리셉턴스(receptance)(변위)로 전환될 수 있다.
Figure 112006035654384-PCT00009
또한 동등하게 모델링된다:
Figure 112006035654384-PCT00010
강성도 항(k1)은 굽힘 강성도와 매우 연관되어 있고, 따라서 굽힘 강성도에서의 변화에 의해 생성되는 유동 교정 인자의 변화에 대한 좋은 예측기이다.
강성도 매개 변수(k1)를 추정하기 위해, 일 또는 다중 주파수 추정이 사용될 수 있다. 도 3은 일 주파수 추정을 사용하여 유동 교정 인자를 검증하기 위한 과정(300)을 도시한다. 일 주파수 추정(300)은 리셉턴스 전달 함수(9)를 결정하여 단계(310)에서 시작한다. 단계(302)에서, iω에서 리셉턴스 전달 함수의 역함수는 역함수의 리셉턴스 주파수 응답을 구함에 의해 얻어진다:
Figure 112006035654384-PCT00011
다음은 단계(330)에서 ω를 0으로 근사하면:
Figure 112006035654384-PCT00012
Figure 112006035654384-PCT00013
그리고 ω를 0으로 근사하면:
Figure 112006035654384-PCT00014
m1이 기지 값이거나 또는 무시할만하다면, 이때 ω1에 더 가까운 큰 주파수가 다음으로부터 k1을 추정하는데 사용될 수 있다:
Figure 112006035654384-PCT00015
c1 및 m1이 모두 공지되었다면, 이때 어떠한 주파수도 다음으로부터 k1을 추정하는데 사용될 수 있다:
Figure 112006035654384-PCT00016
단계(340)에서 라디안/초 단위의 ω로 표현식(14), (15), (16)으로부터 k1을 계산하고, 단계(350)에서 계산된 k1에 기초한 유동 교정 인자를 수정한다.
도 4는 다중 주파수 추정을 사용하는 유동 교정 인자를 검증하기 위한 과정 (400)을 도시한다. 다중 주파수 추정(400)은, 어떤 시간 변역(domain) 또는 주파수 변역 시스템 확인 방법을 사용하여 상수
Figure 112006035654384-PCT00017
를 확인함에 의해 단계(410)에서 시작한다. 단계(420)에서, 유리 연속 시간 전달 함수 모델(rational continuous time transfer function model)을 벡터 W(라디안/초에서)에서의 주파수의 세트에서 복소 주파수 응답 벡터(H)에 피팅하는데 커브 피팅 과정(curve fitting procedure)이 사용된다. FRF 데이터 포인트의 수 및 위치(주파수에서)는 적합성의 질에 영향을 준다. 좋은 적합성은 적어도 2 주파수 응답 데이터 포인트를 이용하여 얻어진다. 유도된 모델은 다음과 같은 형태이다:
Figure 112006035654384-PCT00018
상기 모델은 드라이브 루프 주파수 응답의 이동성(속도) 형태와 연립할 수 없는데, 왜냐하면 b(Nb+1)=0으로 할 방법이 없기 때문이다. 단계(430)에서, 드라이버 픽오프 이동성(속도) 주파수 응답 데이터를 리셉턴스(변위) 형태로 전환함에 의해 이러한 한계를 피할 수 있다. 측정된 이동성 주파수 응답 데이터(H)는 1/(iω)와 곱해져야 한다. 측정된 이동성 드라이브 루프 주파수 응답(H)은 드라이브 코일 전류(힘에 비례)로부터 픽오프 전압(속도에 비례)으로 되어야 한다.
이동성 데이터에서 리셉턴스 데이터로의 전환은 다음과 같은 형태로 H(s)를 산출한다:
Figure 112006035654384-PCT00019
이 경우 a(1)=1이다. 단계(440)에서, 이 경우의 모드 매개 변수는 다음과 같이 전달 함수 모델로부터 구해진다:
Figure 112006035654384-PCT00020
이때 물리적 매개 변수는 하기의 방정식을 이용하여 단계(450)에서 계산될 수 있다:
Figure 112006035654384-PCT00021
일단 물리적 매개 변수가 결정되면, 유동관의 질량 및 길이에서의 변화를 포함하여, 다른 매개 변수뿐만 아니라 유동 교정 인자의 변화가 단계(460)에서 결정되고 수정된다. 수정에 추가하여, 경고 및 계량기 중단이 예정된 기준에 기초하여 시작될 수 있다.
