特許 7514938 流量計変数補正方法

(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】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】流量計変数補正方法

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/84 20060101AFI20240704BHJP

【ＦＩ】

G01F1/84

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022546344

(86)(22)【出願日】2020-01-31

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-22

(86)【国際出願番号】 US2020016181

(87)【国際公開番号】W WO2021154289

(87)【国際公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-09-20

【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】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バトラー， マーク アラン

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１０７２６４４４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１２４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２２１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１６１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２２８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８４４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００８４２９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コリオリ流量計（２０２）内の内圧に基づいて流量変数（５０９）を補正する方法であって、
前記コリオリ流量計（２０２）の第１の端部（２１２ａ）上に配置された第１のプロセス導管（２０８ａ）内に位置する第１の圧力センサ（２０４）で測定された第１の外圧（５０３）を受け取ること、
前記コリオリ流量計（２０２）の前記第１の端部（２１２ａ）に対向する第２の端部（２１２ｂ）上に配置された第２のプロセス導管（２０８ｂ）内の第２の外圧（５０５）を圧力損失係数、流体速度、流体粘度、及び密度に基づいて決定すること、
前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）に基づいて推定流量計内部圧力（５０７）を決定すること、
前記流量変数（５０９）を受け取ること
及び
前記推定流量計内部圧力（５０７）、圧力補償係数（５１０）、及び前記流量変数（５０９）に基づいて、補正流量変数（５１２）を生成すること
を含み、
前記圧力補償係数が、前記コリオリ流量計内の圧力と関連している、方法。

【請求項2】

前記第２の外圧（５０５）を決定することが、前記第２のプロセス導管（２０８ｂ）内に位置する第２の圧力センサ（２０６）から第２の外圧の測定値を受け取ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の外圧（５０３）および前記第２の外圧（５０５）に基づいて前記推定流量計内部圧力（５０７）を決定することが、前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）を平均化することをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記推定内部圧力を決定することが、プロセス導管の断面積、前記プロセス導管の直径、前記コリオリ流量計（２０２）の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍにさらに基づいている、請求項１から３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記流量変数（５０９）が、質量流量、体積流量、又は密度のうちの少なくとも１つである、請求項１から４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記推定流量計内部圧力（５０７）を決定することが、流量計方向にさらに基づいている、請求項１から５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

コリオリ流量計（２０２）内の内圧に基づいて流量変数（５０９）を補正するための電子機器であって、第１の圧力センサ（２０４）から第１の外圧（５０３）を受け取るためのインターフェースと、前記インターフェースと通信する処理システムとを備え、
前記処理システムが、
前記コリオリ流量計（２０２）の第１の端部（２１２ａ）上に配置された第１のプロセス導管（２０８ａ）内に位置する第１の圧力センサ（２０４）で測定された第１の外圧（５０３）を受け取り、
前記コリオリ流量計（２０２）の前記第１の端部（２１２ａ）に対向する第２の端部（２１２ｂ）上に配置された第２のプロセス導管（２０８ｂ）内の第２の外圧（５０５）を圧力損失係数、流体速度、流体粘度、および密度に基づいて決定し、
前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）に基づいて推定流量計内部圧力（５０７）を決定し、
前記流量変数（５０９）を受け取り、そして
前記推定流量計内部圧力（５０７）、圧力補償係数（５１０）、及び前記流量変数（５０９）に基づいて、補正流量変数（５１２）を生成し、ここで前記圧力補償係数が、前記コリオリ流量計内の圧力と関連している、
ように構成された電子機器。

【請求項8】

前記処理システムが、前記第２のプロセス導管（２０８ｂ）内に位置する第２の圧力センサ（２０６）から第２の外圧の測定値を受け取ることによって、前記第２の外圧（５０５）を決定するようにさらに構成されている、請求項７に記載の電子機器。

【請求項9】

前記処理システムが、前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）を平均化することによって、前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）に基づいて前記推定流量計内部圧力（５０７）を決定するようにさらに構成されている、請求項７又は８に記載の電子機器。

【請求項10】

前記処理システムが、プロセス導管の断面積、前記プロセス導管の直径、前記コリオリ流量計（２０２）の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍに基づいて、前記推定内部圧力を決定するようにさらに構成されている、請求項７から９のいずれかに記載の電子機器。

