JP5394506B2 - 渦振動センサプレートを持つ渦流量計 - Google Patents
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Description
本発明は、流量計、とりわけ、移動する流体中に発生させたカルマン渦列の渦の周波数または周期を測定する原理で動作する、流量計に関する。
流量計は、プロセス流体を測定するために、産業用プロセスで使われる。一つの種類の流量計は、渦流量計として知られ、流体中の渦を検出することによって流量を測定する。これらの渦は、渦振動センサプレートを使用して検出することができる。測定の精度は、渦に応答するための振動の遅れの能力によって影響される。薄いプレートは、より正確な測定を提供することができるが、厚いプレートより不具合の傾向にある。
渦流量計は、ダイアフラムを有する渦反応アセンブリを含む。ダイアフラムは、アセンブリの基端を封止し、隔離室を形成する。アセンブリは、流動路の側壁における開口部を封止するように適合されている。支持支柱は、好ましくは、アセンブリから流動路内に突出している。一つの機器構成では、渦振動センサプレートは、ダイアフラム上に支持された隣接端部と、無支持の対向する末端端部とを有する。渦振動センサプレートは、好ましくは支持支柱によって支持されている、上流側および下流側端部を有する。旋回支柱は、渦振動センサプレートの中心領域に沿って延伸している。旋回支柱は、ダイアフラムを通して延伸している。旋回支柱は、センサに渦振動を伝達する。電子伝送回路は、センサ出力を受け、流体の流量に関する出力を提供する。
以下に記載する実施態様では、渦を検出する渦検出装置は、渦流量計内の渦発生バー(vortex shedding bar)の下流側に位置する。装置は、渦を検出する渦振動センサプレートを含む。渦振動センサプレートは、上流側および下流側支持支柱によって支持された上流側および下流側端部を有する。渦振動センサプレートの上側隣接端部は、ダイアフラム上に支持されている。渦振動センサプレートの下側末端端部は、無支持であり、渦に応じて自由に移動する。旋回支柱は、渦振動センサプレートに取り付けられ、ダイアフラムを通して通過し、ダイアフラム後方の隔離室内に入る。旋回支柱は、隔離室内に延伸しており、隔離室内の位置に渦振動を伝達する。センサは、旋回支柱に連結され、渦振動を検出する。センサは、渦振動周波数を表す電気出力を提供する、伝送回路に接続されている。渦振動周波数は、渦流量計を通した流体流動速度を表す。
Claims (19)
- 渦流量計であって、
流体流動を下流側方向に運ぶように適合された、流動路の周囲に側壁を有する配管と、
流動路内の上流側位置に設置され、流体流動内に渦振動を引き起こす渦発生バーと、
渦反応アセンブリと、
センサからのセンサ出力を受け、流体の流量に関する出力を提供する、電子伝送回路と
を含み、
渦反応アセンブリが、
側壁の開口部を封止し、隔離領域を形成するダイアフラム、
渦振動センサプレート、および
渦振動センサプレートからの渦振動をセンサに伝達するため、渦振動センサプレートの中心領域に沿って延伸し、かつ、ダイアフラムを通して延伸している、旋回支柱、を含み、
前記渦反応アセンブリが、さらに、前記渦反応アセンブリから突出する上流側支持支柱及び下流側支持支柱を含み、
前記渦振動センサプレートが、前記ダイアフラム上に支持された隣接端部、対向する無支持の末端端部、前記上流側支持支柱によって支持された上流側端部、及び、前記下流側支持支柱によって支持された下流側端部を含む、
渦流量計。 - 隔離室内で旋回支柱に接触している粘性材料をさらに含み、粘性材料が、旋回支柱の回転運動を減衰させる、請求項1記載の渦流量計。
- 上流側および下流側端部のフラッピングを制限する支持支柱をさらに含む、請求項1記載の渦流量計。
- 渦振動センサプレートが、支持支柱の最小厚さの30%未満である厚さを有する、請求項3記載の渦流量計。
- 支持支柱が、V字形状の横断面を含む、請求項4記載の渦流量計。
- 旋回支柱が、ダイアフラムに隣接する回転軸の周囲で慣性的に平衡化される、請求項1記載の渦流量計。
- 旋回支柱の旋回運動の振動が、少なくとも0.4の減衰係数を有する、請求項1記載の渦流量計。
- 渦振動センサプレートが、中心静止位置において蓄積引張応力下にある、請求項1記載の渦流量計。
- 旋回支柱の旋回運動の振動が、渦振動の上側周波数制限よりも少なくとも20%高い固有共振周波数を有する、請求項1記載の渦流量計。
- 方法であって、
流動路の周囲に配管側壁を提供する工程、
流動路内の上流側位置に渦発生バーを設置する工程、
配管側壁の開口部をダイアフラムで封止し、隔離領域を形成する工程、
渦振動センサプレートからセンサに渦振動を伝達し、流動路を通したプロセス流体の流動による旋回支柱の振動を検出するため、旋回支柱を渦振動センサプレートの中心領域に沿い、かつ、ダイアフラムを通して延伸させる工程、
検出した振動に基づき、流体の流量を測定するセンサ出力を受ける、電子伝送回路を提供する工程、
渦振動センサプレートの隣接端部をダイアフラム上に支持する工程、
前記センサプレートの無支持の対向する末端端部を提供する工程、及び、
上流側支持支柱及び下流側支持支柱を提供し、前記上流側支持支柱が前記センサプレートの上流側端部を支持し、前記下流側支持支柱が前記センサプレートの下流側端部を支持する工程、を含む、
方法。 - 隔離室内で旋回支柱に接触して粘性材料を配置する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
- 上流側端部および下流側端部のフラッピングを制限するための支持支柱を提供する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
- 渦振動センサプレートの厚さを、支持支柱の最小厚さの30%未満とする工程をさらに含む、請求項12記載の方法。
- ダイアフラムに隣接する回転軸の周囲で旋回支柱を軸方向に平衡化する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
- 旋回支柱の回転運動の振動の固有共振周波数が、渦振動の上側周波数制限よりも少なくとも20%高い固有共振周波数を有する、請求項10記載の方法。
- 支持支柱を、V字形状の横断面を有する形状にする工程をさらに含む、請求項12記載の方法。
- 二配線プロセス制御ループ上の標準伝送信号を提供する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
- ワイヤレス信号を含む標準伝送信号を提供する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
- CAN、HARTおよびPROFIBUS産業用通信信号の群から選択された標準伝送信号を提供する工程をさらに含む、請求項10記載の方法。
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