KR20130090406A - 개선된 진동계 케이스를 포함한 진동계 - Google Patents

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Abstract

진동계가 제공된다. 진동계는 제 1 재료로 형성되는 하나 또는 그초과의 도관을 포함한다. 진동계는 상기 하나 또는 그초과의 도관에 연결되고 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 상기 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는 구동기, 및 상기 하나 또는 그초과의 도관에 연결되고 상기 도관의 진동 부분의 모션을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 픽-오프를 더 포함한다. 진동계는 상기 하나 또는 그초과의 도관, 구동기 및 하나 또는 그초과의 픽-오프들의 적어도 일부분을 에워싸는 케이스를 더 포함한다. 상기 케이스는 상기 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 포함하는 제 2 재료로 형성된다.

Description

개선된 진동계 케이스를 포함한 진동계 {A VIBRATING METER INCLUDING AN IMPROVED METER CASE}
본 발명은 진동계에 관한 것이며, 특히 개선된 진동계 케이스를 갖춘 진동계에 관한 것이다.
예를 들어, 농도계들, 용적식 유량계들, 및 코리올리 유량계들과 같은 진동계들은 예를 들어, 밀도, 질량 유동률, 용적 유동률, 총 질량 유동, 온도, 및 다른 정보와 같은 물질에 대한 하나 또는 그초과의 특징들을 측정하기 위해 사용된다. 진동계들은 예를 들어, 직선의, 유형의 또는 불규칙한 형상들과 같은 다양한 형상들을 가질 수 있는 하나 또는 그초과의 도관들을 포함한다.
하나 또는 그초과의 도관들은 예를 들어, 간단한 굽힘, 비틀림, 방사상, 및 커플링 모드들을 포함하는 일련의 자연 진동 모드들을 가진다. 하나 또는 그초과의 도관들은 물질의 특성을 결정할 목적으로 이들 모드들 중의 한 모드(이후 구동 모드로 지칭됨)의 공명 주파수에서 하나 이상의 구동기에 의해 진동된다. 하나 또는 그초과의 계량 전자 기기들은 정현파 구동기 신호를 통상 자석/코일 조합물인 하나 이상의 구동기로 전송하며, 여기서 자석은 통상적으로 도관에 고정되고 코일은 장착 구조물 또는 다른 도관에 고정된다. 구동기 신호는 구동 모드의 구동 주파수에서 구동기가 하나 또는 그초과의 도관들을 진동시키게 한다. 예를 들어, 구동기 신호는 코일로 전송되는 주기적인 전기 신호일 수 있다.
하나 또는 그초과의 픽오프(pick-offs)들은 도관(들)의 모션을 검출하여 진동 도관(들)의 모션을 대표하는 픽오프 신호를 생성한다. 픽오프는 통상적으로자석/코일의 조합이며, 여기서 자석은 통상 하나의 도관에 고정되고 코일은 장착 구조물 또는 다른 도관에 고정된다. 픽오프 신호는 하나 또는 그초과의 전자 기기로 전송되며, 공지된 원리들에 따라서 픽오프 신호는 필요하다면, 물질의 특징을 결정하거나 구동기 신호를 조정하기 위한 하나 또는 그초과의 전자 기기에 의해 사용될 수 있다.
통상적으로, 도관들 이외에도 진동계들은 또한, 케이스, 베이스, 플랜지 등과 같은 하나 또는 그초과의 계기 성분들에 제공된다. 필연적으로 추가의 계기 성분들 모두가 다양한 진동 특징들로 인해 측정 문제점을 일으킬 수 있지만, 케이스의 진동 특징들은 통상적으로 대부분 널리 알려진 것이며 대부분 주요 측정 문제점들을 유발한다. 그러므로, 케이스가 이후의 논의의 핵심이지만, 유사한 진동 문제점들과 해결책들은 다른 계기 성분들에도 적용할 수 있다. 다양한 계기 성분들에 의해 유발된 측정 문제점들은 케이스와 같은 계기 성분과 관련된 진동들이 도관들과 관련된 진동들과 상이함에 따른 어려움으로 인한 것이다. 어려움에 대한 하나의 이유는 도관과 유사한 것이며, 케이스 또한 예를 들어, 간단한 굽힘, 비틀림, 방사상, 및 측면 모드들을 포함한 하나 또는 그초과의 자연 진동 모드를 가진다. 진동 모드를 포함하는 특정 주파수는 일반적으로, 케이스를 만드는데 사용되는 재료, 케이스의 두께, 온도, 압력 등과 같은 다수의 인자들에 의존한다. 펌프들과 같은, 재료 처리 시스템 내의 다른 소스로부터 또는 구동기에 의해 생성되는 진동력들은 자연 모드들 중의 하나의 모드에서 케이스가 진동되게 할 수 있다. 자연 진동 모드들 중의 하나의 모드에서 케이스가 진동되게 하는 주파수에, 구동 모드에서 하나 또는 그초과의 도관들을 구동시키는데 사용되는 주파수가 대응하는 상황들에서 물질의 특징에 대한 정확한 측정을 생성하는 것은 어렵다. 케이스의 진동 모드들은 오류 측정들을 초래하는 도관들의 진동과 충돌할 수 있다.
도관들의 진동 모드로부터 케이스의 진동 모드를 유도하는 주파수들을 분리하기 위한 종래 기술의 다양한 시도들이 있었다. 이들 주파수들은 케이스 및 유체 충전된 도관들의 다양한 진동 모드들의 자연 공명 주파수들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이스는 도관들의 예상 구동 모드로부터 동떨어진 다양한 진동 모드들으 유도하는 주파수들을 감소시키기 위해서 극히 단단하고 육중하게 만들어질 수 있다. 이들 옵션들 모두는 심각한 단점들을 가진다. 케이스의 질량 및/또는 강도를 증가시키는 것은 복잡하고 어려운 제작을 초래하며, 이는 비용을 증가시키고 진동계 장착을 어렵게 한다. 케이스의 질량을 증가시키기 위한 종래 기술의 하나의 특별한 접근 방법은 금속 추를 현존 케이스에 용접하는 것이었다. 이러한 접근 방법은 케이스의 공명 주파수를 감소시키기 위해 진동 에너지를 적절히 분산시키지 못한다. 게다가, 이러한 접근 방법은 종종 고가이며 볼품없는 케이스로 제조된다.
