特許 6707059 振動計用のメータセンサの検証

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6707059

(24)【登録日】2020年5月21日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】振動計用のメータセンサの検証

(51)【国際特許分類】

   G01N 9/00 20060101AFI20200601BHJP

【ＦＩ】

   G01N9/00 E

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-132500(P2017-132500)

(22)【出願日】2017年7月6日

(62)【分割の表示】特願2016-508955(P2016-508955)の分割

【原出願日】2014年4月3日

(65)【公開番号】特開2017-207504(P2017-207504A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2017年8月3日

(31)【優先権主張番号】61/813,495

(32)【優先日】2013年4月18日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500205770

【氏名又は名称】マイクロ モーション インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウィーラー， サイモン ピー． エイチ．

【審査官】 北条 弥作子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１０２１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６２１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７３４６０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０１９７２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ５／００− ９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサアセンブリ(１０)と、少なくとも１つの温度センサ(１１２)と、メータ電子機器(２０)とを備え、前記センサアセンブリ(１０)の調子を検証する振動要素計(５)であって、
前記センサアセンブリ(１０)は、振動部材(１２)、ピックオフ/検知センサ(１７)、前記振動部材(１２)を振動させるように構成されたドライバ(１６)を含み、
前記メータ電子機器(２０)は、前記ピックオフ/検知センサ(１７)、ドライバ(１６)及び少なくとも１つの温度センサ(１１２)に連結されており、
前記メータ電子機器(２０)は、周囲空気で前記センサアセンブリ(１０)を充填するか、前記センサアセンブリ(１０)を真空下に置くか、前記センサアセンブリ(１０)を正確に知られた密度を有する流体で充填し、又は前記センサアセンブリ(１０)に正確に知られた密度を有する流体を挿入した状態で、前記少なくとも１つの温度センサ(１１２)を用いて複数の温度(２０６)を測定し、前記センサアセンブリ(１０)を用いて連続したセンサ時間(２０７)を測定し、複数の温度(２０６)から平均温度(２０８)を決定し、連続したセンサ時間(２０７)から平均センサ時間(２０９)を決定し、平均温度(２０８)を用いて平均センサ時間(２０９)を補償して補償されたセンサ時間(２１０)を生成し、該補償されたセンサ時間(２１０)を基準センサ時間と比較し、該補償されたセンサ時間(２１０)が基準センサ時間のセンサ時間誤り限界値内か否かを示すように構成された、振動要素計(５)。

【請求項2】

複数の温度(２０６)を測定し、前記連続したセンサ時間(２０７)を測定する際に、前記センサアセンブリ(１０)を洗浄する、請求項１に記載の振動要素計(５)。

【請求項3】

前記メータ電子機器(２０)は更に、前記複数の温度(２０６)又は連続したセンサ時間(２０７)の標準偏差を演算し、該標準偏差を限界値と比較し、該標準偏差が前記限界値より大きいか否かを示すように構成された、請求項１に記載の振動要素計(５)。

【請求項4】

前記メータ電子機器(２０)は更に、センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)を受信し、該高さ(２１８)を用いて補償されたセンサ時間(２１０)を補償するように構成された、請求項１に記載の振動要素計(５)。

【請求項5】

前記メータ電子機器(２０)は更に、前記センサアセンブリ(１０)を用いて周囲空気の密度を測定し、補償されたセンサ時間(２１０)を生成することは、周囲空気の基準密度(２２０)と測定された密度(２１９)間の密度の差について、補償されたセンサ時間(２１０)を更に補償することを含み、基準密度(２２０)と測定された密度(２１９)の少なくとも１つは、前記センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)と平均温度(２０８)を用いて、修正されるように構成された、請求項４に記載の振動要素計(５)。

【請求項6】

センサアセンブリ(１０)と、少なくとも１つの温度センサ(１１２)と、メータ電子機器(２０)とを備えた振動要素計(５)の、前記センサアセンブリ(１０)の調子を検証する方法であって、
前記センサアセンブリ(１０)は、振動部材(１２)、ピックオフ/検知センサ(１７)、前記振動部材(１２)を振動させるように構成されたドライバ(１６)を含み、
周囲空気で前記センサアセンブリ(１０)を充填するか、前記センサアセンブリ(１０)を真空下に置くか、前記センサアセンブリ(１０)を正確に知られた密度を有する流体で充填し、又は前記センサアセンブリ(１０)に正確に知られた密度を有する流体を挿入する工程を備え、
少なくとも１つの温度センサ(１１２)を用いて複数の温度(２０６)を測定し、及びセンサアセンブリ(１０)を用いて連続したセンサ時間(２０７)を測定する工程と、
複数の温度(２０６)から平均温度(２０８)を決定する工程と、
連続したセンサ時間(２０７)から平均センサ時間(２０９)を決定する工程と、
前記平均温度(２０８)を用いて平均センサ時間(２０９)を補償し、補償されたセンサ時間(２１０)を生成する工程であって、平均センサ時間(２０９)を補償することはセンサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)を用いることを含む工程と、
前記補償されたセンサ時間(２１０)を基準センサ時間(２１１)と比較する工程と、
前記補償されたセンサ時間(２１０)が、前記基準センサ時間(２１１)のセンサ時間誤り限界値(２１２)内か否かを示す工程を備える方法。