다중-사인 여기(Multi-sine Excitation)를 이용한 주파수 응답 함수 결정
FRF 상의 포인트를 정확하게 추정하는 것은 실제로는 어려울 수 있다. 윈도우잉(windowing) 및 스펙트럼 라인 추정은 FCF 변화를 예측하는 능력에 직접적인 충격을 갖는 추정 바이어스(bias)를 갖는다. FRF 상의 포인트 추정을 더욱 효과적으로 결정하고 윈도우잉을 위한 필요를 제거하기 위해, 다중-사인 입력이 사용된다.
다중-사인 입력 방법은, 최소 파고치(crest factor) 다중-사인 입력 여기 신호를 이용하여, 효과적인 스펙트럼 라인 추정 순서(routine)를 적용한다. 최소 파고치 신호는 피크 드라이브 파워를 최소화하고 큰 출력 신호를 제한하는데 사용된다. 때때로 큰 출력 신호는 측정 오차를 방생시키는 비선형 요소를 갖는다.
도 5는 다중 주파수 추정을 이용하여, 유동 교정 인자를 검증하는데 사용되는 스펙트럼 라인을 계산하기 위한 과정(500)을 도시한다. 과정(500)은 현재의 주파수 측정을 결정함에 의해 단계(510)에서 시작한다. 현재의 주파수는 다음으로부터 결정된다:
Figure 112006035654384-PCT00022
다음으로, 다중-사인 여기 신호는 단계(520)에서 정의된다:
Figure 112006035654384-PCT00023
fj = 다중-사인에 대한 주파수
φj = -π<φi<π 인 경우에 대한 위상각
ti = 불연속적 시간 포인트
N = 다중-사인에서 데이터 포인트의 수
Nsin = 다중-사인에서 사인 파동의 수
피크값을 최소화하는 동안 입력 에너지를 최대화하기 위해, 파고치(CF)는 단계 (530)에서 φj와 관련하여 최소화된다. 파고치(CF)는 max/rms로 정의된다,
Figure 112006035654384-PCT00024
다중-사인의 효과적인 이용을 위해, 단계(540)의 총 측정 시간과 단계(550)의 평균 총 수(total number of averages)가 결정되어야 한다. 총 측정 시간은 다음과 같은 방정식을 이용하여 계산될 수 있다:
Figure 112006035654384-PCT00025
방정식(24)은 측정 시간이 다중-사인 주기와 동일하다는 것을 나타내고, 그 결과 매개 변수 변화에 의해 최소의 영향을 받는 측정을 초래한다. 요구되는 평균의 총 수는, 소음에 의해 추정치의 일반적 편차를 줄이도록 보통 선택된다. 신호 대 소음 비율 및 추정된 신뢰 구간(confidence interval)에 대한 직접적인 관계는, 요구되는 정확성을 위해 필요한 평균의 총 수를 결정한다.
단계(560)는 다중-사인, x를 시스템의 입력에 인가하고 그 결과인 출력, y를 측정한다. 단계(570)는, 여기서 설명된 기술을 이용하여, x 및 y를 이용해서 전달 함수, 강성도 및 교정 인자를 결정한다.
예 3
또한 변하는 유동 교정 인자는 다중 자유도 모델을 이용하여 탐지되고 수정될 수 있다. 다중 자유도 모델에서, 유동 교정 인자의 변화는 모델 매개 변수(예를 들어 질량, 강성도, 모드 형상, 복소 극점(complex pole) 등), 유체 성질(밀도, 압력 등) 및 주위 조건(온도, 진동 등)의 함수이다.
유동 교정 인자에 영향을 미치는 매개 변수를 결정하기 위해, 응답 모델이 먼저 결정되어야 한다. 응답 모델은 이것이 실제 구조의 직접적인 측정이라는 점에서 가치가 있다. 공지된 여기로부터 구조의 응답은 보통 임펄스 응답 함수(impulse response function, IRF) 또는 주파수 응답 함수(FRF)의 형태이다. 응답 모델이 결정된 후, 응답 모델은 모드 모델로 전환되고 그 후 공간 모델로 전환된다.
