JPH05142134A - 振動管密度計 - Google Patents
振動管密度計Info
- Publication number
- JPH05142134A JPH05142134A JP32811391A JP32811391A JPH05142134A JP H05142134 A JPH05142134 A JP H05142134A JP 32811391 A JP32811391 A JP 32811391A JP 32811391 A JP32811391 A JP 32811391A JP H05142134 A JPH05142134 A JP H05142134A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プロセスラインに介装可能な振動管密度計
を、被測定流体に対し検出感度を低下させることなく耐
蝕性を持たせる。 【構成】 非磁性の外筒３内に同軸な非磁性の薄肉円筒
からなる振動管６を透孔６を有するフランジ７ａ部で片
持固定し、他のフランジ７ｂを自由端とする。振動管６
の中央部直径上位置に磁性板８,８を固着し、該磁性板
８,８と対向して検出コイル４と駆動コイル５とを外筒
３の凹部３ａ，３ａに配設し、磁性板８と検出コイル４
と増幅器９と駆動コイル５および磁性板８とからなる正
帰還ループを形成し、変換器１０により該正帰還ループ
の固有振動数から被測定流体の密度を検知する。
を、被測定流体に対し検出感度を低下させることなく耐
蝕性を持たせる。 【構成】 非磁性の外筒３内に同軸な非磁性の薄肉円筒
からなる振動管６を透孔６を有するフランジ７ａ部で片
持固定し、他のフランジ７ｂを自由端とする。振動管６
の中央部直径上位置に磁性板８,８を固着し、該磁性板
８,８と対向して検出コイル４と駆動コイル５とを外筒
３の凹部３ａ，３ａに配設し、磁性板８と検出コイル４
と増幅器９と駆動コイル５および磁性板８とからなる正
帰還ループを形成し、変換器１０により該正帰還ループ
の固有振動数から被測定流体の密度を検知する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、振動式密度計に関し、より詳細
には、振動体の等価質量が接している流体の密度により
変化するという原理に基づく振動管密度計に関する。
には、振動体の等価質量が接している流体の密度により
変化するという原理に基づく振動管密度計に関する。
【０００２】
【従来技術】振動式密度計は、差圧式やフロート式密度
計に比較し、小形で高感度に密度計測ができる長所をも
っているので、プロセス用として広く利用されている。
振動式密度計は、振動体の等価質量が振動周波数に応じ
て変化することを利用した密度計で、代表的な方式に、
Ｕ字管方式，薄板膜方式，および振動管方式等がある。
Ｕ字管方式は、Ｕ字管状の薄肉パイプ内に被測定流体を
導入してＵ字管状の薄肉パイプを音叉状に振動して固有
振動数から密度を求める方式で、粘度影響を受けない長
所をもっているが、Ｕ字管状の薄肉パイプを直接プロセ
スラインに装着することができない短所がある。また、
薄板膜方式は、両端を開放した管体の直径上に薄板膜の
両端を固着し、該薄板膜と垂直な方向に駆動する薄板膜
の固有振動数を測定する方式で、プロセスラインに前記
管体を介装することができる反面、薄板膜の固着部が疲
労し易い等の短所を有している。
計に比較し、小形で高感度に密度計測ができる長所をも
っているので、プロセス用として広く利用されている。
振動式密度計は、振動体の等価質量が振動周波数に応じ
て変化することを利用した密度計で、代表的な方式に、
Ｕ字管方式，薄板膜方式，および振動管方式等がある。
Ｕ字管方式は、Ｕ字管状の薄肉パイプ内に被測定流体を
導入してＵ字管状の薄肉パイプを音叉状に振動して固有
振動数から密度を求める方式で、粘度影響を受けない長
所をもっているが、Ｕ字管状の薄肉パイプを直接プロセ
スラインに装着することができない短所がある。また、
薄板膜方式は、両端を開放した管体の直径上に薄板膜の
両端を固着し、該薄板膜と垂直な方向に駆動する薄板膜
の固有振動数を測定する方式で、プロセスラインに前記
管体を介装することができる反面、薄板膜の固着部が疲
労し易い等の短所を有している。
【０００３】これに対し、振動管密度計は筒状体内に同
軸で小径な振動管を配設して被測定流体を振動管の内外