【請求項11】

前記流量変数（５０９）が、質量流量、体積流量、または密度のうちの少なくとも１つである、請求項７から１０のいずれかに記載の電子機器。

【請求項12】

前記推定流量計内部圧力（５０７）を決定することが、流量計方向にさらに基づいている、請求項７から１１のいずれかに記載の電子機器。

【請求項13】

コリオリ流量計（２０２）内の内圧に基づいて流量変数（５０９）を補正するように構成された流量計補正システムであって、
前記コリオリ流量計（２０２）の第１の端部（２１２ａ）上に配置された第１のプロセス導管（２０８ａ）内に位置する第１の圧力センサ（２０４）から第１の外圧（５０３）を受け取るように構成された、第１圧力受信モジュール、
前記コリオリ流量計（２０２）の前記第１の端部（２１２ａ）に対向する第２の端部（２１２ｂ）上に配置された第２のプロセス導管（２０８ｂ）内の第２の外圧（５０５）を圧力損失係数、流体速度、流体粘度、及び密度に基づいて決定するように構成された、第２圧力受信モジュール、
前記第１の外圧（５０３）及び前記第２の外圧（５０５）に基づいて推定流量計内部圧力（５０７）を決定するように構成された、流量計内部圧力推定モジュール、
前記流量変数（５０９）を受け取るように構成された、流量変数受信モジュール
及び
前記推定流量計内部圧力（５０７）、圧力補償係数（５１０）、及び前記流量変数（５０９）に基づいて、補正流量変数（５１２）を生成し、ここで前記圧力補償係数が、前記コリオリ流量計内の圧力と関連しているように構成された、流量変数補正モジュール
を備える、流量計補正システム。

【請求項14】

前記第２圧力受信モジュールが、前記第２のプロセス導管（２０８ｂ）内に位置する第２の圧力センサ（２０６）から第２の外圧の測定値を受け取るようにさらに構成されている、請求項１３に記載の流量計補正システム。

【請求項15】

前記流量計内部圧力推定モジュールが、前記第１の外圧（５０３）と前記第２の外圧（５０５）とを平均化するようにさらに構成されている、請求項１３又は１４に記載の流量計補正システム。

【請求項16】

前記流量計内部圧力推定モジュールが、プロセス導管の断面積、前記プロセス導管の直径、前記コリオリ流量計（２０２）の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍに基づいて、前記推定内部圧力を決定するようにさらに構成されている、請求項１３から１５のいずれかに記載の流量計補正システム。

【請求項17】

前記流量変数（５０９）が、質量流量、体積流量、又は密度のうちの少なくとも１つである、請求項１３から１６のいずれかに記載の流量計補正システム。

【請求項18】

前記流量計内部圧力推定モジュールが、流量計方向に基づいて前記推定流量計内部圧力（５０７）を決定するようにさらに構成されている、請求項１３から１７のいずれかに記載の流量計補正システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

以下に記載される実施形態は、測定されたコリオリ流量計変数を補正する方法、より詳細には、測定されたコリオリ流量計変数を、内圧の変化によって生じる測定への影響について補正する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コリオリ流量計は、プロセス流体の質量流量、密度、体積流量、および他の情報を測定するために使用することができる。

【0003】

図１は、メータアセンブリ１０およびメータ電子機器２０を備えるコリオリ流量計１００の例を示す。メータアセンブリ１０は、プロセス流体の流れの変化に応答する。メータ電子機器２０はリード線１０２を介してメータアセンブリ１０に接続され、密度、体積流量、および質量流量の情報を、他の情報とともに、メータ電子機器インターフェース２６を介してオペレータに提供する。

【0004】

メータアセンブリ１０は、マニホールド１５０及び１５０'、フランジ１０３及び１０３'、平行流管１３０及び１３０'、ドライバ１８０、並びに速度ピックオフセンサ１７０Ｌ及び１７０Ｒを含む。流管１３０及び１３０'は、それらの長さに沿って２つの対称な位置で曲がり、それらの長さ全体にわたって本質的に平行である。ブレースバー１４０及び１４０'は、各流管がその周りを振動する軸を規定するように働く。

【0005】

フランジ１０３及び１０３'が入口端部１０４及び出口端部１０４'を介してプロセスライン（図示せず）に接続されると、プロセス流体はフランジ１０３を通ってメータの入口端部１０４に入り、マニホールド１５０を通って流入する。マニホールド１５０は、プロセス流体を分割し、流管１３０及び１３０'に通す。流管１３０及び１３０'を出ると、プロセス流体は、マニホールド１５０'によって単一の流れで再結合され、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。

