知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】
(24)【登録日】2022-06-15
(45)【発行日】2022-06-23
(54)【発明の名称】２つのベースラインメータ検証に基づく振動計の変化の検出
(51)【国際特許分類】
G01F 1/84 20060101AFI20220616BHJP
G01N 9/00 20060101ALI20220616BHJP
G01F 25/10 20220101ALI20220616BHJP
【ＦＩ】
G01F1/84
G01N9/00 D
G01F25/10 Q
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021507687
(86)(22)【出願日】2018-08-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-12-09
(86)【国際出願番号】 US2018046540
(87)【国際公開番号】W WO2020036586
(87)【国際公開日】2020-02-20
【審査請求日】2021-02-24
(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】マカナリー， クレイグ ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ダウニング， バート ジェイ．
【審査官】森 雅之
(56)【参考文献】
【文献】特許第６７８９２７７（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１８４６６７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｆ
Ｇ０１Ｎ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２以上のベースラインメータ検証に基づいて振動計(５)の変化を検出するメータ電子機器(２０)であって、メータアセンブリ(１０)からセンサ信号(１００)を受信し、該センサ信号(１００)に基づく情報を提供するように構成されたインターフェイス(２０１)と、
前記インターフェイス(２０１)に通信可能に接続された処理システム(２０２)を備え、
該処理システム(２０２)は、前記情報を使用して、
プロセス条件の第１のセットにて第１のベースラインメータ検証値を決定し、
プロセス条件の第２のセットにて第２のベースラインメータ検証値を決定し、
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するように構成され、
前記第２のベースラインメータ検証値が、プロセス側で決定される、メータ電子機器(２０)。
【請求項2】
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値を決定するように構成された処理システム(２０２)は、第１のベースライン剛性値及び第２のベースライン剛性値、第１のベースライン質量値、第２のベースライン質量値の１つを決定するように構成された、請求項１に記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項3】
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するように構成された前記処理システム(２０２)は、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するように構成された、請求項１又は２に記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項4】
前記処理システム(２０２)は、プロセス条件の第１のセット及びプロセス条件の第２のセットの共通パラメータに関連してベースラインメータ検証値を補間するように構成された、請求項３に記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項5】
ベースラインメータ検証値を補間するように構成された前記処理システム(２０２)は、ベースラインメータ検証値を線形に補間するように構成されている、請求項３に記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項6】
前記処理システム(２０２)は更に、振動計(５)の導管(１３０、１３０’)の状態を決定するように構成され、導管(１３０、１３０’)の状態は、導管(１３０、１３０’)の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む、請求項１乃至５の何れかに記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項7】
前記処理システム(２０２)は更に、中心傾向値及び分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成されて、中心傾向値がベースラインメータ検証値とは異なるかを検出する、請求項１乃至６の何れかに記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項8】
中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成された前記処理システム(２０２)は更に、ｔ値及び該ｔ値を用いて確率を計算するように構成された、請求項７に記載のメータ電子機器(２０)。
【請求項9】
２以上のベースラインメータ検証に基づいて振動計の変化を検出する方法であって、メータアセンブリからインターフェイスにてセンサ信号を受信し、該センサ信号に基づく情報を提供するステップと、
プロセス条件の第１のセットにて第１のベースラインメータ検証値を決定するステップと、
プロセス条件の第２のセットにて第２のベースラインメータ検証値を決定するステップと、
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するステップを含み、
前記第２のベースラインメータ検証値が、プロセス側で決定される、方法。
【請求項10】
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値を決定するステップは、第１のベースライン剛性値、第２のベースライン剛性値、第１のベースライン質量値及び第２のベースライン質量値の１つを決定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するステップは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するステップを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項12】
ベースラインメータ検証値を補間するステップは、ベースラインメータ検証値を線形に補間するように構成された処理システムを含む、請求項９乃至１１の何れかに記載の方法。
【請求項13】
更に、ベースラインメータ検証値に基づいて、振動計の導管の状態を決定するステップを含み、該状態は振動計の導管の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む、請求項９乃至１２の何れかに記載の方法。
【請求項14】
更に、中心傾向値及び分散値を取得するステップと、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するステップを含み、中心傾向値がベースラインメータ検証値とは異なるかを検出する、請求項９乃至１３の何れかに記載の方法。
【請求項15】
中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するステップは、ｔ値を計算し、及び該ｔ値を用いて確率を計算するように構成された処理システムを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下に記載された実施形態は、振動計の変化に関し、特に２以上のベースラインメータ検証に基づく振動計の変化の検出に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、コリオリ質量流量計、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、ガス分子量計などの振動計が一般的に知られており、液体の特性を測定するのに使用されている。一般に、振動計はメータアセンブリと電子機器部分を備える。メータアセンブリ内の材料は流れているか静的である。センサのタイプごとに固有の特性があり、最適な性能を実現するには、メータアセンブリが固有の特性を考慮する必要がある。例えば、センサの中には特定の変位レベルで振動させるためにチューブ装置を必要とするものがある。他のタイプのメータアセンブリは特別な補償アルゴリズムを必要とする。
【0003】
メータ電子機器は、他の機能を実行する中でも、使用されている特定のセンサについて保存されたセンサ較正値を含む。例えば、メータ電子機器は、剛性測定を含む。基準となるセンサの剛性は、特定のメータアセンブリのセンサの形状に関連する基本的な測定値を表す。例えば、工場にて基準条件下で測定された場合や、最後に較正された場合である。振動計を顧客の場所に設置した後に測定された剛性と基準となるセンサの剛性との間の変化は、他のことに加えて、被覆、浸食、腐食又はメータアセンブリの導管の損傷、加えて他の原因によるメータアセンブリの物理的変化を表す。メータ検証又は調子のチェックはこれらの変化を検出する。
【0004】
メータ検証は、測定された剛性と基準の剛性との間の差が或る範囲内であるかを決定する。例えば、比較により測定された剛性が基準の剛性の範囲内であることが決定される。比較が範囲以上または範囲外の変化を示している場合、振動計はアラームを送信して、障害を調査するように使用者に通知することができる。しかし、この単一の剛性値の単純な比較では、障害の根本的な原因を示すことができない場合がある。即ち、使用者は、障害が浸食/腐食、損傷(例えば、凍結、過圧など)によるものなのか、被覆によるものなのかわからない。これは、導管に考えられる根本的な原因又は変更を全て含み、誤ったアラーム(導管の変化によるものではない原因)を防ぐように範囲が設定されているからである。誤ったアラームの例は、高速又は高ノイズのガス流によって引き起こされる剛性測定値の変動の増加である。
【0005】
変化が正しく検出されると、変化は形成の早い段階で検出される。更に、変化を正しく検出することは誤ったアラームを最小にする。導管への変化を識別できれば、変化の性質を示す通知が使用者にされる。これにより、誤ったアラームによる振動計のダウンタイムを防ぎ、アラーム後の手順が振動計の状態により適していることを確実にする。上記の利点は、２つ以上のベースライン測定値を使用して変更を特定することで改善され得る。従って、２つ以上のベースライン測定値に基づいて、振動計内の変化を検出し識別するニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
２つ以上のベースラインメータ検証に基づいて振動計の変化を検出するメータ電子機器が提供される。実施形態に従って、メータ電子機器はメータアセンブリからセンサ信号を受信し、センサ信号に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイスと、インターフェイスに通信可能に結合された処理システムを備える。処理システムは、情報を使用して、プロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定し、プロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定し、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて、ベースラインメータ検証値を決定するように構成されている。