壁面に流通し、該吊鐘状に支持した振動管を円筒振動さ
せ、該円筒振動の固有振動数から密度を求める方式であ
り、プロセスラインに直接介装して密度計測できる長所
をもっている。図３は、従来の振動管密度計を説明する
ための図で、図中、１,２はフランジ、３は外筒、４は
検出コイル、５は駆動コイル、１２は振動管である。
軸で小径な振動管を配設して被測定流体を振動管の内外
壁面に流通し、該吊鐘状に支持した振動管を円筒振動さ
せ、該円筒振動の固有振動数から密度を求める方式であ
り、プロセスラインに直接介装して密度計測できる長所
をもっている。図３は、従来の振動管密度計を説明する
ための図で、図中、１,２はフランジ、３は外筒、４は
検出コイル、５は駆動コイル、１２は振動管である。
【０００４】図示において、外筒３は非磁性材料の円筒
で、中央部の壁面に凹部３ａ，３ａを設けている。該外
筒３の両端面にはフランジ１,２が溶着され、ボルト孔
１ａ，２ａを介して被測定流体を流通する配管に介装さ
れる。前記外筒３内には同軸な振動管１２が配設され
る。振動管１２は磁性を有し、恒弾性材料であるＮｉ
（ニッケル）合金のエリンバーが用いられ、端面には各
々透孔１２ｃを有するフランジ１２ａ，１２ｂが設けら
れている。ここでフランジ１２ａ，１２ｂは、外筒３の
内径と略々等しく、該フランジ１２ａ外周面で外筒３の
内壁面に固着されており、他面側のフランジ１２ｂは自
由端面となっている。
で、中央部の壁面に凹部３ａ，３ａを設けている。該外
筒３の両端面にはフランジ１,２が溶着され、ボルト孔
１ａ，２ａを介して被測定流体を流通する配管に介装さ
れる。前記外筒３内には同軸な振動管１２が配設され
る。振動管１２は磁性を有し、恒弾性材料であるＮｉ
（ニッケル）合金のエリンバーが用いられ、端面には各
々透孔１２ｃを有するフランジ１２ａ，１２ｂが設けら
れている。ここでフランジ１２ａ，１２ｂは、外筒３の
内径と略々等しく、該フランジ１２ａ外周面で外筒３の
内壁面に固着されており、他面側のフランジ１２ｂは自
由端面となっている。
【０００５】外筒３の凹部３ａ，３ａには、各々リード
線４ａ及び５ａに接続された検出コイル４と駆動コイル
５とが磁束が振動管１２と交叉するように配設され、検
出コイル４に生じた振動管１２の振動信号を増幅し、該
増幅出力により駆動コイル５を駆動するという正帰還ル
ープを形成し被測定流体の密度に応じた固有振動周波数
で円筒振動を持続する。しかし、この方式の振動管１２
は磁性材を用いているので耐蝕性は必ずしも良くなく、
被測定流体によっては長期運転できないという問題点が
あった。
線４ａ及び５ａに接続された検出コイル４と駆動コイル
５とが磁束が振動管１２と交叉するように配設され、検
出コイル４に生じた振動管１２の振動信号を増幅し、該
増幅出力により駆動コイル５を駆動するという正帰還ル
ープを形成し被測定流体の密度に応じた固有振動周波数
で円筒振動を持続する。しかし、この方式の振動管１２
は磁性材を用いているので耐蝕性は必ずしも良くなく、
被測定流体によっては長期運転できないという問題点が
あった。
【０００６】図４は、従来の振動管密度計における他の
例を説明するための図で、図中、１３は外筒、１４，１
４は磁性板であり、図３と同一の作用をする部分には同
じ符号を付している。図示の振動管密度計は、図３に図
示した振動管密度計において振動管１２が耐蝕性が不充
分であるために、外筒１３自体を耐蝕性のある振動管と
したものである。耐蝕性の優れた安価な材料としてステ
ンレス鋼があげられるが、耐蝕性の高いステンレス鋼は
一般には非磁性体であり、磁性を与えるために外筒１３
外壁面に磁性板１４，１４を対向して固着したものであ
る。しかし、外筒３は被測定流体に対し、耐圧を要する
ために壁面厚さが求められ、この結果剛性は高くなり該
磁性板１４，１４を配設しても充分な感度は得られなか
った。
例を説明するための図で、図中、１３は外筒、１４，１
４は磁性板であり、図３と同一の作用をする部分には同
じ符号を付している。図示の振動管密度計は、図３に図
示した振動管密度計において振動管１２が耐蝕性が不充
分であるために、外筒１３自体を耐蝕性のある振動管と
したものである。耐蝕性の優れた安価な材料としてステ
ンレス鋼があげられるが、耐蝕性の高いステンレス鋼は
一般には非磁性体であり、磁性を与えるために外筒１３
外壁面に磁性板１４，１４を対向して固着したものであ