예를 들어 모드 모델에서, 이하의 표현식에서 증명되는 것처럼, 유동 교정 인자는 모드 형상 및 모드 주파수의 함수이다:
Figure 112006035654384-PCT00026
Δ%MFCF - 질량 유동 교정 인자에서의 퍼센트 변화
ρfluid - 유체 밀도
K - 센서의 강성도
φr - 모드 형상
λr - 센서의 rth 모드의 복소 극점
모드 매개 변수, 유체 성질 및 다른 환경적 매개 변수를 주기적으로 측정함에 의해, 유동 교정 인자에서의 변화는 탐지되고 수정될 수 있다.
도 6은 다중 자유도 모델을 이용하여 코리올리 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 과정(600)이다. 과정(600)은 단계(610)에서 구조의 응답 모델을 생성함에 의해 시작한다. 단계(620)는 단계(610)로부터 응답 모델을 모드 모델로 전환한다. 이때 모드 모델은 단계(630)에서 공간 모델로 전환된다. 단계(640)에서, 굽힘 강성도와 같은 물리적 매개 변수는 공간 모델로부터 결정될 수 있다.
단계(650)는, 변화가 생성했는지를 확인하기 위해, 이전에 결정된 물리적 매개 변수 데이터와 현재 물리적 매개 변수 데이터를 비교한다. 만일 변화가 생성하지 않았다면, 측정은 사용자의 요구에서 이미 정의된 구간에서 계속 일어날 수 있다. 만일 변화가 일어났다면, 오차 신호가 단계(660)에서 생성한다. 오차 신호가 생성한 후, 단계(670)는 교정 인자를 수정한다. 수정은 자동적으로 될 수 있고 또는 사용자의 요구에 의해서만 될 수도 있다.
유동 교정 인자의 수정은 계수 추정, 다중-유체 교정 및 트렌딩을 포함하여 다양한 방법을 사용하여 이루어질 수 있다. 계수 추정은, Cf 및 Ck의 추정을 갖는, 상기 방정식(25)과 같은 방정식을 이용한다. 예를 들면 만일 계량기의 물질 성질이 온도에 의해 영향받는다면, Cf 및 Ck에 대한 값은 일정한 성분 분석에 의해 추정될 수 있고, 공칭(nominal) 물질 성질의 결정은 온도에 따라 변한다.
다중-유체 교정은 두 개의 다른 강성도에서 적어도 두 개의 유체를 사용하여 계량기를 교정하는 것을 포함한다. 계수(Cf 및 Ck)는 하기의 최소자승적합법(least squares fit)을 이용하여 결정될 수 있다:
Figure 112006035654384-PCT00027
또한 트렌딩 기술은 유동 교정 인자를 수정하는데 사용될 수 있다. 최초 모델 매개 변수, 유체 성질 및 온도 데이터는 송신기(transmitter)에서 수집되고, n-차원 "작동 표면"
Figure 112006035654384-PCT00028
, 다항식에 대한 계수가 결정될 것이다. 유동 교정 인자, 유체 성질, 모델 매개 변수 및 온도 사이에는 일반적으로 선형 관계가 있기 때문에, 새로운 데이터가 최초 계수에 대하여 변화하는 계수를 나타낼 때 변화가 확인될 것이다.
예를 들면, 유체 밀도가 유동 교정 인자에 아무런 영향을 미치지 않는다고 가정한다면, Cr은 0이다. 측정된 강성도는 유동관의 물질 성질의 변화에 의해 온도와 함께 변할 것이다. 또한, 측정된 강성도는 전환기 물질 성질 및 감도에 영향을 미치는 온도에 의해 변할 것이다. 따라서 온도에 의한 강성도의 변화율은 알 수 없다. 그럼에도 불구하고, 강성도 및 온도는 예를 들어 설치 시간과 같은 특정한 시간에 측정될 수 있다. 데이터는 강성도 및 온도 간의 관계를 수립하는데 사용될 수 있다. 가장 큰 물질 성질 변화는, 다음과 같이 나타나는 것처럼 넓은 범위에 걸쳐 온도와 선형적으로 변하는 것이다.
Figure 112006035654384-PCT00029
이 경우,
Ck = 온도에 의한 강성도의 변화율,
Ctrans1 = 전환기 감도 변화의 변화율, 및
Ctrans2 = 전환기 오프셋(offset)
유동관 온도의 범위에 걸쳐 공장에서 또는 설치 시간에 얻어진 최초 데이터는 Ck, Ctrans1 및 Ctrans2를 계산할 수 있게 해준다.