【0006】

両方の流管１３０及び１３０'は、流量計の第１の位相外れ曲げモードにおいて、反対方向にドライバ１８０によって駆動される。このドライバ１８０は、流管１３０'に取り付けられた磁石及び流管１３０に取り付けられ両流管を振動させるために交流が通される対向コイルのような、多くの周知の構成のうちの任意の１つを含むことができる。適切なドライバ電圧が、メータ電子機器２０によってドライバ１８０に印加される。

【0007】

メータ電子機器２０は、リード線１０２を介して駆動信号をドライバ１８０に供給して、流管１３０及び１３０'を振動させる。メータ電子機器２０は、リード線１０２を介して速度ピックオフセンサ１７０Ｌ及び１７０Ｒから左右の速度信号を受信し、メータアセンブリ１０を通る流れの質量流量、体積速度及び/又は密度情報を計算する。

【0008】

流量計の用途によっては、例えば、石油及びガス生産においては、高いメータ精度が要求される。しかしながら、異なる内部ライン圧力は異なる流管剛性に対応している可能性があり、流管剛性はコリオリ力に対する感度とメータ流管の固有振動数に影響を与える。したがって、いくつかのコリオリメータの設計では、メータ流管の振動特性に対する内部ライン圧力の影響により、流量及び/又は密度の測定値にずれが生じる。

【0009】

流管の壁は、流量及び密度測定に必要な感度を達成するために薄くなる傾向があるため、流管内の圧力を測定するための圧力タップを含めることは現実的ではない。従って、従来技術のメータの一部のオペレータは、流量計の外側に圧力測定タップを設けて、接続プロセス導管内のプロセス流体の圧力を測定している。通常、オペレータは、粘性抵抗を回避するために、これらの圧力タップを流量計の上流に配置する。あるいは、一部のオペレータは、システム内のライン圧力に影響を及ぼすプロセス制御についての合理的な経験及び知識に基づいて、固定値のライン圧力を仮定する。

【0010】

測定された上流でのライン圧力又は仮定したライン圧力のいずれかを使用して、従来技術のメータは、メータ剛性の変化を補正するために、外部で測定された圧力に基づいて流量計測定値に圧力補償係数を適用する。圧力による剛性の変化のために要求される測定補正に対する、ライン圧力の比率を表す圧力補償係数は、工場での型式試験によって決定される。一般に、圧力補償係数は、流量計の特定のモデル、又は同様のサイズ及び設計のすべてのメータについて決定される、普遍的な係数である。

【0011】

しかし、流量計の外側と流量計の流管内の圧力とは、実質的な差異がある場合がある。外側の圧力タップと流管との間の圧力差が一時点で正確に分かっていても、圧力差にさらなる不確実性が生じ、結果として流量変数の測定誤差が増える可能性がある。例えば、流体に対するベルヌーイ効果は、流管内の断面積及び速度がプロセス導管における流管内と流管の外側とで異なる場合、流量計の外側の圧力に対して流量計の流管内の圧力を増減させる可能性がある。外部圧力タップと流量計管の間の圧力差は、例えば流量計内のコーティングの蓄積のために、型式試験の後に変化することもある。流量計を通る流量を増加させると、圧力タップと流管の内部との間にさらなる圧力損失を発生させる可能性がある。試験中のプロセス流体の粘度の増加は、圧力タップと流管の内部との間にさらなる圧力損失を引き起こす可能性がある。流管の内側と流量計の外側との間のこれらの圧力差は、流量計の測定値に誤差をもたらす可能性がある。

【0012】

場合によっては、設置条件により、較正型式試験中での圧力タップの場所と同じメータの側（すなわち、上流または下流）に、圧力タップを設置することができないことがある。このような場合、流管剛性の変化を補正するために使用される圧力の精度がさらに低下するため、流量計の測定値にはさらなる不確実性が生じる。この問題はまた、流量方向がメータを通って前後に交互に変化するに従い、圧力タップの上流又は下流の位置が交互となる、双方向の流れ設備にも当てはまる。

【0013】

必要となるのは、内圧の変化に起因する剛性の変化に対して、流量計の測定値をより正確に補正する方法である。

【発明の概要】

【0014】

第１の実施形態では、コリオリ流量計内の内圧に基づいて流量変数を補正する方法が提供される。この方法は、コリオリ流量計の第１の端部に配置された第１のプロセス導管内に位置する第１の圧力センサで測定された第１の外圧を受け取るステップを含む。この方法は、コリオリ流量計の第１の端部に対向する第２の端部上に配置された第２のプロセス導管内の第２の外圧を決定するステップをさらに含む。この方法は、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定するステップを更に含む。この本方法は、流量変数を受け取るステップをさらに含む。この方法は、推定流量計内部圧力、圧力補償係数、及び流量変数に基づいて、補正された流量変数を生成するステップをさらに含む。

