JPH0436406Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、導管を流通する流体に作用するコリ
オリの力を測定して質量流量を求める質量流量計
の導管構造に関する。

従来技術 流管を流れる流体流に対して振動を与えると、
流体の流れの向きと流管の振動軸とに対して直角
方向にコリオリの力が発生し、このコリオリの力
が振動周波数と流体の質量流量に比例することが
知られており、特開昭54−52570号公報において、
前述のごときコリオリの力を利用した質量流量計
が開示されている。この流量計は、第３図Ａ，Ｂ
にしめすようにＵ字形の導管１を軸XX′に対称に
支持部材２で固着支持するとともに、軸XX′方向
に延びる往復動部材３の一端が支持部材２に固着
されている。この往復動部材３の他端には、導管
１の固着点を結ぶ軸YY′回りの導管１の固有振動
数と実質的に等しい振動数で加振する電磁コイル
４が配設されている。この電磁コイル４の軸上に
磁石５が導管１に保持板６を介して装着されてお
り、図示しない駆動源によりZZ′方向に吸収反発
され、この結果、導管１は軸YY′の回りに駆動さ
れる。これによりＱ方向に流れる流体に対してコ
リオリの力が作用し、XX′軸まわりに回転力が生
ずる。これを導管１の両腕に対称的に固設された
遮閉板８により遮光される光検出器７における光
量変化から、導管１の両腕が中立面を通過する時
間差を出し、これからコリオリの力を求めてい
る。

従来技術の問題点 上述のコリオリ式質量流量計は、コリオリの力
を軸XX′回りのモーメントとして求めるものであ
るが、高感度で検出するにはモーメントアームを
長くすることによつても得られるが、同一形状に
おいて検出感度を向上させるには導管の肉厚を薄
くして剛性を小さくする必要がある。この結果、
導管の耐圧強度が低下し、高圧の流体は計測でき
なくなるという問題点が生ずる。なお、以上に
は、導管がＵ字管の場合について述べたが、直管
の場合は、コリオリの力を導管上の支持点近傍に
生ずる位相変化として検出するのであるから、Ｕ
字管の場合によりはるかに剛性が高く、それだけ
検出感度が低くなるため、薄肉導管とすることは
より強く求められ、耐圧性が更に劣るものとな
る。

問題解決のための手段 本考案は、上述の従来技術における問題点を解
決するため、導管の振動部分を耐圧容器内に収納
し、耐圧容器内に被測定流体圧と等しくする圧力
をもつた不活性気体を導入し、導管壁を薄肉のま
まで耐圧特性を向上させるものである。

具体例 第１図は、本考案による質量流量計の一実施例
を説明するための図であるが、図中、第３図にお
ける質量流量計を構成する構成要素と同様の作用
をする構成要素は省略して示してある。第１図に
おいて、１０は耐圧容器で、該耐圧容器１０は導
管１を収納するように密閉し、支持部材２に気密
に固設されている。１１は連通管で、一方は導管
１に他端はシリンダ１２のヘツド１２１に連通し
ている。シリンダ１２内にはシリンダ１２内を気
密に摺動可能なフリーピストン１３が内装されて
いる。シリンダ１２の他のヘツド１２２には三方
切換弁１４のポートａが連通し、使用時には三方
切換弁１４のポートｃは連通管１５により耐圧容
器と連通している。従つて、流体圧は連通管１１
を通つてフリーピストン１３のＡ面に作用し、連
通管１５を経てフリーピストン１３の他方の面の
Ｂ面に作用した耐圧容器１０内の圧力と等しくな
る迄フリーピストン１３は圧力の低いほうに移動
し、平衡する位置で停止する。また、耐圧容器１
０内には、流体圧が予め知られているので、この
値になるように圧力計１７で監視し乍らN₂ガス
等の不活性ガスが圧封されているガスボンベ１６
より三方切換弁のポートｂ，ｃを介して封入され
流体圧と略等しい圧力が保たれている。従つて、
フリーピストン１３はシリンダ１２内の略中央部
で平衡しており、流体圧変動に応じて移動し、耐
圧容器１０内の圧力を流体圧と常に等しく保つこ
とができる。

以上の説明ではフリーピストン１３の移動によ
り圧力平衡させることを述べたが他に流体圧力を
検出し、この圧力と等しくなるように耐圧容器１
０内に不活性ガスを導入することも可能である。
本考案においては耐圧容器内の圧力を流体圧と等
しくすることにより、高感度でコリオリ力を検出
するために導管肉厚を薄くすることによる耐圧強
度の低下を均等圧下で作動させることにより除く
ことを目的とするものであり、流体が液体の場合
で、この液体がフリーピストン１３の摺動面から
の洩れをなくす必要がある場合、フリーピストン
１３をベローズに変えて遮閉してもよい。

第２図は、本考案の他の実施例を示す図で、こ
の実施例はベローズ１８をシリンダ１２内に装着
したもので、流体が液体の場合、この液体をベロ
ーズ１８に導入するようにしている。第２図の実
施例においては導管１が直管であり、この導管１
の振動は中央MM′で上下方向に加振されるが、
コリオリの力はMM′軸上の加振方向に支持部材
２１側と２２側とでは反対位相であらわれる。耐
圧容器１０内は液体と同圧の不活性気体が封入さ
れているので叙上の振動は気体中で行われる。こ
の結果、振動の減衰も防げ、第１図で説明した流
体が気体である場合と同様の効果が得られる。

効 果 以上に述べたように、本考案によると流体の種
類の如何にかかわらず安定な不活性気体中におい
て、導管の振動の減衰、コリオリの力、検出感度
の低下をなくし、且つ薄肉導管で高圧の流体の質
量流量を安全に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による質量流量計の要部構成
図、第２図は、本考案の他の実施例をしめす要部
構成図、第３図は、従来の質量流量計の動作を説
明をするための構成図である。 １……導管、２……支持部材、１０……耐圧容
器、１２……シリンダ、１３……フリーピスト
ン、１４……三方切換弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 流体を流通する導管の２点に支持点をもち、
   これら支持点に挟まれた区間に単振運動を与え
   て流体の流れが前記支持点のまわりに単振運動
   することによつて生ずるコリオリの力を測定
   し、このコリオリの力に比例した質量流量を求
   める流量計において、上記支持点に挟まれた区
   間の導管を耐圧容器内に収納して不活性気体を
   封入し、この不活性気体の圧力を導管内流体圧
   力と平衡させる平衡手段を配設したことを特徴
   とする質量流量計。 (2) 上記平衡手段を自由ピストンにより区別され
   たシリンダの内室に各々耐圧容器不活性気体圧
   力および導管内流体圧力を連通したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の質
   量流量計。 (3) 前記平衡手段をベローズにより区劃された密
   閉容器の内室に各々耐圧容器不活性気体圧力お
   よび導管内流体圧力を連通したことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の質量流
   量計。