일정한 온도에서 측정된 강성도는 트렌드 선(trend line)과 정렬할 것이다. 충분한 강성도 측정이 적당한 온도 범위에 걸쳐 이루어진 때, 트렌딩 또는 온도에 관한 강성도의 변화율은 최소자승적합법을 이용하여 추정될 수 있다. 이는 온도에 관한 강성도의 일반적인 변화이다. 강성도 및 온도가 측정되고 데이터 포인트가 커브 상에 있지 않을 때, 이때 센서에서의 변화가 일어나고 MFCF도 또한 변한다.
강성도 추정이 온도에 따라 변한다는 사실은, 유동관 물질 및 전환기 물질 성질이 약간 오차가 있다는 것을 의미한다. 수정은 온도 수정 계수로 이루어질 수 있고, 이로써 온도 트렌딩에 대한 측정된 강성도가 0이 된다. 수정은 최적화 과정에 의해 이루어질 수 있고, 이에 의해 오차가 최소화된다. 이러한 수정에 뒤이어, 강성도 변화는 MFCF에서의 변화를 의미할 것이다.
다중 자유도 모델의 개념은, 유체 밀도, 압력, 외부 진동 등에 의한 유동 교정 인자를 포함하여 다른 매개 변수에 적용될 수 있다.
정규화
다중 자유도 함수에 대한 설명된 해답은, 구조가 시간에 따라 변하지 않을 때, 이상적이다. 그러나 일정한 응용에 있어서, 구조는 시간에 따라 변한다. 유동 센서의 경우에, 센서에 의해 수송되는 과정 유체의 밀도는 시간에 따라 변할 수 있고, 그 결과 센서의 질량의 변화를 초래한다. 또한, 주변 온도 및 과정 유체 온도도 시간에 따라 변할 수 있고, 이는 센서의 물질 성질을 변경시킬 수 있다. 가변 조건에서 의미 있는 데이터를 수집하기 위해, 정규화 과정이 수행될 필요가 있다.
유동 센서의 경우에 있어서, 정규화의 세 가지의 주요 형태가 있다. 제 1 형태는 공명 주파수와 관련하여 데이터를 정규화하는 것이다. 다양한 과정 유체 성질, 예를 들어 유체 밀도, 유동 및 압력과 같은 것은, 공명 주파수를 편이(shift)시킨다. 제 2 형태는 기준 온도와 관련하여 데이터를 정규화하는 것이다. 제 3 형태는 변위 또는 다른 응답 변수와 관련하여 데이터를 정규화하는 것이다.
예를 들면, 전형적인 코리올리 유동관은 특정 물질 밀도에 대해 특정 공명에서 작동한다. 한 유체 밀도에서, 공명 주파수는 152Hz이다. 유체 밀도가 증가하면, 공명 주파수는 121Hz로 아래로 편이한다. 시험 주파수에 대한 공명 주파수의 위치는 모델 매개 변수의 추정에서 큰 오차를 일으킨다. 따라서 데이터는 의미 있는 결과를 만들기 위해 정규화될 필요가 있다.
도 7은, 다중 자유도 모델을 이용하여, 코리올리 유량계의 유동 교정 인자를 수정하기 위해 데이터를 정규화하기 위한 과정(700)을 도시한다. 과정(700)은 구 조로부터 데이터를 받는 것에 의해 단계(710)에서 시작한다. 일단 데이터를 받으면, 공명 주파수에 대해 정규화된다. 이는 모델 매개 변수가 어떤 유체 밀도에 대해 측정된 데이터로부터 계산되는 것을 가능하게 한다. 공명 주파수 추적은 시험 주파수가 공명 주파수의 실수부로서 맞춰지도록 한다.
다음 단계(730)에서, 기준 온도에 대해 데이터를 정규화한다. 이는 서로 다른 두 온도에서 측정된 데이터로부터 나오는 오차를 수정한다. 예를 들면, 두 중요한 물질 성질은 온도에 따라 변하고, 이는 측정된 데이터에 불일치를 일으킨다. 관 재료의 탄성 계수는 약 -4.2%/100℃로 변한다. 대부분의 코리올리 유량계는 유동 및 드라이브를 측정하기 위해 보이스 코일 전환기(voice coil transducer)를 사용하기 때문에, 온도의 변화는 자기장의 강도를 변하게 할 것이고 코일에서 와이어의 길이를 변하게 할 것이다. 전형적인 AlNiCo 자석에 대해, 자속 밀도(magnetic flux density)는 드라이버 및 픽오프 모두에 대해 -2.1%/100℃로 변한다.