【0015】

第２の実施形態では、コリオリ流量計内の内圧に基づいて流量変数を補正するための電子機器が提供される。電子機器は、第１の圧力センサから第１の外圧を受け取るためのインターフェースと、このインターフェースと通信する処理システムとを備え、この処理システムは、コリオリ流量計の第１の端部上に配置された第１のプロセス導管内に位置する第１の圧力センサで測定された第１の外圧を受け取り、コリオリ流量計の第１の端部に対向する第２の端部上に配置された第２のプロセス導管内の第２の外圧を決定し、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定し、流量変数を受け取り、推定流量計内部圧力、圧力補償係数、及び流量変数に基づいて補正流量変数を生成するように構成されている。

【0016】

第３の実施形態は、コリオリ流量計内の内圧に基づいて流量変数を補正するように構成された流量計補正システムである。このシステムは、コリオリ流量計の第１の端部上に配置された第１のプロセス導管内に位置する第１の圧力センサから第１の外圧を受け取るように構成された第１圧力受信モジュール、コリオリ流量計の第１の端部に対向する第２の端部上に配置された第２のプロセス導管内の第２の外圧を決定する第２圧力受信モジュール、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定するように構成された流量計内部圧力推定モジュール、流量変数を受け取るように構成された流量変数受信モジュール、並びに推定流量計内部圧力、圧力補償係数、及び流量変数に基づいて補正流量変数を生成するように構成された流量変数補正モジュールを備える。

【0017】

［態様］
さらなる態様によれば、第２の外圧を決定することは、圧力損失係数、流体速度、流体粘度、及び密度に基づきうる。

【0018】

さらなる態様によれば、第２の外圧を決定することは、第２のプロセス導管内に位置する第２の圧力センサから第２の外圧の測定値を受け取ることをさらに含みうる。

【0019】

さらなる態様によれば、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定することは、第１の外圧及び第２の外圧を平均化することをさらに含みうる。

【0020】

さらなる態様によれば、推定内部圧力を決定することは、プロセス導管の断面積、プロセス導管の直径、コリオリ流量計の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍにさらに基づきうる。

【0021】

さらなる態様によれば、圧力補償係数は、流管内の圧力と関連しうる。

【0022】

さらなる態様によれば、流量変数は、質量流量、体積流量、又は密度のうちの少なくとも１つでありうる。

【0023】

さらなる態様によれば、推定流量計内部圧力を決定することは、流量計方向にさらに基づいていてもよい。

【0024】

さらなる態様によれば、処理システムは、圧力損失係数、流体速度、流体粘度、及び密度に基づいて、第２の外圧を決定するようにさらに構成されうる。

【0025】

さらなる態様によれば、処理システムは、第２のプロセス導管内に位置する第２の圧力センサから第２の外圧の測定値を受け取ることによって、第２の外圧を決定するようにさらに構成されていてもよい。

【0026】

さらなる態様によれば、処理システムは、第１の外圧及び第２の外圧を平均化することによって、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定するようにさらに構成されうる。

【0027】

さらなる態様によれば、処理システムは、プロセス導管の断面積、プロセス導管の直径、コリオリ流量計の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍに基づいて、推定内部圧力を決定するようにさらに構成されうる。

【0028】

さらなる態様によれば、圧力補償係数は、流管内の圧力と関連しうる。

【0029】

さらなる態様によれば、流量変数は、質量流量、体積流量、または密度のうちの少なくとも１つでありうる。

【0030】

さらなる態様によれば、推定流量計内部圧力を決定することは、流量計方向にさらに基づいていてもよい。

【0031】

さらなる態様によれば、第２圧力受信モジュールは、圧力損失係数、流体速度、流体粘度、及び密度に基づいて、第２の外圧を決定するようにさらに構成されうる。

【0032】

さらなる態様によれば、第２圧力受信モジュールは、第２のプロセス導管内に位置する第２の圧力センサから第２の外圧測定値を受け取るようにさらに構成されていてもよい。

【0033】

さらなる態様によれば、流量計内部圧力推定モジュールは、第１の外圧と第２の外圧とを平均化するようにさらに構成されうる。

【0034】

さらなる態様によれば、流量計内部圧力推定モジュールは、プロセス導管の断面積、プロセス導管の直径、コリオリ流量計の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定流量Ｍに基づいて、推定内圧を決定するようにさらに構成されうる。

