JPH0357919A - 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】 ｆｒ業上の利用分野 本発明は質邑流潰計に係り、特にコリオリの力を利用し
て流体の質量流量を測定する質最流ｆｌｉ　葺１に関す
る。

流体の流量は流体の種類、物性（！度、粘度など）、プ
ロセス条件（温度、圧力〉によって影響を受けない質量
で表わされることが望ましい。流体の質量流量を計測す
る質量流情剖としては例えば流体の体積流量を４測し、
この計測１直を質看流量に換算するいわゆる間接型質母
流品計と流体の質量流量を直接計測し、間接型質量流゛
＃Ｊ１より高精度に計測できる直接型質吊流量計があっ
た．，この直接型質！ｌ流悉計としては振動ケるセンサ
チューブ内に流体を流し、このときに生ずるｊリオリの
力を利用して、質量流量を直接計測するものがあった。

従来の技術 コリオリの力を利用して、質最流吊を到測するｖｉ量流
邑計としては従来、Ｕ字状に形成された一対のセンサチ
ューブに流体を流し、この一対のセンザチューブを互い
に近接、離間するｈ向に振動させ、質量流量に比例する
コリオリ力の発生に伴うセンザチューブの変位を検出す
ることにより質量流量を得るものがあった。

また、Ｕ字状の一対のセンサチューブを２組用意して、
２組のセンサチューブが平１１になるように配・防し；
一方の一対のセンサチューブが近接したときに他の一対
のセンザチューブは離間するように、また、一方の一対
のセンサチ１−ブが離間したときには他の一対のセンサ
チューブは近接するように振勤させ、２組のセンサチ１
−ブ間に設けたピックアップによりその相対的な変位を
検出する構成のものがあった，， 発明が解決しようとする課題 しかるに、従来の質量流量計は２１Ｉ１のセンサチュー
ブを共振状態で使用しており、２組のセンサチ１−ブの
一方が、つまって流体が流れなくなったり、破屓等によ
り流体の流れに異常が生じることにより一方の一対のセ
ンサチューブが振動しなくなると他方の一対のヂューブ
の振動の振幅が２倍になる等の異常振動が発生してしま
うため、これらの振動により他方の一対のセンリチュー
ブが破旧してしまう等の問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものでセンサチュー
ブに異常振動が発生したときに異常を検知してセンザチ
ューブの破損を防ぐ質屋流間計を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明は振動する管路に流体を流すことにより発生する
コリオリの力により該管路を変形させ、該管路の流入側
と流出側とに生ずる振動の僚相差より該流体の質量流量
を測定する質量流量５１において、前記管路の振動の振
幅が所定の値を越えたことを検出する検出手段と、前記
検出手段が＋ｆＯ記管路の振幅が所定の値を越えたこと
を検出したときに前記管路の振動を停止ずる振動停止手
段とを具備してなる。

作用 管路の振動の振幅があるｆ＋１より大きくなると検出手
段がこれを検出し、管路の振動を停止させる。

このため、管路を異常に大きな振幅で長時間振動させる
ことがなくなる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のブロック図を示ず１，図中
、１ｌよスイッチ手段、２は停止手段を示す。

第１図について説明する前に、質量流量訂の構造につい
て第２図〜第６図を用いて説明する。第２図は本発明の
一実施例の斜視図、第３図は本発明の一実施例の平面図
及び正面図、第４図は本発明の一実施例のｘ−ｘ’及び
Ｙ−Ｙ’断面図、第５図、第６図は本発明の一実施例の
動作を説明するための図を示す。

質量流量計は一対のセンサチューブ９．１０がマ二ホー
ルド１１に組伺けられてなる。第３図〈Δ）．（Ｂ）に
示す如く？二心一ルド１１は流入管１２と流出管１３と
の間に設けられ、流入管１２に接続された流入路１１ａ
と、流出管１３に接続された流出路１１ｂとを有する。

又、第５図に示す如く、流入路１１ａは上、下に分岐す
る接続口１　１ａ，，１１ａ２に連通している。

なお、第３図及び第４図に示すように、流出路１１ｂも
流入路１１ａと同様に分岐した接続口１１ｂ１，１１ｂ
２と連通している。

上側のセンサチ１−ア９は、流入路１１ａの接続口１１
，１に接続され、配管方向に延在する直管部９ａと・、
流出路１ｌｂの接続口１１ｂ１に接続され、直管部９ａ
と平行に延存する直管部９ｂと、直管部９ａ　，９ｂの
先端で折り返すように曲げられた曲部９ｃ，９ｄと、こ
の曲部９Ｃと９ｄとを接続するＵ字状の接続部９ｅとよ
りなる５，又、下側のセン勺ブユーブ１０は士記センリ
ーチューブ９と同一形状に形或され、直管部１０ａ，１
０ｂが流出管１３及び直管部９ａ　．９ｂと平行となる
ようにセンサチ１−ブ９ど上、下対称に配設されている
。なお、センリチューブ９．１０の接続部９ｅ．１０ｅ
は流出管１３の周囲に流出管１３との間に空隙を有する
リング１４ｃに固定ざれたＴ字状のブラケット１４ａ，
１４ｂに固定されている。