또한 코리올리 유량계의 탄성률은 온도에 따라 변할 것이다. 코리올리 유량계는 센서에서 유체의 온도를 기록하기 위해 온도 센서를 전형적으로 이용한다. 이러한 온도 측정을 이용하여, FRF 측정은 일정한 기준 온도로 다시 수정될 수 있다.
단계(740)에서 데이터는 변위 또는 다른 응답 변수에 대해 정규화된다. 이는 이동성(속도/힘)으로부터 리셉턴스(변위/힘)로 적분함에 의해 이루어진다. 다음은 측정된 데이터를 정규화하는데 사용되는 방정식의 예이다.
Figure 112006035654384-PCT00030
일단 데이터가 정규화됐다면, 단계(750)는 여기서 설명된 방법을 이용하여 유동 교정 인자를 수정한다.

Claims (33)

  1. 유량계의 유동 교정 인자(flow calibration factor)를 검증하기 위한 방법으로서,
    상기 유량계의 구성요소의 최초 굽힘 강성도(flexural stiffness)를 결정하는 단계;
    상기 구성요소의 현재 굽힘 강성도를 결정하는 단계;
    상기 최초 굽힘 강성도와 상기 현재 굽힘 강성도를 비교하는 단계; 및
    상기 최초 굽힘 강성도와 상기 현재 굽힘 강성도의 비교에 따라 교정 오차 상태를 탐지하는 단계를 포함하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 교정 오차 상태를 신호하는 단계를 추가로 포함하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    탐지되는 상기 교정 오차 상태에 따라 상기 유동 교정 인자를 수정하는 단계를 추가로 포함하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 굽힘 강성도들이 일 자유도 모델(single degree of freedom model)을 푸는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    기지의 힘(known force)을 상기 유량계 구성요소에 가하는 단계;
    상기 유량계 구성요소의 결과적 편향(resultant deflection)을 측정하는 단계; 및
    상기 기지의 힘 및 결과적 편향에 따라 상기 굽힘 강성도들을 결정하는 단계를 포함하는 방법을 이용하여, 상기 일 자유도 모델이 풀리는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    리셉턴스(receptance) 전달 함수를 결정하는 단계;
    역함수의 리셉턴스 주파수 응답을 계산하는 단계; 및
    상기 주파수 응답에 따라 상기 굽힘 강성도들을 결정하는 단계를 포함하는 방법을 이용하여, 상기 일 자유도 모델이 풀리는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상수를 확인하는 단계;
    전달 함수 모델을 복소(complex) 주파수 응답에 대입하는 단계;
    상기 전달 함수를 이동성 형태(mobility form)로부터 응답 형태로 전환하는 단계;
    상기 전달 함수로부터 모드 매개 변수를 구하는 단계; 및
    상기 모드 매개 변수에 따라 굽힘 강성도를 계산하는 단계를 포함하는 방법을 이용하여, 상기 일 자유도 모델이 풀리는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    현재의(interest) 주파수 측정을 결정하는 단계;
    다중-사인(multi-sine) 여기(excitation) 신호를 규정하는 단계;
    파고치(crest factor) 최소화를 수행하는 단계;
    총 측정 시간을 규정하는 단계;
    평균(average)의 총 수를 규정하는 단계;
    상기 다중-사인 여기 신호를 상기 유량계 구성요소의 입력에 가하는 단계;
    상기 다중-사인 여기 신호의 입력에 따라 결과적 출력을 측정하는 단계; 및
    상기 다중-사인 여기 신호의 입력 및 상기 결과적 출력에 따라 상기 전달 함 수를 결정하는 단계를 포함하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 굽힘 강성도들이 다중 자유도 모델을 푸는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유량계 구조의 응답 모델을 생성하는 단계;
    상기 응답 모델을 모드 모델로 전환하는 단계;
    상기 모드 모델을 공간 모델(spatial model)로 전환하는 단계; 및
    상기 공간 모델로부터 상기 굽힘 강성도를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 이용하여, 다중 자유도 문제가 풀리는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 교정 오차가 계수 추정 기술을 이용하여 수정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 교정 오차가 다중-유체 교정 기술을 이용하여 수정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 교정 오차가 트렌딩(trending) 기술을 이용하여 수정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 응답 모델을 생성하는 단계가 모델 데이터를 정규화(normalizing)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 정규화하는 단계가,
    공명 주파수에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하는 단계;
    기준 온도에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하는 단계; 및
    응답 변수에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 응답 변수가 변위인 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 방법.