【0007】
２つのベースラインメータ検証に基づく振動計の変化を検出する方法が提供される。実施形態に従って、方法はメータアセンブリからセンサ信号をインターフェイスで受信するステップと、センサ信号に基づいて情報を提供するステップと、プロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定するステップと、プロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定するステップと、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて、ベースラインメータ検証値を決定するステップを含む。
【0008】
態様
一態様により、２つ以上のベースラインメータ検証に基づく振動計(５)の変化を検出するメータ電子機器(２０)は、メータアセンブリ(１０)からセンサ信号(１００)を受信し、センサ信号(１００)に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイス(２０１)と、インターフェイス(２０１)に通信可能に結合された処理システム(２０２)を備える。処理システム(２０２)は、情報を使用して、プロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定し、プロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定し、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて、ベースラインメータ検証値を決定するように構成されている。
一態様により、２つ以上のベースラインメータ検証に基づく振動計(５)の変化を検出するメータ電子機器(２０)は、メータアセンブリ(１０)からセンサ信号(１００)を受信し、センサ信号(１００)に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイス(２０１)と、インターフェイス(２０１)に通信可能に結合された処理システム(２０２)を備える。処理システム(２０２)は、情報を使用して、プロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定し、プロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定し、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて、ベースラインメータ検証値を決定するように構成されている。
【0009】
好ましくは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値を決定するように構成された処理システム(２０２)は、第１のベースライン剛性値及び第２のベースライン剛性値、第１のベースライン質量値、第２のベースライン質量値の１つを決定するように構成されている。
【0010】
好ましくは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するように構成された前記処理システム(２０２)は、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するように構成されている。
【0011】
好ましくは、処理システム(２０２)は、プロセス条件の第１のセット及びプロセス条件の第２のセットの共通パラメータに関連してベースラインメータ検証値を補間するように構成されている。
好ましくは、ベースラインメータ検証値を補間するように構成された前記処理システム(２０２)は、ベースラインメータ検証値を線形に補間するように構成されている。
好ましくは、処理システム(２０２)は更に、振動計(５)の導管(１３０、１３０’)の状態を決定するように構成され、導管(１３０、１３０’)の状態は、導管(１３０、１３０’)の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む。
好ましくは、ベースラインメータ検証値を補間するように構成された前記処理システム(２０２)は、ベースラインメータ検証値を線形に補間するように構成されている。
好ましくは、処理システム(２０２)は更に、振動計(５)の導管(１３０、１３０’)の状態を決定するように構成され、導管(１３０、１３０’)の状態は、導管(１３０、１３０’)の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む。
【0012】
好ましくは、処理システム(２０２)は更に、中心傾向値及び分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成されて、中心傾向値がベースラインメータ検証値とは異なるかを検出する。
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成された前記処理システム(２０２)は更に、ｔ値及び該ｔ値を用いて確立を計算するように構成されている。
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成された前記処理システム(２０２)は更に、ｔ値及び該ｔ値を用いて確立を計算するように構成されている。
【0013】
２以上のベースラインメータ検証値に基づいて振動計の変化を検出する方法は、メータアセンブリからインターフェイスにてセンサ信号を受信し、該センサ信号に基づく情報を提供するステップと、プロセス条件の第１のセットにて第１のベースラインメータ検証値を決定するステップと、プロセス条件の第２のセットにて第２のベースラインメータ検証値を決定するステップと、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するステップを含む。
【0014】
好ましくは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値を決定するステップは、第１のベースライン剛性値、第２のベースライン剛性値、第１のベースライン質量値及び第２のベースライン質量値の１つを決定するステップを含む。
好ましくは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するステップは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するステップを含む。
好ましくは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するステップは、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するステップを含む。
【0015】
好ましくは、ベースラインメータ検証値を補間するステップは、ベースラインメータ検証値を線形に補間するように構成された処理システムを含む。
好ましくは、方法は更にベースラインメータ検証値に基づいて、振動計の導管の状態を決定するステップを含み、該状態は振動計の導管の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む。
好ましくは、方法は更にベースラインメータ検証値に基づいて、振動計の導管の状態を決定するステップを含み、該状態は振動計の導管の浸食、腐食、損傷及び被覆の少なくとも１つを含む。
【0016】
好ましくは、方法は更に、中心傾向値及び分散値を取得するステップと、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するステップを含み、中心傾向値がベースラインメータ検証値とは異なるかを検出する。
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するステップは、ｔ値を計算し、及び該ｔ値を用いて確立を計算するように構成された処理システムを含む。
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するステップは、ｔ値を計算し、及び該ｔ値を用いて確立を計算するように構成された処理システムを含む。
【図面の簡単な説明】
【0017】
全ての図面にて、同じ符号は同じ要素を示す。図面は必ずしも寸法通りでないことは理解されるべきである。
【図1】振動計５を示す図である。
【図2】一実施形態により、振動計の変化を検出し識別するメータ電子機器２０を示す。
【図3a】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動を示すグラフ３００ａである。
【図3b】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動を示すグラフ３００ｂである。
【図4a】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ４００ａであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。
【図4b】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ４００ｂであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。
【図5a】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ５００ａであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。
【図5b】複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ５００ｂであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。
【図6】実施形態による振動計の変化を検出し識別する方法６００を示す。
【図7】実施形態による振動計の変化を検出し識別する方法７００を示す。
【図8】振動計の変化を検出するのに用いられ得る２つのベースライン測定を示すグラフ８００である。
【図9】２つ以上のベースラインに基づいて、振動計の変化を検出する方法９００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１乃至図９及び以下の説明は、特有の例を示して２つ以上のメータ検証に基づいて振動計の変化を検出する最良の形態をいかにして作り出し、使用するかを当業者に教示する。本発明の原理を教示する目的で、一部の従来の態様は、簡略化されまたは省略されている。当業者は、本発明の範囲内に入るこれらの例からの変形形態を理解するであろう。当業者は、以下に説明する特徴が、様々な方法で組み合わされて、２つ以上のメータ検証に基づいて振動計の変化を検出する複数の変形形態を形成することができることを理解するであろう。その結果、本発明は、以下に説明する特有の例に限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定される。
【0019】
