JPH0454895B2 - - Google Patents
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- JPH0454895B2 JPH0454895B2 JP11776085A JP11776085A JPH0454895B2 JP H0454895 B2 JPH0454895 B2 JP H0454895B2 JP 11776085 A JP11776085 A JP 11776085A JP 11776085 A JP11776085 A JP 11776085A JP H0454895 B2 JPH0454895 B2 JP H0454895B2
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
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- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
-
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- G01F1/8431—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details electronic circuits
-
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- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/849—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having straight measuring conduits
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 産業上の利用分野
本願発明はコリオリの力を利用した質量流量計
に関する。
に関する。
(2) 従来技術
流管を流れる流体流に対して振動を与えると、
流体流の流れの向きと、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。この従来例は支持部材に入口及び出口
部分をもつたＵ字形の管体を固着した本体形状を
しており、流体は入口部よりＵ字形管体を通つて
流出する。Ｕ字形管体をＵ字形管体面に対して垂
直の方向に上記固着に対応する固着線を軸として
回転を与えると、Ｕ字形管体を流れる流体による
コリオリの力が作用し、固着線に対して垂直なＵ
字形管体軸に関してコリオリの力に比例した捩り
振動が生ずる。このコリオリの力を管体が基準面
を通過する時間差から求めるものである。
流体流の流れの向きと、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。この従来例は支持部材に入口及び出口
部分をもつたＵ字形の管体を固着した本体形状を
しており、流体は入口部よりＵ字形管体を通つて
流出する。Ｕ字形管体をＵ字形管体面に対して垂
直の方向に上記固着に対応する固着線を軸として
回転を与えると、Ｕ字形管体を流れる流体による
コリオリの力が作用し、固着線に対して垂直なＵ
字形管体軸に関してコリオリの力に比例した捩り
振動が生ずる。このコリオリの力を管体が基準面
を通過する時間差から求めるものである。
(3) 発明が解決しようとする問題点
上述の従来例はコリオリの力を管体の捩りとし
て検出するものであるが、捩りを生じさせるため
流体に往復路を直通させるＵ字管体としている。
即ち流体は管体に流入するとき及び流出するとき
に、流体は直角に曲げられる。コリオリの力を有
効的に検出するためには、固定線軸まわりの管体
の腕の長さを長くし、Ｕ字形管体軸のまわりのモ
ーメントを大きくすることが必要である。このこ
とはＵ字形管体の面積を大きくする結果を生み、
流量計の取付面積を大きくする結果となつた。ま
た管体の肉厚は薄くした方が有利であるが、この
ことは耐圧強度の低下をまねき高圧の流体計側に
は不向きであり、更に固着部分の耐疲労強度が低
下し長期間安定な流量計測ができない等の問題点
がある。
て検出するものであるが、捩りを生じさせるため
流体に往復路を直通させるＵ字管体としている。
即ち流体は管体に流入するとき及び流出するとき
に、流体は直角に曲げられる。コリオリの力を有
効的に検出するためには、固定線軸まわりの管体
の腕の長さを長くし、Ｕ字形管体軸のまわりのモ
ーメントを大きくすることが必要である。このこ
とはＵ字形管体の面積を大きくする結果を生み、
流量計の取付面積を大きくする結果となつた。ま
た管体の肉厚は薄くした方が有利であるが、この
ことは耐圧強度の低下をまねき高圧の流体計側に
は不向きであり、更に固着部分の耐疲労強度が低
下し長期間安定な流量計測ができない等の問題点
がある。
(4) 問題解決の手段