케이스에 진동 모드를 유도하는 주파수들과 구동 주파수 사이의 중복에 대한 하나의 이유는 도관들과 케이스가 통상적으로, 유사한 재료로, 즉 모두가 금속으로 만들어진다는 점이다. 금속 케이스들은 증가된 강도, 폭발 방지 등급 등과 같은 다수의 장점들을 제공하지만, 금속 케이스들은 진동계를 제작하는데 상당한 비용을 추가한다. 금속 케이스와 관련된 상당한 비용은 케이스에 필요한 용접으로 인한 것이다. 추가로, 상당한 양의 시간 및/또는 비용이 구동 주파수로부터 케이스에 진동 모드들을 유도하는 주파수들을 적절히 분리하는데 소모된다. 케이스의 추가된 질량 또는 두께는 추가의 재료뿐만 아니라 조립하는데 추가의 시간을 필요로 한다. 그러므로, 금속 도관들을 갖는 금속 케이스의 사용에는 다수의 단점들을 가진다.
본 발명은 이들 및 다른 문제점들을 극복하며 본 기술에서의 발전이 달성된다. 본 발명은 개선된 진동계 케이스를 갖는 진동계를 제공한다. 진동계는 고 감쇠 재료로 제조된다. 진동계의 공명 주파수들은 감소되며 도관들의 공명 주파수로부터 분리된다. 따라서, 진동계 케이스에 진동 모드를 유도하는 진동계의 구동 모드의 위험이 실질적으로 감소된다. 게다가, 용접 조인트와 관련된 비용이 본 발명의 진동계 케이스에 의해 실질적으로 제거된다.
진동계는 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 진동계는 제 1 재료로 제조되는 하나 또는 그초과의 도관들을 포함한다. 진동계는 하나 또는 그초과의 도관들에 연결되고 하나 또는 그초과의 구동 주파수들의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는 구동기 및 하나 또는 그초과의 도관들의 도관에 연결되고 도관의 진동부의 모션을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 픽오프들을 더 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 진동계는 하나 또는 그초과의 도관들의 적어도 일부분, 구동기 및 하나 또는 그초과의 픽오프들을 에워싸며 제 1 재료보다 높은 진동 감쇠 특성을 포함하는 제 2 재료로 제조되는 케이스를 더 포함한다.
제 1 재료로부터 제조되는 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계 제조 방법이 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 상기 방법은 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는 구동기를 하나 또는 그초과의 도관들에 연결하는 단계, 및 도관의 진동부의 모션을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 픽오프들을 하나 또는 그초과의 도관들의 도관에 연결하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라서, 상기 방법은 하나 또는 그초과의 도관, 구동기 및 하나 또는 그초과의 픽오프들의 적어도 일부분을 에워싸는 단계를 더 포함하며, 여기서 케이스는 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 포함한다.
본 발명의 양태에 따라서, 진동계는
제 1 재료로 형성되는 하나 또는 그초과의 도관과,
상기 하나 또는 그초과의 도관에 연결되고 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 상기 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는 구동기와,
상기 하나 또는 그초과의 도관에 연결되고 상기 도관의 진동 부분의 모션을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 픽-오프, 및
상기 하나 또는 그초과의 도관, 구동기 및 하나 또는 그초과의 픽-오프들의 적어도 일부분을 에워싸고 상기 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 포함하는 제 2 재료로 형성되는 케이스를 포함한다.
바람직하게, 상기 케이스는 복수의 리브들을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 진동계는 도관 개구를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 케이스는 하나 또는 그초과의 전기 리드용 피드스루 개구를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 진동계는 상기 케이스에 연결되는 기저부를 더 포함하며, 상기 기저부는 제 2 재료로 형성된다.
바람직하게, 상기 제 1 재료는 금속이고 상기 제 2 재료는 플라스틱이다.
바람직하게, 상기 진동계는 상기 하나 또는 그초과의 도관에 연결되는 하나 또는 그초과의 매니폴드 및 상기 케이스 내에 형성되고 상기 하나 또는 그초과의 매니폴드를 수용하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 진동계는 상기 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구 각각에 형성되고 상기 하나 또는 그초과의 매니폴드 각각에 연결되는 밀봉 부재를 수용하도록 구성되는 홈을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 진동계는 상기 케이스 내에 형성되고 예정된 압력에서 파괴되도록 구성되는 파열 지점을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 진동계는 상기 케이스의 적어도 일부분은 투명하다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법은
구동기를 하나 또는 그초과의 도관들 중의 하나의 도관에 연결하는 단계로서, 상기 구동기는 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는, 단계와,
하나 또는 그초과의 픽-오프들을 하나 또는 그초과의 도관들 중의 하나의 도관에 연결하는 단계로서, 상기 하나 또는 그초과의 픽-오프들은 도관의 진동 부분의 모션을 검출하도록 구성되는, 단계, 및
상기 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특징을 포함하는 제 2 재료로 형성되는 케이스에 의해 하나 또는 그초과의 도관, 구동기, 및 하나 또는 그초과의 픽-오프들의 적어도 일부분을 에워싸는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 케이스 내에 복수의 리브들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 도관 개구를 제공하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 케이스 내에 하나 또는 그초과의 전기 리드들용 피드스루 개구를 형성하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 케이스에 기저부를 연결하는 단계를 더 포함하며, 상기 기저부는 상기 제 2 재료로 형성된다.
바람직하게, 상기 제 1 재료는 금속이고 제 2 재료는 플라스틱이다.
바람직하게, 상기 케이스는 하나 또는 그초과의 도관들에 연결되는 하나 또는 그초과의 매니폴드를 수용하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구들을 포함하며, 상기 방법은 각각의 매니폴드들에 밀봉 부재를 연결하는 단계, 및 상기 케이스 내에 형성되는 매니폴드 개구들 각각에 형성되는 홈 내측에 밀봉 부재를 삽입하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 예정된 압력에서 파괴되도록 구성되는 파열 지점을 케이스 내에 형성하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 케이스의 적어도 일부분을 투명하게 형성하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동계를 도시하는 도면이며,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동계용 케이스의 일부분을 도시하는 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이스의 일부분 내에 위치되는 진동계를 도시하는 도면이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동계용 케이스의 일부분을 도시하는 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 조립체를 에워싸는 케이스를 도시하는 도면이며,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 진동계의 부분 분해도이며,
도 7a는 금속에 대한 히스테리시스 곡선이며,
도 7b는 플라스틱에 대한 히스테리시스 곡선이다.