ベースラインメータ検証値は、第１のベースラインメータ検証値と第２のベースラインメータ検証値とに基づいて決定される。第１及び第２のベースラインメータ検証値は、プロセス条件の第１及び第２のセットにて夫々決定される。例えば、第１のベースラインメータ検証値は、第２のベースラインメータ検証値の共振周波数とは異なる共振周波数で決定される。例えば、これらの２つの周波数間の補間を使用することにより、ベースラインメータ検証値は、例えば、オンラインまたはプロセスメータ検証の共振周波数と同じ共振周波数に対応し得る。従って、結果として、ベースライン剛性メータ検証値は、オンラインまたはプロセスメータ検証のプロセス条件での剛性のより正確な基準値となり、振動計の変化をより正確に検出することができる。
【0020】
振動計の変化は、異なるプロセス条件で決定された第１及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて決定されたベースラインメータ検証値を使用し、統計を使用することによって正確に検出することができる。メータ電子機器は、例えば統計ソフトウェアを実行しているコンピュータワークステーションと比較して計算能力が限られているため、以前はメータ電子機器で統計が使用されていなかった。本明細書で使用される統計的方法は、メータ電子機器の処理システムのレジスタで利用可能なデータを利用して、組み込まれたコードが振動計に変化が存在しない確率を計算できるようにする。この確率を計算することにより、変化が発生していないという帰無仮説(null hypothesis)は棄却され、これにより、振動計に変化が発生した可能性が高いことを示す。確率はメータ電子機器によって計算されるため、計算リソースが限られている場合でも、メータ検証が実行されると、この確率が更新され得る。従って、例えば剛性の変化を所定の制限と比較することによっては検出されないであろう変化が検出され得る。更に、変化の正確な検出により、誤ったアラームが防止される。
【0021】
振動計の変化は、導管の第１の位置に関連する第１の剛性変化及び導管の第２の位置に関連する第２の剛性変化に基づいて、振動計の導管の浸食、腐食、損傷などの状態を決定することによって識別することができる。例えば、状態は、第１及び第２の剛性変化が剛性の増加または減少を示すかどうかに基づいて決定される。更に、第１及び第２の剛性変化の対称性を使用して、状態を決定し得る。一例において、第１の剛性変化が減少を示し、第２の剛性変化が増加を示す場合、剛性の対称性は「右低」と見なされ、決定された条件は、振動計の導管の浸食又は腐食である可能性がある。
【0022】
図１は、振動計５を示す。図１に示すように、振動計５はメータアセンブリ１０及びメータ電子機器２０を備える。メータアセンブリ１０は、プロセス材料の質量流量及び密度に応答する。メータ電子機器２０は、センサ信号１００を介してメータアセンブリ１０に接続されて、経路２６を介して密度、質量流量及び温度情報、ならびに他の情報を提供する。
【0023】
メータアセンブリ１０は、一対のマニホールド１５０及び１５０'、フランジネック１１０及び１１０'を有するフランジ１０３及び１０３'、一対の平行な導管１３０及び１３０'、ドライバ１８０、測温抵抗体(ＲＴＤ)１９０及び一対の速度ピックオフセンサ１７０Ｌ及び１７０Ｒを含む。導管１３０及び１３０'は、導管取り付けブロック１２０及び１２０'で互いに向かって収束する２つの本質的に真っ直ぐな側部脚部１３１及び１３１'及び出口脚部１３４及び１３４'を有する。導管１３０、１３０'は、導管の長さに沿って２つの対称的な位置で曲がり、導管の長さ全体に亘って本質的に平行である。ブレースバー１４０及び１４０'は、各導管がその周りで振動する軸Ｗ及びＷ'を定義するのに役立つ。導管１３０、１３０'の側部脚部１３１、１３１'、１３４、１３４'は、導管取り付けブロック１２０及び１２０'に固定的に取り付けられ、これらのブロックは、次に、マニホールド１５０及び１５０'に固定的に取り付けられる。これは、メータアセンブリ１０を通る連続的な閉じた材料経路を提供する。
【0024】
穴１０２及び１０２'を有するフランジ１０３及び１０３'が、入口端部１０４及び出口端部１０４'を介して、測定されているプロセス材料を運ぶプロセスライン(図示せず)に接続されると、材料はフランジ１０３のオリフィス１０１を通ってメータの入口端部１０４に入り、マニホールド１５０を通って、表面１２１を有する導管取り付けブロック１２０に導かれる。マニホールド１５０内で、材料は分割され、導管１３０、１３０'を通って送られる。導管１３０、１３０'を出ると、プロセス材料は、マニホールド１５０'内の単一の流れに再結合され、その後、ボルト穴１０２'を有するフランジ１０３'によってプロセスライン(図示せず)に接続された出口端部１０４'に送られる。
【0025】
導管１３０、１３０'は、夫々曲げ軸Ｗ－Ｗ及びＷ'－Ｗ'の周りに、実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及びヤング率を有するように選択され、導管取り付けブロック１２０及び１２０'に適切に取り付けられる。これらの曲げ軸は、ブレースバー１４０及び１４０'を通過する。導管のヤング率は温度によって変化し、この変化が流れと密度の計算に影響を与えるので、ＲＴＤ１９０が、導管１３０'に取り付けられ、導管１３０'の温度を連続的に測定する。導管１３０'の温度、従って通過する特定の電流に対してＲＴＤ１９０の両端に現れる電圧は、導管１３０'を通過する材料の温度によって決まる。ＲＴＤの両端に現れる温度依存電圧は、メータ電子機器２０によって周知の方法で使用されて、導管の温度変化による導管１３０、１３０'の弾性率の変化を補償する。ＲＴＤ１９０は、リード１９５によってメータ電子機器２０に接続されている。
【0026】
両導管１３０、１３０’はドライバ１８０によって、夫々の曲げ軸Ｗ及びＷ’を中心に反対方向に駆動され、これは流量計の第１の位相外れモードと呼ばれる。このドライバ１８０は、導管１３０’に取り付けられた磁石及び導管１３０に取り付けられた反対側のコイルなどの、多くの周知の構成の何れか１つを含み、両方の導管１３０、１３０'を振動させるために交流が流れる。適切なドライブ信号は、メータ電子機器２０によって、リード１８５を介して、ドライバ１８０に印加される。
【0027】
メータ電子機器２０は、リード１９５上のＲＴＤ温度信号、及びリード１６５Ｌ及び１６５Ｒ上に現れる左右の速度信号を夫々受信する。メータ電子機器２０は、リード１８５に現れるドライブ信号をドライバ１８０に生成し、導管１３０、１３０'を振動させる。メータ電子機器２０は、左右の速度信号及びＲＴＤ信号を処理して、メータアセンブリ１０を通過する材料の質量流量及び密度を計算する。この情報は、他の情報とともに、経路２６を介してメータ電子機器２０によって信号として印加される。
【0028】
質量流量測定
は以下の式に従って、生成される。
Δｔ項は、操作上導出された(即ち、測定された)時間遅延値を含み、該時間遅延値はピックオフセンサ信号間に存在する時間遅延を含み、この時間遅延は振動計５を通る質量流量に関連するコリオリ効果による。測定されたΔｔ項は、最終的に、振動計５を通って流れるときの流れ材料の質量流量を決定する。Δｔ0項は、ゼロ流れ較正定数での時間遅延を含む。Δｔ0項は一般的には工場で決定されて、振動計５内にプログラムされる。ゼロ流れΔｔ0項における時間遅延は、流れ条件が変化しても変わらない。流量較正係数ＦＣＦは、流量計の剛性に比例する。
【数1A】
【数1】
【0029】
導管が時間とともに変化することは問題であり、導管１３０、１３０’が腐食、浸食、またはその他の方法で変化すると、初期の工場較正が時間とともに変化し得る。その結果、導管１３０、１３０’の剛性は、振動計５の寿命にわたって、初期の代表的な剛性値(又は元の測定された剛性値)から変化し得る。メータの検証では、以下で説明するように、導管１３０、１３０’の剛性のこのような変化を検出することができる。
【0030】
図２は、実施形態による振動計内の変化を検出し識別するメータ電子機器２０を示す。メータ電子機器２０は、インターフェイス２０１と処理システム２０２を含む。メータ電子機器２０は、例えばメータアセンブリ１０から振動応答を受信する。メータ電子機器２０は振動応答を処理して、メータアセンブリ１０を流れる流れ材料の流れ特性を得る。
【0031】
以前に記載したように、較正係数ＦＣＦは、流れチューブの材料特性と断面特性を反映している。流量計を流れる流れ材料の質量流量は、測定された時間遅延(又は位相差/周波数)に流量較正係数ＦＣＦを掛けることによって決定される。流量較正係数ＦＣＦは、メータアセンブリの剛性特性に関連付けられる。メータアセンブリの剛性特性が変化すると、流量較正係数ＦＣＦも変化する。従って、流量計の剛性の変化は、流量計によって生成される流量測定の正確さに影響を与える。
【0032】
インターフェイス２０１は、図１のセンサ信号１００を介してピックオフセンサ１７０Ｌ、１７０Ｒの１つから振動応答を受信する。インターフェイス２０１は、フォーマット、増幅、バッファリングなどの任意の方法のような、任意の必要なまたは所望の信号調整を実行することができる。或いは、信号調整の幾つか又は全部は、処理システム２０２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通信を可能にする。インターフェイス２０１は、任意の方法の電子的、光学的又は無線通信が可能である。インターフェイス２０１は、振動応答に基づいて情報を提供する。
【0033】
一実施形態のインターフェイス２０１は、デジタイザ(図示せず)に連結され、センサ信号はアナログセンサ信号である。デジタイザは、アナルグ振動応答をサンプリング及びデジタル化して、デジタル振動応答を生成する。
処理システム２０２は、メータ電子機器２０の動作を実行し、メータアセンブリ１０からの流量測定を処理する。処理システム２０２は、１つ又は複数の処理ルーチンを実行し、それによって、１つ又は複数の流れ特性を生成するために流量測定値を処理する。処理システム２０２は、インターフェイス２０１に通信可能に連結され、インターフェイス２０１から情報を受信するように構成されている。
処理システム２０２は、メータ電子機器２０の動作を実行し、メータアセンブリ１０からの流量測定を処理する。処理システム２０２は、１つ又は複数の処理ルーチンを実行し、それによって、１つ又は複数の流れ特性を生成するために流量測定値を処理する。処理システム２０２は、インターフェイス２０１に通信可能に連結され、インターフェイス２０１から情報を受信するように構成されている。
【0034】
処理システム２０２は、汎用コンピュータ、マイクロ処理システム、論理回路又は他の何らかの汎用またはカスタマイズされた処理デバイスを含み得る。更に又は或いは、処理システム２０２は、複数の処理装置に分散され得る。処理システム２０２はまた、記憶システム２０４などの任意の方法の一体型または独立した電子記憶媒体を含み得る。
【0035】
記憶システム２０４は、流量計のパラメータ及びデータ、ソフトウェアルーチン、定数値及び変数値を格納することができる。一実施形態にて、記憶システム２０４は、動作ルーチン２１０及び振動計５の検証ルーチン２２０など、処理システム２０２によって実行されるルーチンを含む。記憶システムはまた、標準偏差、信頼区間などの統計値を格納することもできる。
【0036】
記憶システム２０４は、ベースラインメータ剛性値２３０を格納する。ベースラインメータ剛性値２３０は、振動計５の製造又は較正中、又は以前の再較正中に決定することができる。例えば、ベースラインメータ剛性値２３０は振動計５が現場に設置される前に、検証ルーチン２２０によって決定される。ベースラインメータ剛性値２３０は、浸食/腐食、損傷(例えば、凍結、過圧など)、被覆などの変化が起こる前の導管１３０、１３０’の剛性を表す。ベースラインメータ剛性値２３０は、複数のベースラインメータ剛性の測定値の平均であり得る。従って、ベースラインメータ剛性値２３０は、以下でより詳細に論じられるように、関連する分散特性を有し得、ここで、ベースラインメータ剛性測定値は変化し得る。ベースラインメータの剛性の測定値が変化するほど、ばらつきが大きくなる。
