JP6216463B2

JP6216463B2 - カスタマイズ可能な平均化ピトー管プローブ及びプロセス変数伝送器

Info

Publication number: JP6216463B2
Application number: JP2016544328A
Authority: JP
Inventors: フィーザー，ブライアン，アンソニー; ガーネット，ジョン，エヴァレット
Original assignee: ディーテリヒ・スタンダード・インコーポレーテッド
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2034-08-12
Also published as: CN104457864A; US9250107B2; WO2015041771A1; CN104457864B; EP3047285B1; JP2016532877A; US20150075293A1; CN204007734U; EP3047285A1

Description

本発明は、カスタマイズ可能な平均化ピトー管プローブ及びプロセス変数伝送器に関する。

産業環境においては、産業プロセスや化学プロセスその他における物品の監視・制御のために制御システムが用いられている。典型的には、こうした機能を担う当該制御システムはフィールド機器を利用し、当該フィールド機器は産業プロセスで鍵となる箇所に配置されており、プロセス制御ループによって制御室内の制御回路に接続されている。「フィールド機器」という用語は分散配置された制御システム又はプロセス監視システムにおいて機能を担う任意の機器を指し、産業プロセスにおける測定、制御及び監視に用いられる全ての機器を含む。

フィールド機器の中にはプロセス流体に接続する変換器を含むものがある。変換器とは、物理入力に基づいて出力信号を発生する機器又は入力信号に基づいて物理出力を発生する機器のいずれかを意味するものとして理解することができる。典型的には、変換器は入力を異なる形式を有する出力へと変換する。種々の変換器には様々な分析機器、圧力センサ、サーミスタ、アクチュエータ、ソレノイド、指示ライトその他が含まれる。

産業プロセスで利用されるプロセス変数センサのようなフィールド機器は、フィールドにおけるパイプライン、タンク及びその他の産業プロセス機器に設置することができる。こうした機器は、プロセス流体の流量、プロセス流体の温度、プロセス流体の圧力、プロセス流体の導電性、プロセス流体のｐH及びその他のプロセス変数といったようなプロセス変数を検知する。その他の種類の産業プロセスフィールド機器には、バルブ、アクチュエータ、フィールドコントローラ、データディスプレイ、及び産業フィールドネットワークブリッジのような通信機器が含まれる。

プロセス変数センサの1種類として流量計があり、当該流量計は例えば、流体の流れの速度を測定することができる。流量計の1種として、平均化ピトー管（averaging pitot tube;以下、APTとする）を用いるものは、流れのラインへの取り付け及び取り外しの機能性、圧力損失の低さ、比較的低いコスト、及び信頼性のある性能といった理由により、人気のある流量測定機器となっている。APTは、プロセス流体がその中を流れて通っているパイプラインに渡る複数の箇所から圧力を検知して平均化する。さらに、当該平均圧力を流体理論及び実験的に決定された値と合わせて用いることで、当該流体の流量測定が可能となる。APTの一種として、コロラド州ボルダーのディーテリヒ・スタンダード社（Dieterich Standard, Inc. of Boulder, Colorado）から入手可能なアニューバ（Annubar：登録商標）APTがある。当該アニューバ型のAPTに関しては少なくとも、パイプラインの断面に渡る複数のサンプルが平均化されることで当該断面に渡る流量のばらつきが把握可能となるように、APTがプロセスパイプラインの一定範囲に渡って配置されている必要がある。

米国特許出願4717159号明細書(US4717159A)

様々に異なる顧客要求、設置要件その他のために、APT型プローブ及び伝送器のメーカは通常、異なるパイプ直径に対応可能とすべく、多数の異なるサイズのAPTプローブを製造して在庫として有しておく必要がある。さらに、異なる種類のプロセスパイプラインへの接続態様に対応可能とすべく、異なる種類のAPTプローブ又は伝送器を製造し在庫として有しておく必要がある。この結果、製造工程はより複雑且つ高コストとなってしまう。さらに、APTプローブ又は伝送器が顧客に納品されるまでのリードタイムが長くなってしまうこともよくある。

