JPH0331725A - コリオリ流量計 - 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】 挟帆欽更 本発明は、コリオリ流量計、より詳細には、湾曲導管を
低剛性の樹脂等の低剛性材で構成し、該湾曲導管を固有
振動数で駆動する場合に、固有振動数を大きくシ、コリ
オリの力を増大させて検出感度を向上させるようにした
コリオリ流量計に関する。

丸ＪＯ創権 質量流量を計測するコリオリ流量計は、流体の流通する
流管に支持点を設け、該支持点まわりに角速度ωの振動
を与えたときに流体に作用するコリオリの力は角速度ω
と質量流量ｍとに比例することを利用するものである。

前記流管を直管または湾曲導管が使用され、流管が直管
の場合は一つの区間を挾んだ２点で支持されるが、湾曲
導管の場合は、主流配管に介装される支持管の管壁に開
口するように固着される。湾曲導管は支持管への固着点
を結ぶ線を第１軸とし、該第１軸に直交し。

固着点の中央を通る第２軸に軸対称な形状を有する。該
湾曲導管は第２軸上に配設される例えば電磁訃動手段に
より第１軸まわりに正弦駆動され、この結果、第２軸ま
オ）りにコリオリの力が発生する。該コリオリの力は、
湾曲導管の第２軸に関する対称位置において、湾曲導管
の静止平面を湾曲導管の両腕が通過する時間差として計
測され、該時間差は通常電磁手段により正弦信号に変換
後。

両腕で検出された正弦信号の位相差を求めて、該位相差
に比例した質量流量信号に変換出力される。

而して１以上に述べた湾曲導管は通常耐触性の優れた非
磁性のステンレス管が使用される。

従ｍ医ｆｆｌ立 叙上のコリオリ流量計における湾曲導管はステンレス製
の金属管が使用されるが正確に軸対称に湾曲することに
熟練を要することおよびステンレスにおいても被測流体
によっては耐触性が充分でない等のために樹脂、または
硬質ゴム等を用いられる。しかしこれら樹脂等はヤング
率が低く、従って、固有振動数ωも低く振動振幅も耐疲
労強度の面を考慮すると大きくできないのでコリオリの
力が固有振動数ωに比例するという関係がら感度良くコ
リオリの力を検出することができないという問題点があ
った。また、ステンレス管を使用する場合においても同
様であるが温度変化によるヤング率の変化が大きく、そ
の分、固有振動数ωも変化するので別に温度センサを装
着して温度補償する必要があった。

排延九族伏災毛皮 本発明は叙りの問題点に関してなされたもので、湾曲導
管を低剛性の材料を用いた場合においても感度良くコリ
オリの力、即ち、質量流量を計測できるコリオリ流量計
を提供することを目的とするもので、その要旨とするも
のは、支持部材と、該支持部材上の第１軸において支持
され該第１軸に直交する第２軸に軸対称で剛性の低い湾
曲導管と。

該湾曲導管を酵記第２軸まわりに振動させる駆動手段と
、前記湾曲導管に流通する流体に振動によりｌ１１１記
第２軸まわりに生ずるコリオリの力を検出する検出手段
とから成り、該コリオリの力から質量流量を検知するコ
リオリ流量計において、前記湾曲導管の前記第２軸を含
む対称平面上にある弾性体の一端を支持部材に、他端を
湾曲導管に固着し、該弾性体の前記第１軸まわりの固有
振動数を前記湾曲導管の固有振動数よりも高くし、前記
駆動手段の振動周波数を前記第１軸まわりの前記湾曲導
管と前記弾性体からなる固有振動数とした質斌流址計で
ある。

尺−施一」− 第１図は１本発明のコリオリ流量計の原理を示す平面図
であり、図は、構成を簡略化して示している０図におい
て、１は図示しない配管に介装される支持管で、１１は
フランジ、１２は支持管１内を中央部において流れを閉
止する遮閉材である。

２は支持管１の管壁に開口して固着される低剛性の樹脂
製の均一な太さのチューブからなるＵ字形の湾曲導管で
、２１．２２は該開口固着点である。

Ｘ−Ｘ軸は固着点２１．２２を結ぶ第１軸で、Ｙ−Ｙ軸
はｘ−Ｘ軸に直交し固着点２１と２２間の中央を通るｆ
Ｊ２軸であり湾曲導管２は第２軸に関して対称形をなし
ている。３は第２軸上に配設され、湾曲導管２を第１軸
まわりに正弦駆動する駆動手段であり磁石３１とコイル
３２からなる。

３２は図示しない固定基板に固設されるコイルで、３１
は該コイル内に嵌挿され、コイルに通電される離動電流
による磁束との電磁作用により電磁力を発生する磁石で
、湾曲導管２に固着される。５は第２軸上に配設される
剛性の高い弾性の金属棒で湾曲導管２とは５ａ、支持管
１とは５ｂとにおいて固設されている。金属棒５は温度
によりヤング率の変化の小さいエリングのような恒弾性
体が望ましい。以上の構成を有するコリオリ流量計は駆
動手段３により第１軸まわりに正弦開動されるが、該正
弦駆動周波数は第１軸まわりの固有振動数であり、湾曲
導管２と金属棒５との合成振動数であるが金属棒５の固
有振動数が支配するように金属棒５の断面及び長さ寸法
が定められている。