【請求項7】

前記複数の温度(２０６)を測定する工程、及び前記センサアセンブリ(１０)を用いて連続したセンサ時間(２０７)を測定する工程は更に、前記センサアセンブリ(１０)を洗浄する工程を備える、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

更に、前記複数の温度(２０６)又は連続したセンサ時間(２０７)の標準偏差を演算する工程と、
該標準偏差を限界値と比較する工程と、
該標準偏差が前記限界値より大きいか否かを示す工程を備える、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

更に、センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)を受信する工程と、
該高さ(２１８)を用いて補償されたセンサ時間(２１０)を補償する工程を備える、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記センサアセンブリ(１０)は周囲空気で充填され、前記センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)を用いて補償されたセンサ時間(２１０)を補償する工程は、
前記センサアセンブリ(１０)を用いて周囲空気の密度を測定する工程と、
周囲空気の基準密度(２２０)と測定された密度(２１９)間の密度の差について、補償されたセンサ時間(２１０)を更に補償する工程を備え、基準密度(２２０)と測定された密度(２１９)の少なくとも１つは、前記センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)と平均温度(２０８)を用いて、修正される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

センサアセンブリ(１０)の調子を検証する方法であって、
前記センサアセンブリ(１０)は、振動部材(１２)、ピックオフ/検知センサ(１７)、前記振動部材(１２)を振動させるように構成されたドライバ(１６)を含み、
周囲空気で前記センサアセンブリ(１０)を充填するか、前記センサアセンブリ(１０)を真空下に置くか、前記センサアセンブリ(１０)を正確に知られた密度を有する流体で充填し、又は前記センサアセンブリ(１０)に正確に知られた密度を有する流体を挿入する工程を備え、
複数の温度(２０６)を測定する工程、又は連続したセンサ時間(２０７)を測定する工程であって、複数の温度(２０６)を測定する工程は少なくとも１つの温度センサ(１１２)を用い、且つ連続したセンサ時間(２０７)を測定する工程はセンサアセンブリ(１０)を用いる工程と、
複数の温度(２０６)又は連続したセンサ時間(２０７)の一方である第１のデータセットを用いて、第１の標準偏差を演算する工程と、
該第１の標準偏差(２１３、２１４)を第１の限界値(２１５、２１６)と比較する工程と、
該第１の標準偏差(２１３、２１４)が前記第１の限界値(２１５、２１６)よりも大きいか否かを示す工程と、
複数の温度(２０６)又は連続したセンサ時間(２０７)の他方である第２のデータセットを用いて、第２の標準偏差(２１３、２１４)を演算する工程と、
該第２の標準偏差(２１３、２１４)を第２の限界値(２１５、２１６)と比較する工程と、を備える方法。

【請求項12】

該第２の標準偏差(２１３、２１４)が前記第２の限界値(２１５、２１６)よりも大きいか否かを示す工程と備える、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

温度、高さ及び密度についてセンサアセンブリ(１０)を補償する方法であって、
少なくとも１つの温度センサ(１１２)を用いて複数の温度(２０６)を測定する工程、及びセンサアセンブリ(１０)が周囲空気で充填された状態で、センサアセンブリ(１０)を用いて連続したセンサ時間(２０７)を測定する工程であって、前記センサアセンブリ(１０)は、１以上の振動部材(１２)、ピックオフ/検知センサ(１７)、前記１以上の振動部材(１２)を振動させるように構成されたドライバ(１６)を含む工程と、
複数の温度(２０６)から平均温度(２０８)を決定する工程と、
連続したセンサ時間(２０７)から平均センサ時間(２０９)を決定する工程と、
センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)を受信する工程と、
前記平均センサ時間(２０９)を用いて周囲空気の密度を算出する工程と、
前記センサアセンブリ(１０)が設置された場所の標高である高さ(２１８)と平均温度(２０８)を用いて、周囲空気の基準密度(２２０)と測定された密度(２１９)間の密度の差を修正する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本発明は、振動要素計、特に振動要素計のセンサアセンブリを確認する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

問題の記述
例えば、液体密度計、ガス密度計、液体粘度計、ガス/液体比重計、ガス/密度相対密度系及びガス分子量計のような振動計は一般に知られており、流体の特性を測定するのに用いられる。一般に振動計はセンサアセンブリと電子部を備える。センサアセンブリ内の材料は、流れるか静止する。各タイプのセンサは独自の特性を有し、最適な性能の達成のために流量計は責任を負う。例えば、センサの中には特定の変位レベルで振動するチューブ装置を要するものがある。他のタイプのセンサアセンブリの中には、特別な補償アルゴリズムを要するものがある。

【0003】

他の機能を実行する中でも特に、メータ電子機器は用いられる特定のセンサ用に記憶されたセンサ較正値を含む。例えば、メータ電子機器は基準センサ時間(即ち、基準共振周
波数の逆数)を含む。基準センサ時間は、基準条件下で工場内で測定されるときの、特定
のセンサアセンブリのセンサの幾何学形状の基本的な測定性能を表す。振動要素計が顧客側に取り付けられた後に測定されたセンサ時間と、基準センサ時間との間の変化は、他の原因に加えて、振動要素センサへの被覆、腐食、損傷によるセンサアセンブリ内の物理的な変化を表す。