一対のセンサｆ　ｌ−ブ９，１０の直管部９Ｅ１，９ｂ
，１０ａ，１０ｂは支持板１５を貫通し、支持板１５に
溶接で固定されるとともに、その喘部はマニホールド１
１の各接続口１１　　１１ａ１−ａ２・ １　ｌｂ１．　　１　１ｂ２に接続固定されている。

従って、一方のセンサヂューブ９は流出管１３の上方で
配管方向に延存して設けられ、他方のセンサチューブ１
０は流出管１３の下方で配管方向に延在して設けられて
いるので、質吊流１ｆｆｉは一対のセンリチューブ９．
１０を有するにもかかわらｆ設置スペースが小さくて済
み、コンパクトな構成となっている。

さらに、質吊劃０１ではセンサチ１−１９，１０が流出
管１３の近傍で配管方向に延在するよう設けられている
ので、配管振動の影響を受けにくい構成となっていて、
流吊をより粘度良く剖測しつる。

なお、支持板１５の中央には孔１５ａがｇ設されており
、流出管１３はこの孔１５ａを貫通する。

第３図，第４図に示す如く、流入側の直管部９ａと１０
ａとの間、及び流出側の直管部９ｂと１０ｂとの間には
ビックアップ１６．１７が配設されている。コイル部が
下側の直管部１０ａ，１０ｂに固定され、コイル部の上
、下面に対向するマグネット部が上側の直管部９ａ　，
９ｂに固定されている。

１８．１９は加振器で、直管部９ａ　，９ｂとの先端間
、直管部１０ａと１０ｂとの先端間に設けられている。

加振器１８．１９は電磁ソレノイドと同様な構成で、コ
イル部１８ａ，１９ａ．及び、マグネット部１８ｂ．１
９ｂとよりなり、コイル部１８ａにはマグネット部１８
ｂが嵌入され、コイル部１９ｂにはマグネット部１９ｂ
が嵌入される。コイル部１８ａ．１９ａに通電を行なう
ことによりコイル部１８ａ．１９ａと７グネット部１８
ｂ，１９ｂとの間に吸引又は反発力を発牛させ、加振を
行なう。

加振器１８はセンサチ１−ブ９の流入側の直管ｉ！ｌ９
ａにコイル部１８ａが固定され、流出側の直管部９ｂに
マグネット部１８ｂが固定され、直管部９ａと直管部９
ｂとを近接、離間する１ノ向Ａに振動を与える。また、
加振器１９【よセンサチ１−プ１０の流入側の直管部１
０ａにマグネット部１９ａが固定され、流出測の直管部
１０ｂにコイル部１９ａが固定され、直管部１０ａと直
管部１０ｂとを近接、離間する方向Ａに振動を与える．
なお、このとき、センサチューブ９とセンサチューブ１
０とはセンリチューブ９が近接しているときにはセンサ
チューブ１０Ｇ．ｔｌｌ間し、センサチューブ９が離間
しているときにはセンサチュープ１０は近接するように
振動が行なわれる。

検出千段１であるタッチスイッチ３は直管部９ａ　，９
ｂ　，１０ａ　，１０ｂと夫々別々に接触するように４
ヶ設けられ、保持部材７により保持されている。タッチ
スイッチ３はセンサチ１−１９，１０の振幅が所定の範
囲内（定常時の振幅の範囲内〉ではセン勺チ１−ブ９．
１０とは接触せず、所定の値以上となったときに接触す
る付置に設けられている。

流ｆｆｉｉｌ測時、一対のセンサチューブ９，１０は内
部に流体が流れている状態で加振される。流入管１２よ
り？二ホールド１１の流入路１１ａに流入した被測流体
は、分流してセンザチューブ９，１０の直管部９ａ，１
０ａに流入し、曲部９ｃ，１０ｃ，接続部９ｅ．１０ｅ
．曲部９６．１０ｄを通過して直管部９ｂ，１０ｂに至
り、マニホールド１１の流出路１１ｂで合流して流出管
１３より流出する。又、センサチューブ９，１０は加振
器１８，１９により加振され、センサチューブ９，１０
のばね定数とセンリチューブ９，１０内の流体の質量に
よって決まる固有振動数で振動する。

従って、振動するセンザチューブ９，１０内を流体が通
過すると、コリオリの力が発生し直餘・部９ａ　．９ｂ
　．１０ａ　，１０ｂにコリオリ力により変位が生ずる
。一対のセンサチューブ９，１ｏは夫々１８０゜の位相
差でもって加振されており、例えば上側のセンサチュー
ブ９の直管部９ａ，９ｂ間が離間するとき、下側のセン
シチューブ１０の直管部１０ａ，１０ｂ間が近接する。