る。しかし、外筒３は被測定流体に対し、耐圧を要する
ために壁面厚さが求められ、この結果剛性は高くなり該
磁性板１４，１４を配設しても充分な感度は得られなか
った。
【０００７】
【目的】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもの
で、耐蝕性があり、感度の高い振動管密度計を提供する
ことを目的としてなされたものである。
で、耐蝕性があり、感度の高い振動管密度計を提供する
ことを目的としてなされたものである。
【０００８】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、被測定
流体が流通する非磁性の筒状体で直径上の対向した壁面
に検出コイルと駆動コイルとを配設した外筒と、該外筒
に同軸な非磁性の筒状体で、該筒状体の内外壁面を被測
定流体が流通可能に一端を固定し、他端を自由端とし、
前記検出コイルおよび駆動コイルに対向した壁面の位置
に磁性材を液密に配設した振動管と、前記検出コイルで
検出された振動管の円筒振動による振動信号を増幅し、
振動を持続するように駆動コイルに正帰還する増幅器
と、前記振動の周波数に応じて密度を検知し表示する変
換器とから構成したことを特徴とするものである。以
下、本発明の実施例に基づいて説明する。
流体が流通する非磁性の筒状体で直径上の対向した壁面
に検出コイルと駆動コイルとを配設した外筒と、該外筒
に同軸な非磁性の筒状体で、該筒状体の内外壁面を被測
定流体が流通可能に一端を固定し、他端を自由端とし、
前記検出コイルおよび駆動コイルに対向した壁面の位置
に磁性材を液密に配設した振動管と、前記検出コイルで
検出された振動管の円筒振動による振動信号を増幅し、
振動を持続するように駆動コイルに正帰還する増幅器
と、前記振動の周波数に応じて密度を検知し表示する変
換器とから構成したことを特徴とするものである。以
下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】図１は、本発明の振動管密度計における一
実施例を説明するための図で、図中、１,２はフラン
ジ、３は外筒、４は検出コイル、５は駆動コイル、６は
振動管、７,７はフランジ、８,８は磁性板、９は増幅
器、１０は変換器、１１は出力である。
実施例を説明するための図で、図中、１,２はフラン
ジ、３は外筒、４は検出コイル、５は駆動コイル、６は
振動管、７,７はフランジ、８,８は磁性板、９は増幅
器、１０は変換器、１１は出力である。
【００１０】図示において、フランジ１,２および外筒
３は、図３に図示したものと同様にステンレス鋼等の非
磁性材料からなる外筒３の端面にフランジ１,２を溶着
するか、又は非磁性材料で外筒３と一体に形成したもの
で、凹部３ａ，３ａには各々検出コイル４および駆動コ
イル５が配設されている。該検出コイル４および駆動コ
イル５は、磁束が外筒３の軸０−０方向に生ずるように
軸を選んである。また、振動管６は両端面に透孔６ａを
有するフランジ７ａ，７ｂを一体形成したもので、ステ
ンレス鋼，チタン合金等の被測定流体に対し、耐蝕性の
ある材料により薄い筒壁面を有して形成される。該振動
管６の中央部の直径上壁面に磁性板８,８が対向して固
着されている。磁性板８は高透磁率金属等又は焼結材で
あるが、耐蝕性は必ずしも優れてはいないので、必要に
応じて振動管６と同一材料の薄板で液密に包み込んでも
よい。
３は、図３に図示したものと同様にステンレス鋼等の非
磁性材料からなる外筒３の端面にフランジ１,２を溶着
するか、又は非磁性材料で外筒３と一体に形成したもの
で、凹部３ａ，３ａには各々検出コイル４および駆動コ
イル５が配設されている。該検出コイル４および駆動コ
イル５は、磁束が外筒３の軸０−０方向に生ずるように
軸を選んである。また、振動管６は両端面に透孔６ａを
有するフランジ７ａ，７ｂを一体形成したもので、ステ
ンレス鋼，チタン合金等の被測定流体に対し、耐蝕性の
ある材料により薄い筒壁面を有して形成される。該振動
管６の中央部の直径上壁面に磁性板８,８が対向して固
着されている。磁性板８は高透磁率金属等又は焼結材で
あるが、耐蝕性は必ずしも優れてはいないので、必要に
応じて振動管６と同一材料の薄板で液密に包み込んでも
よい。
【００１１】また、振動管６は外筒３の内壁面に対し、
フランジ７ａの外周面で片持式に固着され、フランジ７
ｂ側は自由端となっている。検出コイル４は磁性板８と