【0004】

振動計内のセンサ時間の変化を監視するために一般的に用いられる技術は、空気点の調子(health)チェック、真空点の調子チェック又は正確に知られた密度を有する任意の流体を用いる調子チェックである。３つの調子チェックの手順の何れでも、振動計はオフラインを要し、テスト条件下に置かれる。振動計は、テスト条件下に置かれる前に、機械的又は溶剤ベースの技術によってしばしば洗浄される。液体メータ又はガスメータの何れかが、真空下又は空気又は水のような正確に知られた密度を有する流体にて充填された下で置かれる。液体メータについては、テスト条件は一般に周囲の条件下に、メータを置くことを含む。ガスメータについては、テスト条件は一般に真空条件下に、メータを置くことを含む。センサ時間が決定され、基準センサ時間測定値と比較される。

【0005】

一般的に、テスト測定は調子チェックテストの基準条件とは異なる条件下を要する。従って、調子チェック中に測定されるセンサ時間は、センサアセンブリ内の変化のみならず、基準条件とテスト条件の差による振動応答の変化を反映している。現行の調子チェックの手順は、物理的センサアセンブリ内の変化及びテスト条件内の変化ゆえに、振動応答の変化を隔てることを欠いている。

【0006】

例えば、センサ時間の測定は温度によって影響される。温度がセンサ時間に影響する第１の理由は、温度はセンサアセンブリ自体の剛性に影響を与えるからである。第２の理由はセンサアセンブリ内で動く流体の密度は温度に依存するからである。第３の理由は、センサアセンブリが安定した温度になく、又は温度のドリフトがあるときは、温度は調子チェックの安定性(robustness)に影響を与えるからである。従来の振動センサの調子チェックの技術の下では、これらの温度の影響は捕えられず、センサアセンブリが故障か正常化の誤った表示に繋がる。誤りは顧客の不正確な決定及び不要なサービスコールに繋がる。

【0007】

必要なのは、温度、圧力及び密度による測定されたセンサ時間内の変動を修正するセンサ調子の評価である。尚も、必要であるのは、センサアセンブリが空気点の調子チェック、真空点の調子チェック又は他の流体を用いる調子チェックから正確な結果を付与するのに十分安定しているかを決定する方法である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

発明の要約
メータの調子を検証する振動要素計が付与される。振動要素計は、センサアセンブリ、少なくとも１つの温度センサ及びメータ電子機器を含む。センサアセンブリは振動計、ピックオフ/検知センサ及び振動計を振動させるように構成されたドライバを含む。メータ
電子機器は、ピックオフ/検知センサ、ドライバ及び少なくとも１つの温度センサに連結
される。メータ電子機器は、少なくとも１つの温度センサを用いて複数の温度を測定するように構成されている。メータ電子機器は更に、センサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定するように構成されている。メータ電子機器は更に、複数の温度から平均温度を決定するように構成されている。メータ電子機器は更に、複数のセンサ時間から平均センサ時間を決定するように構成されている。メータ電子機器は更に、平均温度を用いて平均センサ時間を補償して、補償されたセンサ時間を生成するように構成されている。メータ電子機器は更に、補償されたセンサ時間を基準センサ時間と比較するように構成されている。メータ電子機器は更に、補償されたセンサ時間が基準センサ時間のセンサ時間誤り限界内かを示すように構成されている。

【0009】

センサを検証する方法が提供される。方法は、少なくとも１つの温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程を含む。センサアセンブリは、振動部材、ピックオフ/検知センサ、振動部材を振動さ
せるように構成されたドライバを含む。方法は更に、複数の温度から平均温度を決定する工程を備える。方法は更に、複数のセンサ時間から平均センサ時間を決定する工程を備える。方法は更に、平均温度を用いて平均センサ時間を補償し、補償されたセンサ時間を生成する工程を備える。方法は更に、補償されたセンサ時間を基準センサ時間と比較する工程を備える。方法は更に、補償されたセンサ時間が基準センサ時間のセンサ時間誤り限界内かを示す工程を備えている。

【0010】

センサの調子を検証する方法が提供される。方法は、少なくとも１つの温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程を含む。センサアセンブリは、振動部材、ピックオフ/検知センサ、振動部材を
振動させるように構成されたドライバを含む。方法は更に、複数の温度又は複数のセンサ時間の１つを備える第１のデータセットを用いて第１の標準偏差を演算する工程を備える。方法は更に、第１の標準偏差を第１の限界値と比較する工程を備える。方法は更に、第１の標準偏差が第１の限界値より大きいかを示す工程を備える。

【0011】

センサの調子を検証する方法が提供される。方法は、少なくとも１つの温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程を含む。センサアセンブリは、１以上の振動要素、１以上のピックオフ/検知セ
ンサ、１以上の振動要素を振動させるように構成されたドライバを含む。方法は更に、複数の温度から平均温度を決定する工程を備える。方法は更に、複数のセンサ時間から平均センサ時間を決定する工程を備える。方法は更に、高さを受信する工程を有する。方法は更に、センサアセンブリを用いて流体の密度を測定する工程を含む。方法は更に、高さと平均温度を用いて、センサ時間に、基準密度と測定された密度の間の密度差を補償する工程を含む。

【0012】

出願の態様
温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程は更に、センサアセンブリを洗浄する工程を含むのが好ましい。
温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程は更に、センサアセンブリを周囲の空気で充填する工程を含むのが好ましい。
温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程は更に、センサアセンブリを真空下に置く工程を含むのが好ましい。
温度センサを用いて複数の温度を測定する工程、及びセンサアセンブリを用いて複数のセンサ時間を測定する工程は更に、センサアセンブリを正確に知られた密度を有する流体で充填し、又はセンサアセンブリを正確に知られた密度を有する流体に挿入する工程を含むのが好ましい。