【0035】

さらなる態様によれば、圧力補償係数は、流管内の圧力と関連しうる。

【0036】

さらなる態様によれば、流量変数は、質量流量、体積流量、または密度のうちの少なくとも１つでありうる。

【0037】

さらなる態様によれば、流量計内部圧力推定モジュールは、流量計方向に基づいて推定流量計内部圧力を決定するようにさらに構成されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0038】

すべての図面において、同じ参照番号は同じ要素を表す。図面は必ずしも縮尺通りではないことを理解されたい。

【図1】図１は、一実施形態に係る流量計１００を示す。

【図2】図２は、一実施形態に係る流量計システム２００を示す。

【図3】図３は、一実施形態に係る方法３００を示す。

【図4】図４は、一実施形態に係る電子機器４００を示す。

【図5】図５は、一実施形態に係るシステム５００を示す。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図２－５および以下の説明は、本出願の最良の形態を作成及び使用する方法を当業者に教示するための、具体的な例を示す。本発明の原理を教示する目的において、いくつかの従来からの態様は、単純化され、又は省略されている。当業者であれば、本出願の範囲内に含まれるこれらの例からの変形を理解できるであろう。当業者であれば、以下に記載される特徴を様々な方法で組み合わせて、本出願の複数の変種が形成できることを理解できるであろう。結果として、以下で説明される実施形態は、以下で記載される具体的な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ限定される。

【0040】

図２は、一実施形態に係る流量計システム２００を示す。流量計システム２００は、コリオリ流量計内部の内圧に基づいて流量変数を補正するために使用されうる。流量計システム２００は、コリオリ流量計２０２、第１の圧力センサ２０４、第１のプロセス導管２０８ａ、第２のプロセス導管２０８ｂ、及び電子機器２１０を含みうる。

【0041】

いくかの実施形態において、コリオリ流量計２０２は、コリオリ流量計センサ１００と同様であってもよい。しかしながら、さらなる実施形態では、コリオリ流量計２０２センサは、異なる構成を含んでもよい。例えば、コリオリ流量計２０２は、当業者であれば理解できるように、直線または湾曲した１つ以上の流管を備えてもよい。

【0042】

図２において、プロセス流体は、第１のプロセス導管２０８ａ及び第２のプロセス導管２０８ｂを介してコリオリ流量計２０２に出入りする。図示されている実施形態では、第１のプロセス導管２０８ａは、第１の端部２１２ａにおいて流体入口と結合しており、第２のプロセス導管２０８ｂは、コリオリ流量計２０２の第２の端部２１２ｂにおいて流体出口と結合している。しかしながら、これは限定を意図するものではない。実施形態によっては、第２のプロセス導管２０８ｂ及び第２の端部２１２ｂは、入口と結合され得る。更なる実施形態では、流量計システム２００は双方向であってもよく、これは第１の端部２１２ａ及び第２の端部２１２ｂのそれぞれが、入口又は出口として交互に機能しうることを意味する。

【0043】

いくつかの実施形態では、第１の圧力センサ２０４は、抵抗、容量、圧電、光学、またはＭＥＭＳの圧力センサまたは変換器を含むが、これらに限定されない、任意のタイプのセンサを備え得る。

【0044】

いくつかの実施形態では、流量計システム２００は、電子機器２１０をさらに備えることができる。電子機器２１０は、コリオリ流量計２０２内の内圧に基づいて流量変数を補正するために使用されうる。いくつかの実施形態では、電子機器２１０は、補正流量変数をオペレータに提供することができる。

【0045】

電子機器２１０は、第１の圧力センサ２０４と、コリオリ流量計２０２に関係するメータ電子機器２０又はメータアセンブリ１０との、いずれかと通信している。さらなる実施形態では、電子機器２１０は、第２の圧力センサ２０６とさらに通信することができる。いくつかの実施形態では、電子機器２１０は、補正された流量変数情報をオペレータに提供するための、さらなるインターフェースを提供しうる。

【0046】

いくつかの実施形態では、流量計システム２００は、電子機器２１０と、コリオリ流量計２０２に関係するメータ電子機器２０の、両方を備えうる。あるいは、電子機器２１０は、流量計システム２００のための唯一の電子機器を備えることができ、これは、電子機器２１０が、コリオリ流量計２０２のメータ電子機器２０に関する上記で説明した機能を、さらに提供することを意味する。