即ち、センザチューブ９が第５図（Ａ），（Ｂ）に示す
ように変位するとぎ、センサチューブ１ｏが第５図（Ｃ
），（Ｄ）に示すように変僚する。

よって、上側のセンサチューブ９の直管部９ａ，９ｂで
は第６図（Ａ）．（Ｂ）に示すようにコリオリ力が発生
し、下側のセンサチ１−ブ１ｏの直管部１０ａ．１０ｂ
ｒは第６図（Ｃ）．（Ｄ）に示すようなコリオリカが生
ずる。

ピックアップ１６．１７は夫々上記の如く振動するセン
リチューブ９．１０の相対的な変位を検出する。そして
、ピックアップ１６．１７の信弓に』ｊづき、センリチ
ューブ９．１０内を流れる流体の質量流拐が求まる１．
質量流（７１計ではセンサチューブ９，１０に生ずるコ
リオリ力による直管部９ａ．１０ａ及び９ｂ，１０ｂの
相対変位が２倍となって検出でき、流吊を粘度良く計測
でぎる。

また、上記コリオリカの発生に伴うセンサチューブ９．
１０の位相差を検出する際、外部振ｅ（振動ノイズ）が
入力されても相殺され外部振動の影響を受けることなく
安定に流通を計測できる。

次に第１図について説明する。スイッチ手段１はタッチ
スイッヂ３と、フリップ７ロツブ４とよりなる。タッチ
スイッヂ３はセンザチ１−ブ９．１０の直管部９ａ　，
９ｂ　，１０ａ　，１０ｂの振幅を夫々検出するように
４つ設けられている。これらのうちの１つでもオンとな
るとこれに応じて信号がフリップフロツブ４に供給され
る。この信ｌに応じノリップフロツブ４の出力はローレ
ベルとなる。フリップフロツブ４の出力はスｒツチ手段
２に供給される。スイッチ手段２はコイル５と揉点６と
よりなり、フリツブ７ロツブ４からの出力はコイル５に
供給される。コイル５に１Ｒ流が流れると接点６が接続
され、コイル５に電流が流れなくなると接点６はオフと
なる。

このため、通常の勤引時にはフリツプフロツプからはハ
イレベルの出力信号がコイル５に供給されていて、接点
６はオンとなりタッチスイッチ３がオンになるとフリッ
プフロツプ４の出力が「コレベルとなり接点６がオフと
なる。

つまり、タッチスイッチ３がオンに４ｃると、接点６が
オフとなり加振Ｓ１８．１９の二］イル部１８ａ，１９
ａにドライブ回路８から市流が供給されなくなり、セン
勺チューブ９．１０の振仙ｔよ停止する。

このため、センサヂューブ９，１０の振幅が一定の値よ
り大きくなるとその振動が停止する構成である・ため、
センリチューブ９，１０が異常に大きな振幅で長時間振
動することがなくなり、セン勺チューブ９．１０が異常
な振動により破損してしまうことがなくなる。また、こ
れらの異常な振動を検出することによりセンリチューブ
９．１０の異常を検出でき、流量計に異常があることが
わかる。

なお、本実施例では検出手段１としてタッチスイッチ３
を用いたがこれに限ることはなく、センサチューブ９．
１０の振幅が所定の値より大きくなったことを検出でき
るセンリであればよい。例えばＤＥＬ（発光ダイオード
）とノオトトランジスタからなるフォトインタラブタを
用いて、チューブ９．１０の振幅が所定の碩より大きく
なったときに、ｌ．　Ｅ　Ｄからフォトトランジスタへ
の光がｉｌｌされることにより検出する構成でもよい。

また、本実施例では４つのタッチスイッチ３を用いてい
るが、４つに限ることはない。

発明の効果 上述の如く、本允明によれば、管路の振幅が所定の船を
越えたことを検出手段により検出して、振幅が所定の値
を越えると振動停止ｆ段により管路の振動を停止する構
成としたため、管路に異常が生じ、管路の振動の振幅が
増大しても、長時間振動することがなくなるため、管路
が破損してしまうことがなくなり、また、異常に振動し
た状態の計測協を読み取ることもなくなる等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図〜第６
図は本発明の一実ｍ例の計洞部分を説明するための図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 振動する管路に流体を流すことにより発生するコリオリ
   の力により該管路を変形させ、該管路の流入側と流出側
   とに生じる振動の位相差より該流体の質量流量を測定す
   る質量流量計において、前記管路の振動の振幅が所定の
   値を越えたことを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出出力に基づいて前記管路の振動を停
   止する停止手段とを具備したことを特徴とする質量流量
   計。