  17. 유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템으로서,
    상기 유량계의 구성요소의 최초 굽힘 강성도를 결정하기 위한 수단;
    상기 구성요소의 현재 굽힘 강성도를 결정하기 위한 수단;
    상기 최초 굽힘 강성도와 상기 현재 굽힘 강성도를 비교하기 위한 수단; 및
    상기 최초 굽힘 강성도와 상기 현재 굽힘 강성도의 비교에 따라 교정 오차 상태를 탐지하기 위한 수단을 포함하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 시스템이 상기 교정 오차 상태를 신호하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 시스템이 상기 유동 교정 인자 오차 상태를 수정하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 굽힘 강성도를 결정하기 위한 상기 수단이 일 자유도 모델을 풀기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 일 자유도 모델을 풀기 위한 수단이,
    기지의 힘을 상기 유량계 구성요소에 가하기 위한 수단;
    상기 유량계 구성요소의 결과적 편향을 측정하기 위한 수단; 및
    상기 기지의 힘 및 결과적 편향에 따라 상기 굽힘 강성도를 결정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 일 자유도 모델을 풀기 위한 수단이,
    리셉턴스 전달 함수를 결정하기 위한 수단;
    역함수 리셉턴스 주파수 응답을 계산하기 위한 수단; 및
    상기 주파수 응답에 따라 상기 굽힘 강성도를 결정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 일 자유도 모델을 풀기 위한 수단이,
    상수를 확인하기 위한 수단;
    전달 함수 모델을 복소 주파수 응답에 대입하기 위한 수단;
    상기 전달 함수를 이동성 형태로부터 응답 형태로 전환하기 위한 수단;
    상기 전달 함수로부터 모드 매개 변수를 구하기 위한 수단; 및
    상기 모드 매개 변수에 따라 굽힘 강성도를 계산하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    현재의 주파수의 측정을 결정하기 위한 수단;
    다중-사인 여기 신호를 규정하기 위한 수단;
    파고치 최소화를 수행하기 위한 수단;
    총 측정 시간을 규정하기 위한 수단;
    평균의 총 수를 규정하기 위한 수단;
    상기 다중-사인 여기 신호를 상기 유량계 구성요소의 입력에 가하는 단계;
    상기 다중-사인 여기 신호의 입력에 따라 결과적 출력을 측정하기 위한 수단; 및
    상기 다중-사인 여기 신호의 입력 및 상기 결과적 출력에 따라 상기 전달 함수를 결정하기 위한 수단을 포함하는 다중-사인 여기 수단을 이용하여, 상기 전달 함수가 결정되는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 굽힘 강성도를 결정하기 위한 상기 수단이 다중 자유도 모델을 풀기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    다중 자유도 문제를 풀기 위한 상기 수단이,
    상기 유량계 구조의 응답 모델을 생성하기 위한 수단;
    상기 응답 모델을 모드 모델로 전환하기 위한 수단;
    상기 모드 모델을 공간 모델로 전환하기 위한 수단; 및
    상기 공간 모델로부터 상기 굽힘 강성도를 결정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 유동 교정 오차를 수정하기 위한 상기 수단이 계수 추정 기술을 이용하여 수정하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  28. 제 19 항에 있어서,
    상기 유동 교정 오차를 수정하기 위한 상기 수단이 다중-유체 교정 기술을 이용하여 수정하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  29. 제 19 항에 있어서,
    상기 유동 교정 오차를 수정하기 위한 상기 수단이 트렌딩 기술을 이용하여 수정하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  30. 제 25 항에 있어서,
    응답 모델을 생성하기 위한 상기 수단이 모델 데이터를 정규화하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 모델 데이터를 정규화하기 위한 수단이,
    공명 주파수에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하기 위한 수단;
    기준 온도에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하기 위한 수단; 및
    응답 변수에 대해 상기 모델 데이터를 정규화하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 응답 변수가 변위인 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 응답 변수가 가속도인 것을 특징으로 하는,
    유량계의 유동 교정 인자를 검증하기 위한 시스템.