【0013】

メータ電子機器は更に、複数の温度と複数のセンサ時間の１つを用いて標準偏差を演算し、該標準偏差を限界値と比較し、標準偏差が限定値よりも大きいかを示すように構成されているのが好ましい。
メータ電子機器は更に、高さを受信し、該高さを用いて補償されたセンサ時間を補償するように構成されているのが好ましい。

【0014】

メータ電子機器は更に、センサアセンブリを用いて流体の密度を測定し、高さと平均温度を用いて、補償されたセンサ時間に、基準密度と測定された密度の間の密度差を補償するように構成されているのが好ましい。
方法は更に、複数の温度又は複数のセンサ時間の１つを備える第２のデータセットを用いて、第２の標準偏差を演算する工程であって、第１のデータセットは第２のデータセットとは異なる工程と、第２の標準偏差を第２の限界値と比較する工程と、第２の標準偏差が第２の限界値よりも大きいかを示す工程を含むのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0015】

同じ符号は全ての図面上の同じ要素を表す。図面は必ずしも縮尺通りではない。

【図1】図１は、出願の実施形態に従った振動要素計５を示す。

【図2】図２は、出願の実施形態に従ったメータ電子機器２０を示す。

【図3】図３は、出願の実施形態に従った方法３００を示す。

【図4】図４は、出願の実施形態に従った方法４００を示す。

【図5】図５は、出願の実施形態に従った方法５００を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１−図５及び以下の記述は特定の例を記載して、本発明の最良のモードを作り使用する方法を当業者に開示する。進歩性を有する原理を開示する目的で、いくつかの従来の態様は単純化されたか省略された。
当業者は、これらの例示から本発明の範囲内にある変形例を理解するだろう。当業者は、下記に述べられた特徴が種々の方法で組み合わされて、本発明の多数の変形例を形成することを理解するだろう。その結果、本発明は、下記に述べられた特定の例にではなく特許請求の範囲とそれらの等価物によってのみ限定される。

【0017】

図１は、振動要素計５、密度計を示す。振動要素計５は、センサアセンブリ１０及びメータ電子機器２０を備える。しかし、密度計の実施形態は限定されることを意図しない。当業者は、ここに記載された出願の実施形態が液体密度計、ガス密度計、液体粘度計、ガス/液体比重計、ガス/液体相対密度計、ガス分子量計及び/又はあらゆるタイプの振動計
の検証に適用されることを、容易に理解するだろう。

【0018】

振動要素計５は、例えば液体又はガスのような流体の密度を測定するように構成されている。振動要素計５は、ハウジング１１を含み、該ハウジング１１内に振動部材１２が少なくとも部分的に位置する。ハウジング１１の一部は切断されて、振動部材１２を示している。振動要素計５は例えば既存のパイプラインに直列に置かれる。或いは、ハウジング１１は開口を有する閉塞端部を備えて、例えば流体のサンプルを受け入れる。従って、フランジは示されていないが、多くの例にて、ハウジング１１又は振動部材１２は流体が漏れないように振動要素計５をパイプライン又は同様の流体搬送デバイスに作動可能に連結する。示された例に従って、振動部材１２はハウジング１１に片持ち梁状に取り付けられる。示された振動部材１２はハウジング１１に入口端部１３にて連結され、出口端部１４は振動自在である。

【0019】

示された例に従って、振動部材１２はまた、入口端部１３の近くに複数の流体開口１５を含む。流体開口１５が付与されて、振動要素計５に入る流体の幾らかが入ることを許し、流体はハウジング１１と振動部材１２の間を流れる。従って、流体は振動部材１２の外面と同様に内面に接する。これはテスト下の流体がガスである時に特に役立つ、何故なら大きな表面領域がガスに晒られるからである。他の例において、開口はハウジング１１に付与されて、テスト下の流体を振動部材１２の外面に晒し、従って開口１５は振動部材１２内には不要である。

【0020】

更に図１には、ドライバ１６及びシリンダ５０内に位置するピックオフ/検知センサ１
７が示される。ドライバ１６及びピックオフ/検知センサ１７はコイルを備えるとして示
され、これは当該技術分野で周知である。コイルに電流が付与されると、振動部材１２内に磁界が誘発され、振動部材１２を振動させる。逆に振動部材１２の振動はピックオフ/
検知センサ１７に電圧を誘発する。ドライバ１６はメータ電子機器２０から駆動信号を受信して、例えば単純曲げ、捩り、半径方向又は結合タイプを含む複数の振動モードの１つにてその共振周波数にて振動部材１２を振動させる。ピックオフ/検知センサ１７は、振
動部材１２が振動される周波数を含む振動部材１２の振動を検知し、振動情報を処理のために、メータ電子機器２０に送る。振動部材１２が振動すると、振動部材の壁に接している流体は振動部材１２に沿って振動する。流体が振動部材１２に接する質量の増加は、共振周波数を低くする。当該技術分野で公知の如く、例えば以前に決定した相関関係に従って、振動部材１２の新たな、低い共振周波数は流体の密度の決定に用いられる。

