JPH02206722A - コリオリ質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主配管の振動に対して影響を受けにくい構造
を有する、耐震性が向上されたコリオリ質量流量計に関
するものである。

〈従来の技術〉 第６図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

図において、１は配管Ａに、両端が取付けられ、たＵ字
形の測定管である。

２は管路Ａへの測定管１の取付はフランジである。

３はＵ字形をなす測定管１の先端に設けられた振動子で
ある。

４．５は測定管１の両側にそれぞれ設けられた変位検出
センサである。

以上の構成において、測定管１に測定流体が流され、振
動子３が駆動される。振動子３の振動方向の角速度ｒω
Ｊ、測定流体の流速ｒＶ、＋　　（以下ｒ」で囲まれた
記号はベクトル量を表す、）とすると、 Ｆｃ＝−２ｍ　　ｒω」　Ｘ　　ｒＶ」のコリオリカが
働く、コリオリカに比例しな振動の振幅を測定すれば、
質量流量が測定出来る。

しかし、一般には、コリオリカに比例しな振動の振幅は
、加振による振動の振幅より極めて小さく、コリオリカ
に比例した振動の振幅を直接検出することが出来ない。

今、第６図のＺ視の方向から見ると、振動子３の加振に
より、振動方向をα、βに別けて考えると、流速「ｖ」
の向きによって、第７図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、コ
リオリカの方向が異なるので、逆相となり、測定管１が
捩れながら振動する。

これを変位検出センサ４，５、例えば磁気センサで変位
を検出し、変位検出センサ４，５の変位の位相差が、（
コリオリカに比例した振動の振幅）／（加振による振動
の振幅）に比例するので質量流量を求める事ができる。

位相差は波形がゼロをクロスする時間の差Δｔとして測
定出来るので、結果としてコリオリカが測定出来る。

第８図は従来より一般に使用されている他の従来例の構
成説明図である。

本従来例では、ノイズを低減し、信号を大きくとるため
に、測定管１を、２管式にしたものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な装置においては、（１）時間差
は微小なものであり、これを検出する為には、増幅回路
等の回路が複雑になる。

（２）位相差を安定に測定する為には、第８図に示す如
く、２管式にしなければならない（３）測定管１はＵ字
形であり、上下流の配管の主軸Ａ１、Ａ２の片側のみに
張出しているので、配管振動があると、Ｕ字形の測定管
が容易に振動する。即ち、耐震性に弱い欠点を有する。

（４）第８図に示す如く、測定管１を２つの重なるパイ
プ構造としても、耐震性の向上が困難である。

耐震性を向上するためには、測定管１の振動支点部６．
７を固定する大掛かりな剛構造体を必要とする。

本発明は、この問題点を解決するものである。

本発明の目的は、主配管の振動に対して影響を受けにく
い構造を有する、耐震性が向上されたコリオリ質量流量
計コリオリ質量流量計を提供するにある。

く課題を解決するための手段〉 この目的を達成するなめに、本発明は、配管軸から外側
に張出すループを有する測定管を具備するコリオリ質量
流量計において、 互いに平行する第１．第２直管部を有しＵ字形状をなし
両端が前記配管に固定された測定管と、前記第１．第２
直管部のそれぞれの両端近くを固定する固定枠と、 前記第１．第２直管部の中央部付近を互いに結合する結
合部と、 該結合部と前記固定枠との間に設けられた加振器と、 前記固定枠と前記結合部との間の前記第１．第２直管部
にそれぞれ一端が接続され該第１．第２直管部間のコリ
オリ力による変位を測定するピックアップとを具備した
ことを特徴とするコリオリ質量流量計を構成したもので
ある。

く作　用〉 以上の構成において、測定管に測定流体が流され、加振
器が駆動される。加振器により第１．第２直管部は同一
方向に振動する。

振動方向の角速度ｒω」、第１．第２直管部の内部を流
れる測定流体の流速「■」とすると、Ｆｃ＝−２ｍ　ｒ
ωＪＸ　ｒＶｊ のコリオリカが働く、流速ｒＶｊの向きによって、コリ
オリカの方向が異なるので、第１．第２直管部にはコリ
オリ力による変形が加わり、第１．第２直管部は変形す
る。ピックアップでの測定値はコリオリ力による変位の
みを測定する。

一方、測定値にノイズとして働く、主配管の振動に対し
て、第１．第２直管部は両端近くを固定枠で固定されて
いるので、外部の振動を受は難い、また、中央部に質量
の大きい結合部があるので、外部振動は、２本の平行管
である第１．第２直管部に同相に働くので、ピックアッ
プには外部の振動がほとんど加わらない。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図である。

図において、第６図と同一記号の構成は同一機能を表わ
す。

以下、第６図と相違部分のみ説明する。

１１は互いに平行する第１．第２直管部１２゜１３を有
しＵ字形状をなし両端が配管Ａに固定された測定管であ
る。

１４は第１．第２直管部１２．１３のそれぞれの両端近
くを固定する固定枠である。

１５は第１．第２直管部１２．１３の中央部付近を互い
に結合する結合部である。

１６は結合部１５と固定枠１４との間に設けられた加振
器である。

１７は固定枠１４と結合部１５との間の第１゜第２直管
部１２．１３にそれぞれ一端が接続され第１．第２直管
部１２．１３間のコリオリ力による変位を測定するピッ
クアップである。