本願発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたものである。即ち流量計の取付面積を小さく
するために流体の振動を与える管体を流体管路に
沿つた直管としておいてコリオリの力を測定でき
るようにし、且つ管体の肉厚を薄くしても高圧流
体の計測にも耐えるように管体を密閉容器内に内
挿した本体形状とするようにしている。
れたものである。即ち流量計の取付面積を小さく
するために流体の振動を与える管体を流体管路に
沿つた直管としておいてコリオリの力を測定でき
るようにし、且つ管体の肉厚を薄くしても高圧流
体の計測にも耐えるように管体を密閉容器内に内
挿した本体形状とするようにしている。
実施例
第１図に本願発明の実施例をしめす。イ図は平
面図、ロ図は側面図、ハ図はロ図のAA′矢視断面
をしめす。密閉容器１は図示しない外部流管から
流入する流体の流入口５をもち、該密閉容器内に
他端５１を開放する管体２を内挿し、流出口６を
配設した容器である。管体２は薄肉円筒状に構成
され、駆動コイルによりYY′軸上に単振駆動され
るようにされる。従つて駆動が電磁的に行われる
場合、管体は磁性材料で構成されるが、駆動コイ
ルと対向する面に磁性片を固着するようにする。
駆動手段が電磁力によらない、例えば偏心カムを
電動機駆動する場合は磁性材料の必要はない。管
体２は密閉容器１との固着点を支点とした片持ば
りを形成するが、開口端５１近傍に駆動コイルを
配設し、ハ図YY′軸上で後述する手段により単振
動駆動する。尚駆動エネルギ効率からみて共振周
波数で駆動するのが好ましい。叙上の導管振動は
大きさに比例した電気量として検出器４で検出さ
れる。リブ７は振動方向に対して剛性が小さく、
直角方向に大きくし、外部振動の影響を軽減させ
るものである。流体が矢印の方向に流れるとし、
管体が上記のように駆動されると、管体内流体に
コリオリの力が発生する。コリオリの力は流体の
流れベクトルと振動ベクトルとのベクトル積に比
例する向きのベクトル量として作用する。振動ベ
クトルはハ図ZZ′軸上にあるのでコリオリの力は
YY′軸上に振動周波数と流体の質量流量とに比例
した大きさであらわれる。即ち振動周波数が一定
であれば質量流量に比例して振幅を減少させるよ
うに働く。
面図、ロ図は側面図、ハ図はロ図のAA′矢視断面
をしめす。密閉容器１は図示しない外部流管から
流入する流体の流入口５をもち、該密閉容器内に
他端５１を開放する管体２を内挿し、流出口６を
配設した容器である。管体２は薄肉円筒状に構成
され、駆動コイルによりYY′軸上に単振駆動され
るようにされる。従つて駆動が電磁的に行われる
場合、管体は磁性材料で構成されるが、駆動コイ
ルと対向する面に磁性片を固着するようにする。
駆動手段が電磁力によらない、例えば偏心カムを
電動機駆動する場合は磁性材料の必要はない。管
体２は密閉容器１との固着点を支点とした片持ば
りを形成するが、開口端５１近傍に駆動コイルを
配設し、ハ図YY′軸上で後述する手段により単振
動駆動する。尚駆動エネルギ効率からみて共振周
波数で駆動するのが好ましい。叙上の導管振動は
大きさに比例した電気量として検出器４で検出さ
れる。リブ７は振動方向に対して剛性が小さく、
直角方向に大きくし、外部振動の影響を軽減させ
るものである。流体が矢印の方向に流れるとし、
管体が上記のように駆動されると、管体内流体に
コリオリの力が発生する。コリオリの力は流体の
流れベクトルと振動ベクトルとのベクトル積に比
例する向きのベクトル量として作用する。振動ベ
クトルはハ図ZZ′軸上にあるのでコリオリの力は
YY′軸上に振動周波数と流体の質量流量とに比例
した大きさであらわれる。即ち振動周波数が一定
であれば質量流量に比例して振幅を減少させるよ
うに働く。
第２図は振幅の変化をなくすように帰還を施
し、質量流量に比例した帰還量を指示させる手段
をしめすブロツク図である。管体の振動は検出器
４により電気量として検出され、移相回路１０１
により検出信号の位相を所定量移相し、増幅器１
０２と駆動コイル３とからなる閉ループが共振す
るように設定する。移相された検出器出力は抵抗
R1，R2により分圧され増幅器１０２に入力され
るが、増幅器１０２の入力は可変抵抗R1を変化
させることにより、管体の振幅、即ち検出信号を
一定にするようにする。可変抵抗R1は例へば
光・抵抗変換器１０３を用いている。該光・抵抗
変換素子１０３は、検出信号を整流器１０４によ
り整流した所の検出信号に比例した直流電圧と基
準直流電圧１０５を希望する振幅値になるように
分圧器１０６で分圧した直流電圧と比較した偏差
信号１０７を増幅する比較増幅器１０８に負荷と
して接続される。質量流量が増大して管体振幅が
減少すると光量が増大し、抵抗R1が減少し増幅
器１０２のゲインを上げ、振幅を増大させる。比
較増幅器１０８の出力はコリオリの力に比例する
ことになるので指示計１０９でこれを表示する。
し、質量流量に比例した帰還量を指示させる手段