도 1 내지 도 7b 및 다음 설명은 발명의 양호한 모드를 어떻게 만들고 어떻게 사용할 것인가를 본 기술 분야의 당업자에게 교시하기 위한 특별한 예들을 도시한다. 발명의 원리들을 교시할 목적으로, 몇몇 종래의 양태들은 간략화되거나 생략되었다. 본 기술 분야의 당업자은 본 발명의 범주 내에 속하는 이들 예들로부터의 변형 예들을 이해할 것이다. 본 기술 분야의 당업자들은 본 발명의 다수의 변형 예들을 형성하도록 이하에 설명되는 특징들이 다양한 방식으로 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 결과적으로, 본 발명은 이하에 설명된 특정 예들뿐만 아니라 특허청구범위 및 이들의 균등 범위에 한정되지 않는다.
도 1은 센서 조립체(10) 및 하나 또는 그초과의 계량 전자기기(20)들을 포함하는 계기 형태인 진동계(5)를 도시한다. 진동계(5)는 코리올리 유량계, 초음파 유량계, 용적식 유량계, 농도계 등을 포함할 수 있다. 계량 전자기기(20)는 예를 들어, 유체 밀도, 질량 유동률, 용적 유동률, 총 질량 유동, 온도, 및 다른 정보와 같은 물질의 특징들을 통로(26)를 통해 측정하기 위해 리드(100)를 거쳐서 센서 조립체(10)에 연결된다.
본 예의 센서 조립체(10)는 한 쌍의 플랜지(101,101'), 매니폴드(102,102'), 구동기(104), 픽오프(105,105'), 및 도관(103A,103B)을 포함한다. 구동기(104) 및 픽오프(105,105')은 도관(103A,103B)에 연결된다. 구동기(104)는 구동 모드에서 구동기(104)가 도관(103A,103B)의 진동부(150)를 진동시킬 수 있는 위치에서 도관(103A,103B)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 도관(103A,103B)의 진동부(150)는 각각 굽힘 축(W,W')들을 중심으로 진동한다. 굽힘 축(W,W')들은 도관(103A,103B)에 연결된 브레이스 바(brace bar)(120-123)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 바람직하게 않게 진동하거나 진동하지 않는 도관(103A,103B)들이 있을 수 있다고 이해해야 한다. 도관(103A,103B)의 이들 소위 "비-진동부"(151)들은 일반적으로, 예를 들어 상부 브레이스 바(122,123) 아래에 있는 부분이다. 단지 하나의 진동부(150)와 하나의 비-진동부(151)의 윤곽이 그려져 있다고 이해해야 한다. 그러나, 도관(103A,103B)들이 실질적으로 서로 평행하기 때문에, 진동하는 도관(103A)의 부분은 진동하는 도관(103B)의 부분과 실질적으로 동일하다. 유사하게, 도관(103A)의 비-진동부는 도관(103B)의 비-진동부와 실질적으로 동일한다. 비슷하게, 비-진동부(151)는 도관(103A,103B)의 입구 단부에서만 동일한 부분이나, 출구 브레이스 바(123,121) 아래의 출구 부분들은 유사하게 도관(103A,103B)의 비-진동부들이다.
픽오프(105,105')는 도관(103A,103B)들의 진동부(150)의 모션을 검출하기 위해서 도관(103A,103B)들에 고정된다. 그러므로, 진동계들에서 도관(103A,103B)의 진동부(150)의 진동은 흥미롭다. 이후에서 설명의 목적으로, 도관(103A,103B)의 진동부(150), 드라이브(104), 및 픽오프(105,105')를 제외한 진동계(5)의 성분들은 또한 바람직하지 않게 진동할 수 있고 도관(103A,103B)의 진동과 충돌할 수 있는 계기 성분들로서 접지될 수 있다.
코리올리 유량계의 측정 능력들이 결핍된 진동계를 포함한 임의의 형태의 진동계와 연관하여 여기서 설명된 원리들을 사용하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다고 본 기술 분야의 당업자들에게 이해되어야 한다. 그와 같은 장치들의 예들은 진동 농도계, 용적식 유량계 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 예의 플랜지(101,101')들은 매니폴드(102,102')들에 연결된다. 본 예의 매니폴드(102,102')들은 도관(103A,103B)의 반대편 단부들에 고정된다. 센서 조립체(10)가 물질을 운반하는 파이프라인 시스템(도시 않음) 내측에 삽입될 때, 물질은 플랜지(101)를 통해 센서 조립체(10)로 진입하며 재료의 총량이 도관(103A,103B)으로 진입하도록 지향된 입구 매니폴드(102)를 통과하며, 도관(103A,103B)을 통해 유동하며, 플랜지(101')를 통해 센서 조립체(10)를 빠져나오는 출구 매니폴드(102')로 다시 유동한다.
전술한 바와 같이, 도관(103A,103B)들은 구동 모드에서 구동기(104)에 의해 구동될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 구동 모드는 예를 들어, 제 1 위상 반전(out of phase) 굽힘 모드일 수 있으며 도관(103A,103B)들은 각각 굽힘 축(W,W')들을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성 모멘트 및 탄성 모듈을 갖도록 선택되어 입구 매니폴드(102) 및 출구 매니폴드(102')에 적절히 장착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 도관(103A,103B)들은 필연적으로 평행한 방식으로 매니폴드(102,102')들로부터 외측으로 연장한다. 도관(103A,103B)들이 일반적으로 U 형상을 제공하는 것으로 도시되었지만, 예를 들어 직선 또는 불규칙한 형상들과 같은 다른 형상들을 갖는 도관(103A,103B)들을 제공하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 게다가, 구동 모드로서 제 1 위상 반전 굽힘 모드와 다른 모드들을 사용하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다.