以上の議論は単に一般的背景となる情報を提供するためだけのものであり、クレームに記載された対象の範囲を決定する補助として用いることを意図したものではない。

このサマリ及び要約は、以下の詳細な説明においてさらに説明する概念から選択されたものを簡略化された形式で紹介するために提供されている。当該サマリ及び要約は、クレームに記載された内容の鍵となる特徴や本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、クレームに記載された内容の範囲を決定する補助に用いることを意図したものでもない。

一例の実施形態において、長さをカスタマイズ可能な平均化ピトー管(APT)プローブであって限定された管路へと挿入するものが開示される。当該APTプローブは当該限定された管路内へと挿入されるよう構成されたプローブ部分を含む。APTプローブ部分は長手方向に延在する上流側表面と、長手方向に延在する下流側表面と、当該上流側表面及び下流側表面の間に位置する中央表面と、を備えることで、当該APTプローブ部分の内部に第１及び第２の流体流送プレナムを形成する。当該APTプローブ部分はさらに、上流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該上流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が第１の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、下流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該下流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が第２の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、を備える。キャップがAPTプローブ部分の端部に取り付けられることで、第１及び第２の流体流送プレナムを当該APTプローブ部分の端部において密閉（隔離）する。当該キャップは、当該APTプローブを特定のサイズの管路に向けてカスタマイズするために当該プローブ部分が切断された後にAPTプローブ部分の端部に取り付けることができる。APTプローブ部分に延長ボディが接続されることで、第１及び第２の流体流送プレナムへと流体接続して第１及び第２の流体流送プレナムからのプロセス圧力を圧力センサへと接続するための流体通路が提供される。

一実施形態では、長さをカスタマイズ可能なAPTプローブはさらに、延長ボディに取り付けられる電子機器接続部であって、前記流体通路を通じて第１及び第２の流体流送プレナムと流体接続する第１及び第２のポートを有しているような電気接続部を備える。

一実施形態では、前記延長ボディはAPTプローブの断面の直径よりも大きい直径を有する。延長ボディは一実施形態において、複数の異なるタイプの接続ハードウェア設定を用いて当該カスタマイズ可能なAPTプローブへと接続するように構成されている。

一実施形態では、APTプローブ部分は、前記上流側表面及び前記下流側表面にそれぞれ形成され長手方向に配列された複数の開口部に関して、前記上流側表面、下流側表面及び中央表面を切断することで、異なる管路直径に対応できるように複数の所望のプローブ長さとすることができるように構成されており、且つ、前記APTプローブ部分の構造上の整合が保たれるように構成されている。

一実施形態では、圧力センサを有するプロセス変数伝送器と、APTプローブ部分と、キャップと、延長ボディと、を含むプロセス変数監視システムが提供される。

一例の実施形態に係る、プロセス流体を監視又は制御するのに用いる産業プロセス制御又は監視システムの略図である。一例の実施形態に係る、図１に示すシステム及び伝送器のブロック図である。 APTプローブの実施形態を示す図である。図４及び図５は、異なる接続タイプ及び器具を用いてプロセスに接続される図３のプローブを示す図である。図４及び図５は、異なる接続タイプ及び器具を用いてプロセスに接続される図３のプローブを示す図である。特定のプロセス要求に向けてAPTプローブをカスタマイズする処理ステップを示すための断面図である。特定のプロセス要求に向けてAPTプローブをカスタマイズする処理ステップを示すための断面図である。特定のプロセス要求に向けてAPTプローブをカスタマイズする処理ステップを示すための断面図である。 APTプローブの長さをカスタマイズする方法を示すフローチャートである。