【0021】

振動要素計５は更に、温度センサ１１２を含む。実施形態にて、温度センサ１１２はハウジング１１に連結される。しかし、他の実施形態にて、温度センサ１１２はドライバ１６、ピックオフ/検知センサ１７、入口端部１３又はセンサアセンブリ１０の他のあらゆ
る部分に連結される。実施形態にて、振動要素計５は１以上の温度センサを含み、各温度センサはセンサアセンブリ１０の同じ又は別の要素に連結される。温度センサ１１２によって付与される１以上の信号は当該技術分野で一般的に知られた方法で結合されて、１以上の温度測定値を生成する。

【0022】

図２は、出願の実施形態に従った振動要素計５のメータ電子機器２０を示す。メータ電子機器２０は、インターフェイス２０１及び処理システム２０３を含む。処理システム２０３は記憶システム２０４を含む。以前に記載したように、メータ電子機器２０は駆動信号を生成して、ドライバ１６に供給し、ピックオフ/検知センサ１７及び温度センサ１１
２から信号を受信する。幾つかの実施形態にて、メータ電子機器２０はドライバ１６から信号を受信する。メータ電子機器２０は密度計、粘度計として、又はコリオリ質量流量計のような流量計としてセンサアセンブリ１０を作動させる。メータ電子機器２０はまた他のタイプの振動計を作動させ、付与される特定例は本発明の範囲を限定すべきではない。
メータ電子機器２０は振動センサ信号を処理して、ハウジング１１内の材料の１以上の特性を得る。

【0023】

インターフェイス２０１は、リードを介して、ドライバ１６、ピックオフ/検知センサ
１７、又は温度センサ１１２からセンサ信号を受信する。インターフェイス２０１は、フォーマット、増幅、バッファリングの様な方法で必要な又は所望の信号調整を実行する。或いは、幾つか又は全ての信号調整は処理システム２０３内で実行される。更に、インターフェイス２０１はメータ電子機器２０と外部デバイスとの間の通信を可能にする。インターフェイス２０１は、電子的、光学的又は無線の通信が可能である。更に、インターフェイス２０１は、例えばメータ電子機器２０と外部デバイスとの間の通信を可能にする。インターフェイス２０１は、電子的、光学的又は無線の通信が可能である。

【0024】

一実施形態にて、インターフェイス２０１は、デジタイザ(図示せず)を含み、センサアセンブリ１０の信号はアナログ信号を含む。デジタイザはアナログセンサ信号をサンプリング化し且つデジタル化して、デジタルセンサ信号を生成する。デジタイザはまたあらゆる必要な圧縮化(decimation)を実行して、デジタルセンサ信号は圧縮されて必要な信号処理の量を減じ、処理時間を減らす。
処理システム２０３は、メータ電子機器２０の動作を行い、センサアセンブリ１０からの密度/粘度/流れ測定を処理する。処理システム２０３はまた、センサ検証ルーチン２０５のような１以上の処理ルーチンを実施する。

【0025】

処理システム２０３は、一般的な目的のコンピュータ、マイクロ処理システム、論理回路又は、ここで記載した機能を実行することができるあらゆる他の一般的な目的又はカスタマイズ化された処理デバイスを備える。処理システム２０３は多数の処理デバイス間で分配される。処理システム２０３は、記憶システム２０４のようなあらゆる方法の一体化された又は独立の記憶媒体を含む。

【0026】

記憶システム２０４は、振動系のパラメータ及びデータ、ソフトウエアルーチン、一定値及び変数値を記憶する。記憶システム２０４は、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)のような主要メモリ又はメインメモリを備える。実施形態にて、記憶システム２０４はハードディスクドライブ、リムーバブル記憶デバイス、メモリーカード、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブ、デジタル・バーサタイル・ディスク、ブルーレイ・ディスク、光記憶デバイス、テープバックアップあるいは使用可能か読み出し可能な記憶媒体である他のコンピュータを含む。
メータ電子機器２０が当該技術分野で一般に知られている様々な他の要素及び機能を含むことはが理解されるべきである。これらの追加の特徴は簡潔さの目的で記述と図から省略される。従って、本発明は示され記載された特定の実施形態に制限されるべきではない。

【0027】

図1はメータ電子機器２０と通信可能な１つだけのセンサアセンブリ１０を描いている
が、当業者は多数のセンサアセンブリがメータ電子機器２０と通信可能であることを容易に認識するだろう。従って、メータ電子機器２０と通信可能な特定のセンサアセンブリは有効なセンサであることを確認することは重要である。メータ電子機器２０と通信可能なセンサアセンブリ１０のような各センサアセンブリは、空気点、真空点又は流体の調子チェック専用の記憶システム２０４の各セクションを有する。例えば、センサアセンブリ１０の例のように、センサアセンブリが密度計を含む場合、較正値は基準状態でセンサ時間の値を含む。他のセンサ較正値も考慮され、それは本発明の範囲に含まれる。

【0028】

記憶システム２０４は、センサ検証ルーチン２０５によって使用される変数を格納して、センサアセンブリ１０の調子を検証する。例えば、記憶システム２０４は複数の温度２
０６及び複数のセンサ時間２０７を格納する。複数の温度２０６は、少なくとも１つの温度センサ１１２から測定の時系列を得ることにより決定される。複数のセンサ時間２０７は、センサアセンブリの固有周波数でセンサアセンブリを駆動し、最も大きなレスポンスの周波数の逆数を決定することにより決定される。センサアセンブリ１０の例では、ドライバ１６は、振動部材１２を振動させ、センサアセンブリ１０の一連のセンサ時間を決定するのに使用されるピックオフ/検知センサ１７にて信号を生成する。
実施形態では、複数の温度２０６の温度は夫々、複数のセンサ時間２０７の各センサ時間に相当する。例えば、複数の温度２０６の各温度及び複数のセンサ時間２０７の各センサ時間は夫々、２０秒の期間について１秒間隔で測定される。