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Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10356383B4 (de) * 2003-12-03 2007-06-21 Abb Patent Gmbh Coriolis-Massedurchflussmesser
WO2007040468A1 (en) 2005-09-19 2007-04-12 Micro Motion, Inc. Meter electronics and methods for verification diagnostics for a flow meter
CN101819056B (zh) * 2005-09-19 2013-01-02 微动公司 用于流量计的校验诊断的仪表电子器件和方法
WO2007040542A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Micro Motion, Inc. Meter electronics and methods for determining one or more of a stiffness coefficient or a mass coefficient
DE102009002942A1 (de) 2009-05-08 2010-11-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Bestimmen einer Messrohr-Rohrwanddicke eines Coriolis-Durchflussmessgerätes
WO2011072711A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines coriolis-massendurchflussmessgeräts sowie coriolis-massendurchflussmessgerät
JP4952820B2 (ja) * 2010-05-13 2012-06-13 横河電機株式会社 コリオリ流量計
CN103052868A (zh) * 2010-08-02 2013-04-17 西门子公司 科里奥利质量流量计和运行科里奥利质量流量计的方法
DE102010044179A1 (de) 2010-11-11 2012-05-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem mit einem Meßwandler von Vibrationstyp
DE102011006971A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102011006997A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Frequenzabgleichsverfahren für eine Rohranordnung
DE102011006919A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Trimmen eines Rohrs
DE102011100092B4 (de) 2011-04-29 2013-04-18 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Resonanzmesssystems
DE102011086395A1 (de) * 2011-11-15 2013-05-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Überwachen der Schwingungseigenschaften in einem Coriolis-Durchflussmessgerät
BR112014016574B1 (pt) 2012-01-10 2020-10-27 Micro Motion, Inc dispositivo de serviço de campo, e, método de substituição de sistema de processamento para um medidor de fluxo vibratório
EP2629066A1 (en) * 2012-02-18 2013-08-21 ABB Technology AG Coriolis mass flow meter and signal processing method for a Coriolis mass flow meter
WO2013149817A1 (de) 2012-04-03 2013-10-10 Endress+Hauser Flowtec Ag MEßWANDLER VOM VIBRATIONSTYP
DE102012102947B4 (de) 2012-04-03 2023-12-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßwandler vom Vibrationstyp
DE102013106157A1 (de) 2013-06-13 2014-12-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem mit einem Druckgerät sowie Verfahren zur Überwachung und/oder Überprüfung eines solchen Druckgeräts
DE102013106155A1 (de) 2013-06-13 2014-12-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem mit einem Druckgerät sowie Verfahren zur Überwachung und/oder Überprüfung eines solchen Druckgeräts
DE102013106172A1 (de) * 2013-06-13 2014-12-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Kalibration oder zum Abgleich einer beliebigen schwingfähigen Einheit
RU2617875C1 (ru) 2013-06-14 2017-04-28 Майкро Моушн, Инк. Вибрационный расходомер и способ проверки измерителя
MX2016009014A (es) * 2014-01-24 2016-09-28 Micro Motion Inc Medidor de flujo vibratorio y metodos y diagnosticos para la verificacion de medidores.
WO2015143613A1 (zh) * 2014-03-24 2015-10-01 西安东风机电有限公司 一种科里奥利质量流量计的测量状态监测方法及装置
KR101502338B1 (ko) 2014-09-02 2015-03-16 한국환경공단 이동용 질량유량조절기 교정장치
US11226221B2 (en) * 2014-10-21 2022-01-18 Micro Motion, Inc. Apparatus for applying a variable zero algorithm in a vibrating flowmeter and related method
CN107076601B (zh) * 2014-11-14 2021-02-09 高准公司 用于降低误差率的方法和装置
US10670446B2 (en) * 2015-10-21 2020-06-02 Micro Motion, Inc. In situ transducer calibration
US11162832B2 (en) 2016-02-04 2021-11-02 Micro Motion, Inc. Pressure compensation for a vibrating flowmeter and related method
US11067423B2 (en) 2016-11-30 2021-07-20 Micro Motion, Inc. Temperature compensation of a test tone used in meter verification
JP6834031B2 (ja) 2017-06-14 2021-02-24 マイクロ モーション インコーポレイテッド 振動式メータのマルチトーン駆動信号のクレストの最小化
WO2019045703A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 Micro Motion, Inc. DETECTION AND IDENTIFICATION OF CHANGE IN A VIBRATORY MEASURING DEVICE