본 예에서, 구동 모드가 제 1 위상 반전 굽힘 모드를 포함하는 경우에 도관(103A,103B)들의 진동부(150)는 이들의 굽힘축(W,W')을 중심으로 반대 방향으로 제 1 위상 반전 굽힘 모드의 공명 주파수에서 구동기(104)에 의해 구동될 수 있다. 구동기(104)는 도관(103A)에 장착된 자석 및 도관(103B)에 장착된 대향 코일과 같은 다수의 공지된 배열체들 중의 하나를 포함할 수 있다. 교류가 대향 코일을 통과할 수 있어서 양 도관(103A,103B)들이 진동되게 할 수 있다. 적합한 구동 신호가 하나 또는 그초과의 계량 전자기기(20)에 의해 리드(110)를 통해 구동기(104)로 가해질 수 있다. 두 개의 도관(103A,103B)들과 관련하여 논의되었지만, 다른 실시예들에서 단지 하나의 도관만이 제공될 수 있다고 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에서, 하나 또는 그초과의 계량 전자기기(20)는 구동 신호를 제공하며 구동 신호를 리드(110)를 통해서 구동기(104)로 전송하여, 구동기(104)가 도관(103A,103B)들의 진동부(150)를 진동시킨다. 다수 구동기들을 위해 다수 구동 신호들을 생성하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 하나 또는 그초과의 계량 전자기기(20)는 예를 들어, 질량 유동률과 같은 물질의 특징들 계산하기 위해서 픽오프(105,105')로부터 좌우측 속도 신호들을 생성할 수 있다. 통로(26)는 본 기술 분야에 일반적으로 공지되어 있는 바와 같이 하나 또는 그초과의 계량 전자기기(20)가 작동기와 충돌할 수 있게 하는 입력 및 출력 수단을 제공한다. 하나 또는 그초과의 계량 전자기기의 회로에 대한 설명은 본 발명을 이해하는데 필요가 없으며 이러한 설명의 간략화를 위해 생략된다. 도 1의 설명은 단지, 하나의 가능한 진동계에 대한 설명의 예로서 제공된 것이며 본 발명의 사상을 한정하려는 것이 아니라고 이해해야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동계를 위한 케이스(200)의 일부분에 대한 횡단면도를 도시한다. 케이스(200)에는 두 개 또는 그보다 많은 부분들이 제공되며 제위치에 한 번에 접착 결합, 스냅-끼워 맞춤, 용접, 납땜 또는 이와는 다른 방법으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 케이스(200)의 단지 한 부분(200a)만을 도시한다. 일단 조립되면, 케이스(200)의 제 2 대응 부분이 센서 조립체(10)의 적어도 일부분을 실질적으로 에워싸도록 제 1 부분(200a)에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 케이스(200)의 두 부분들은 도면 부호 210에 의해 총칭되어 있는 단지 주변부를 따라서 연결될 수 있다. 이와는 달리, 두 개 또는 그보다 많은 부분들이 다수 위치들에 연결될 수 있다. 케이스(200)는 도관(103A,103B), 구동기(104), 및 픽오프(105,105')(도 3 참조)의 적어도 일부분을 에워싸도록 제공될 수 있다. 이해될 수 있듯이, 케이스(200)는 본 기술 분야에 일반적으로 공지된 바와 같이, 도관(103A,103B), 구동기(104), 및 픽오프(105,105')를 보호할 수 있다.
종래 기술의 케이스들은 구동 모드와 케이스의 공명 주파수 사이의 중복으로 인해 하나 또는 그초과의 진동 모드들에서 진동에 민감하지만, 본 발명의 케이스(200)는 구동 모드 주파수로부터 실질적으로 감소되고 분리되는 진동 모드를 유도하는데 필요한 공명 주파수들을 갖는 재료로 제조된다. 본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)의 공명 주파수들은 제 1 재료로 제조된 도관(103A,103B)을 제공하고 제 2 재료로 케이스를 제조함으로써 구동 모드 주파수로부터 실질적으로 분리되는데, 여기서 제 2 재료는 제 1 재료보다 높은 진동 감쇠 특징을 나타낸다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 진동 감쇠는 기계 에너지(진동)가 열 에너지로의 변환이다. 감쇠로 인해 생성된 열은 기계 시스템으로부터 주변 환경으로 손실된다. 감쇠가 다수의 상이한 방식들로 특징화질 수 있지만, 하나의 특별한 진동 감쇠 특징은 소위 감쇠 손실 인자(η)이다. 구성 성분의 감쇠 손실 인자(η)는 다음과 같다:
Figure pct00001
여기서,
η은 감쇠 손실 인자이며,
D는 사이클 당 단위 체적 당 분산된 에너지이며,
W는 사이클 중에 저장된 최대 변형 에너지이다.
이해될 수 있듯이, 높은 감쇠 손실 인자는 사이클 당 단위 체적 당 높은 분산 에너지 또는 사이클 중에 저장된 낮은 최대 변형 에너지를 갖는 재료에서 실현된다. 폭넓은 재료들에 대한 감쇠 손실 인자들은 색인 표, 챠트, 그래프 등에서 이용가능하다. 이와는 달리, 특정 재료의 감쇠 손실 인자는 실험적으로 결정될 수 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 재료들은 제 1 재료가 제 2 재료보다 낮은 감쇠 손실 인자를 포함하도록 선택될 수 있다. 그와 같은 재료의 예들은 금속들 및 플라스틱/폴리머들이다. 일반적으로, 대부분의 금속들은 대략 0.001 범위의 감쇠 손실 인자를 가진다. 대조적으로, 플라스틱/폴리머들은 0.01 내지 2.0 범위의 감쇠 손실 인자를 가진다. 그러므로, 제 1 재료를 위해 금속을 그리고 제 2 재료를 위해 플라스틱/폴리머를 선택함으로써, 제 2 재료는 제 1 재료에 대한 진동 감쇠 특징보다 10 내지 2000배 더 높은 진동 감쇠 특징을 나타낼 수 있다. 감쇠 손실 인자에 있어서의 증가의 하나의 이유는 플라스틱/폴리머들이 섬유들과 폴리머들 사이의 계면으로 인해 점탄성 감쇠뿐만 아니라 마찰 손실을 겪기 때문이다. 대조적으로, 대부분의 금속들은 플라스틱/폴리머들에 비해서 훨씬 더 낮은 레벨의 점탄성 감쇠만을 겪는다.