【0029】

記憶システム２０４はまた、平均温度２０８及び平均センサ時間２０９を格納する。平均温度２０８は複数の温度２０６の平均により決定される。平均センサ時間２０９は複数のセンサ時間２０７の平均により決定される。
記憶システム２０４はまた補償されたセンサ時間２１０を格納する。補償されたセンサ時間２１０は、温度、圧力、高さ及び密度の任意の組み合わせのようなセンサ時間測定に影響する1以上の物理的要因について修正された値である。

【0030】

センサアセンブリ１０の補償されたセンサ時間２１０は、温度について補償される。例えば、少なくとも１つの温度センサ１１２は、センサアセンブリ１０が基準較正温度とは異なっている温度であることを示す。実施形態では、基準較正温度は２０°Ｃである。
温度は、測定されたセンサ時間にオフセットを導入して、センサアセンブリ１０のスティフネスに影響する。実施形態では、補償されたセンサ時間２１０は、平均温度２０８に基づいた平均センサ時間２０９のオフセットを演算することにより決定される。

【0031】

実施形態では、周囲空気の密度は空気点の調子をチェックする間に測定される。測定されたセンサ時間は更に、工場における基準状態及び顧客側間の気圧差によって影響される。基準状態と顧客側の間の気圧差はテスト側間の高さの差による。実施形態では、基準気圧は101.325 kPaである。天候変化による圧力変動も更に存在するが、高さによる圧力変
化ほど重要ではない。調子チェックが、基準ガス圧とは異なる圧力であるガスで行なわれる場合、圧力差は測定されたセンサ時間にオフセットを作成する。

【0032】

記憶システム２０４はさらに高さ２１８、、測定された密度２１９、基準密度２２０、密度感度２２１、密度差２２２、補償された基準密度２２３及び密度時間オフセット２２４を含む。高さ２１８は、センサが設置される高さを表わす。実施形態では、高さ２１８はユーザーによって入力され、記憶システム２０４に保存される。例えば、高さ２１８は、調子チェックの開始時、顧客側でのセンサの設置時、或いは他の時に入力される。他の実施形態では、高さ２１８はメータ電子機器２０で電子通信によって受信される。

【0033】

測定された密度２１９は、上記のようなセンサアセンブリ１０を使用して、調子チェック中に測定される。基準密度２２０は、周囲の大気ガスに関する基準状態の下、振動要素計５によって測定された密度である。基準密度２２０は、高さ、温度及び圧力故の密度の変化について補償され、補償された基準密度２２３を生成する。

【数1】

上記の式において、ρ_０、Ｔ_０、Ｐ_０は夫々基準密度、基準温度、基準圧力を表す。補償された基準密度２２３はρ_１で表される。Ｔ_１は調子チェック側における周囲空気の温度である。例えば、Ｔ_１は複数の温度２０６の温度、又は平均温度２０８を表す。Ｐ_１は
調子チェック側における周囲空気の圧力である。Ｐ_１は次の式を用いて評価される。

【数2】

ここで、ｈは振動計のユニットにおけるテスト側の高さを表す。

【0034】

更なる実施形態において、測定された密度２１９は、基準高さ、基準温度及び基準圧力に補償される。密度感度２２１及び密度差２２２は密度時間オフセット２２４を計算するのに使用される。密度差２２２は補償された基準密度２２３と測定された密度２１９の差を表す。しかし、これは限定されることを意図しない。他の実施形態では、密度差２２２は、基準密度と基準高さ、圧力及び温度が補償された測定された密度の間の差を表わす。

【0035】

密度感度２２１は、振動計内で材料によって影響される振動計の精度のものさしで、フォークタイプの密度計用に下記の如く定義される。
密度感度＝Ｋ_１+２×Ｋ_２×(温度が補償されたセンサ時間)
密度感度２２１はガス密度計用に下記の如く定義される。:
密度感度=２×Ｋ_２×(温度が補償されたセンサ時間)
上記の両密度感度の式では、Ｋ_１及びＫ_２は、振動計の較正中に決定される較正定数を表す。例えば、Ｋ_１及びＫ_２は、高精度に知られた密度を有する２つの異なる流体を使用して、較正工程によって決定される。

【0036】

密度時間のオフセット２２４は、調子点チェックと基準状態における流体密度の流体密度の差に起因するオフセットである。密度時間のオフセット２２４は次の方程式で決定される。
密度時間のオフセット＝密度差/密度感度
実施形態にて、密度時間のオフセット２２４は、補償されたセンサ時間２１０を更に補償するのに用いられる。他の実施形態では、密度時間のオフセット２２４は平均センサ時間２０９、或いは複数のセンサ時間２０７のいずれかを補償するのに使用される。

