JPH0569452B2 - - Google Patents

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JPH0569452B2
JPH0569452B2 JP62239100A JP23910087A JPH0569452B2 JP H0569452 B2 JPH0569452 B2 JP H0569452B2 JP 62239100 A JP62239100 A JP 62239100A JP 23910087 A JP23910087 A JP 23910087A JP H0569452 B2 JPH0569452 B2 JP H0569452B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、支持管および、該支持管中で軸方向
に配置され両端の支持された少くとも１つの直線
状の測定管を有する機械的振動装置および、該測
定管をその中心において屈曲振動させる振動発生
器および、機械振動を該振動発生器の両側の等し
い間隔の個所で検出して、検出された振動の周波
数および位相位置を表わす電気振動センサ信号を
発生する振動センサおよび、該振動センサ信号を
供給されてそれらの信号の位相差から質量流の測
定値を表わす測定信号を形成する評価回路を備え
たコリオリの原理で動作する質量流測定装置に関
する。
従来の技術 この種のコリオリ原理で動作する質量流測定装
置の場合、振動する直線状の測定管を流れる測定
媒質がコリオリ力を発生し、このコリオリ力が各
測定管の両端において、機械振動の相互間の位差
ずれを生ぜさせることは知られている。この位相
ずれの量が質量流に対する尺度となる。この位相
ずれは２つの振動センサを用いて測定され、振動
センサはその測定した振動を、振動の位相位置を
特徴づける電気振動センサ信号に変換する。振動
センサ信号間の位相差にもとづいて評価回路は、
質量流の測定値を示す測定信号を形成する。
発明が解決しようとする問題点 この種の質量流測定装置の場合、測定信号によ
り示される流量値は温度誤差を伴なう。この種の
温度誤差の原因は例えば支持管と振動装置との間
の温度差、動作中の温度変化、ならびに支持管お
よび振動装置を形成する材料の熱膨張係数の相異
である。
本発明の課題は、測定信号における温度誤差が
大幅に補償された冒頭に述べた質量流測定装置を
提供することである。
問題点を解決するための手段 この課題は本発明により次のようにして解決さ
れる、即ち第１温度センサを設け、該第１温度セ
ンサは支持管の温度を測定してこの温度を表わす
第１温度センサ信号を形成するようにし、さらに
第２温度センサを設け、該第２温度センサは機械
振動装置の温度を測定してこの温度を表わす第２
温度センサ信号を形成するようにし、さらに補正
回路が前記の両方の温度信号を供給されて前記の
測定信号に、測定された温度にもとづいて、測定
結果に対する温度の影響を除去するための補正を
するようにしたのである。
２つの温度すなわち支持管の温度と振動装置の
温度を別個に検出することにより、支持管中で両
端の支持された直線状の測定管を有する質量流測
定装置において、簡単に測定信号の補正が行なえ
るようになり、この補正により温度誤差が十分に
補償されるようになる。
そのため本発明により構成される質量流測定装
置は周囲温度の広い範囲にわたりならびに種々の
かつ変動する温度の媒質の質量流を正確に測定で
きるようになる。
本発明の実施態様が従属請求項に示されてい
る。
実施例の説明 次に本発明の実施例につき図面を用いて説明す
る。
第１図に側面が部分的に切欠されて示され、さ
らに第２図に断面の示されている質量流測定装置
１０は、強固な支持管１１を有し、その内側に機
械的振動装置１２が設けられている。この支持管
１１は管区間１３から形成され、その各端部には
端部レセプタクル１４ないし１５が溶接されてい
る。各端部レセプタクルには、フランジ１８ない
し１９を支持する接続支持体１６ないし１７が、
ねじ留めされている。フランジ１８および１９を
用いて質量測定装置が、その質量流の測定される
べき測定媒質の流れる管路に挿入される。支持管
１１は薄板ケーシング２０により囲まれている。
機械的振動装置１２は２つの平行な測定管２１
および２２から成る。これらの測定管は両端がそ
れぞれ配流部材２３ないし２４と、両測定管が流
体技術的に並列に接続されるように、相互に結合
される。測定管２１および２２は管区間１３の全
長にわたり延在し、配流部材は端部レセプタクル