제 1 및 제 2 재료들 사이의 상이한 진동 감쇠 특징들은 도 7a 및 도 7b에 추가로 도시되어 있다. 도 7a는 제 1 재료에 대한 1회 진동 사이클 동안의 입력 응력 대 대응하는 변형의 히스테리시스 곡선을 도시한다. 타원 내에 포함된 구역은 전술한 감쇠 손실 인자(η)와 관련된 사이클 당 분산 에너지와 동일하다. 도 7b는 제 2 재료에 대한 1회 진동 사이클 동안의 입력 응력 대 대응하는 변형의 히스테리시스 곡선을 도시한다. 두 그래프 사이의 비교에 의해 알 수 있는 바와 같이, 도 7b에 도시된 제 2 재료에 대한 타원 내에 포함된 구역은 도 7a에 도시된 제 1 재료에 대한 타원 내에 포함된 구역보다 훨씬 더 크다. 그러므로, 그래프들은 제 2 재료가 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특징을 가진다. 그러므로, 제 1 및 제 2 재료들이 실질적으로 동일하게 부과된 진동 에너지를 받는다면, 제 1 재료는 제 2 재료가 더 높은 진동 감쇠 특징들을 포함하기 때문에 제 2 재료보다 더 높은 진동 속도를 포함할 것이다. 그러므로, 제 1 재료의 공명 주파수 피크는 제 2 재료의 공명 주파수 피크보다 더 클 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 도관(103A,103B)의 진동부(150)는 예를 들어, 금속으로 제조된다. 이는 본 기술 분야에 통상적인 것이며 도관(103A,103B)을 제조하는데 사용된 금속은 대부분 티타늄인데, 이는 우수한 내식성과 열 특성 때문이다. 몇몇 실시예들에서, 액밀 시일과 함께 제 1 및 제 2 재료들을 연결하는 것은 실용적이지 않을 수 있다. 그러므로, 전체 도관(103A,103B)은 제 1 재료로 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 도관(103A,103B)이 금속으로 제조될 때 케이스(200)는 예를 들어, 플라스틱으로 제조될 수 있다. 전술한 바와 같이, 플라스틱은 금속보다 훨씬 더 높은 진동 감쇠 특성, 예를 들어 더 높은 감쇠 손실 인자를 나타내며, 따라서 케이스(200)에 진동 모드를 유도하는데 필요한 주파수들은 실질적으로 감소되는 반면에 도관(103A,103B)에 진동 모드를 유도하는데 필요한 주파수들은 실질적으로 영향을 받지 않게 유지된다. 도관(103A,103B) 및 케이스(200)에 사용되는 특정 재료들은 단지 예들이며 본 발명의 범주를 어떤 식으로든 한정하지 않는다고 이해해야 한다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따라 도관(103A,103B)은 제 1 재료로 제조되는 반면에 케이스(200)는 제 2 재료로 제조되며, 여기서 제 2 재료는 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 갖는다고 이해해야 한다. 금속보다 더 높은 진동 감쇠 효과 특징들을 갖는 재료의 다른 예들은 고무, 탄소 섬유, 유리섬유, 흑연, 유리, 목재 등이다. 이러한 리스트는 배타적인 것이 아니며 본 기술 분야의 당업자들은 케이스(200)용으로 사용될 수 있는 더 높은 진동 감쇠 특징을 나타내는 다른 적합한 재료들을 용이하게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)가 플라스틱으로 제조될 때 통상적으로 금속 케이스들에 요구되는 용접이 실질적으로 제거될 수 있다. 도시된 실시예에서, 케이스(200)의 제 2 부분(도 5 참조)은 접착제, 에폭시, 기계식 패스너, 스냅-끼워 맞춤 등을 사용하여 도 2에 도시된 케이스(200)의 제 1 부분(200a)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 케이스 부분들을 함께 용접할 필요성뿐만 아니라 케이스를 베이스에 용접할 필요성을 피할 수 있음으로써, 센서 조립체(10)의 나머지 부분 주위에 케이스(200)를 조립하는 것과 관련된 비용 및 복잡성이 실질적으로 감소된다.
본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)를 제조하는데 사용된 제 2 재료는 통상적으로 종래 기술에 사용된 금속만큼 강하지 않을 수 있다. 그러므로, 본 발명은 통상적으로, 플라스틱과 같은 더 약한 재료와 관련된 다양한 단점들을 극복하기 위해서 케이스(200)에 다수의 추가의 특징들을 제공한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 케이스(200)는 복수의 리브(201)들을 포함한다. 리브(201)들은 감소된 중량을 유지하면서 케이스(200)를 강화하기 위해 제공될 수 있다. 리브(201)들은 리브(201)들을 현존 쉘(202)에 연결함으로써 케이스(200)에 추가될 수 있다. 이와는 달리, 케이스(200)는 본 기술 분야에 일반적으로 공지된 바와 같이 몰딩될 수 있으며 리브(201)들은 몰딩 공정 중에 쉘(202)의 제조와 동시에 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 리브(201)들은 케이스(200)에 진동 모드를 유도하는데 요구되는 주파수들을 조정하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 케이스(200)의 리브(201)들의 수 및/또는 리브(201)들 사이의 공간을 증가시킴으로써 케이스(200)의 강도가 증가할 수 있으며, 그에 따라 케이스(200)에 진동 모드를 유도하는데 요구되는 주파수들을 추가로 감소시키기 위해 케이스(200)의 감쇠를 증가시킨다.