【0037】

記憶システム２０４は更に、基準センサ時間２１１及びセンサ時間の誤り限界値２１２を格納する。実施形態では、センサアセンブリが顧客に送られる前に、基準センサ時間２１１は基準状態の下の工場で測定される。他の実施形態では、基準センサ時間２１１は、振動計が顧客側で設置されるか構成される時に決定される基準値を表わす。
基準センサ時間２１１は、基準圧力、温度、高さ及び/又は流体密度に特有である。実
施形態では、基準センサ時間２１１は、海抜ゼロメートル地点で周囲のガスで満たされたセンサの振動要素で決定される。
他の実施形態では、基準センサ時間２１１は真空下のセンサの振動要素で決定される。更なる実施形態では、基準センサ時間２１１は温度と圧力の任意の組み合わせの下で決定され、あらゆる基準流体をも含む。例えば、水は基準流体として使用されてもよい。

【0038】

センサ時間の誤り限界値２１２は、基準センサ時間２１１と補償されたセンサ時間２１０の間の最大の許容可能な差を表し、流量計のセンサが有効性を見出すことを可能にする。記憶システム２０４は更に、センサの有効性のインジケータ２２５を含む。センサの有効性のインジケータ２２５は、補償されたセンサ時間２１０と基準センサ時間２１１の間の差が、センサ時間の誤り限界値２１２未満かどうかの決定で使用される。
センサの有効性のインジケータ２２５は、センサアセンブリ１０が質量流量、密度、粘度或いは他の測定の正確な測定を提供するかを示す。実施形態では、メータ電子機器２０は、振動要素計５のライト又はディスプレイを切り換えることにより、センサの有効性のインジケータ２２５の状態を示す。他の実施形態では、メータ電子機器２０は、電子レポ
ートを他のコンピュータデバイスに送信することにより、センサアセンブリ１０が有効であることを示す。

【0039】

既存の調子チェック方法論を用いてセンサアセンブリの有効性を決定する際に、正確な結果を受信するには、センサの安定性には更なる制限がある。安定又は定常状態にない振動計は、値の広範囲に亘って彷徨うセンサ時間の測定を付与し、誤った結果を付与する。記憶システム２０４は更に、標準偏差温度２１３、標準偏差センサ時間２１４、標準偏差センサ時間限界値２１５、標準偏差温度限界値２１６及び状態安定インジケータ２１７を含み、この予定される制限に取り組む。標準偏差温度２１３は、複数の温度２０６の標準偏差を表わす。標準偏差センサ時間２１４は、複数のセンサ時間２０７の標準偏差を表わす。

【0040】

標準偏差温度限界値２１６は、安定したセンサが示す最大の標準偏差温度２１３を表わす。センサアセンブリ１０の温度が急速に変わっている場合は、標準偏差温度２１３が上げられる。標準偏差温度２１３が標準偏差温度限界値２１６より大きい場合、振動計は信頼できる測定を提供できず、調子チェックは正確な結果を生成しない。
標準偏差センサ時間２１４は、環境上かテスト条件が急速に変わるときを含む幾つかの理由のために上げられる。標準偏差センサ時間限界値２１５は、安定したセンサが示す最大のセンサ時間の標準偏差を表わす。
標準偏差センサ時間２１４が標準偏差センサ時間限界値２１５より大きい場合、振動計は信頼できる測定を提供することができず、調子(ヘルス)チェックは正確な結果を生成しない

【0041】

状態安定インジケータ２１７は、センサが安定していると決定されるかを示すように設定されている。実施形態にて、状態安定インジケータ２１７は、ユーザへのライト又は他のディスプレイ上に示される。他の実施形態にて、状態安定インジケータ２１７は電子レポートを介して他のコンピュータデバイスに送信される。
一実施形態にて、記憶システム２０４は処理システム２０３によって実行されるルーチンを含む。例えば、記憶システム２０４はセンサ検証ルーチン２０５を格納する。メータ電子機器２０はセンサ検証ルーチン２０５を起動して操作し、センサアセンブリ１０を有効にする。実施形態では、センサ検証ルーチン２０５は調子チェックを実行して、センサアセンブリの有効性を決定し、かつ上記の方法を用いてセンサの有効性のインジケータ２２５を介して結果を示す。
他の実施形態では、上記の如く、センサ検証ルーチン２０５はセンサアセンブリ１０が安定した測定を提供し、状態安定インジケータ２１７によって結果を示すかを決定する。

【0042】

図３-図５は、夫々センサ検証方法３００、４００及び５００を示す。センサ検証方法
３００、４００及び５００は、センサ検証ルーチン２０５の実施形態を表わします。
処理システム２０３はセンサ検証ルーチン２０５を実行するのに必要な信号及びデータ処理を行なうように構成され、それはセンサ検証方法３００、４００及び５００のあらゆる組み合わせも行なうことを含む。
図３のセンサ検証方法３００はステップ３０２から始まる。ステップ３０２で、少なくとも１つの温度センサを使用して複数の温度が測定され、センサアセンブリ１０を使用して複数のセンサ時間が測定される。例えば、複数の温度２０６は温度センサ１１２を使用して測定される。
実施形態では、複数の温度２０６は、センサアセンブリ１０の任意の部分に連結された１以上の温度センサを用いて測定される。複数のセンサ時間２０７は、ドライバ１６を振動させてメータ電子機器２０でピックオフ/検知センサ１７を用いて振動応答を受信する
ことにより決定される。