図１は、産業プロセスのプロセス流体を監視又は制御するのに用いられる産業プロセス制御又は監視システム100を示す簡略図である。通常、プロセス変数伝送器102のようなフィールド機器はフィールドの遠隔位置に配置され、検知されたプロセス変数を中央配置された制御室104に返すように伝送する。プロセス変数の伝送には種々の技術を用いることができ、当該技術には有線及び無線の両方が含まれる。１つのよく用いられる通信技術では、2線式プロセス制御ループ106として知られるものを利用し、2線式プロセス制御ループ106においては１つの導線ペアが情報伝達及び伝送器102への電力供給の両方に利用される。情報伝達の１つの技術として、プロセス制御ループ106を流れる電流値を4mAと20mAとの間で制御することによる技術がある。当該4-20mA範囲内の電流値を、プロセス変数の対応する値へとマッピングすることができる。デジタル通信プロトコルの例として、HART（登録商標）（すなわち、標準の4-20mAアナログ信号に重畳されるデジタル通信信号で構成されたハイブリッド物理層）、FOUNDATION（商標）フィールドバス（すなわち、アメリカ計測学会（Instrument Society of Amecica）により1992年に公布された全デジタル通信プロトコル）、プロフィバス（Profibus）通信プロトコルやその他が含まれる。また、WirelessHART（ワイヤレスHART：登録商標）を含む無線通信技術といったような、無線プロセス制御ループプロトコルを実装することもできる。図１のプロセス制御ループ106は、伝送器102と制御室104との間の通信接続に関して、有線の実施形態及び無線の実施形態の片方又は両方を表している。

プロセス変数伝送器102は、図１に一例の実施形態が示されている取付部品又は取付器具112によってプローブ120へと接続されており、プローブ120はさらにプロセス配管108内へと延びることで、プロセス配管108内のプロセス流体のプロセス変数を測定するように構成されている。プロセス変数の例には、流量、温度、圧力、レベル（水位）、pH、導電性、濁度、密度、濃度、化学組成などが含まれる。プロセス変数伝送器102はセンサ124及び他の構成要素／回路（図１では不図示）を含み、これらはプローブ120からのプロセス変数を受信してプロセス制御ループ106上に伝送器出力を与えるように構成されている。

一例の実施形態においては、プロセス変数伝送器102は差圧伝送器であり、プローブ120は平均化ピトー管（averaging pitot tube; APT）式のプローブである。差圧伝送器102及び平均化ピトー管120の構成要素に関しては、以下でさらに詳細に説明する。

図１では、プロセス管路又は配管108の切断された部分によって、APTプローブ120の部分122が見えるようになっており、当該部分122はプロセス配管108の内部において直径を横切って位置している。矢印126は配管108内の流体の流れる方向を示している。一例となる実施形態として、流体マニホールド128及び流量伝送器102がAPTプローブ120の外部端の側に取り付けられていることが示されている。これらのAPTプローブの実施形態において、伝送器102のセンサ124は圧力センサ124であり、当該圧力センサ124は通路130（図１に透視で示されている）を通ってプローブ120へと流体的に接続されている。

以下により詳細に説明するように、APTプローブ120は縫目型（stitched）の設計（デザイン）とすることで、当該プローブが特定直径のプロセス配管108用の所望の長さに切断されることを可能にすると共に、構造上及び測定上の整合性も同時に保たれるようにすることができる。多数の異なる長さのAPTプローブを異なる設置条件の異なるプロセス配管直径のために製造するのではなく、この縫目型の設計を用いることにより、単一長さのプローブを製造することで多種多様な用途をカバーすることが可能となる。当該単一プローブ長さのAPTプローブを流通拠点に在庫として有しておくことにより、プローブを顧客に提供するのに要するリードタイムの改善を図ることができる。単一プローブ長さでの製造を行うことによりまた、製造対象のAPTプローブの種類数を削減することで、製造プロセスの工場パフォーマンス改善の潜在的可能性が提供されることとなる。特定顧客に対して特定のプローブ長さを必要とする特定用途のためにAPTプローブを供給する際は、プローブ120の端部から余剰部材が切り取られ、流通拠点又はその他の場所において当該端部に対してキャップ又はその他の仕上げ機構123を用いて仕上げ処理が施される。一例の実施形態では、APTプローブに加わる応力を低減するために、プロセス配管108の側面121に反対側支持構造を設けるようにしてよい。こうした構造は図１では省略されているが、例えば図５には示されている。プロセス配管内のプロセス流体の流れによって加わる応力を原因としてAPTプローブが折れて取れてしまうことを防ぐのに、反対側支持構造は役立つ。しかしながら、反対側支持構造が全ての実施形態で必要となるわけではない。