をしめすブロツク図である。管体の振動は検出器
４により電気量として検出され、移相回路１０１
により検出信号の位相を所定量移相し、増幅器１
０２と駆動コイル３とからなる閉ループが共振す
るように設定する。移相された検出器出力は抵抗
R1，R2により分圧され増幅器１０２に入力され
るが、増幅器１０２の入力は可変抵抗R1を変化
させることにより、管体の振幅、即ち検出信号を
一定にするようにする。可変抵抗R1は例へば
光・抵抗変換器１０３を用いている。該光・抵抗
変換素子１０３は、検出信号を整流器１０４によ
り整流した所の検出信号に比例した直流電圧と基
準直流電圧１０５を希望する振幅値になるように
分圧器１０６で分圧した直流電圧と比較した偏差
信号１０７を増幅する比較増幅器１０８に負荷と
して接続される。質量流量が増大して管体振幅が
減少すると光量が増大し、抵抗R1が減少し増幅
器１０２のゲインを上げ、振幅を増大させる。比
較増幅器１０８の出力はコリオリの力に比例する
ことになるので指示計１０９でこれを表示する。
叙上の方法は一具体例であるが指示方式は本願
による解決課題ではなく上記以外の他の手段でも
可能である。尚叙上の説明において管体断面を円
としているが、これをＺ軸方向の辺が長い矩形断
面とすることにより、管体の曲げ剛性を小さくで
き、検出感度をあげることができる。更にＺ軸方
向の剛性が大きくなるので信号検出に不要なＺ軸
方向振動影響を軽減できる。
による解決課題ではなく上記以外の他の手段でも
可能である。尚叙上の説明において管体断面を円
としているが、これをＺ軸方向の辺が長い矩形断
面とすることにより、管体の曲げ剛性を小さくで
き、検出感度をあげることができる。更にＺ軸方
向の剛性が大きくなるので信号検出に不要なＺ軸
方向振動影響を軽減できる。
第３図は本願発明の他の実施例であり第１図と
同一番号の構成要素は同一としてしめす。上記第
１図の実施例に対して管体２と同形同大の管体２
１を追加し、該管体２１を管体２に対し並列に配
設したものである。密閉容器１内には支切板８を
流入流体に対向し、流体室９を形成するように密
閉容器内壁に固着している。該支切板８には管体
２及び２１を貫通固着する等大の貫通孔５３，５
４が穿孔されている。また各々の貫通孔の位置は
管体２及び２１に等流量が流れるよう流入口に対
して等間隔にする方がよい。駆動手段３は電磁石
で導管開口部５１，５２近傍中間部に配設され、
各々の管体をYY′軸上で単振動駆動する。検出器
４及び４１は管体の振幅を検出する検出器である
が、各管体が全く等しい振幅で振動する場合はい
ずれか一方のみでよい。通常、管体の各々に同一
流量が流れているときは、この条件を充たしてい
る。従つて第２図と同様な計測手段を適用するこ
と可能である。叙上第３図の実施例においては管
体が並列になつているので、流体の圧力損失が
１／４となり効果的である。従つて同一の圧力損
失では４倍の流量が得られる。同様に管体を多数
の並列配管で行えば、圧損効果は更に向上する。
同一番号の構成要素は同一としてしめす。上記第
１図の実施例に対して管体２と同形同大の管体２
１を追加し、該管体２１を管体２に対し並列に配
設したものである。密閉容器１内には支切板８を
流入流体に対向し、流体室９を形成するように密
閉容器内壁に固着している。該支切板８には管体
２及び２１を貫通固着する等大の貫通孔５３，５
４が穿孔されている。また各々の貫通孔の位置は
管体２及び２１に等流量が流れるよう流入口に対
して等間隔にする方がよい。駆動手段３は電磁石
で導管開口部５１，５２近傍中間部に配設され、
各々の管体をYY′軸上で単振動駆動する。検出器
４及び４１は管体の振幅を検出する検出器である
が、各管体が全く等しい振幅で振動する場合はい
ずれか一方のみでよい。通常、管体の各々に同一
流量が流れているときは、この条件を充たしてい
る。従つて第２図と同様な計測手段を適用するこ
と可能である。叙上第３図の実施例においては管
体が並列になつているので、流体の圧力損失が
１／４となり効果的である。従つて同一の圧力損
失では４倍の流量が得られる。同様に管体を多数
の並列配管で行えば、圧損効果は更に向上する。
(6) 効果
以上説明したように本発明によれば、流体の流
れ方向にコリオリの力を発生する管体が配設され
るので、計測のため流体を曲げることがなく、圧
力損失も少なく取付面積も小さくなる。更に管体
は直管であるため加工し易く、感度を高めるため
の薄肉管とすることができ、しかもこの管体は密
閉容器内に開口しているため流体圧力の影響を受
ける心配がないので安価で高感度の質量流量計を
提供できる。
れ方向にコリオリの力を発生する管体が配設され
るので、計測のため流体を曲げることがなく、圧
力損失も少なく取付面積も小さくなる。更に管体
は直管であるため加工し易く、感度を高めるため
の薄肉管とすることができ、しかもこの管体は密
閉容器内に開口しているため流体圧力の影響を受
ける心配がないので安価で高感度の質量流量計を
提供できる。