【0043】

実施形態では、ステップ３０２はセンサアセンブリ１０を洗浄にすることをさらに含む。
例えば、ハウジング１１の内側及び外側、振動部材１２、入口端部１３、流体開口１５、ドライバ１６、ピックオフ/検知センサ１７又はシリンダ５０が溶剤或いは当業者に一般
に知られている他の方法にて洗浄される。
実施形態では、ステップ３０２は更に周囲空気でセンサアセンブリ１０を充填することを含む。
実施形態では、ステップ３０２は更にセンサアセンブリ１０を真空下に置くことを含む。
実施形態では、ステップ３０２は更に正確に知られた密度を有する流体でセンサアセンブリ１０を充填することを含む。例えば、センサアセンブリは水で充填される。

【0044】

方法３００はステップ３０４を続ける。ステップ３０４で、平均温度は複数の温度から決定される。例えば、上記の如く、平均温度２０８は複数の温度２０６の平均により決定される。
方法３００はステップ３０６を続ける。ステップ３０６で、平均センサ時間は複数のセンサ時間から決定される。
例えば、上記の如く、平均センサ時間２０９は複数のセンサ時間２０７の平均により決定される。

【0045】

方法３００はステップ３０８を続ける。ステップ３０８で、平均センサ時間は平均温度を使用して補償され、補償されたセンサ時間を生成する。例えば、上記の如く、平均センサ時間２０９は、平均温度２０８を使用して補償され、補償されたセンサ時間２１０を生成する。
方法３００はステップ３１０を続ける。ステップ３１０で、補償されたセンサ時間は、基準センサ時間と比較される。例えば、上記の如く、補償されたセンサ時間２１０は基準センサ時間２１１と比較される。

【0046】

方法３００はステップ３１２を続ける。ステップ３１２で、補償されたセンサ時間が基準センサ時間のセンサ時間誤り範囲内であるかどうかが示される。例えば、上記の如く、補償されたセンサ時間２１０が基準センサ時間２１１のセンサ時間誤り限界値２１２内であるかどうかが示される。
実施形態では、センサ検証方法４００が方法３００に加えて実行される。図４の方法４００はステップ４０２から開始する。ステップ４０２で、高さが受信される。
高さはセンサの位置の海抜高さである。例えば、上記の如く、高さ２１８が受信される。

【0047】

方法４００はステップ４０４を続ける。ステップ４０４で、補償されたセンサ時間は高さを用いて補償される。例えば、上記の如く、補償されたセンサ時間２１０は高さ２１８を用いて補償される。
実施形態では、ステップ４０４はセンサアセンブリを用いて、流体密度を測定する工程、及び基準密度と測定された密度の間の密度差について、補償されたセンサ時間を高さを用いて補償する工程を含む。例えば、測定された密度２１９はセンサアセンブリ１０を使用して測定される。高さ２１８は、上記の如く、複数のセンサ時間２０７、平均センサ時間２０９又は補償されたセンサ時間２１０の何れかを補償するのに用いられる。

【0048】

実施形態にて、センサ検証方法５００は方法３００及び/又は４００に加えて行なわれ
る。図５に示すように、方法５００はステップ５０２から開始する。ステップ５０２で、標準偏差は複数の温度及び複数のセンサ時間のうちの1つを使用して演算される。
例えば、標準偏差温度２１３は複数の温度２０６を使用して計算され、或いは上記の如く、標準偏差センサ時間２１４は複数のセンサ時間２０７を使用して計算される。
方法５００はステップ５０４を続ける。ステップ５０４にて、標準偏差が限界値より大きいかどうかが決定される。例えば、標準偏差温度２１３が標準偏差温度限界値２１６より大きいかどうかが決定される。あるいは、上記の如く、標準偏差センサ時間２１４が標準偏差センサ時間限界値２１５より大きいかどうかが決定される。実施形態では、方法５００は、各標準偏差温度２１３及び標準偏差センサ時間２１４を評価して、２度行なわれる。

【0049】

ステップ５０４で、標準偏差が限界値より大きいことが決定されると、方法５００はステップ５０６を続ける。ステップ５０４で、標準偏差が限界値よりも大きくないことが決定されると、方法５００はステップ５０８を続ける。ステップ５０６で、状態が不安定であることが示される。ステップ５０８で、状態が安定していることが示される。例えば、状態安定インジケータ２１７はセンサアセンブリ１０の状態が安定しているかどうか示すために使用される。
実施形態では、メータ電子機器２０は、インジケータライトを切り換え、さもなくばユーザにディスプレイを提供することにより状態が安定しているかを示す。別の実施形態では、メータ電子機器２０は、電子レポートを送信することにより状態が安定しているかどうか示す。当業者によって理解されるように、センサアセンブリ１０の安定性を示す他の方法も、この出願によって考えられる。

【0050】

上記の実施形態の詳細な記述は、本発明の範囲内にある発明者によって熟考された全ての実施形態の完全な記述ではない。実際に当業者は、さらに実施形態を作成するために上記実施形態のある要素が種々に組み合わせられるかもしれないし除去されるかもしれないことを認識している、そしてそのような、さらなる実施形態は現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある。現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある追加の実施形態を作成するために、上記実施形態の全部或いは一部が組み合わせられるかもしれないことも当業者には明白である。
このように、出願の特定の実施形態と例がここに説明の目的から記載されているが、関連技術の当業者が理解するように、出願の範囲内で種々の均等な修正が可能である。ここに付与された開示は他の振動計に適用され、上記及び添付の図面に示された実施形態のみではない。従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】