【0037】
記憶システム２０４は、メータ剛性値２３２を格納する。メータ剛性値２３２は、振動計５の動作中に生成される振動応答から決定される剛性値を含む。メータ剛性値２３２は、振動計５の適切な動作を検証するために生成される。メータ剛性値２３２は、検証プロセスのために生成することができ、メータ剛性値２３２は、振動計５の適切且つ正確な動作を検証する目的を果たす。ベースラインメータ剛性値２３０と同様に、メータ剛性値２３２は複数のメータ剛性の測定値の平均であり得る。従って、以下に詳細に記載されるように、メータ剛性値２３２は、関連する分散特性を有し得、メータ剛性測定値は変動し得る。メータの剛性測定値が変化するほど、分散特性が大きくなる。
【0038】
記憶システム２０４は、剛性変化値２３４を格納する。剛性変化値２３４は、ベースラインメータ剛性値２３０とメータ剛性値２３２とを比較することによって決定される値である。例えば、剛性変化値２３４はベースラインメータ剛性値２３０とメータ剛性値２３２との差である。この例において、負の数は、導管１３０、１３０’が現場に設置されてから、導管１３０、１３０’の剛性が増加したことを示している。正の数は、ベースラインメータ剛性値２３０が決定されてから、導管１３０、１３０’の物理的剛性が減少したことを示している。
【0039】
理解されるように、比較は種々の方法で実行される。例えば、剛性変化値２３４は、メータ剛性値２３２とベースラインメータ剛性値２３０との間の差である。従って、剛性が増加すると正の数になり、剛性が減少すると負の数になる。
更に又は或いは、ベースラインメータ剛性値２３０及び/又はメータ剛性値２３２から導出された、またはそれらに関連する値、例えば、導管の形状、寸法などの他の値を使用する比率が使用され得る。
更に又は或いは、ベースラインメータ剛性値２３０及び/又はメータ剛性値２３２から導出された、またはそれらに関連する値、例えば、導管の形状、寸法などの他の値を使用する比率が使用され得る。
【0040】
メータ剛性値２３２がベースラインメータ剛性値２３０とほぼ同じであれば、次に、振動計５、より具体的には導管１３０、１３０’は、それが製造され、較正されたとき、または振動計５が最後に再較正されたときから相対的に変化しないと決定される。
或いは、メータ剛性値２３２がベースラインメータ剛性値２３０と大幅に異なる場合、浸食、腐食、損傷(例えば、凍結、過圧など)、被覆又は他の条件のために導管１３０、１３０'が変化した場合など、導管１３０、１３０’'が劣化しており、正確かつ確実に動作していないと判断される。
或いは、メータ剛性値２３２がベースラインメータ剛性値２３０と大幅に異なる場合、浸食、腐食、損傷(例えば、凍結、過圧など)、被覆又は他の条件のために導管１３０、１３０'が変化した場合など、導管１３０、１３０’'が劣化しており、正確かつ確実に動作していないと判断される。
【0041】
上記の如く、ベースラインメータ剛性値２３０及びメータ剛性値２３２は、両左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒから決定される。即ち、ベースラインメータ剛性値２３０及びメータ剛性値２３２は、両左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒ間の導管１３０、１３０’の剛性に比例する。その結果、導管１３０、１３０’の条件が異なると、同様の剛性変化値２３４を引き起こす。例えば、導管１３０、１３０’への浸食、腐食及び/又は損傷は、物理的剛性の同様の低下をもたらす可能性があり、これは負の又は「低い」剛性変化値２３４によって示される。従って、剛性変化値２３４のみに依存する場合、導管１３０、１３０’の特定の状態は確認できない場合がある。
【0042】
しかし、左側のピックオフセンサ１７０ｌ及び右側のピックオフセンサ１７０ｒは各々それ自体の関連する剛性値を有する。特に、上記の如く、ドライバ１８０は、導管１３０、１３０’に力を加え、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒは、結果として生じるたわみを測定する。ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの位置での導管１３０、１３０’の撓みの量は、ドライバ１８０とピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒとの間の導管１３０、１３０’の剛性に比例する。
【0043】
従って、左側のピックオフセンサ１７０ｌに関連する剛性は、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例し、右側のピックオフセンサ１７０ｒに関連する剛性は、ドライバ１８０と右側のピックオフセンサ１７０ｒとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例する。従って、ドライバ１８０と、例えば右側のピックオフセンサ１７０ｒとの間に浸食、腐食、損傷、被覆などがあれば、右側のピックオフセンサ１７０ｒに関連する剛性は減少するが、左側のピックオフセンサ１７０ｌに関連する剛性は変化しない。変化を追跡すべく、記憶システム２０４はまた、左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連する剛性値を含む。
【0044】
例えば、図２に示す如く、記憶システム２０４は、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０を含み、これは、ドライバ１８０と導管１３０、１３０’上の左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例する。同様に、記憶システム２０４はまた、ベースラインＲＰＯ剛性値２５０を含み、これは、ドライバ１８０と導管１３０、１３０’上の右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例する。ベースラインＬＰＯ剛性値２４０及びベースラインＲＰＯ剛性値２５０は、例えば、振動計５の製造または較正中、または以前の再較正中に、振動計５が現場に設置される前に、検証ルーチン２２０によって決定される。
【0045】
記憶システム２０４はまた、ＬＰＯ剛性値２４２及びＲＰＯ剛性値２５２を含む。ＬＰＯ剛性値２４２は、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例するが、それはベースラインＬＰＯ剛性値２４０が決定された後である。同様に、ＲＰＯ剛性値２５２はドライバ１８０と右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０、１３０’の物理的剛性に比例するが、それはベースラインＲＰＯ剛性値２５０が決定された後である。
【0046】
また、図２に示すように、記憶システム２０４は更にＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４を含む。ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４は、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０、ベースラインＲＰＯ剛性値２５０とＬＰＯ剛性値２４２、ＲＰＯ剛性値２５２との差に比例する。例えば、負のＬＰＯ剛性変化値２４４は、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性が増加したことを示している。正のＬＰＯ剛性変化値２４４は、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０が決定されてから、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性が減少したことを示している。或いは、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４は、ＬＰＯ剛性値２４２及びＲＰＯ剛性値２５２とベースラインＬＰＯ剛性値２４０、ベースラインＲＰＯ剛性値２５０の差である。従って、例えば正のＬＰＯ剛性変化値２４４は、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０が決定されてから、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性が増加したことを示している。ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４は、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０、ベースラインＲＰＯ剛性値２５０は差から決定されるものとして説明されているが、ベースラインＬＰＯ剛性値２４０、ベースラインＲＰＯ剛性値２５０及びＬＰＯ剛性値２４２、ＲＰＯ剛性値２５２から導出または関連する導管の形状、寸法などの剛性値の比率及び他の値等の任意の値を使用することができる。ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４は、整数、比率、パーセンテージなどの任意の適切な単位で表わされる。
【0047】
左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連する物理的剛性の増加又は減少は、物理的剛性の変化を引き起こしている導管１３０、１３０’の基礎となる状態を示す。例えば、導管１３０、１３０’の内壁の浸食は、導管１３０、１３０’の物理的剛性を低下させる。特に、例えば左側のピックオフセンサ１７０１とドライバ１８０との間の導管１３０、１３０’の内壁の浸食は、左ピックオフセンサ１７０ｌとドライバ１８０との間の導管１３０、１３０'の物理的剛性の減少を引き起こす。逆に、剛性の増加は、例えば、被覆が内壁に形成されたことを示している。
【0048】
更に、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０１との間の導管１３０、１３０’の物理的剛性の相対的な増加又は減少、及びドライバ１８０と右側のピックオフセンサ１７０ｒとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性の相対的な増加又は減少は、物理的剛性の変化を引き起こす導管１３０、１３０’の基礎となる状態を示す。物理的剛性の相対的な増加又は減少は、記憶システム２０４内の剛性対称値２６０によって示される。
【0049】
剛性対称値２６０は、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４の相対的な値を示す任意の適切な値である。例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４は、左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連する導管１３０、１３０’の物理的剛性が両方とも増加したが、例えば左側のピックオフセンサ１７０ｌに関連する物理的剛性は、右側のピックオフセンサ１７０ｒに関連する物理的剛性よりも増加したことを示す。
【0050】
一例において、剛性対称値２６０はパーセンテージで表され、以下の式で決定される。
