JPH0357920A - コリオリ質量流量計 - Google Patents
コリオリ質量流量計Info
- Publication number
- JPH0357920A JPH0357920A JP19488389A JP19488389A JPH0357920A JP H0357920 A JPH0357920 A JP H0357920A JP 19488389 A JP19488389 A JP 19488389A JP 19488389 A JP19488389 A JP 19488389A JP H0357920 A JPH0357920 A JP H0357920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- detection sensor
- time difference
- circuit
- coriolis
- Prior art date
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- Pending
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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。
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、大きな時間差が測定で出来、良好な分解能が
得られるコリオリ質量流量計に関するものである。
得られるコリオリ質量流量計に関するものである。
く従来の技術〉
第3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の取付けフランジである。
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の取付けフランジである。
3はLJ字形をなす測定管1の先端に設けられ、測定管
1をl次モードの共振点で共振させる振動子である. 4.5は測定管1の両開にそれぞれ設けられた変位検出
センサである。
1をl次モードの共振点で共振させる振動子である. 4.5は測定管1の両開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rωJ.測定流体の流速r
Vj (以下『Jで囲まれた記号はベク1・ル量を表ず
.)とすると、 F c = − 2 m r (1) J X 1V
Jのコリオリカが■く、コリオリ力に比関した振動の振
幅を測定すれば、質量流量が測定出来る.しかし、一般
には、コリオリ力に比例した振動の振幅は、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3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r ’
J 』の向きによって、第4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. 位相差は波形がセ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. ここで、振動による変位Xは X=As i nωt A:静的な変位 一方、コリオリ力による変位X,は、第2高調波のモー
ドであるから、基本波の周波数では共振しておらず 静
的な変位と同じ量が得られる.X1=B,)cosωL B0:静的な変位 従って、変位検出センサ4,5は、コリオリカの影響に
よって変位がずれる. Ya o r 5=X+X1 = (A’ +82)”s i n (ωt±θ)ta
nθ=B/A 一方、文位検出センサ6の変位は、コリオリカの影響を
受けないので、 Ya =Xo =Ao s i nωtとなる. Y4とY5との位相差はB<<Aより下式となる. Δθ−2 1 θ l=(2B)/A 振動数がωであるので、時間差Δt1は下式で表せられ
る。
動子3が駆動される. 振動子3の振動方向の角速度rωJ.測定流体の流速r
Vj (以下『Jで囲まれた記号はベク1・ル量を表ず
.)とすると、 F c = − 2 m r (1) J X 1V
Jのコリオリカが■く、コリオリ力に比関した振動の振
幅を測定すれば、質量流量が測定出来る.しかし、一般
には、コリオリ力に比例した振動の振幅は、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3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r ’
J 』の向きによって、第4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. 位相差は波形がセ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. ここで、振動による変位Xは X=As i nωt A:静的な変位 一方、コリオリ力による変位X,は、第2高調波のモー
ドであるから、基本波の周波数では共振しておらず 静
的な変位と同じ量が得られる.X1=B,)cosωL B0:静的な変位 従って、変位検出センサ4,5は、コリオリカの影響に
よって変位がずれる. Ya o r 5=X+X1 = (A’ +82)”s i n (ωt±θ)ta
nθ=B/A 一方、文位検出センサ6の変位は、コリオリカの影響を
受けないので、 Ya =Xo =Ao s i nωtとなる. Y4とY5との位相差はB<<Aより下式となる. Δθ−2 1 θ l=(2B)/A 振動数がωであるので、時間差Δt1は下式で表せられ