１８は加振器１６の振幅を一定に調節する為の調節ピッ
クアップである。

第２図に、変換器の一実施例を示す。

ピックアップ１７の出力は第１フイルター１９を通り、
増幅回路２１で増幅された後、第１サンプルホールド回
路２２に入る。

調節ピックアップ１８の出力は、第２フィルター回路２
３を通り、振幅検出回路２４で、振幅を電圧に変換後、
ドライブ回路２５に入力する。

加振器１６の近くに設けられた温度センサ２６の出力は
、温度検出回路２７に入力し、その出力は第２サングル
ホールド回路２８に入力する。

ドライブ回Ｆ６２５は加振器１６の電力を供給する。ま
た、調節ピックアップ１８と温度検出回路２７の出力信
号により加振器１６の振幅を調整する。

第１、第２サンプルホールド回路２２．２８の出力は、
Ａ／Ｄコンバータ２９に入力した後、デジタル化された
信号はＣＰＵ３１に入力される。

ＣＰＵ３１は温度補正、直線性補正、スケーリングを行
った後、質量流量に比例した信号を出力する。

以上の構成において、測定管１１に測定流体が流され、
加振器１６が駆動される。加振器１６により第１．第２
直管部１２．１３は同一方向に振動する。

振動方向の角速度「ω１、第１．第２直管部１２゜１３
の内部を流れる測定流体の流速ｒｙＪとすると、第３図
に示す如く、 Ｆｃ＝−２ｍ　ｒωｊｘ　ｒＶ」 のコリオリカが働く、ｒＸＪは加振による変位を示す、
流速ｒ　Ｖ　Ｊの向きによって、コリオリカの方向が異
なるので、第１．第２直管部１２．１３にはコリオリ力
による変形が加わり、第１．第２直管部１２．１３は、
第４図に示す如く、変形する。ピックアップ１７での測
定値はａ−ａ間の長さの変化Δ１（ｔ）を、調節ピック
アップ１８はｂ−ｂ間の長さの変化ΔＬ（ｔ）を測定す
る。

ここで、 Δｌ　　（ｔ）＝ｌ　　（ｔ）−１。

ΔＬ　　（ｔ）＝Ｌ　　（ｔ）−ＬＯ ｌ（１）：１時間時の長さ Ｌ（ｔ）：を時間時の長さ Ｉｏ：加振前の長さ Ｌｏ：加振前の長さ ピックアップ１７での測定値の変化Δ１（１）はコリオ
リ力による変位のみを測定する。第５図に実線で示す。

変換器に入力されたピックアップ１７の出力は、第１フ
ィルター回路１９で、ノイズが除去された後、第１増幅
回路２１で増幅されピーク値を第１サンプルホールド回
路によってサンプリングされる。ピーク値は第５図から
分るように、コリオ力に比例するので、質量流量に比例
した電圧をサンプリング出来る。

一方、測定値にノイズとして働く、主配管の振動に対し
て、第１．第２直管部１２．１３は両端近くを固定枠１
４で固定されているので、外部の振動を受は龍い、また
、中央部に質量の大きい結合部１５があるので、外部振
動は、２本の平行管である第１．第２直管部１２．１３
に同相に働くので、ピックアップ１７には外部の振動が
ほとんど加わらない。

この結果、複雑な配管の振動によるノイズの影響が少な
くなり、耐震性が改善されたコリオリ質量流量計が得ら
れる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、配管軸から外側に張出
すループを有する測定管を具備するコリオリ質量流量計
において、 互いに平行する第１．第２直管部を有しＵ字形状をなし
両端が前記配管に固定された測定管と、前記第１．第２
直管部のそれぞれの両端近くを固定する固定枠と、 前記第１．第２直管部の中央部付近を互いに結合する結
合部と、 該結合部と前記固定枠との間に設けられな加振器と、 前記固定枠と前記結合部との間の前記第１．第２直管部
にそれぞれ一端が接続され該第１．第２直管部間のコリ
オリ力による変位を測定するピックアップとを具備した
ことを特徴とするコリオリ質量流量計を構成しな。

この結果、複雑な配管の振動によるノイズの影響が少な
くなり、耐震性が改善されたコリオリ質量流量計が得ら
れる。

従って、本発明によれば、主配管の振動に対して影響を
受けにくい構造を有する、耐震性が向上されたコリオリ
質量流量計を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の変換器の一実施例の要部構成説明図、第３図、
第４図、第５図は第１図の動作説明図、第６図は従来よ
り一般に使用されている従来例の構成説明図、第７図は
第６図の動作説明図、第８図は従来より一般に使用され
ている他の従来例の構成説明図である。 ２・・・取付はフランジ、１１・・・測定管、１２・・
・第１直管部、１３・・・第２直管部、１４・・・固定
枠、１５・・・結合部、１６・・・加振器、１７・・・
ピックアップ、１８・・・調節ビ／ツクアップ、１９・
・・第１フィルター回路、２１・・・増幅回路、２２・
・・第１サンプルホールド回路、２３・・・第２フィル
ター回路、２４・・・振幅検出回路、２５・・・ドライ
ブ回路、２６・・・温度セサ、２７・・・温度検出回路
、２８・・・第２サンプルホールド回路、２９・・・Ａ
／Ｄコンバータ、３１・・・ＣＰＵ、Ａ・・・・・・配
管。 第 図 第４図 第３図 第５図 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 配管軸から外側に張出すループを有する測定管を具備す
   るコリオリ質量流量計において、 互いに平行する第１、第２直管部を有しＵ字形状をなし
   両端が前記配管に固定された測定管と、前記第１、第２
   直管部のそれぞれの両端近くを固定する固定枠と、 前記第１、第２直管部の中央部付近を互いに結合する結
   合部と、 該結合部と前記固定枠との間に設けられた加振器と、 前記固定枠と前記結合部との間の前記第１、第２直管部
   にそれぞれ一端が接続され該第１、第２直管部間のコリ
   オリ力による変位を測定するピックアップとを具備した
   ことを特徴とするコリオリ質量流量計。