ＳＭＶｓｙｍｍｅｔｒｙ％＝ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＬＰＯ％－ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＲＰＯ％
ここで、ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＬＰＯ％は、この例ではパーセンテージで表されるＬＰＯ剛性変化値２４４であり、ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＲＰＯ％は、この例ではパーセンテージで表されるＲＰＯ剛性変化値２５４である。
ＳＭＶｓｙｍｍｅｔｒｙ％＝ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＬＰＯ％－ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＲＰＯ％
ここで、ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＬＰＯ％は、この例ではパーセンテージで表されるＬＰＯ剛性変化値２４４であり、ＳＭＶｓｔｉｆｆｎｅｓｓＲＰＯ％は、この例ではパーセンテージで表されるＲＰＯ剛性変化値２５４である。
【0051】
剛性変化値２３４、ＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０は、例えば、測定される特性に正比例する値、物理的剛性を表す中間値、物理的剛性の増加または減少があったかどうかを示す値などの任意の適切な値である。例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４は剛性変化値に比例する正又は負の値である。処理システム２０２はこれらの値を処理して、トグルインジケータを生成することができ、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０’の物理的剛性の増加または減少のみが示される。以下の真理値表に示すように、これらの値及び/又はトグルインジケータは導管１３０、１３０’の内在する変化を決定するのに用いられる。
【表1】
【0052】
見られるように、ＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０の組み合わせは、導管１３０、１３０’内の可能性のある変化の間の差を区別するのに用いられる。例えば、ケースＪとＮはどちらも、「右下」の剛性対称値２６０と、「低」のＲＰＯ剛性変化値２５４を有している。しかし、ケースＪは「低」のＬＰＯ剛性変化値２４４を有するが、ケースＮは「高」のＬＰＯ剛性変化値２４４を有する。ケースＪは、導管１３０、１３０’の可能性のある浸食/腐食として示され、一方、ケースＮは、導管１３０、１３０’の可能性のある被覆として示される。
【0053】
上記の表は、ＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０を利用して、導管１３０、１３０’の状態を決定するが、代替テーブル、論理、オブジェクト、関係、回路、プロセッサ、ルーチンなどの任意の適切な手段を使用して、導管内の状態を決定することができる。例えば、図２を参照して記載されたメータ電子機器２０に言及して、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４のみが用いられて、導管１３０、１３０’の状態を決定する。しかし、理解されるように、剛性対称値２６０を利用して、導管１３０、１３０’の状態のより具体的な決定が可能になる。
【0054】
更に又は或いは、ＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０の現実の値はトグルインジケータの代わりに用いられて、導管の状態を決定する。例えば、上記の表によって決定された状態は、剛性対称値２６０が比較的小さい「右低」である場合、ケースＪが浸食ではなく腐食である可能性が高いことを決定するさらなるステップによって補足される。即ち、比較的小さい「右低」の剛性対称値２６０は、浸食と比較して腐食のより均一な性質に起因する可能性があり、これは、導管の入口でより一般的であり得る。
【0055】
上記の記載はメータの剛性に関係しているが、他のメータ検証パラメータを追加的又は代替的に使用することができる。例えば、補正剛性(residual flexibility)は、ベースラインの補正剛性と比較される。補正剛性は別の振動モードの共振周波数にある１つの振動モードに関連する周波数応答の一部として定義される。例えば、様々な振動モード(例えば、曲げ、ねじれなど)の周波数応答は、周波数応答関数(例えば、周波数に対する応答の大きさ)として特徴付けられる。周波数応答関数は、通常、特定の振動モードの共振周波数を中心とし、大きさが共振周波数からの距離に比例して傾斜して小さくなる。例えば、ブレースバーに配置された２つのノードを持つ１次曲げモード(例えば、主たる位相外れ曲げモード)は、１次曲げモードの共振周波数ω１を有する。
【0056】
４つのノードを持つ２次曲げモードは、１次曲げモードの共振周波数ω１よりも大きい２次曲げモードの共振周波数ω２を有する。２次曲げモードの周波数応答関数は、１次曲げモードの共振周波数ω１とオーバーラップする。従って、２次曲げモードによって引き起こされる１次曲げモードの補正剛性は、１次曲げモードの共振周波数ω１にある２次曲げモードの周波数応答関数の一部である。理解されるように、浸食、腐食、損傷、被覆などが発生すると、各振動モードの周波数応答が変化するため、特定のモードのこの補正剛性値が変化する。従って、補正剛性は振動計の変化を識別するためにも使用される。
【0057】
減衰がまた用いられる。例えば、メータ検証では測定された減衰値をベースラインの減衰値と比較する。減衰は浸食や腐食の影響を受けない可能性があるため、減衰は被覆の検出に役立つ。
【0058】
同様に、左側又は右側のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連する質量は、左側又は右側のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連するベースラインの質量と比較される。一例では、予測される質量が用いられる。例では、較正された空気と水の質量値、及びプロセス流体の測定された密度または既知の密度に基づく予想質量は、次の式を使用して計算される。
ここで、ｍｅｘｐｅｃｔｅｄは、予想される質量－振動計内に変化が生じなければ測定されるべき質量である。
ｍｆａｃｔｒｏｒｙ,ａｉｒは振動計が空気で充填された場合に測定される質量である。
ρａｉｒは空気の密度である。
ρｗａｔｅｒは水の密度値、
ρｋｎｏｗｎは測定された材料の密度である。
【数2】
ｍｆａｃｔｒｏｒｙ,ａｉｒは振動計が空気で充填された場合に測定される質量である。
ρａｉｒは空気の密度である。
ρｗａｔｅｒは水の密度値、
ρｋｎｏｗｎは測定された材料の密度である。
【0059】
予想質量ｍｅｘｐｅｃｔｅｄは、以下の式を介してパーセントで表される正規化された質量偏差を計算するために使用される。
ここで、ｍｍｅａｓｕｒｅｄは、メータ検証中に測定される質量、
ｍＤｅｖｉａｔｉｏｎは、予想質量ｍｅｘｐｅｃｔｅｄから測定された質量ｍmeasuredの質量偏差である。
【数3】
ｍＤｅｖｉａｔｉｏｎは、予想質量ｍｅｘｐｅｃｔｅｄから測定された質量ｍmeasuredの質量偏差である。
【0060】
理解されるように、浸食、腐食、損傷、被覆などは、振動計内の導管の質量に影響を及ぼす。従って、予想質量は、測定された質量を予想質量と比較することにより、振動計の変化を検出するために使用される。
【0061】
上記の如く、導管の状態を決定する際には、導管の形状も考慮される。例えば、Ｕ字形のチューブは、例えば真直ぐなチューブと比較して、導管内の特定の場所での腐食よりも浸食を受けやすい。更に又は或いは、一部のプロセス/導管の組み合わせは、特定の条件になりやすい。例えば、導管１３０、１３０’は、腐食性材料を使用する高温プロセスと比較して、窒素を使用する極低温プロセスにおいて損傷を受けやすい。従って、ＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０又はこれらの値を使用する方法は例えば、導管の形状、構造、寸法、プロセス変数などに関連する要素などの他の値を含む。
【0062】
図２に見られるように、記憶システム２０４は、剛性標準偏差値２３６、ＬＰＯ剛性標準偏差値２４６及びＲＰＯ剛性標準偏差値２５６を記憶することができる。これらの値は、例えば、ベースラインメータ剛性値２３０及びメータ剛性値２３２を含むメータ剛性測定値から決定することができる。例えば、剛性標準偏差値２３６は、プールされた標準偏差値である。従って、剛性標準偏差値２３６は、メータ剛性値２３２がどれだけ変化したかの尺度であり、ベースラインメータ剛性値２３０を構成するメータ剛性測定値を含む。ＬＰＯ剛性標準偏差値２４６及びＲＰＯ剛性標準偏差値２５６はまた、プールされた標準偏差であり得る。
【0063】
図２に示す例は剛性標準偏差値を用いるが、メータ検証パラメータデータの変動及び分散の他の測定値が用いられ得る。例えば、標準偏差の代わりに分散が使用され得る。即ち、剛性標準偏差値２３６、ＬＰＯ剛性標準偏差値２４６及びＲＰＯ剛性標準偏差値２５６は、例示的なメータ検証パラメータの分散値である。更に又は或いは、ベースラインメータ剛性値２３０及びメータ剛性値２３２に使用され得る平均値の代わりに、中心傾向の他の尺度が使用され得る。
【0064】
記憶システム２０４はまた、信頼区間(confidence interval)のような他の統計上の値を格納する。以下により詳細に説明されるように、信頼区間２７０は、ｔ値２７２、有意水準２７４及び自由度２７６に基づいて計算される。有意水準２７４は、例えば、検証ルーチン２２０によって設定されるスカラー値である。有意水準２７４は、仮説が実際に真であるとき(例えば、振動計で変化が発生していないときに変化を検出）に帰無仮説を棄却する確率として定義され、一般的には１％又は０.０１のような小さな値である。自由度２７６は例えば、剛性標準偏差値２３６を決定するために使用されるサンプルの数から計算される。また、バイアス不感帯２７８も示されており、これは、振動計のバイアスが偽旗を誘発しないことを保証するために検証ルーチン２２０によっても設定され得るスカラー値である。
【0065】
信頼区間２７０は、例えば、以前にメータ検証で使用された所定の制限と比較して、誤警報の数を減らしながら、振動計５の物理的剛性の小さな変化を検出することができる。更に信頼区間２７０は、比較的単純な数学的操作を使用して計算され、それにより、処理システム２０２は、比較的単純な組み込みコードを使用する検証ルーチン２２０を使用してロバスト統計技術を使用することができる。
【0066】
予め決定されたアラーム制限
図３ａ及び図３ｂは、複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変化を示すグラフ３００ａ、３００ｂを示す。示されるように、グラフ３００ａ、３００ｂは実行番号軸３１０ａ、３１０ｂを含む。実行番号軸３１０ａ、３１０ｂは、０から６００の範囲であり、メータ検証のための実行番号を示す。例えば、実行番号「１００」は、６００のメータ検証実行のうち１００番目のメータ検証の実行を示す。グラフ３００aはまた、剛性軸３２０ａの変化率を含み、これは、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４のパーセンテージ表現である。グラフ３００ｂは、例えば、剛性対称値２６０のパーセンテージ表現である、パーセント剛性差軸３２０ｂを含む。例えば、０パーセント剛性差は、ＬＰＯ剛性変化値２４４がＲＰＯ剛性変化値２５４に等しいことを示す。グラフ３００ａ、３００ｂはまた、夫々剛性値変化データ３３０ａ及び剛性差データ３３０ｂを示している。