【0047】

さらなる実施形態では、流量計システム２００は、第２の圧力センサ２０６を含みうる。第２の圧力センサ２０６は、第１の圧力センサ２０４と同じタイプであってもよく、異なるタイプであってもよい。

【0048】

図３は、一実施形態による方法３００を示す。方法３００は、コリオリ流量計内部の内圧に基づいて、流量変数を補正するために使用されうる。いくつかの実施形態では、方法３００は、電子機器２１０によって実行することができる。いくつかの実施形態では、流量変数は、質量流量、体積流量、又は密度の測定値のうちの少なくとも１つを含みうる。

【0049】

方法３００は、ステップ３０２から始まる。ステップ３０２では、コリオリ流量計の第１の端部上に配置された第１のプロセス導管内に位置する、第１の圧力センサで測定された第１の外圧が受け取られる。例えば、第１の端部２１２ａに配置された第１のプロセス導管２０８ａ内のプロセス流体の圧力を示す信号を、第１の圧力センサ２０４から受信することができる。

【0050】

方法３００はステップ３０４に続く。ステップ３０４では、コリオリ流量計の第１の端部に対向する第２の端部上に配置された第２のプロセス導管内の第２の外圧が、決定される。

【0051】

いくつかの実施形態では、第２の外圧を決定することは、流体の速度、密度、及び粘度に加えて、メータに特徴的な１つまたは複数の圧力損失係数に基づきうる。管の１つのセクションに渡る粘性流が経験する圧力低下の原因についての物理は、流体力学の教科書のいくつかの古典的なイントロダクションにおいて説明されている。１つ又は複数の圧力損失係数は、コリオリ流量計、例えばコリオリ流量計２０２の少なくとも１つのセクションにわたる圧力損失を特徴付ける。いくつかの実施形態では、圧力損失係数のうちの１つまたは複数は、工場で測定された、又は計算モデルに基づいて決定された、１つまたは複数の所定の値を含みうる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の圧力損失係数は、管摩擦、及び／又はマニホールド１５０、１５０'、フランジ１０３、１０３'、流管１３０、１３０'の屈曲などの流量計の物理的特徴、又は当業者に知られている任意の他の物理的特徴による損失を表し得る。流体速度は、コリオリ流量計２０２で測定された質量流量及び密度、並びに流管１３０、１３０'の断面積に基づいて決定されうる。圧力損失係数及び流体速度を用いて、Ｄａｒｃｙ－Ｗｅｉｓｂａｃｈ方程式、又は当業者に公知の任意の他の方法を使用して、第２の外圧を決定することが可能である。

【0052】

いくつかの実施形態では、流体粘度は、流量計システム２００の外部で測定されて電子機器２１０に送信されてもよく、又は既知のプロセス流体に基づいてオペレータによって入力されてもよい。密度は、コリオリ流量計２０２によって測定することができる。

【0053】

さらなる実施形態では、第２の外圧を決定することは、第２のプロセス導管内に位置する第２の外圧の測定値を受け取ることを含み得る。例えば、第２の圧力センサ２０６を含む流量計システム２００の実施形態では、第２の圧力センサ２０６を使用して第２の外圧を決定することが可能であり得る。

【0054】

方法３００はステップ３０６に続く。ステップ３０６では、推定流量計内部圧力が、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて決定される。

【0055】

いくつかの実施形態では、推定流量計内部圧力を決定することは、第１の外圧及び第２の外圧を平均化することを含む。例えば、推定流量計内部圧力P_{inner_1A}は、式１Ａにより決定することができる。

【数1】

式１Ａにおいて、P_upstreamは第１の外圧を含み、P_downstreamは第２の外圧を含み得る。Δｐは第１の外圧と第２の外圧との間の圧力損失を表し、いくつかの実施形態では、これは、コリオリ流量計２０２にわたる、又はコリオリ流量計２０２並びに第１のプロセス導管２０８ａ及び第２のプロセス導管２０８ｂの一部にわたる、圧力損失を含みうる。

【0056】

さらなる実施形態では、第１の外圧及び第２の外圧に基づいて推定流量計内部圧力を決定することは、推定流量計内部圧力におけるベルヌーイ効果を考慮することをさらに含みうる。推定流量計内部圧力におけるベルヌーイ効果を考慮することは、プロセス導管の断面積、プロセス導管の直径、コリオリ流量計の流管の断面積、測定密度ρ、及び測定質量流量Ｍに基づいて、推定内部圧力を決定することをさらに含みうる。