図２は、監視システム100による一例としての差圧測定システム実施形態のシステムブロック図である。図示するように、システム100は流量伝送器102及び差圧測定プローブ120を含む。システム100はループ106といったようなプロセス制御ループに接続可能であり、配管108内の流体の流れによる差圧に関するプロセス変数出力を伝達するように構成されている。システム100の伝送器102はループ通信回路302、圧力センサ124、測定回路304及び制御器306を含む。

ループ通信回路302はプロセス制御ループ106に接続可能であり、当該プロセス制御ループを用いて通信するように構成されている。ループ通信回路302は、有線通信リンク及び／又は無線通信リンクによって通信するための回路を備えていてもよい。当該通信は、有線及び無線の両方のプロトコルを含む前述したプロトコルのような、任意の適切なプロセス産業標準プロトコルに即したものであってよい。

圧力センサ124は第１ポート310及び第２ポート312を含み、当該第１ポート310及び第２ポート312はそれぞれ、APTプローブ120の第１プレナム316及び第２プレナム318へと通路130を通じて接続されている。センサ124は、加えられた圧力の変化に応じて変化する電気特性を有する任意の装置であってよい。例えば、センサ124はポート310及び312の間に加わる差圧に応じて変化するような静電容量を有する静電容量型圧力センサであってよい。

測定回路304はセンサ124に接続され、少なくともポート310及び312の間の差圧に関するセンサ出力を与えるように構成されている。測定回路304は、差圧に関する適切な信号を与えることのできる任意の電気回路であってよい。例えば、測定回路はアナログ・デジタルコンバータ、容量・デジタルコンバータ又はその他の適切な回路であってよい。

制御器306は測定回路304及びループ通信回路302に接続されている。制御器306はループ通信回路302へとプロセス変数出力を与えるように構成されており、当該プロセス変数出力は測定回路304によって与えられたセンサ出力に関係するものとなっている。制御器306はプログラマブルゲートアレイデバイス、マイクロプロセッサ又は任意のその他のデバイス（単数又は複数）であってよい。ループ通信回路302、測定回路304及び制御器306は個別モジュールであるという観点で説明してきたが、これらは例えば特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ASIC）上にまとめることもできることに注意されたい。一例の実施形態では、メモリ307が含まれており、且つ、メモリ307が制御器306へと接続されることにより、制御器306及び／又は測定回路304の設定に用いられるコンピュータ可読命令、パラメータ値その他をメモリ307に保存するようにしてよい。こうした実施形態においては、選択されたAPTプローブ120の長さに基づいて設定情報がメモリ307に保存されることにより、当該選択されたプローブ長さに基づいたプロセス変数出力を与えるように、当該プローブ及び伝送器102を最適化又は設定されるようにすることができる。

APTプローブ120は通路130によって伝送器102に接続される。従って、センサ124のポート310は第１プレナム316へと接続され、センサ124のポート312は第２プレナム318へと接続される。「プレナム」とは、通路、チャネル、管、又はこれらに類するものであって、その内部へと特定の特性又は圧力を有する流体が導入され又は受け入れられ、且つ、当該流体がその内部を貫通して移動又は運搬されるものをいう。