図３ａ及び図３ｂは、複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変化を示すグラフ３００ａ、３００ｂを示す。示されるように、グラフ３００ａ、３００ｂは実行番号軸３１０ａ、３１０ｂを含む。実行番号軸３１０ａ、３１０ｂは、０から６００の範囲であり、メータ検証のための実行番号を示す。例えば、実行番号「１００」は、６００のメータ検証実行のうち１００番目のメータ検証の実行を示す。グラフ３００aはまた、剛性軸３２０ａの変化率を含み、これは、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４のパーセンテージ表現である。グラフ３００ｂは、例えば、剛性対称値２６０のパーセンテージ表現である、パーセント剛性差軸３２０ｂを含む。例えば、０パーセント剛性差は、ＬＰＯ剛性変化値２４４がＲＰＯ剛性変化値２５４に等しいことを示す。グラフ３００ａ、３００ｂはまた、夫々剛性値変化データ３３０ａ及び剛性差データ３３０ｂを示している。
【0067】
剛性値変化データ３３０ａ及び剛性差データ３３０ｂは、被覆が導管内に存在する様々な流れ材料/流量構成の実行グループで決定されたデータポイントで構成されている。特に、４つのデータグループがあり、これらは剛性差データ３３０ｂから識別可能である。第１の２つのグループは、高い水流れと低い水流れに基づく。次の２つのグループは、高い空気流れと低い空気流れに基づく。
【0068】
図３ａに示すグラフ３００ａは、所定のメータ検証実行の剛性変化を表すデータポイントから構成される剛性値変化データ３３０ａを含む。見られるように、剛性値変化データ３３０ａは約－０.３％から約２.０％までの範囲である。理解されるように、これは剛性が変化していることを示すように見える。しかし、アラーム制限が例えば４％に設定されていると、アラームは付与されない。
【0069】
図３ｂのグラフ３００ｂは、剛性差データ３３０ｂを含み、該剛性差データ３３０ｂは剛性差を表すデータポイント、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４からなる。見られるように、剛性差データ３３０ｂは約－０.４％から約０.６％までの範囲である。見られるように、剛性差データ３３０ｂは識別可能な傾向に従わない散発的なデータポイントを含む。更に、剛性差データ３３０ｂは、剛性対称値が導管内の材料によって影響を受ける可能性があることを示唆している。
【0070】
グラフ３００ａ、３００ｂは、アラーム制限または範囲が振動計の変化に関連する剛性変化よりも大きい場合、アラームが発生されない可能性があることを示している。更に、アラーム制限が散発的なデータポイントよりも小さい場合、誤ったアラームが発生する可能性がある。以下は制限を排除し、組み込みシステムで実行できる統計を用いることで、この問題を解決している。
【0071】
組み込まれたコード用の統計
結果の確率を計算する統計的方法は、振動計の変化を検出するために使用することができるが、その複雑さ故に、メータ電子機器２０では実行できなかった。例えば、Ｐ及びＴ統計を使用して、特定のデータセットに対して帰無仮説が満たされているかどうかをテストする。帰無仮説を棄却することは振動計内に条件が存在することを決定しないが、それが偽の場合は条件が欠落している。メータ検証の場合、帰無仮説は次のように定義される。「現在のメータ検証の結果は、ベースラインメータ検証の結果と同じ平均値を有する。」この帰無仮説が誤りであることが証明された場合、「振動計の変化により、現在の結果の平均がベースラインメータ検証の結果と同じではない」と見なすことができる。
結果の確率を計算する統計的方法は、振動計の変化を検出するために使用することができるが、その複雑さ故に、メータ電子機器２０では実行できなかった。例えば、Ｐ及びＴ統計を使用して、特定のデータセットに対して帰無仮説が満たされているかどうかをテストする。帰無仮説を棄却することは振動計内に条件が存在することを決定しないが、それが偽の場合は条件が欠落している。メータ検証の場合、帰無仮説は次のように定義される。「現在のメータ検証の結果は、ベースラインメータ検証の結果と同じ平均値を有する。」この帰無仮説が誤りであることが証明された場合、「振動計の変化により、現在の結果の平均がベースラインメータ検証の結果と同じではない」と見なすことができる。
【0072】
実例として、ｔ検定ではｔ値は次の式を使用して計算される。
ここで、μ０は或る特定の値、
はサンプル平均、ｓはサンプルの標準偏差、ｎはサンプルのサイズである。
【数4】
【数4A】
【0073】
メータ検証の文脈では、μ０はベースライン剛性値のような基準メータ検証値である。メータ検証測定値は、基準メータ検証値と比較するためのサンプル平均値
とサンプルの標準偏差ｓを計算するために用いられる。メータ検証の測定の数はサンプルサイズｎである。ｔ検定には通常、自由度も含まれ、これは上記の式［２］の場合、ｎ－１として定義される。
【数4B】
【0074】
上記の如く、ｔ検定は帰無仮説を検定するのに使用され、メータ検証については、これはサンプル平均
が基準メータ検証値と等しいかどうかとして定義される。帰無仮説を検定すべく、Ｐ値は、ｔ値の既知の分布を使用して計算される。帰無仮説を検定すべく、Ｐ値は有意水準αと比較される。有意水準αは通常、例えば０.０１、０.０５又は０.１０などの小さな値に設定される。Ｐ値が有意水準以下の場合、対立仮説では帰無仮説が棄却される。帰無仮説は「現在のメータ検証の結果は、ベースラインメータ検証の結果と同じ平均値を有する。」として定義されるから、対立仮説は「現在のメータ検証は、同じ平均値を有さない」であり、従って変化が振動計内で生じている。
【数4C】
【0075】
しかし、Ｐ値は限られた計算リソースでは計算が困難である。例えば、Ｐ値はオペレーティングシステムと統計ソフトウェアを備えたコンピュータワークステーションで計算できるが、組み込みシステムでは簡単に計算できない場合がある。上記のメータ電子機器２０は、限られた計算リソースを備えた組み込みシステムである。更に、メータ電子機器にてでその場で又はリアルタイムで帰無仮説を棄却する能力は、メータ電子機器２０が誤ったアラームを送信するのを防ぎ、同時に導管１３０、１３０’の変化を正しく検出することができ、これは所定のアラーム制限を使用するよりも大幅に改善される。
【0076】
この目的から、Ｐ値に代えて、メータ電子機器２０の限られた演算リソースを活用する信頼区間が使用される。その結果、信頼区間はメータ電子機器２０に組み込まれたコードを使用して計算される。例えば、メータ電子機器２０は２つのレジスタに記憶された現在の剛性値及び剛性標準偏差値を有する。理解されるように、上記のｔ値は、有意水準αと自由度を使用して、現在の剛性値を使用して計算される。例として、有意水準は、９９％の信頼水準である０.０１に設定される。メータ検証検定の数は５に設定される。従って、プールされた自由度は２・(５－１)＝８であると決定される。両側スチューデントのｔ値は、スチューデントのｔ値関数を使用して、有意水準とプールされた自由度から以下の如く計算される。
【数5】
【0077】
左右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連する剛性値のプールされた標準偏差も使用され得る。一般的なケースにて、プールされた標準偏差の計算は複雑になる。しかし、メータ電子機器２０が測定された剛性標準偏差値をレジスタに格納している故に、プールされた標準偏差は、上記の剛性標準偏差値２３６などの格納された標準偏差である。プールされた標準誤差も計算され、これは以下の式で定義される。
【数6】
【0078】
上記で決定された標準誤差及びｔ値を用いて、信頼区間の範囲は以下の如く計算される。
最後に、信頼区間は剛性平均値と信頼区間の範囲を用いて、以下に示すように計算される。
ＣＩ=Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍｅａｎ±ＣＩｒａｎｇｅ
【数7】
ＣＩ=Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍｅａｎ±ＣＩｒａｎｇｅ
【0079】
信頼区間は信頼区間に０.０が含まれるかどうかを判断することにより、帰無仮説を検定するために使用される。信頼区間が０.０を含めば、帰無仮設は棄却されず、メータ検証は合格である。信頼区間が０.０を含まなければ、帰無仮設は棄却され、メータ検証の故障が送信される。
【0080】
理解されるように、メータ電子機器２０が剛性値及び剛性標準偏差値を格納するＰ値の代わりに信頼区間を使用することにより、計算は比較的単純であり、組み込まれたコードを使用して実行される。例えば、Ｐ値を計算するのに十分な計算リソースを持たないメータ電子機器２０は、その場またはリアルタイムの統計分析を実行するための信頼区間を計算することができる。また、理解されるように、信頼区間を使用して、所望の信頼水準で帰無仮説を検定することができる。
【0081】
信頼区間に加えて、メータ剛性測定におけるバイアスを不具にする(account for)ために、バイアス不感帯がゼロ付近に規定される。メータ剛性測定におけるバイアスは取り付け、密度、温度勾配、またはメータ検証の測定に影響を与える可能性のある振動計の他の条件が原因であり得る。ｔ検定におけるバイアス不感帯はゼロ近辺の値であり、そうでなければ信頼区間チェックで仮説を棄却する小さな変動を伴う小さなバイアスは、仮説を棄却しない。従って、このバイアス不感帯はメータ電子機器２０によって送信される誤アラームの数を減らす値に設定される。
【0082】
ゼロと比較される信頼区間の例にて、バイアス不感帯がゼロ近辺の範囲であり、ゼロが信頼区間内にないが、バイアス不感帯の一部が信頼区間内にある場合、帰無仮説は棄却されない。数学的に、この検定はメータ剛性値の平均値がバイアス不感帯よりも小さいかどうかとして表される。または、上記の命名を用いて、平均値＜ｄｂｂｉａｓであるならば、帰無仮説は棄却されず、ｄｂｂｉａｓはバイアス不感帯である。
【0083】
バイアス不感帯は単独で、又は他の不感帯とともに実行される。例えば、バイアス不感帯は変動不感帯とともに実行される。一例において、変動不感帯はｄｂｖａｒｉａｔｉｏｎ＝ｄｂｂｉａｓ/ｔｓｔｕｄｅｎｔ９９.８の式から決定され、ここでｄｂｖａｒｉａｔｉｏｎは変動不感帯である。変動不感帯はメータ剛性標準偏差と比較されて、帰無仮説を棄却すべきかを決定する。例において、平均値＜ｄｂｂｉａｓであり、ｓ＜ｄｂｖａｒｉａｔｉｏｎのように、バイアス不感帯が上記の如く、比較され、変動不感帯がメータ剛性標準偏差と比較されると、帰無仮説は棄却されない。前記の検証は信頼区間チェックによって帰無仮説が棄却された後に利用される。或いは、平均値＜ｄｂｂｉａｓであり、ｓ＜ｄｂｖａｒｉａｔｉｏｎであれば、メータ剛性値の平均値
はゼロに設定され、メータ剛性の変動は変動不感帯に等しい。従って、信頼区間チェックが実行されると、メータ剛性測定におけるバイアス故に帰無仮説は棄却されない。
【数7A】
【0084】