対向して凹部３ａ内に、駆動コイル５は磁性板８と対向
した凹部内に固着されている。検出コイル４はリード線
４ａを介して増幅器９に入力し、該増幅器９の出力はリ
ード線５ａを介して駆動コイル５に接続して、磁性板８
→検出コイル４→増幅器９→磁性板８の閉ループの正帰
還回路が形成され、振動管６の固有振動数で振動を持続
する。
フランジ７ａの外周面で片持式に固着され、フランジ７
ｂ側は自由端となっている。検出コイル４は磁性板８と
対向して凹部３ａ内に、駆動コイル５は磁性板８と対向
した凹部内に固着されている。検出コイル４はリード線
４ａを介して増幅器９に入力し、該増幅器９の出力はリ
ード線５ａを介して駆動コイル５に接続して、磁性板８
→検出コイル４→増幅器９→磁性板８の閉ループの正帰
還回路が形成され、振動管６の固有振動数で振動を持続
する。
【００１２】上述の振動管密度計は、振動管６の内外壁
に被測定流体が流通しているので、被測定流体は振動管
６の等価質量となり、該等価質量に応じた固有振動数と
なるので、
に被測定流体が流通しているので、被測定流体は振動管
６の等価質量となり、該等価質量に応じた固有振動数と
なるので、
【００１３】
【数１】
【００１４】ここで、ｄは被測定流体の密度、ｄ0は気
体，液体により定められる密度定数、ｆ0は振動管の真
空中での固有振動数、ｆは被測定流体中での固有振動数
である。
体，液体により定められる密度定数、ｆ0は振動管の真
空中での固有振動数、ｆは被測定流体中での固有振動数
である。
【００１５】図２は、振動管の振動モードを示す図で、
振動管６は固定フランジ７ａを節部として、実線で示す
固定位置から点線で示す形状矢印方向に、吊鐘状に振動
である円筒振動を起こす。演算器１０は、振動管６の円
筒振動周波数ｆ,ｆ0を検知して（１）式に基づいて被測
定流体の密度を演算し、表示した密度出力１１を伝送す
るものである。
振動管６は固定フランジ７ａを節部として、実線で示す
固定位置から点線で示す形状矢印方向に、吊鐘状に振動
である円筒振動を起こす。演算器１０は、振動管６の円
筒振動周波数ｆ,ｆ0を検知して（１）式に基づいて被測
定流体の密度を演算し、表示した密度出力１１を伝送す
るものである。
【００１６】
【効果】以上の説明から明らかなように、振動管は高耐
蝕性の材料でできており、該振動管のループ（腹部）に
同様の耐蝕性を有する磁性板を固着したので耐蝕が優
れ、また振動管は薄い筒壁を有するので感度も低下する
ことなく密度を計測できる。
蝕性の材料でできており、該振動管のループ（腹部）に
同様の耐蝕性を有する磁性板を固着したので耐蝕が優
れ、また振動管は薄い筒壁を有するので感度も低下する
ことなく密度を計測できる。
【図１】 本発明の振動管密度計における一実施例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図２】 振動管の振動モードを示す図である。
【図３】 従来の振動管密度計を説明するための図であ
る。
る。
【図４】 従来の振動管密度計における他の例を説明す
るための図である。
るための図である。
１,２…フランジ、３…外筒、４…検出コイル、５…駆
動コイル、６…振動管、 ７,７…フランジ、８,８…磁性板、９…増幅器、１０…
変換器、１１…出力。
動コイル、６…振動管、 ７,７…フランジ、８,８…磁性板、９…増幅器、１０…
変換器、１１…出力。
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定流体が流通する非磁性の筒状体で
直径上の対向した壁面に検出コイルと駆動コイルとを配
設した外筒と、該外筒に同軸な非磁性の筒状体で、該筒
状体の内外壁面を被測定流体が流通できるように一端を
固定し、他端を自由端とし、前記検出コイルおよび駆動
コイルに対向した壁面の位置に磁性材を液密に配設した
振動管と、前記検出コイルで検出された振動管の円筒振
動による振動信号を増幅し、振動を持続するように駆動
コイルに正帰還する増幅器と、前記振動の周波数に応じ
て密度を検知し表示する変換器とから構成したことを特