본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)는 도관 개구(203)를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 도관 개구(203)는 복수의 리브(201)들에 의해 형성된다. 도관 개구(203)는 예를 들어, 도관(103A,103B)을 수납할 수 있는 크기와 형상일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 도관 개구(203)는 필요한 것보다 도관들 주위에 훨씬 더 큰 개방 체적을 제공하는 종래 기술의 케이스에서 가능한 압력 파일링을 최소화하기 위해서 최대 진동 크기에서 진동하면서 도관(103A,103B)에 요구되는 구역과 실질적으로 동일한 구역을 포함할 수 있다. 대조적으로, 도관(103A,103B)을 실질적으로 둘러싸는 도관 개구(203)의 경우에 케이스(200)는 도관 파손의 경우에 케이스(200) 폭발 위험을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
도관 개구(203) 이외에도, 케이스(200)는 센서 조립체(10)의 제 1 및 제 2 매니폴드(102,102')를 수용하도록 구성된 제 1 및 제 2 매니폴드 개구(203,203')를 포함할 수 있다. 매니폴드 개구(203,203')들은 예를 들어, O-링과 같은 밀봉 부재(304,304')를 수용하도록 구성된 홈(204,204')들을 더 포함할 수 있다(도 3 참조).
본 발명의 실시예에 따라서, 케이스(200)는 피드스루 개구(205)를 더 포함한다. 피드스루 개구(205)는 구동기(104), 픽오프(105,105'), 및 계량 전자기기(20) 사이의 통신용 리드(100)를 위해 제공될 수 있다. 피드스루 개구(205)가 바닥부 근처의 케이스(200)에 존재하는 것으로 도시되었지만, 피드스루 개구(205)는 임의의 바람직한 위치에 케이스(200)가 존재할 수 있으며 도시된 특정 위치는 결코 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니라고 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)는 구동기 마운트(224) 및 픽오프 마운트(225,225')를 더 포함할 수 있다. 구동기(224) 및 픽오프 마운트(225,225')는 케이스(200)가 단일 도관 진동계와 함께 사용되는 실시예에 제공될 수 있다. 그러므로, 케이스(200)는 단일 도관이 진동하는 실질적으로 정정인 마운트를 제공할 수 있다. 유리하게, 별도의 정적인 판 또는 마운트는 필요하지 않다.
케이스(200)는 폭발 방지 배리어를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 케이스(200)는 특정 방향으로 케이스(200)를 안전하게 배기시키기 위해서 예정된 압력에서 손상되도록 설계된 폭발 파열 지점(215)을 포함할 수 있다. 폭발 파열 지점(215)이 파손되도록 설계된 예정 압력은 케이스(200)의 나머지가 안전하게 포함될 수 있는 압력보다 더 낮을 수 있다. 폭발 파열 지점(215)은 예를 들어, 감소된 두께를 갖는 케이스(200)의 구역을 포함할 수 있다. 폭발 파열 지점(215)은 몰딩 공정 중에 제조될 수 있거나 케이스(200)가 제조된 후에 절단될 수 있다. 폭발 파열 지점(215)이 케이스(200)의 상부 근처에 도시되어 있지만, 폭발 파열 지점(215)은 임의의 바람직한 위치에 위치될 수 있다고 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이스(200)를 포함하는 진동계(5)를 도시한다. 도 3에 도시된 대로, 케이스(200)는 각각 매니폴드(102,102')에 연결될 수 있다. 매니폴드(102,102')가 또한 도관(103A,103B)에 연결되기 때문에, 케이스(200)의 진동은 도관(103A,103B)에 의해 쉽게 느껴질 수 있으며 계량 측정치와 충돌한다. 매니폴드(102,102')들은 이에 한정되지 않지만, 접착제, 납땜, 접합, 기계식 패스너 등을 포함하는 공지된 방법들에 따라 케이스(200)의 매니폴드 개구(203,203')에 연결될 수 있다.
도 3에 추가로 도시된 것은 밀봉 부재(304,304')들이다. 밀봉 부재(304,304')들은 각각 매니폴드(102,102')에 연결될 수 있다. 센서 조립체(10)가 케이스(200) 내에 위치될 때, 밀봉 부재(304,304')들은 예를 들어, 홈(204,204')에 의해 수용될 수 있다. 밀봉 부재(304,304')들은 매니폴드(102,102')와 매니폴드 개구(203,203') 사이에 실질적으로 액밀 시일을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 매니폴드(102,102')와 매니폴드 개구(203,203') 사이의 실질적으로 액밀 시일은 케이스(200) 내의 제위치에 센서 조립체(10)를 유지하기 위한 필요한 커플링을 제공할 수 있다. 또한, 다수의 실시예에서 매니폴드(102,102')는 제 1 재료, 즉 금속과 유사한 재료로 제조될 수 있는 반면에, 케이스(200)는 제 2 재료, 즉 플라스틱으로 제조된다. 실질적으로 상이한 진동 감쇠 특징들을 포함하는 제 1 및 제 2 재료들 이외에도, 제 1 및 제 2 재료들은 또한 실질적으로 상이한 열 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 재료들은 상이한 열 팽창 계수들을 포함할 수 있다. 그러므로, 몇몇 실시예들에서 밀봉 부재(304,304')들은 도관(103A,103B) 및 케이스(200)가 온도 변경을 겪을 때 상이한 열 팽창을 수용할 수 있는 고무 O-링 등을 포함할 수 있다. 그러므로, 몇몇 실시예들에서 밀봉 부재(304,304')들은 고무 O-링과 같은 높은 감쇠 재료를 포함할 수 있으며 도관(103A,103B)과 케이스(200) 사이에 추가의 진동 분리뿐만 아니라 도관(103A,103B)과 케이스(200) 사이에 열 응력을 제거하기 위한 열 보상을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 밀봉 부재(304,304')는 공통 축선(X)에 수직한 방향으로의 모션을 실질적으로 방지하면서 공통 축선(X)을 중심으로 매니폴드(102,102')를 회전시키도록 구성될 수 있다. 이러한 측면 방향으로의 운동 제한은 플랜지(101,101') 및 다른 현존 장비에 대한 잠재적 손상을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