図４ａ及び図４ｂは、複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ４００ａ、４００ｂであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。示されるように、グラフ４００a、４００ｂは、実行番号軸４１０ａ、４１０ｂを含む。実行番号軸４１０ａ、４１０ｂは、０から６００の範囲であり、メータ検証のための実行番号を示す。グラフ４００aはまた、剛性軸４２０ａの変化率を含み、これは、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４のパーセンテージ表現である。グラフ４００ｂは、例えば、剛性対称値２６０のパーセンテージ表現である、パーセント剛性差軸４２０ｂを含む。
【0085】
図５ａ及び図５ｂは、複数のメータ検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性の変動データポイントを示すグラフ５００ａ、５００ｂであり、確率分布が各データポイントに割り当てられている。示されるように、グラフ５００a、５００ｂは、実行番号軸５１０ａ、５１０ｂを含む。実行番号軸５１０ａ、５１０ｂは、０から１４０の範囲であり、メータ検証のための実行番号を示す。グラフ５００aはまた、剛性軸５２０ａの変化率を含み、これは、例えば、ＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４のパーセンテージ表現である。グラフ５００ｂは、例えば、剛性対称値２６０のパーセンテージ表現である、パーセント剛性差軸５２０ｂを含む。
【0086】
グラフ４００ａ、５００ａは、メータ剛性の剛性偏差を表す複数のデータポイントからなる剛性偏差プロット４３０ａ、５３０ａを含み、剛性偏差プロットは記憶システム２０４内に格納された剛性変化値２３４である。グラフ４００ｂ、５００ｂは、剛性対称性の変化を表すデータ点からなる剛性対称性プロット４３０ｂ、５３０ｂを含む。また、感嘆符として示されている変化表示プロット４４０ａ－５４０ｂも示され、これは信頼区間がゼロを含まないことを示す。
【0087】
図４ａ－図５ｂにおいて、変化表示プロット４４０ａ－５４０ｂは所定のデータポイントについて、帰無仮説の棄却が生じたことを示すのに用いられる。上記の如く、帰無仮説は測定値がベースライン値と等しい場合であり得るが、この検証は確率で実行される。図４ａ－図５ｂに示すように、確率は信頼区間であるが、任意の適切な確率を使用し得る。信頼区間は各データポイントに関連するバーによって表される。図４ａ－図５ｂに示す例にて、バーは９９％の信頼区間を表す。
【0088】
理解されるように、感嘆符は信頼区間がゼロ軸を含まない箇所で、データポイントに関連する。図５ｂにて、剛性対称性のゼロ軸は、測定された剛性対称性がベースライン剛性対称性値に等しいという帰無仮説を表す。即ち、ゼロ軸は振動計の剛性対称性の変化が無いことを表す。従って、信頼区間にゼロ軸が含まれていない場合、帰無仮説は棄却される。これは例えば、有意水準が０.０１に設定されている場合、少なくとも９９％の信頼度で、帰無仮説が棄却され、振動計に変化が発生したことを示す。
【0089】
理解されるように、導管１３０、１３０’内の変化を示すために、種々のシステム及び方法は、上記のＬＰＯ剛性変化値２４４、ＲＰＯ剛性変化値２５４及び剛性対称値２６０を用いる。例示的な方法は以下の図６を参照して詳細に記載される。
【0090】
図６は、実施形態による振動計の変化を検出し識別する方法６００を示す。図６に示す如く、方法６００はステップ６１０において、振動計の導管の第１の位置に関連する第１の剛性変化を決定することから開始する。振動計及び導管は、図１に関して記載された振動計５及び導管１３０、１３０’の１つである。例に従って、導管の第１の位置は、例えば、導管１３０上の左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置であるが、任意の適切な位置が用いられる。第１の位置に関する第１の剛性変化は従って、上記したようにＬＰＯ剛性変化値２４４であり、ドライバ１８０と左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０の物理的な剛性変化を表す。
【0091】
方法６００はステップ６２０にて、振動計の導管の第２の位置に関連する第２の剛性変化を決定する。ステップ６１０を参照して上記の例を続けると、導管の第２の位置は、導管１３０上の右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置であるが、任意の適切な位置が用いられる。第２の位置に関する第２の剛性変化は従って、上記の如く、導管１３０上の右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置に関連したＲＰＯ剛性変化値２５４であり、ドライバ１８０と右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０の物理的な剛性変化を表す。
【0092】
ステップ６３０にて、方法６００は第１の剛性変化及び第２の剛性変化に基づいて、導管の状態を決定する。上記の例において、状態はＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４に基づいて決定される。状態は浸食、腐食、損傷(例えば、凍結、過圧など)、被覆など導管の剛性に影響を与えるものである。例として、第１の剛性変化及び第２の剛性変化は、「低」として示されるＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４である。
更に、またＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４に基づく剛性対称値２６０は「右低」である。方法６００は、例えば、導管１３０の状態が腐食/浸食であることを決定するために、上記の表と同様の表を使用する。
更に、またＬＰＯ剛性変化値２４４及びＲＰＯ剛性変化値２５４に基づく剛性対称値２６０は「右低」である。方法６００は、例えば、導管１３０の状態が腐食/浸食であることを決定するために、上記の表と同様の表を使用する。
【0093】
方法６００は更に、導管の各決定された状態に適した手順を識別し、提案し又は許す。例えば、導管の決定された状態でアラームが提供されて、使用者はその状態に固有の更なる診断、保守、サービスなどに進むことができる。損傷した導管に対する手順は、振動計５を操作から外し、メータアセンブリ１０を修理/交換することが含まれる。被覆の場合は、振動計５を操作から外さずに、被覆を低減又は除去する手順がより適切である。
【0094】
図７は、振動計の変化を検出し識別する方法７００を示す。図７に示すように、方法７００はステップ７１０にて、振動計のメータ電子機器内の格納部からメータ検証パラメータの中心傾向値及びメータ検証パラメータの分散値を取得することから開始する。ステップ７２０にて、方法７００はメータ検証パラメータ及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを決定する。
【0095】
ステップ７１０にて、中心傾向値及び分散値は、例えば、図２を参照して上記の記憶システム２０４から取得され得る。記憶システム２０４は処理システム２０２のレジスタである。従って、処理システム２０２はレジスタから中心傾向値及び分散値を取得し、確率を決定するために単純な数学演算を実行する。一例において、中心傾向値はメータ剛性値であり、分散値はメータ剛性標準偏差である。
【0096】
ステップ７２０では、メータ剛性値と分散値を用いる例にて、処理システム２０２は、メータ剛性を含むメータ剛性測定値の数に基づいてｔ値を計算し、ｔ値を使用して確率を計算する。一例にて、ｔ値は上記の如く有意水準α及び自由度から決定される。メータ剛性値は例えば、ベースラインメータ剛性値などのベースライン値が決定された後に行われたメータ剛性の測定から決定されたメータ剛性値の平均である。ベースライン値はベースラインの中心傾向値である。従って、ベースラインメータ剛性値は、ベースラインメータ剛性の測定値の平均である。
【0097】
方法７００は、例えばバイアス不感帯の設定のような更なるステップを含む。上記の如く、中心傾向値であるメータ剛性値がバイアス不感帯未満であれば、方法７００は、メーター剛性値とベースラインメータ剛性値が異ならないことを決定する。例えば、メータ剛性値がバイアス不感帯と比較される前に、信頼区間がゼロを含んでいないため、帰無仮説が棄却されたことを示すフラグが設定される場合がある。しかし、メータ検証値がバイアス不感帯未満であれば、フラグをリセットして、帰無仮説が棄却されなかったことを示す。従って、方法７００はアラームを送信しない。
【0098】
図８は、振動計の変化を検出するのに用いられ得る２つのベースライン測定を示すグラフ８００である。図８に示すように、グラフ８００は周波数軸８１０と剛性軸８２０を含む。周波数軸８１０はＨｚの単位であり、剛性軸８２０は単位が無い。グラフ８００はまた、メータ剛性値のプロット８３０を含む。メータ剛性値のプロット８３０は、第１のベースライン剛性値８３０ａ及び第２のベースライン剛性値８３０ｂを含む。第１及び第２のベースライン剛性値８３０ａ、８３０ｂは、ベースラインメータ検証値である。例えば、ベースライン質量メータ検証値などの他のベースラインメータ検証値が用いられる。
【0099】
第１のベースライン剛性値８３０ａは、プロセス条件の第１のセット中に決定される剛性メータ検証値である。例えば、第１のベースライン剛性値８３０ａは、上記の導管１３０、１３０’のうちの１つのような導管が空気及び環境条件で満たされているときに測定される。公称条件は、振動計と導管が較正されたときの工場での条件である。しかし、プロセス条件の第１のセットは、非公称条件を含む他の温度及び圧力であってもよい。
【0100】
第２のベースライン剛性値８３０ｂは、プロセス条件の第２のセット中に決定される剛性メータ検証値である。例えば、第２のベースライン剛性値８３０ｂは、導管が水で満たされ、環境条件が非公称条件にあるときに測定される。非公称条件は、非較正温度または圧力を含む。プロセス条件の第２のセットは、較正中の共振周波数とは異なる共振周波数を含む。例えば、較正中に、導管は空気で満たされる。その結果、較正時の共振周波数は、水で満たされた導管の共振周波数とは異なる場合がある。
【0101】
プロセス条件の第１のセット及び第２のセット内のパラメータは例えば、導管の共振周波数、導管内の材料のタイプ、密度、総質量、及び/又は組成、導管及び/又は導管を含むメータアセンブリの温度、及び振動計の大気圧を含む。更に又は少ないパラメータが用いられる。プロセス条件の第１のセット及び第２のセットは同じパラメータのセットがある場合とない場合がある。
【0102】
図８に示すように、メータ剛性値のプロット８３０は、第１のベースライン剛性値８３０ａ及び第２のベースライン剛性値８３０ｂを含む。メータ剛性値のプロット８３０は、第１及び第２のベースライン剛性値８３０ａ、８３０ｂに基づく線形補間などの補間である。補間により、以下の線形方程式のような方程式が生成される。
ｙ＝ｍｘ＋b [８]
ここで、ｘはメータ検証中の導管の共振周波数、及びｙは例えば信頼区間テストで使用できる、補間されたベースラインメータ検証値である。
図８のメータ剛性値のプロット８３０は、以下によって表される。
ｙ＝４０.００ｘ＋２０,０００.００. [９]
ｙ＝ｍｘ＋b [８]
ここで、ｘはメータ検証中の導管の共振周波数、及びｙは例えば信頼区間テストで使用できる、補間されたベースラインメータ検証値である。
図８のメータ剛性値のプロット８３０は、以下によって表される。
ｙ＝４０.００ｘ＋２０,０００.００. [９]
【0103】