上述のように、APTプローブ120は、縫目型の設計を有することで当該プローブを特定直径のプロセス配管108向けの所望の長さにカットできるようにすると共に、構造上及び測定上の整合性も保たれるようにすることができる。図２に示されるように、プローブ120は、上流側表面すなわち表面319であって当該プローブの長さ方向に延びているものと、下流側表面すなわち表面320であって当該プローブの長さ方向に延びているものと、中央部表面又は中心部表面すなわち表面321であってプレナム316及び318を分離しているものと、を含む。プレナム316は表面319及び表面321の間に形成されており、プレナム318は表面320及び表面321の間に形成されている。複数の小さな長手方向（縦方向）の開口部すなわち複数のスロット322が、上流側表面319及び下流側表面320のそれぞれにおいてプローブ120の長さ方向に形成されることで、プロセス流体がプレナム316及び318に入ることができるようになっている。センサ124は、プレナム316及び318内のそれぞれのプロセス流体の間の差圧に対応する差圧を測定する。キャップ又は密閉構造123がプローブ120の遠心端323に固定されることで、プレナム316及び318の分離を補助している。密閉構造123はまた、ここではキャップと呼んでいるが、固定された端部323に挿入されることで端部323を密閉するプラグを含んでいてもよい。キャップという用語は、プラグやその他の密閉構造を含むことを意図したものである。キャップ123は通常、プローブ120が所望の長さにカットされることでプロセス配管108の特定の直径に対応するものとなり且つ特定の設置タイプに対応するものとなった後に、流通拠点又はその他の場所において、プローブ120の端部323へと取り付けられる。プローブ120のスロットを小さく設計することにより、当該プローブが所望の長さにカットされた後においても、当該プローブは構造上の整合性及び測定の精度を保つことができる。

ここで図３を参照すると、図３にはいくつかの例としての実施形態に係る汎用プローブ又はプローブユニット120が示されている。プローブ120は、小さな修正を加えて流通拠点において仕上げ処理を行うことにより、多様な直径を有し多様な種類の接続機構を用いるプロセス配管における広範な顧客用途に適合させて製造されることができるという点で、「汎用」(universal)である。前述の部分122は複数のスロット322を含むが、当該スロット322によってAPTプローブの部分122が次のように構成されている。すなわち、多様なサイズがある中から対応するプロセス配管の内部を直径方向に横切るような長さにカットされるように、部分122が構成されている。長手方向（縦方向）に配置された複数の短いポート322を有した、この縫目型のスロットパターンにより、当該ユニット一式の長さ全体が測定のために利用可能となり、又は、所望の長さにカットすることが可能となり、且つ、当該カットにより短くなった後においても、平均算出の機能をフルで維持することができる。端部323から余剰部材をカットした後に、当該プローブは前述のようにキャップ123を用いて仕上げ処理される。

図３に示される実施形態では、プローブ120は上側部分を含んでおり、当該上側部分はプロセス配管の外部に設置され、好ましくは延長ボディ402を有し、当該延長ボディ402が長いトランジション構造を提供することにより、顧客ニーズに依存して異なる複数の接続ハードウェアをプローブ120において利用することが可能となる。例えば、一対のフランジを用いることでプローブをプロセス配管へと接続するフランジ接続タイプを利用することができる。利用可能な１つのこうしたフランジ接続タイプとして、製品名「Flange-Lok」のものがローズマウント社(Rosemount Inc.)より入手可能である。プローブをプロセス配管へと接続するのに利用可能なその他の接続タイプは、それ自体がプロセス配管へと接続されるプローブ受止ボディを利用することで、当該プローブを受け止めると共にプロセス配管への接続を提供する。１つのタイプのこうしたプローブ受止ボディとして、製品名「Pak-Lok」のものがローズマウント社より入手可能である。プローブ120の電気接続プラットホーム406は、前述の伝送器102といったような伝送器に直接取り付けることが可能であるがまた、螺合接続機構408を有することにより、プローブ120のある場所からリモートで電子機器を取り付けるのに用いる機械構成（ハードウェア）の使用に関して、容易にプローブ120を対応させるようにすることができる。

図４及び図５は、プローブ120をプロセス配管へと接続するのに用いることができる接続機械構成についての2つの例を示す図である。図４はプローブ受止ボディ型接続を用いて取り付けられるプローブ120を示している。図５はフランジ型接続を用いて取り付けられるプローブ120を示している。