る。
Δ1,=Δθ/ω=(2B)/(Aω)第5図は従来よ
り一般に使用されている池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、信号を大きく取るため
に、測定管1を、2管式にしたものである. く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)41j
f動周波数が高いと、時間差が小さくなり、安定した測
定が出来ない。
り一般に使用されている池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、信号を大きく取るため
に、測定管1を、2管式にしたものである. く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)41j
f動周波数が高いと、時間差が小さくなり、安定した測
定が出来ない。
(2)振動周波数を低くすると外部の振動に影響を受け
やすい. 本発明は、この問題点を解決するものである。
やすい. 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、高い振動周波数を使用し、かつ大きな
時間差が測定で出来、良好な分解能が得られるコリオリ
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ために、本発明は、測定管と、該測
定管を加振する振動子と、前記測定管の変位を検出する
2個の第1,第2の変位検出センサとを具備するコリオ
リ質量流量計において、前記測定管のコリオリ力による
変位の無い箇所の変位を検出する第3の変位挽出センサ
と、該第3の変位検出センサの検出信号を1よりわずか
小さい定数で乗算する乗算回路と、該乗算回路の出力と
前記第1の変位検出センサとを差動増幅する第1の差動
増幅回路と、前記乗算回路の出力と前記第2の変位検出
センサとを差動増幅する第2の差動増幅回路と、該第2
の差動増幅回路と前記第1の差動増幅回路の出力信号の
位相差から時間差を測定する時間差検出回路とを具備し
たことを特徴とするコリオリ質量流量計を構或したもの
である。
時間差が測定で出来、良好な分解能が得られるコリオリ
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ために、本発明は、測定管と、該測
定管を加振する振動子と、前記測定管の変位を検出する
2個の第1,第2の変位検出センサとを具備するコリオ
リ質量流量計において、前記測定管のコリオリ力による
変位の無い箇所の変位を検出する第3の変位挽出センサ
と、該第3の変位検出センサの検出信号を1よりわずか
小さい定数で乗算する乗算回路と、該乗算回路の出力と
前記第1の変位検出センサとを差動増幅する第1の差動
増幅回路と、前記乗算回路の出力と前記第2の変位検出
センサとを差動増幅する第2の差動増幅回路と、該第2
の差動増幅回路と前記第1の差動増幅回路の出力信号の
位相差から時間差を測定する時間差検出回路とを具備し
たことを特徴とするコリオリ質量流量計を構或したもの
である。
く作 用〉
以上の横成において、測定管に川定流体が流され、振動
子か駆動される。振動子により州定管は振動する。
子か駆動される。振動子により州定管は振動する。
振動方向の角速度『ω』、測定管を流れる測定流体の流
遠r y .+とすると、 Fc=−2mrωJ X rVJ のコリオリカが鋤<、流速ryJの向きによって、コリ
オリカの方向が異なるので、測定管は変位する.これを
変位検出センサで変位を検出し、変位検出センサの変位
の位相差か、(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′a量を求
める事かできる.位相差は波形がセ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。
遠r y .+とすると、 Fc=−2mrωJ X rVJ のコリオリカが鋤<、流速ryJの向きによって、コリ
オリカの方向が異なるので、測定管は変位する.これを
変位検出センサで変位を検出し、変位検出センサの変位
の位相差か、(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′a量を求
める事かできる.位相差は波形がセ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。
この場合、コリオリ力による変位を検知している変位検
出センサの信号から、コリオリ力による変位の無い点を
検知している変位検出センサの信号に1よりわずか小さ
い定数を乗じた信号を引いた後、信号の位相差を時間差
として検出するようにした。
出センサの信号から、コリオリ力による変位の無い点を
検知している変位検出センサの信号に1よりわずか小さ
い定数を乗じた信号を引いた後、信号の位相差を時間差
として検出するようにした。
以下、実施例に裁づき詳細に説明する。
く実施例〉
第1図は本発明の一実施例の要部横成説明図である.
図において、第3図と同一記号の椙成は同一機能を表わ
す。
す。
以下、第3図と相違部分のみ説明する。
l1はU字状のJ!リ定管1の底部付近を結合する結合
板である。
板である。
12は測定管lのコリオリ力による変位の燕い箇所の変
位を検出する第3の変位検出センサである.この場合は
、結合板11の中央に収り付けられている。
位を検出する第3の変位検出センサである.この場合は
、結合板11の中央に収り付けられている。
13は測定管1を管路Aに接続するブロックである.
第2図に、変換器の一実施例を示す.