【0057】

いくつかの実施形態では、式２は、式１Ａで記載された推定流量計内部圧力P_{inner_1A}、又は以下の式１Ｂで記載された推定流量計内部圧力P_{inner_1B}を含みうる推定流量計内部圧力P_{inner_1}をさらに補正して、さらなる推定流量計内部圧力P_{inner_2}を提供するために使用され得る。

【数2】

【0058】

式２において、P_{inner_2}はベルヌーイ効果に対する補正後の流管１３０、１３０'内の推定圧力を表し、ρはコリオリ流量計２０２によって測定されるプロセス流体の密度を表し、v_pipeは第１の圧力センサ２０４が配置されている第１のプロセス導管２０８ａ内のプロセス流体の速度を表し、v_meterは流管１３０、１３０'内のプロセス流体の速度を表す。式３は、第１のプロセス導管２０８ａ内のプロセス流体の速度v_pipeを提供する。

【数3】

式３において、Ｍはコリオリ流量計２０２によって測定される質量流量であり、A_pipeは第１のプロセス導管２０８ａの断面積であり、ｄは第１のプロセス導管２０８ａの直径である。式４は、流管１３０、１３０'内のプロセス流体の速度v_meterを提供する。

【数4】

式４において、A_meterは、コリオリ流量計２０２の流管１３０、１３０'の合計断面積である。

【0059】

いくつかの実施形態において、推定流量計内部圧力P_{inner_1}、及びさらなる推定流量計内部圧力P_{inner_2}は、計器剛性の変化に対して流量計変数のより正確な補正を可能にしうる。

【0060】

流量計システム２００のいくつかの実施形態では、コリオリ流量計２０２は、第２の圧力センサ２０６が第２のプロセス導管２０８ｂ内の下流に配置される設備と、流れ方向が前方と後方との間で交互に変わるのに応じて、圧力センサ２０４及び／又は２０６が上流または下流に交互に位置するような、双方向流量測定のために計器が使用される設備と、の両方をサポートすることができる。したがって、推定流量計内部圧力を決定することは、流量計方向にさらに基づいてもよい。ステップ３０６の更なる実施形態では、双方向の流れの間に流動方向が反転する場合、P_upstreamが第２のプロセス導管２０８ｂ内の圧力を含み、P_downstreamが第１のプロセス導管２０８ａ内に圧力を含みうる。１つの圧力トランスミッタのみが利用可能であり、それがたまたま下流位置にあるような実施形態では、式１Ａは、別の形式をとることができる。

【数5】

【0061】

方法３００はステップ３０８に続く。ステップ３０８では、流量変数が受け取られる。いくつかの実施形態では、流量変数は、コリオリ流量計２０２で測定されたプロセス流体の密度、質量流量、または体積流量を含みうる。いくつかの実施形態では、流量変数は、コリオリ流量計２０２に関係するメータ電子機器２０から受け取るか、電子機器２１０の電子記憶装置から読み出すか、又はコリオリ流量計２０２のメータアセンブリ１０から受け取った生のピックオフセンサデータを用いることで、決定することができる。

【0062】

方法３００はステップ３１０に続く。ステップ３１０では、推定流量計内部圧力と、圧力補償係数と、流量変数とに基づいて、補正流量変数が生成される。補正流量変数は、流管内の圧力の変化に対して補正された測定流量変数を表す。

【0063】

圧力補償係数は、流量計内の圧力を、流管の剛性の変化に対する測定補正に関連付ける。いくつかの実施形態において、圧力補償係数は、流量計工場での型式試験において決定されうる。圧力補償係数は、流量計の特定のモデル、類似のサイズ及び設計を含む流量計モデルのファミリー、又は単一の流量計に関連し得る。

【0064】

いくつかの実施形態では、補正流量変数は、圧力補償係数に流量計内部圧力を乗ずることによって決定されうる。例えば、数式５を用いることができる。
X_corrected＝ X_measured＋(P_inner－P_baseline)*K, （式５）
ここで、X_correctedは補正流量変数であり、X_measuredは測定された流量変数であり、P_innerは上記のP_{inner_1}又はP_{inner_2}に対応する推定流量計内部圧力であり、P_baselineはメータが参照標準に対して最後に較正されたときの内部圧力として記録された圧力であり、Ｋは圧力補償係数である。

【0065】

いくつかの実施形態において、圧力補償係数Ｋは、型式試験において流管内部圧力と関連付けされうる。これは、第１の圧力センサ２０４の位置に関連付けされる圧力補償係数Ｋを使用する従来技術の方法よりも、圧力についての流量変数の改善された補正を提供することができる。