CN107884018B (zh) * 2017-10-26 2019-06-21 西北工业大学 一种科里奥利质量流量计驱动方法
DE102018101923A1 (de) 2017-11-02 2019-05-02 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Feststellen von Belagsbildung in einem Messrohr und Messgerät zur Durchführung des Verfahrens
CN108534869B (zh) * 2018-02-24 2019-12-13 三川智慧科技股份有限公司 一种校表机自动比对修正台差的方法
EP3830530B1 (en) * 2018-07-30 2024-02-28 Micro Motion, Inc. Meter electronics and methods for verification diagnostics for a flow meter
WO2020036578A1 (en) * 2018-08-13 2020-02-20 Micro Motion, Inc. Method to determine when to verify a stiffness coefficient of a flowmeter
DE102018131686A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Überwachen des Zustands eines Messaufnehmers
US20220099543A1 (en) 2018-12-20 2022-03-31 Endress+Hauser Flowtec Ag Coriolis mass flow meter
WO2020126282A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser Flowtec Ag CORIOLIS-MASSENDURCHFLUß-MEßGERÄT
DE102018133117A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät
EP3899448B1 (de) 2018-12-21 2024-03-27 Endress + Hauser Flowtec AG Coriolis-massendurchfluss-messer mit magnetfelddetektor
CN109596193B (zh) * 2019-01-02 2020-06-02 中船重工鹏力（南京）智能装备系统有限公司 一种计量表自动测试设备
DE102019122094B3 (de) * 2019-08-16 2021-01-28 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Berechnung einer Qualität eines Messrohrs eines Coriolis-Messgeräts und ein solches Messgerät
DE102019133610A1 (de) 2019-12-09 2021-06-10 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibronisches Meßsystem zum Messen eines Massestroms eines fluiden Meßstoff
EP4168752A1 (de) 2020-06-18 2023-04-26 Endress + Hauser Flowtec AG VIBRONISCHES MEßSYSTEM
JP2023535306A (ja) 2020-07-14 2023-08-17 マイクロ モーション インコーポレイテッド 流体特性測定値を補償するための剛性測定値の使用
DE102020131649A1 (de) 2020-09-03 2022-03-03 Endress + Hauser Flowtec Ag Vibronisches Meßsystem
DE102020127382A1 (de) 2020-10-16 2022-04-21 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Überprüfen eines vibronischen Meßsystems
CN112432675B (zh) * 2020-11-04 2023-10-24 合肥科迈捷智能传感技术有限公司 一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE31450E (en) 1977-07-25 1983-11-29 Micro Motion, Inc. Method and structure for flow measurement
US5448921A (en) * 1991-02-05 1995-09-12 Direct Measurement Corporation Coriolis mass flow rate meter
DE4416402A1 (de) † 1994-05-09 1995-11-30 Boston Medical Center Inc Immunstärkendes Nahrungsergänzungsmittel
US5594180A (en) 1994-08-12 1997-01-14 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for fault detection and correction in Coriolis effect mass flowmeters
US5926096A (en) † 1996-03-11 1999-07-20 The Foxboro Company Method and apparatus for correcting for performance degrading factors in a coriolis-type mass flowmeter
US6170338B1 (en) * 1997-03-27 2001-01-09 Rosemont Inc. Vortex flowmeter with signal processing
GB2373336B (en) * 1997-12-19 2002-12-04 Abb Ltd Coriolis flow meter
US6092409A (en) 1998-01-29 2000-07-25 Micro Motion, Inc. System for validating calibration of a coriolis flowmeter
US6360175B1 (en) * 1998-02-25 2002-03-19 Micro Motion, Inc. Generalized modal space drive control system for a vibrating tube process parameter sensor
US6688176B2 (en) * 2000-01-13 2004-02-10 Halliburton Energy Services, Inc. Single tube densitometer
US6526835B1 (en) * 2001-06-06 2003-03-04 Andersen Corporation Apparatus and method for characterizing physical properties of a test piece
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
US6704666B2 (en) * 2001-08-29 2004-03-09 Micro Motion, Inc. Determining properties of a flow tube and of a fluid flowing through a flow tube of a coriolis flowmeter
CA2522243C (en) * 2003-04-17 2011-10-11 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for force balancing of a coriolis flow meter
US7831400B2 (en) * 2003-09-29 2010-11-09 Micro Motion, Inc. Diagnostic apparatus and methods for a coriolis flow meter
CN100491933C (zh) * 2005-03-29 2009-05-27 微动公司 用于确定流动特性的科里奥利流量计和方法

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