また管体が単純な直管であるため流量計測範囲
を拡大する場合に同形同大の並列管体を構成する
ことも容易で適用範囲の拡大を容易に可能とす
る。
を拡大する場合に同形同大の並列管体を構成する
ことも容易で適用範囲の拡大を容易に可能とす
る。
第１図は本願発明の実施例であり、イは平面
図、ロは側面図、ハは正面図である。第２図は第
１図の振動、検出指示等本願発明を具現するため
の計測手段を説明するブロツク図、第３図は本発
明の他の実施例をしめすものである。 図中、１は密閉容器、２は管体、３は駆動コイ
ル、４は検出器、５は流入口、６は流出口を表
す。
図、ロは側面図、ハは正面図である。第２図は第
１図の振動、検出指示等本願発明を具現するため
の計測手段を説明するブロツク図、第３図は本発
明の他の実施例をしめすものである。 図中、１は密閉容器、２は管体、３は駆動コイ
ル、４は検出器、５は流入口、６は流出口を表
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流入口および流出口を配設した容器と、該容
器内に上記流入口に一端が連通固着しかつ他端が
開口する管体を配設した本体部と、該管体の固着
点近傍を軸として該管体を振動させる駆動手段
と、該振動により管体内を流れる流体に作用する
コリオリの力を検出する検出手段とをそなえ、上
記コリオリの力に比例する質量流量を測定するこ
とを特徴とする質量流量計。 ２ 管体を複数とし該管体を音叉を形成するよう
に並列に配設し、該管体開口部を反対位相で駆動
する駆動手段を配設したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の質量流量計。 ３ 管体の断面形状を矩形としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の質量
流量計。 ４ 管体の固着近傍において、該管体の振動方向
及び振動方向と直角方向に管体軸に平行して該管
体と容器とに連結するリブを固着したことを特徴
とする特許請求の範囲囲第１項ないし第３項のい
ずれか記載の質量流量計。 ５ 検出手段からの検出信号を上記駆動手段側に
帰還させ、上記管体の駆動を制御するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
４項のいずれか記載の質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11776085A JPS61275621A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11776085A JPS61275621A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275621A JPS61275621A (ja) | 1986-12-05 |
| JPH0454895B2 true JPH0454895B2 (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=14719643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11776085A Granted JPS61275621A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61275621A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0749980B2 (ja) * | 1987-08-20 | 1995-05-31 | トキコ株式会社 | 振動式測定装置 |
| DE4138840C2 (de) * | 1991-11-26 | 2003-02-06 | Abb Patent Gmbh | Halterung für ein zu durchströmendes Rohr in einem Massedurchflußmesser |
| US6606573B2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-08-12 | Micro Motion, Inc. | Sensor apparatus, methods and computer program products employing vibrational shape control |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11776085A patent/JPS61275621A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61275621A (ja) | 1986-12-05 |
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