21は変位検出センサ4の出力を増幅する増幅回路であ
る。
る。
22は変位検出センサ5の出力を増幅する増幅回路であ
る, 23は変位検出センサ6の出力を増幅する増幅回路であ
る。
る, 23は変位検出センサ6の出力を増幅する増幅回路であ
る。
24は増幅回路23の出力を1よりわずか小さい定数で
乗算する乗算回路である.この場合は、定数は0.9で
ある。
乗算する乗算回路である.この場合は、定数は0.9で
ある。
25は増幅回路21と乗算回路24の出力とを差動増幅
する第lの差動増幅回路である.26は増幅四R22と
乗算回路24の出力とを差動増幅する第2の差動増幅回
路である。
する第lの差動増幅回路である.26は増幅四R22と
乗算回路24の出力とを差動増幅する第2の差動増幅回
路である。
27は第1の差動増幅回路25と第2の差動増幅回路2
6との出力信号の位相差から時間差を測定する時間差検
出回路である。
6との出力信号の位相差から時間差を測定する時間差検
出回路である。
28は時間差検出回路27の出力を所要の出力に変換す
る出力変換回路である。この場合は、4〜20mAか出
力される. 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により測定管1は振動す
る, 振動方向の角速度『ω』、測定管1を流れる測定流体の
流速jy』とすると、 Fc=−2m rω』X rV』 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、測定管1は変位する。これ
を変位検出センサ4,うで変位を検出し、変位検出セン
サ4.5の変位の位相差か、(コリオリ力に比例した振
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. この場合、コリオリ力による変位を検知している変位検
出センサ4,5の信号から、コリオリ力による変位の無
い点を検知している変位検出センサl2の信号に1より
わずか小さい定数を乗じた信号を引いた後、信号の位相
差を時間差として検出する上うにした。この場合は、定
数として0.9を用いた. 即ち、 Y4 or 5 X ・ 0.9 + (0. 1A) 2 +82 ))I/2
sin(ωt±θ2 ) tan θ2=1−1/A 従って、時間差Δt2は下式で表せられ、従来例の10
倍の時間差が得られる。
る出力変換回路である。この場合は、4〜20mAか出
力される. 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により測定管1は振動す
る, 振動方向の角速度『ω』、測定管1を流れる測定流体の
流速jy』とすると、 Fc=−2m rω』X rV』 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、測定管1は変位する。これ
を変位検出センサ4,うで変位を検出し、変位検出セン
サ4.5の変位の位相差か、(コリオリ力に比例した振
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. この場合、コリオリ力による変位を検知している変位検
出センサ4,5の信号から、コリオリ力による変位の無
い点を検知している変位検出センサl2の信号に1より
わずか小さい定数を乗じた信号を引いた後、信号の位相
差を時間差として検出する上うにした。この場合は、定
数として0.9を用いた. 即ち、 Y4 or 5 X ・ 0.9 + (0. 1A) 2 +82 ))I/2
sin(ωt±θ2 ) tan θ2=1−1/A 従って、時間差Δt2は下式で表せられ、従来例の10
倍の時間差が得られる。
Δt2−Δθ/ω
(2B>/(0.IAω)
=10Δt,
この結果、同一流量に対して、従来例より大きな時間差
か得られるので、良好な分解能が得られる. なお、前述の実施例においては、測定I1′1はU字管
のものについて説明したが、これに限ることはなく、例
えば、平行管でもよく、要するに、コリオリカか′検知
できるものであれば良い.また、シングルチューブでな
くダブルチューブでも良い. また、変位検出センサ3,4.12は、電磁方式、スト
レインゲージタイ1、光とックア・yグタイグでもよい
。
か得られるので、良好な分解能が得られる. なお、前述の実施例においては、測定I1′1はU字管
のものについて説明したが、これに限ることはなく、例
えば、平行管でもよく、要するに、コリオリカか′検知
できるものであれば良い.また、シングルチューブでな
くダブルチューブでも良い. また、変位検出センサ3,4.12は、電磁方式、スト
レインゲージタイ1、光とックア・yグタイグでもよい
。
また、定数はO
く発明の効果〉
以上説明したように、本発明は、測定管と、該測定管を
加振する振動子と、前記測定管の変位を検出する2個の
第1.第2の変位検出センサとを具備するコリオリ質量
流量計において、前記測定管のコリオリ力による変位の
無い箇所の変位を検出する第3の変位検出センサと、該
第3の変位検出センサの検出信号を1よりわずか小さい
定数で乗算する乗算回路と、該乗算回路の出力と前記第
1の変位検出センサとを差動増幅する第1の差動増幅回
路と、前記乗算回路の出力と前記第2の変位検出センサ
とを差動増幅する第2の差動増幅回路と、該第2の差動
増幅回路と前記第1の差動増幅回路の出力信号の位相差
から時間差を測定する時間差検出回路とを具備したこと
を特徴とするコリオリ質量流量計を楢成した.この結果
、同一流量に対して、従来例より大きな時間差が得られ
るので、良好な分解能が得られ9に限らないのは勿論で
ある. る4 従って、本発明によれば、大きな時間差が測定で出来、
良好な分解能が得られるコリオリ質量流量計を実現する
ことが出来る.