도 3에 도시된 대로, 구동기(104)는 피드스루 개구(205)에 근접 위치된다. 그러므로, 리드(100)는 케이스(200)로부터 피드스루 개구(205)를 통해 용이하게 연장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이스(200)를 도시한다. 도 4에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 유사하나, 도 4는 인쇄 회로판(PCB)(440)을 도시한다. PCB(440)는 케이스(200)의 일부분에 연결될 수 있으며 실질적으로 정적인 상태를 유지한다. PCB(440)는 구동 신호를 구동기(104)에 전달하고 픽-오프 센서(105,105')로부터 픽-오프 신호를 전송하도록 제공된다. 또한, 전기 리드(400)가 PCB(440)에 연결되고 예를 들어, 계량 전자기기(20)와 통신한다. 3 개의 리드가 도시되었지만, 임의의 수의 리드들이 제공될 수 있다고 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에 따라서, PCB(440)는 또한 디스플레이(441)를 포함할 수 있다. 디스플레이(441)는 다양한 작동기 변수들 및/또는 진동계(5)의 세팅들을 표시하기 위해 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 케이스(200)는 케이스(200)를 제거할 필요 없이 디스플레이(441)를 사용자가 볼 수 있게 하는 투명한 부분(도 5에 도시됨)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실질적으로 진동계(5)의 일부분을 둘러싸는 케이스(200)를 도시한다. 도시된 실시예에서, 케이스(200)는 투명한 부분(560)을 포함한다. 다른 실시예들에서 실질적으로 전체 케이스(200)가 투명한 재료로 형성될 수 있다고 이해해야 한다. 전술한 바와 같이, 투명한 부분(560)은 케이스(200) 내에 위치된 디스플레이(441)를 볼 수 있도록 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 투명한 부분(560)은 예를 들어, PCB(440)가 제공된 하나 또는 그초과의 푸쉬 버튼(561)으로 사용자나 작동자가 접근할 수 있게 하는 부분적으로 변형가능한 부분들을 포함할 수 있다. 푸쉬 버튼(561)은 진동계(5)의 다양한 세팅들을 사용자나 작동자가 변경, 조절, 또는 볼 수 있게 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 또는 그초과의 부분(200a,200b)들이 연결되는 경우에, 케이스(200)는 센서 조립체(10)의 일부분을 실질적으로 감싼다. 단지 케이스(200)로부터 연장하는 부분들만이 플랜지(101,101')들이다. 도 5에 도시된 실시예는 단지 일 예이며, 다른 실시예들에서 더 많거나 적은 센서 조립체(10)가 조립된 케이스(200)로부터 연장될 수 있다고 이해해야 한다.
또한 케이스(200)로부터 연장하는 것은 PCB(440)와 통신하는 리드(400)들이다. 리드(400)들은 계량계(20)와 통신할 수 있는 반면에, 전술한 리드(100)들은 PCB(440)와 구동기(104)와 픽-오프(105,105')들 사이의 통신을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동계(5)의 부분 분해도이다. 도 6에 도시된 실시예에서, 도관(103A,103B)들은 기저부(640)에 연결된다. 본 발명의 실시예에 따라, 기저부(640)는 추가로 장착 블록(641A,641B)들에 연결된다. 장착 블록(641A,641B)은 기저부(640)를 프로세스 라인(도시 않음) 또는 매니폴드(도시 않음)에 부착하는 수단을 제공할 수 있다.
도 6의 실시예에 따라서, 케이스(200)는 다중 부분들을 제공하는 것보다 단일 부분으로 형성된다. 케이스(200)는 추가로 기저부(640)에 연결된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(200)는 복수의 멈춤쇠들을 포함한다. 멈춤쇠(660)는 (도시되지 않은)기계식 패스너를 수용하도록 제공된다. 기계식 패스너들은 기저부(640)에 형성된 구멍(661)들 및 장착 판(641A,641B)에 형성된 구멍(662)들과 결합하고 멈춤쇠(660) 내에 끼워 맞춰질 수 있다. 본 발명의 실시예예에 따라서, 기계식 패스너들은 케이스(200) 위에 끼워 맞춰지는 예를 들어, U형 볼트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 진동계(5)는 또한 케이스(200)와 기저부(640) 사이에 위치되는 밀봉 부재(650)를 포함할 수 있다. 밀봉 부재(650)는 예를 들어, 고무 O링을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라서, 밀봉 부재(650)는 도관(103A,103B)으로부터의 원하지 않는 진동들을 추가로 격리시킬 수 있다. 또한, 밀봉 부재(650)는 케이스(200)와 기저부(640) 사이에 실질적인 액밀(fluid-tight) 밀봉을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 도관(103A,103B)들을 형성하는데 사용되는 재료와 실질적으로 상이한 제 2 재료로 형성될 케이스(200) 이외에도, 기저부(640) 및/또는 장착 블록(641A,641B)들이 제 2 재료로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 기저부(640) 및/또는 장착 블록(641A,641B)들은 제 1 및 제 2 재료들 모두와 상이한 제 3 재료로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라서, 제 3 재료는 제 1 재료보다 높은 진동 감쇠 특성을 나타내는 재료를 포함할 수 있다. 그러므로, 기저부(640) 또는 장착 블록(641A,641B) 내에 진동 모드를 유도하는 진동 주파수들은 구동 주파수보다 실질적으로 더 낮을 수 있다. 유리하게, 케이스(200)와 같이 기저부(640) 및 장착 블록(641A,641B)들로부터의 원하지 않는 진동들은 실질적으로 감소된다.
본 발명의 실시예에 따라서, 케이스(200)는 케이스 내에 진동 모드를 유도하는 주파수와 구동 모드 주파수 사이의 주파수 간격이 1 헤르쯔보다 크도록 형성된다. 더 바람직하게, 주파수 간격은 예상된 유체 밀도들을 근거로 하면 3 내지 5 헤르쯔보다 크다. 몇몇 실시예들에서, 케이스(200)는 유도 밀도들의 범위에 대해 충분한 주파수 간격을 유지하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스(200)의 공명 주파수들은 다상(multi-phase) 유동 중이라도 구동 모드 주파수 미만으로 유지될 수 있다. 주파수 간격의 정도는 케이스(200)에 사용된 특정 재료 및/또는 케이스(200)의 특정 구성에 근거하여 조정될 수 있다.
케이스(200)가 예로서 사용되었지만, 도관(103A,103B)들의 진동 부분(150), 구동기(104), 및 픽-오프(105,105')들을 제외한 다른 진동계 성분들이 예상된 구동 주파수로부터 계량 성분들의 공명 주파수를 분리하기 위해 제 2 재료로 유사하게 형성될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 도관(103A,103B)들의 진동 부분을 형성하는데 사용된 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 나타내는 제 2 재료로 형성될 케이스(200)에 한정되지 않는다.