従って、ベースラインメータ剛性値は、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいて決定される。式[９]について、ベースラインメータ剛性値は、メータ検証の周波数の値を入力することにより決定される。
例えば、顧客は、プロセス条件の第１のセット及び第２のセットと同じではないプロセス条件のセットでオンラインまたはプロセスメータの検証を実行する。その結果、プロセス条件の共振周波数は２２５Ｈｚと２５０Ｈｚの間である。例えば、オンラインまたはプロセスメータの検証中の共振周波数は２４０Ｈｚである。上記の式［９］を使用して、対応するベースライン剛性のメータ検証値である２９,６００が決定される。
例えば、顧客は、プロセス条件の第１のセット及び第２のセットと同じではないプロセス条件のセットでオンラインまたはプロセスメータの検証を実行する。その結果、プロセス条件の共振周波数は２２５Ｈｚと２５０Ｈｚの間である。例えば、オンラインまたはプロセスメータの検証中の共振周波数は２４０Ｈｚである。上記の式［９］を使用して、対応するベースライン剛性のメータ検証値である２９,６００が決定される。
【0104】
図８に示すように、補間は、プロセス条件の第１のセットと第２のセットでの導管の共振周波数に関連して実行される。従って、周波数はプロセス条件の第１のセットと第２のセットの共通パラメータになり得る。また、メータ剛性値のプロット８３０は、周波数に関連しているが、プロセス条件の第１のセット及び第２のセットの他のパラメータも用いられる。例えば、温度に関連した剛性メータ検証値に対して補間が実行される。従って、代替の剛性値のプロットは、導管の温度に関連している。
理解されるように、処理システム２０２は２つ以上のベースラインメータ検証値に基づいて振動計の変化を検出する方法を実行することができる。例示的な方法が以下に記載される。
理解されるように、処理システム２０２は２つ以上のベースラインメータ検証値に基づいて振動計の変化を検出する方法を実行することができる。例示的な方法が以下に記載される。
【0105】
図９は、２つ以上のベースラインメータ検証値に基づいて振動計の変化を検出する方法９００を示す。方法９００は、ステップ９１０にてプロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定することから開始する。ステップ９２０にて、方法９００はプロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定する。ステップ９３０にて、方法９００は、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定する。方法９００は、上記のメータ電子機器２０などのメータ電子機器で使用されて、２つ以上のベースラインメータ検証値に基づいて振動計の変化を検出する。
【0106】
ステップ９１０にて、方法はプロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定する。従って、例えばメータ電子機器２０内の処理システム２０２のような処理システムは、プロセス条件の第１のセットで第１のベースラインメータ検証値を決定するように構成される。プロセス条件の第１のセットは、工場における公称値である温度、圧力などである。
【0107】
ステップ９２０にて、方法９００はプロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定する。従って、処理システムは、プロセス条件の第２のセットで第２のベースラインメータ検証値を決定するように構成される。プロセス条件の第２のセットは、プロセス側(例えば、顧客サイト、現場での使用など)である。プロセス条件の第２のセットは、プロセス条件の第１のセットと同じである場合と同じでない場合がある。処理システム２０２はまた、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値に基づいてベースラインメータ検証値を決定するように構成される。
【0108】
上記の如く、ベースラインメータ検証値は、ベースライン質量メータ検証値である。従って、上記の処理システム２０２のような処理システムは、第１のベースライン剛性値、第２のベースライン剛性値、ならびに第１のベースライン質量値及び第２のベースライン質量値のうちの１つを決定するように構成される。処理システムはまた、第１のベースラインメータ検証値及び第２のベースラインメータ検証値からベースラインメータ検証値を補間するように構成される。補間は線形であるが、非線形補間のようなあらゆる適切な補間が用いられる。或いは、補間はオフライン又は別の電子機器で実行され、処理システムに格納される。
【0109】
図６及び図７に関して上記したように、ベースラインメータ検証値は、プロセス条件を検出及び決定するために使用される。導管上の第１の位置及び第２の位置に夫々関連付けられている第１及び第２のベースラインメータ検証値は、図９に従って決定される。第１及び第２のベースラインメータ検証値は例えば、導管内の第１及び第２のメータ剛性変化を決定するために使用され得るベースライン剛性メータ検証値である。例えば、第１及び第２のメータ剛性変化は、第１及び第２のプロセス剛性メータ検証値を第１及び第２のベースラインメータ検証値と比較することによって決定される。従って、導管の状態は、第１及び第２のベースライン剛性メータ検証値を使用することにより、上記のステップ６３０に従って決定される。
【0110】
同様に、方法９００は更に、上記の方法７００を含む。従って、上記の方法７００は上記の処理システム２０２を備えたメータ電子機器２０のような処理システムを備えたメータ電子機器にて用いられ、該処理システムは中心傾向値及び分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定し、中心傾向値がベースラインメータ検証値と異なるかどうかを検出するように構成されている。処理システム２０２はまた、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成され、処理システム２０２はｔ値及び該ｔ値を用いて確立を計算するように構成されている。
【0111】
図１に関して記載されたメータ電子機器２０、又は他の電子機器、デバイスなどは、方法６００、７００、９００、又は振動計内の変化を検出し及び/又は識別する他の方法を実行することができる。振動計の変化は、第１のベースラインメータ検証値と第２のベースラインメータ検証値に基づいて決定されたベースラインメータ検証値を用いて検出される。
従って、メータ電子機器２０と処理システム２０２は、インターフェイス２０１から情報を受信するように構成され、上記の方法９００から決定されたベースラインメータ検証値を使用して、振動計５の導管１３０、１３０’の第１の位置に関連した第１の剛性変化を決定し、振動計５の導管１３０、１３０’の第２の位置に関連した第２の剛性変化を決定する。図１の振動計５に関連して、第１の位置は振動計５の導管１３０、１３０’上の左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置である。同様に、第２の位置は振動計５の導管１３０、１３０’上の右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置である。
従って、メータ電子機器２０と処理システム２０２は、インターフェイス２０１から情報を受信するように構成され、上記の方法９００から決定されたベースラインメータ検証値を使用して、振動計５の導管１３０、１３０’の第１の位置に関連した第１の剛性変化を決定し、振動計５の導管１３０、１３０’の第２の位置に関連した第２の剛性変化を決定する。図１の振動計５に関連して、第１の位置は振動計５の導管１３０、１３０’上の左側のピックオフセンサ１７０ｌの位置である。同様に、第２の位置は振動計５の導管１３０、１３０’上の右側のピックオフセンサ１７０ｒの位置である。
【0112】
メータ電子機器２０は、第１の剛性変化及び第２の剛性変化に基づいて、導管１３０、１３０’の状態を決定するように構成されている。メータ電子機器２０はまた、図２に示す導管１３０、１３０’の剛性対称値２６０のような剛性対称値を決定する。メータ電子機器２０はまた、導管の状態の決定に基づいてアラームを付与するように構成されている。アラームは、例えば、経路２６を介して信号、メッセージ、パケットなどを送信することによって提供される。
【0113】
メータ電子機器２０、特に処理システム２０２はまた、メータ電子機器２０の格納部からメータ剛性値及びメータ剛性標準偏差を得る。メータ電子機器２０又は処理システム２０２は、メータ剛性値及びメータ剛性標準偏差に基づいて確率を決定して、メータ剛性値が上記の方法９００を使用して決定されたベースラインメータ剛性値と異なるかどうかを決定する。
【0114】
上記の記載は、振動計５内の変化を検出し識別するメータ電子機器及び方法６００、７００、９００を付与する。変化は、導管の第１の位置に関連する第１の剛性変化及び導管の第２の位置に関連する第２の剛性変化に基づいて、振動計５内の導管１３０、１３０’の状態を検出することによって識別される。これら及び他のステップは、メータ電子機器２０、メータ電子機器２０内の処理システム２０２、又は他の電子機器、システム及び/又は方法によって実行される。
【0115】
上記の方法９００から決定されるベースラインメータ検証値は、例えばオンライン又はプロセスメータ検証の共振周波数と同じである共振周波数に対応している。その結果、従って、ベースライン剛性メータ検証値は、オンライン又はプロセスメータ検証のプロセス条件での剛性のより正確な基準値である。従って、方法６００、７００、９００及びメータ電子機器２０は、振動計内の変化をより正確に検出することができる。
【0116】
特定の方法で統計を使用することにより、変化が検出されて、限られた計算リソースで確率が決定される。例えば、確率は、メータの剛性の周りの信頼区間であり得て、ゼロが信頼区間内にある場合、帰無仮説は棄却される。更に、メータ剛性の測定におけるバイアスが誤アラームを誘発しないことを確実にすべく、メータ電子機器２０はメータ剛性値をバイアス不感帯と比較する。従って、変化しない制限とは対照的に、継続的に更新される可能性のある確率は、誤アラームを引き起こすことなく、振動計５の変化を正確に検出することができる。
【0117】
上記の記載は図１に示す振動計５に言及しているが、あらゆる適切な振動計が用いられる。例えば、２以上のドライバ及び３以上のピックオフセンサが用いられる。従って、２つのピックオフセンサ及び２つのドライバを有する例示的な振動計にて２つ以上の剛性変化が決定される。この例にて、各ドライバと各ピックオフセンサとの間の剛性変化が決定される。同様に、２つのドライバと２つのセンサとの間の剛性変化の間の対称性もまた決定される。
【0118】
上記の実施形態の詳細な記載は、本発明者らが本説明の範囲内にあると企図する全ての実施形態の排他的な記載ではない。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。
【0119】
従って、特定の実施形態が説明の目的のためにここに記載されるが、当該技術分野における熟練者には、様々な等価な修正は現在の記載の範囲内で可能であることが判るだろう。ここに提供される開示は、単に上記され、添付の図面に示される実施形態だけではなく、２つ以上のベースラインメータ検証に基づく振動計内の変化を検出する他の方法に適用され得る。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3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】