加振する振動子と、前記測定管の変位を検出する2個の
第1.第2の変位検出センサとを具備するコリオリ質量
流量計において、前記測定管のコリオリ力による変位の
無い箇所の変位を検出する第3の変位検出センサと、該
第3の変位検出センサの検出信号を1よりわずか小さい
定数で乗算する乗算回路と、該乗算回路の出力と前記第
1の変位検出センサとを差動増幅する第1の差動増幅回
路と、前記乗算回路の出力と前記第2の変位検出センサ
とを差動増幅する第2の差動増幅回路と、該第2の差動
増幅回路と前記第1の差動増幅回路の出力信号の位相差
から時間差を測定する時間差検出回路とを具備したこと
を特徴とするコリオリ質量流量計を楢成した.この結果
、同一流量に対して、従来例より大きな時間差が得られ
るので、良好な分解能が得られ9に限らないのは勿論で
ある. る4 従って、本発明によれば、大きな時間差が測定で出来、
良好な分解能が得られるコリオリ質量流量計を実現する
ことが出来る.
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
4図は第3図の動作説明図、第5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・・・取付けフランジ、1・・・測定管、3・・・振
動子、4,5・・・変位検出センサ、11・・・結合板
、12・・・変位検出センサ、13・・・ブロック、2
1 2223・・・増幅回路、24・・・乗算回路、2
5・・・第1の差動増幅回路、26・・・第2の差動増
幅回路、27・・・時間差検出回路、28・・・出力変
IIA囲路.第 ! 図 :’. z 図 第 3 図 第 4 図 (A) /’VJ”J (B) 第 5 図
第1図の変換器の一実施例の要部構成説明図、第3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
4図は第3図の動作説明図、第5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・・・取付けフランジ、1・・・測定管、3・・・振
動子、4,5・・・変位検出センサ、11・・・結合板
、12・・・変位検出センサ、13・・・ブロック、2
1 2223・・・増幅回路、24・・・乗算回路、2
5・・・第1の差動増幅回路、26・・・第2の差動増
幅回路、27・・・時間差検出回路、28・・・出力変
IIA囲路.第 ! 図 :’. z 図 第 3 図 第 4 図 (A) /’VJ”J (B) 第 5 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 測定管と、 該測定管を加振する振動子と、 前記測定管の変位を検出する2個の第1、第2の変位検
出センサとを具備するコリオリ質量流量計において、 前記測定管のコリオリ力による変位の無い箇所の変位を
検出する第3の変位検出センサと、該第3の変位検出セ
ンサの検出信号を1よりわずか小さい定数で乗算する乗
算回路と、 該乗算回路の出力と前記第1の変位検出センサとを差動
増幅する第1の差動増幅回路と、 前記乗算回路の出力と前記第2の変位検出センサとを差
動増幅する第2の差動増幅回路と、該第2の差動増幅回
路と前記第1の差動増幅回路の出力信号の位相差から時
間差を測定する時間差検出回路 とを具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19488389A JPH0357920A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | コリオリ質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19488389A JPH0357920A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | コリオリ質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357920A true JPH0357920A (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=16331908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19488389A Pending JPH0357920A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | コリオリ質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0357920A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009069144A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Berkin Bv | 少なくとも三つのセンサ測定部を有するコリオリ型質量流量測定装置及び測定方法 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19488389A patent/JPH0357920A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009069144A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Berkin Bv | 少なくとも三つのセンサ測定部を有するコリオリ型質量流量測定装置及び測定方法 |
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