전술한 바와 같이 본 발명은 개선된 측정 능력들을 갖는 진동계를 제공한다. 종래 기술의 진동계들은 구동 모드 주파수와 계량 케이스 내에 진동 모드를 포함하는 주파수 사이의 진동 중복에 의해 유발되는 측정 문제점들에 여전히 직면하고 있다. 대조적으로, 본 발명은 개선된 계량 케이스를 갖춘 진동계를 제공한다. 개선된 진동계는 제 1 재료로 형성된 도관 및 제 2 재료로 형성된 케이스를 제공한다. 제 2 재료는 제 1 재료와 상이한 진동 감쇠 특성을 포함한다. 특히, 제 2 진동 재료는 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 나타낸다. 따라서, 제 2 재료로 형성된 계량 케이스에 진동 모드를 유도하는 다양한 공명 주파수들이 실질적으로 감소되며 예상된 구동 모드 주파수들로부터 분리된다. 그 결과로써, 본 발명의 진동계는 종래 기술의 진동계들을 통상적으로 괴롭혀 왔던 진동 중복에 직면하지 않는다.
전술한 실시예들의 상세한 설명들은 본 발명의 범주 내에 있는 발명자들에 의해 고려된 모든 실시예들에 대한 완전한 설명은 아니다. 실제로, 본 기술 분야의 당업자들은 전술한 실시예들이 추가의 실시예들을 형성하도록 다양하게 조합 또는 제거될 수 있으며 그러한 추가의 실시예들도 본 발명의 범주 및 교시 내에 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 전술한 실시예들이 본 발명의 범주와 교시 내에 있는 추가의 실시예들을 형성하도록 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다는 것은 본 기술 분야의 당업자들에게 자명할 것이다.
따라서, 본 발명에 대한 특정 실시예들 및 예들이 설명의 목적으로 본 발명에서 설명되었지만, 관련 분야의 숙련자들이 이해할 수 있듯이 다양한 등가의 변형 예들이 본 발명의 범주 내에서 가능하다. 본 발명에서 제공된 사상들은 다른 진동계들에 적용될 수 있으며, 전술한 실시예들 및 첨부 도면들에 도시된 실시예들에만 적용되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범주는 다음의 특허청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (19)

  1. 제 1 재료로 형성되는 하나 또는 그초과의 도관(103A,103B)과,
    상기 하나 또는 그초과의 도관(103A,103B)에 연결되고 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 상기 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는 구동기(104)와,
    상기 하나 또는 그초과의 도관(103A,103B)에 연결되고 상기 도관의 진동 부분(150)의 모션을 검출하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 픽-오프(105,105'), 및
    상기 하나 또는 그초과의 도관(103A,103B), 구동기(104) 및 하나 또는 그초과의 픽-오프(105,105')들의 적어도 일부분을 에워싸고 상기 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특성을 포함하는 제 2 재료로 형성되는 케이스(200)를 포함하는,
    진동계(5).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(200)는 복수의 리브(201)들을 더 포함하는,
    진동계(5).
  3. 제 1 항에 있어서,
    도관 개구(203)를 더 포함하는,
    진동계(5).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(200)는 하나 또는 그초과의 전기 리드(100)용 피드스루 개구(205)를 더 포함하는,
    진동계(5).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(200)에 연결되는 기저부(440)를 더 포함하며, 상기 기저부(440)는 제 2 재료로 형성되는,
    진동계(5).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 재료는 금속이고 상기 제 2 재료는 플라스틱인,
    진동계(5).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그초과의 도관(103A,103B)에 연결되는 하나 또는 그초과의 매니폴드(102,102') 및 상기 케이스(200) 내에 형성되고 상기 하나 또는 그초과의 매니폴드(102,102')를 수용하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구(203,203')를 더 포함하는,
    진동계(5).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구(203,203') 각각에 형성되고 상기 하나 또는 그초과의 매니폴드(102,102') 각각에 연결되는 밀봉 부재(304,304')를 수용하도록 구성되는 홈(204,204')을 더 포함하는,
    진동계(5).
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(200) 내에 형성되고 예정된 압력에서 파괴되도록 구성되는 파열 지점(215)을 더 포함하는,
    진동계(5).
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스(200)의 적어도 일부분(560)은 투명한,
    진동계(5).
  11. 제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법으로서,
    구동기를 하나 또는 그초과의 도관들 중의 하나의 도관에 연결하는 단계로서, 상기 구동기는 하나 또는 그초과의 구동 주파수들에서 도관의 적어도 일부분을 진동시키도록 구성되는, 단계와,
    하나 또는 그초과의 픽-오프들을 하나 또는 그초과의 도관들 중의 하나의 도관에 연결하는 단계로서, 상기 하나 또는 그초과의 픽-오프들은 도관의 진동 부분의 모션을 검출하도록 구성되는, 단계, 및
    상기 제 1 재료보다 더 높은 진동 감쇠 특징을 포함하는 제 2 재료로 형성되는 케이스에 의해 하나 또는 그초과의 도관, 구동기, 및 하나 또는 그초과의 픽-오프들의 적어도 일부분을 에워싸는 단계를 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스 내에 복수의 리브들을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    도관 개구를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스 내에 하나 또는 그초과의 전기 리드들용 피드스루 개구를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스에 기저부를 연결하는 단계를 더 포함하며,
    상기 기저부는 상기 제 2 재료로 형성되는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 재료는 금속이고 제 2 재료는 플라스틱인,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스는 하나 또는 그초과의 도관들에 연결되는 하나 또는 그초과의 매니폴드를 수용하도록 구성되는 하나 또는 그초과의 매니폴드 개구들을 포함하며,
    상기 방법은 각각의 매니폴드들에 밀봉 부재를 연결하는 단계, 및 상기 케이스 내에 형성되는 매니폴드 개구들 각각에 형성되는 홈 내측에 밀봉 부재를 삽입하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    예정된 압력에서 파괴되도록 구성되는 파열 지점을 케이스 내에 형성하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 케이스의 적어도 일부분을 투명하게 형성하는 단계를 더 포함하는,
    제 1 재료로 형성된 하나 또는 그초과의 도관들을 포함하는 진동계를 형성하는 방법.
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