図４をより詳細に参照して、プローブ受止ボディ型接続構造500の構成においては、APTプローブ120の部分122は、プロセス配管108（不図示）に取り付けられているボディ504内を貫通して延びている。プローブ120の延長ボディ402はボディ504の上部に延びており、複数のパッキングリング508によって分離されながら追随ボディ(フォロワボディ)506へと接続されている。圧迫プレート508は複数の開口部509を含み、開口部509はボディ504に接続されるスタッド510を受け入れるように配置されている。複数の締結部品512は、圧迫プレート508の複数の開口部509を貫通して延びる複数のスタッド510の複数の端部に取り付けられることで、プローブ120をプロセス配管へと固定する。図５では、フランジ型接続構造600の構成において、複数の取付フランジ602及びパッキング部品604を用いることにより、プローブ120はプロセス配管108へと固定される。

図５ではまた、プロセス配管108の側面121に反対側支持構造606が設けられていることが示されている。反対側支持構造606には、例えばフランジ接続といったように、任意の種類の接続構造を用いることができ、反対側支持構造606によって、配管108の側面121まで伸びているAPTプローブ120の部分122を当該プローブの遠心端部において支持することができるようになる。例えば、支持構造606はスタッドを含み、当該スタッドがプロセス配管の側面121を貫通して延びてプローブ部分122の遠心端部の中へと到達するようになっていてよい。前述のように、反対側支持構造はプロセス配管内のプロセス流体の流れによって加わる圧力によってAPTプローブが損傷するのを防ぐのに役立つ。

図６ａ〜図６ｃは、特定直径のプロセス配管用のプローブにおける縫目型のスロットパターン部分の切断を行うことにより、汎用APT120を構成する処理ステップを示す図である。図６ａに示すように、プローブ120の縫目型のスロットパターン部分は元の長さL₁を有するものとして製造される。当該全長L₁は、特定の設置条件がこの長さのプローブを必要とするものである場合、そのままでプロセス配管へと挿入することができる。一方で、これよりも小さい直径のプロセス配管に当該プローブを設置するために、縫目型のスロットパターン部分の遠心端部702を切断することによりこの部分の長さがL₂へと減るようにし、図６ｂに示すような新しい遠心端部323を形成することができる。一例としての実施形態においては、種々の既知のプロセス配管直径に対応している事前に設定された（predefined）切断領域705をプローブ120に含んでおくことができる。切断領域705は、種々のプロセス配管直径に合わせるために、且つ／又は、種々の異なるタイプがある取付ハードウェアで利用するために、どの箇所を切断するかの可視表示部（visual indicators）を含んでいてよい。いくつかの実施形態においては、可視表示部705は明瞭なノッチ部又はその他の特徴のようなプローブ120を特定の長さへと切断することを補助する物理的特徴を含んでいてよい。さらに、図６ｃに示すように、溶接、接着又は取付機構といったような取付処理を施すことにより、キャップ又はプラグ123を端部323へと固定することができる。

ここで図７を参照すると、特定の限定された管路内へと挿入設置するためにAPTプローブをカスタマイズする一例としての方法であって以上の開示内容に即したもののフローチャートが示されている。まず、ステップ805に示されるように当該方法は、複数の切断領域705であってAPTプローブ部分の調整可能な複数の長さを規定するもの、を有するAPTプローブ部分を提供することを含む。前述のように、APTプローブ部分は長手方向に延在する上流側表面及び長手方向に延在する下流側表面を備えており、当該上流側表面及び下流側表面によって当該APTプローブ部分の内部に第１及び第２の流体流送(carrying)プレナムが形成される。APTプローブ部分はさらに、上流側表面の長さ方向に沿って配置された、複数の長手方向に配置された開口部を上流側表面上に備えており、ここで、当該各開口部は第１の流体流送プレナムと流体連結（fluid communication）されている。APTプローブ部分はさらに、下流側表面の長さ方向に沿って配置された、複数の長手方向に配置された開口部を下流側表面上に備えており、ここで、当該各開口部は第２の流体流送プレナムと流体連結（fluid communication）されている。