従って、湾曲導管２の固有振動数よりも遥かに高い振動
数となる。尚、４１．４２は湾曲導管２の両腕に配設さ
れ、該湾曲導管２の静止平面を両腕が通過する時間差を
検するために、各々の腕の速度信号を検知する前述の電
磁手段である。湾曲導管２の固有振動数が高くなるので
コリオリの力はその分大きくなり検出手段により高感度
に検知される。金属棒５を恒弾性材にすると温度による
固有振動数の変化はなく特別の温度補償をする必要はな
くなる。

第２図は、他の実施例を示すもので、要部は第１図のも
のと同一の構成を示し同一符号を付して説明を省略する
。第２図において、金属棒５１はＹ−Ｙ軸上で一端は支
持管１と５１ｂにおいて固着されているが、他端は、第
１軸に平行して湾曲導管２両腕に５２ａ、５２ｂに固着
される支柱５２に５１ａにおいて固着される。支柱５２
は軽量な柱状体とし第２軸まわりのモーメントを小さく
選ぶことが望ましい、第２図の金属棒５１の長さは駆動
振動数範囲内の希望する固有振動数となるように定めら
れる。

第３図は、他の実施例で第２図の平面図の支持管１．湾
曲導管２を流れ方向からみた側面図において低剛性の管
体からなる湾曲導管２０１゜２０２を平行して支持管１
に開口固着するものである。湾曲導管２０１，２０２は
゛支持管１に対して音叉状に駆動されるもので駆動手段
３はコイル３２．１石３１とから構成される従来例同様
に電磁駆動される。４０１，４０２も第１図、第２図に
示した電磁コリオリ検知手段４１．４２と同様のもので
４０１はコイル４０２は磁石である。

５０１．５０２は第２図５１に図示した金属棒で、支柱
５２１，５２２に一端を、他端が支持管１に支持される
。即ち、第３図は、支持管１に対して第２図の湾曲導管
２、金属棒５．支柱５２を平行して配設したもので、第
２図と同様の効果が得られる。また、第１図と同様の要
部を平行配設したものでもよい、尚、取上においては湾
曲導管２をＵ字管としたがＵ字管に限るものではなく第
２軸に対称な湾曲導管であっても金属棒５を該湾曲導管
と支持管１との第２軸上と交点で固着することにより固
有振動数を高めコリオリの力を増大する同様の効果が得
られる。

効　　　果 取上のごとく本発明のコリオリ流量計によれば、加工性
が優れ耐触性のある樹脂、ゴム等の可撓性の湾曲導管と
することによりコリオリの力が減少して検出感度を低下
するのを剛性の高い金属棒を第２軸上に固着することに
より共振駆動周波数を高くし、これに伴なうコリオリの
力を増加して検出感度を向上することが可能となり、更
には、金属棒を恒弾性体とすることにより、温度補正を
必要とせずに広範囲の温度に亘って高精度の質景流景を
検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理説明図、第２，３図は、他の実
施例を示す図である。 １・・・支持管、２，２０１，２０２・・・湾曲導管、
３・・・駆動手段、４１．４２・・・検出手段、５，５
０１゜５０２・・・金属棒、５２，５２１，５２２・・
・支柱。 Ｘ 第 図 第 図 １８４ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持部材と、該支持部材上の第１軸において支持さ
   れ該第１軸に直交する第２軸に軸対称で剛性の低い湾曲
   導管と、該湾曲導管を前記第２軸まわりに振動させる駆
   動手段と、前記湾曲導管に流通する流体に振動により前
   記第２軸まわりに生ずるコリオリの力を検出する検出手
   段とから成り、該コリオリの力から質量流量を検知する
   コリオリ流量計において、前記湾曲導管の前記第２軸を
   含む対称平面上にある弾性体の一端を支持部材に、他端
   を湾曲導管に回着し、該弾性体の前記第１軸まわりの固
   有振動数を前記湾曲導管の固有振動数よりも高くし、前
   記駆動手段の振動周波数を前記第１軸まわりの前記湾曲
   導管と前記弾性体からなる固有振動数としたことを特徴
   とするコリオリ流量計。 ２、前記棒状弾性体の一端を支持部材、他端を湾曲導管
   の両腕部対称位置に固設した支持体中央に固着したこと
   を特徴とする請求項１記載のコリオリ流量計。 ３、前記湾曲導管および弾性体からなる同形等大の振動
   体を支持部材を節部として音叉状に配設したことを特徴
   とする請求項１又は２記載のコリオリ流量計。 ４、前記弾性体を恒弾性材としたことを特徴とする請求
   項１又は２又は３記載のコリオリ流量計。