【0066】

図４は、一実施形態に係る電子機器４００を示す。電子機器４００は、処理システム４０２と、記憶システム４０４と、インターフェース４０６とを備える。電子機器４００は、コリオリ流量計内の内圧に基づいて流量変数を補正するために使用されうる。

【0067】

処理システム４０２は、電子機器４００上で実行されると、図３及び図５に関連して説明された方法の一部または全部を実行するコンピュータ命令を実行するように構成され得る。いくつかの実施形態では、処理システム４０２は、当業者であれば理解できるように、単一の、または任意の複数のプロセッサを含み得る。

【0068】

記憶システム４０４は、電子的に読み取り可能な媒体、又はコンピュータプログラム命令を記憶するように構成されたコンピュータで読み取り可能な媒体でありうる。いくつかの例では、記憶システム４０４は、非一時的媒体を含み得る。記憶されたコンピュータプログラム命令は、処理システム４０２上で実行されたとき、図３及び図５に関連して説明された方法の一部または全部を実行し得る。

【0069】

いくつかの例では、処理システム４０２及び記憶システム４０４は、システムオンチップなどのカスタムチップセットに組み込まれ得る。

【0070】

いくつかの例では、図３及び図５に関連して説明される方法の一部は、電子機器４００の外部で記憶または実行されうる。例えば、図３から５に関連して説明された方法の一部は、インターネットを介してサーバとクラウド記憶設備の組み合わせにおいて記憶または実行されてもよい。

【0071】

インターフェース４０６は、電子機器４００の外部のデバイスと通信するように構成され得る。インターフェース４０６を通して、電子機器４００は、第１の圧力センサ２０４と通信してもよい。インターフェース４０６は、さらに、コリオリ流量計２０２の内部のメータ電子機器２０、又は外部の制御室コンピュータと通信してもよい。

【0072】

いくつかの実施形態では、電子機器４００は、メータ電子機器２０を含みうる。しかしながら、さらなる実施形態では、電子機器４００は、メータ電子機器２０と通信する別の電子機器を備えてもよい。

【0073】

図５は、一実施形態による流量計補正システム５００を示す。流量計補正システム５００は、流量計システム２００のコリオリ流量計２０２内の内圧に基づいて流量変数を補正するために使用されうる。

【0074】

流量計補正システム５００は、第１圧力受信モジュール５０２を備える。第１圧力受信モジュール５０２は、コリオリ流量計２０２の第１の端部２１２ａ上に配置された第１のプロセス導管２０８ａ内に位置する第１の圧力センサ２０４から、第１の外圧５０３を受け取るように構成される。いくつかの実施形態では、圧力受信モジュール５０２は、上述のように、方法３００のステップ３０２を実行することができる。

【0075】

流量計補正システム５００は、第２圧力受信モジュール５０４をさらに備える。第２圧力受信モジュール５０４は、コリオリ流量計２０２の第１の端部２１２ａに対向する第２の端部２１２ｂ上に位置する第２のプロセス導管２０８ｂ内の、第２の外圧５０５を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、第２圧力受信モジュール５０４は、上述のように、方法３００のステップ３０４を実行することができる。

【0076】

流量計補正システム５００は、流量計内部圧力推定モジュール５０６をさらに備える。流量計内部圧力推定モジュール５０６は、第１の外圧５０３及び第２の外圧５０５に基づいて、推定流量計内部圧力５０７を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、流量計内部圧力推定モジュール５０６は、方法３００のステップ３０６、又は上述したその任意の変形を実行することができる。

【0077】

流量計補正システム５００は、流量変数受信モジュール５０８をさらに備える。流量変数受信モジュール５０８は、流量変数５０９を受信するように構成される。いくつかの実施形態では、流量変数受信モジュール５０８は、上述のように、方法３００のステップ３０８を実行することができる。

【0078】

流量計補正システム５００は、流量変数補正モジュール５１１をさらに備える。流量変数補正モジュール５１１は、推定流量計内部圧力５０７、圧力補償係数５１０、及び流量変数５０９に基づいて、補正流量変数５１２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、流量変数補正モジュール５１１は、上述のように、ステップ３１０を実行することができる。

【0079】

上記の実施形態の詳細な説明は、本発明者が本説明の範囲内にあると考えるすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際に、当業者は、上述の実施形態の特定の要素は、さらなる実施形態を生成するために様々に組み合わされ、または除去されてもよく、そのようなさらなる実施形態は、本説明の範囲および教示内に入ることを認識するであろう。したがって、上述の実施形態の範囲は、以下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】