また、ステップ810に示されるように、当該方法は、複数の切断領域の中から選択された１つにおいてAPTプローブ部分を切断することによってAPTプローブ部分の長さを調整し、特定の限定された管路へと挿入できるよう構成された遠心端部323を形成することを含む。その後、ステップ815に示されるように、当該方法はキャップ又はプラグ123をAPTプローブ部分の遠心端部323に取り付けることを含む。当該キャップにより遠心端部において第１及び第２の流体流送プレナムが密閉される。

開示された実施形態の方法はまた、図１〜６を参照して説明した特徴のうち任意のものに即したステップを含んでいてもよい。

本発明は好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、本発明の考え方及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細に変更を加えうることを理解できるはずである。例示としてのAPTプローブ実施形態においてスロット及び円形開口部を示したが、開口部はこれらの形状に限定されるわけではなく、他の実施形態においては開口部が別の形状を有していてもよい。

120…APTプローブ、180…プロセス配管、122…APTプローブ部分、319…上流側表面、320…下流側表面、321…中心部／中央部表面、316…第１流送プレナム、318…第２流送プレナム、322…開口部、123…キャップ、124…圧力センサ

Claims

特定の限定された管路へと挿入するために平均化ピトー管（以下、APTとする。）をカスタマイズする方法であって、
APTプローブ部分が長手方向に延在する上流側表面と長手方向に延在する下流側表面とを備えており、当該上流側表面及び下流側表面によって当該APTプローブの内部に第１及び第２の流体流送プレナムが形成されており、
当該APTプローブ部分がさらに、前記上流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該上流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第１の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、前記下流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該下流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第２の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、を備えており、
当該APTプローブ部分の調整可能な複数の長さを規定する複数の切断領域を有した、当該APTプローブ部分を提供することと、
前記APTプローブ部分を前記複数の切断領域の中から選択された１つにおいて切断することにより、当該APTプローブ部分の長さを調整し、前記特定の限定された管路へ挿入されるように構成された遠心端部を形成することと、
前記APTプローブ部分の前記遠心端部にキャップを取り付けることにより、当該キャップが当該遠心端部において前記第１及び第２の流体流送プレナムを密閉しているようにすることと、を備えることを特徴とする方法。
前記APTプローブ部分の調整された長さに基づく設定情報をメモリデバイスに保存することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記複数の切断領域がどの箇所を切断するかの可視表示部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
特定の限定された管路へ挿入するための長さをカスタマイズ可能な平均化ピトー管（以下、APTとする。）プローブであって、
遠心端部に至るまで延在する調整可能な長さを有することで前記特定の限定された管路へと挿入されるように構成されたAPTプローブ部分であって、
長手方向に延在する上流側表面と長手方向に延在する下流側表面とを備えており、当該上流側表面及び下流側表面によって当該APTプローブの内部に第１及び第２の流体流送プレナムが形成され、
さらに、前記上流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該上流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第１の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、前記下流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該下流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第２の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、を備えたAPTプローブ部分と、
前記APTプローブ部分の前記遠心端部に取り付けられることにより、当該遠心端部において前記第１及び第２の流体流送プレナムを密閉するキャップと、
前記APTプローブ部分に接続されており、前記第１及び第２の流体流送プレナムに流体連結する流体通路を提供することで、前記第１及び前記第２の流体流送プレナムのそれぞれからのプロセス圧力を圧力センサに接続させる延長ボディと、を備え、
前記遠心端部が、前記特定の限定された管路に合わせて複数の切断領域から選択された１つの切断領域を備えており、前記キャップを前記遠心端部に取り付けるに先立って、前記複数の切断領域から選択された１つの切断領域において前記APTプローブ部分を切断することにより、前記APTプローブ部分の遠心端部が形成されることで、当該APTプローブの長さがカスタマイズされていることを特徴とする長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