徴とする振動管密度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32811391A JPH05142134A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 振動管密度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32811391A JPH05142134A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 振動管密度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142134A true JPH05142134A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18206639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32811391A Pending JPH05142134A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 振動管密度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142134A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012522252A (ja) * | 2009-04-15 | 2012-09-20 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 掘削孔に適用されるマイクロ流体振動管密度計 |
| JP2013536945A (ja) * | 2010-09-01 | 2013-09-26 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 改良された振動部材を備えた振動式デンシトメーター |
| JP2018513367A (ja) * | 2015-03-30 | 2018-05-24 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 振動式デンシトメータ用の改善された振動部材 |
| CN111174844A (zh) * | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 高准有限公司 | 传感器装置及包括该传感器装置的科里奥利质量流量计 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP32811391A patent/JPH05142134A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012522252A (ja) * | 2009-04-15 | 2012-09-20 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 掘削孔に適用されるマイクロ流体振動管密度計 |
| US9341059B2 (en) | 2009-04-15 | 2016-05-17 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications |
| US10301938B2 (en) | 2009-04-15 | 2019-05-28 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications |
| JP2013536945A (ja) * | 2010-09-01 | 2013-09-26 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 改良された振動部材を備えた振動式デンシトメーター |
| JP2018513367A (ja) * | 2015-03-30 | 2018-05-24 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 振動式デンシトメータ用の改善された振動部材 |
| CN111174844A (zh) * | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 高准有限公司 | 传感器装置及包括该传感器装置的科里奥利质量流量计 |
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