前記延長ボディに取り付けられる電子機器接続部であって、前記流体通路を通じて前記第１及び第２の流体流送プレナムにそれぞれ流体連結する第１及び第２のポートを有する電子機器接続部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
前記延長ボディが、前記APTプローブの断面の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項４に記載の長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
前記延長ボディが、複数の異なるタイプの接続機械構成を用いて前記カスタマイズ可能なAPTプローブを前記特定の管路へと接続するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
前記APTプローブ部分が、前記上流側表面及び前記下流側表面にそれぞれ形成され長手方向に配列された複数の開口部に関して、当該上流側表面及び下流側表面が切断されることで、異なる管路直径に対応できるように複数の所望のプローブ長さとすることができるように構成されており、且つ、前記APTプローブ部分の構造上の整合が保たれるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
前記複数の切断領域がどの箇所を切断するかの可視表示部を含むことを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載の長さをカスタマイズ可能なAPTプローブ。
プロセス配管内のプロセス流体の流量を表すプロセス変数を測定するプロセス変数監視システムであって、
プロセス変数伝送器と、
前記プロセス変数伝送器内にある圧力センサと、
遠心端部に至るまで延在する調整可能な長さを有することで前記配管へと挿入されるように構成されたAPTプローブ部分であって、
長手方向に延在する上流側表面と長手方向に延在する下流側表面とを備えており、当該上流側表面及び下流側表面によって当該APTプローブの内部に第１及び第２の流体流送プレナムが形成され、
さらに、前記上流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該上流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第１の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、前記下流側表面に形成され長手方向に配列された複数の開口部であって当該下流側表面の長さ方向に配置されており、各開口部が前記第２の流体流送プレナムと流体連結しているような、複数の開口部と、を備えたAPTプローブ部分と、
前記APTプローブ部分が所望の長さに切断された後に前記APTプローブ部分の前記遠心端部に取り付けられることで前記APTプローブ部分の前記遠心端部を密閉すると共に、前記APTプローブ部分の端部において前記第１及び第２の流体流送プレナムを密閉するキャップと、
前記APTプローブ部分に接続されており、前記第１及び第２の流体流送プレナムに流体連結する流体通路を提供することで、前記第１及び前記第２の流体流送プレナムのそれぞれにおけるプロセス圧力を前記圧力センサへと接続し、当該圧力センサが前記プロセス配管におけるプロセス流体の流量を示す圧力測定値を出力として与えるようにする延長ボディと、を備えることを特徴とするシステム。
前記延長ボディに取り付けられ、前記プロセス変数伝送器を前記延長ボディ及び前記APTプローブ部分へと動作可能に接続する電子機器接続部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記延長ボディが、前記APTプローブ部分の断面の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記延長ボディが、複数の異なるタイプの接続機械構成を用いてカスタマイズ可能なAPTプローブを前記配管へと接続するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
前記APTプローブ部分が、前記上流側表面及び前記下流側表面にそれぞれ形成され長手方向に配列された複数の開口部に関して、当該上流側表面及び下流側表面が切断されることで、異なる管路直径に対応できるように複数の所望のプローブ長さとすることができるように構成されており、且つ、前記APTプローブ部分の構造上の整合が保たれるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
前記プロセス変数伝送器内に配置され、プロセス制御ループに接続し当該プロセス制御ループ上で通信するように構成されている通信回路をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記通信回路が無線通信するように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
前記圧力センサに接続されセンサ出力を与えるように構成されている測定回路をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
前記測定回路及び前記通信回路に接続される制御器をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
前記APTプローブ部分が切断されることで得られた前記所望の長さに基づく設定情報を保存するように構成されている保存メモリデバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
前記配管及び前記APTプローブ部分の前記遠心端部に接続可能であり、前記配管への挿入の後で前記APTプローブ部分の前記遠心端部を支持するように構成されている反対側支持構造をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記APTプローブ部分を前記所望の長さに切断するための、どの箇所を切断するかの可視表示部を含むことを特徴とする請求項１０ないし２０のいずれかに記載のシステム。