１４および１５の内側に設けられる。両方の配流
部材２３および２４は、第３図に示されているよ
うに、完全に同一に形成されて配置されている。
しかし第１図の部分断面図には、端部レセプタク
ル１４の内部に設けられた配流部材２３だけが示
されている。しかし以下の配流部材２３の説明
は、振動装置の他端に設けられている配流部材２
４に対しても当てはまる。
配流部材２３は内側に流れチヤネル２５を有す
る。この流れチヤネルは接続部材１６へ流入する
流体を両測定管２１および２２へ等量に配分す
る。同様に、他端に取り付けられた配流部材２４
は両測定管の流体を合流させる。そのため合流さ
れた流体が接続技持体１７の中を流れる。もちろ
ん流れ方向を反転させることもできる。
配流部材２３は、円錐形に形成されたリング状
のダイヤフラム２６の内側の縁と結合されてい
る。ダイヤフラム２６の外側の縁は支持リング２
８と結合されている。この支持リングは端部レセ
プタクル１４の中にはめこまれており、かつ軸方
向に内部へ多少突出する支持部材１６の端面に当
接支持されている。有利にはダイヤフラム２６お
よび支持リング２８は配流部材２３と一体に製造
される。同様に配流部材２４（第３図）に、支持
部材２９の中へ突出するリング状の円錐形ダイヤ
フラム２７が形成される。そのため振動装置１２
はダイヤフラム２６および２７を用いて、軸方向
に支持管１１の中に懸架されている。この場合、
振動装置１２と支持管１１との間の唯一つの接触
接続は、両端に設けられたダイヤフラム２６およ
び２７を介して形成される。
支持管１１の中央に振動発生器３０（第２図お
よび第３図）が設けられている。この振動発生器
は両測定管２１および２２に、互いに逆方向の屈
曲振動を行なわせることができる。この屈曲振動
の振動平面は、両測定管の共通の平面に存在す
る、即ち第１図の図面平面と垂直である。振動発
生器３０は管区間１３の壁に固定されている電磁
石３１から形成される。この電磁石に、測定管２
１に取り付けられている磁極子３２が対向する。
電磁石３１のコイルに交流電流が供給されると、
電磁石３１と磁極子３２との間の交番する吸引力
により測定管２１が屈曲振動を行なう。この屈曲
振動は他方では配流部材２３および２４を介して
測定管２２へ伝達結合される。そのため結極、両
測定管２１および２２は相互に逆位相の屈曲振動
を行なう。励振交流電流は電子励振回路３３から
供給される。この電子励振回路は、薄板ケーシン
グ２０に取り付けられている回路ケーシング３４
の中に収容されている。このことは第１図および
第２図において回路板３５により示されている。
質量流の測定はこの種の流体測定装置の場合、
次の動作にもとづく、即ち振動する測定管２１お
よび２２の中を流れる測定媒質がコリオリの力を
発生させ、このコリオリの力が機械的振動の相互
間の位相ずれを各測定管の両端に生ぜさせる動作
にもとづく。この位相ずれの量が質量流に対する
尺度となる。この位相ずれの測定のために、振動
発生器３０の両側にこの両側から等しい間隔を置
いて２つの振動センサ３６および３７が取り付け
られている。振動センサ３６および３７は測定管
２１および２２の機械振動を検出してこれを電気
センサ信号に変換する。この電気センサ信号は検
出された振動の位相位置を識別させる。振動セン
サ信号は電子評価回路３８（第３図）へ導びかれ
る。この電子評価回路は第１図および第２図にお
いて回路板３９で示されている。
振動センサ３７の出力信号はさらに励振回路３
３（第３図）へ導びかれる。この励振回路の出力
側から振動発生器３０の電磁石３１へ、交流電流
を供給する。この交流電流は振動センサの出力信
号と同じ値の周波数と、測定管２１および２２が
それらの固有共振周波数で屈曲振動を励振される
ような位相位置とを有する。
評価回路３８（第３図）は両振動センサの間の
位相差を求めてその出力側に測定信号を送出す
る。この測定信号はこの位相差により示される、
質量流の測定値Ｑを示す。しかしながらこの測定
値Ｑは、機械的振動装置１２の振動特性に対する
温度の影響のために誤差を有する。
この種の温度の影響は、単独にまたは互いに結
び付いて生ずることのある種々の原因を有するこ
とがある。支持管１１および振動装置１２が同じ
温度を有する時でさえも、支持管と振動装置が異
なる熱膨張係数を有する異なる材料から形成され
る時は、温度に依存する機械的な応力を発生する
ことがあり得る。測定管の温度が支持管の温度と
異なる時は、測定結果に対して温度の影響が一層
強く作用する。このことは例えば、周囲温度とは
異なる温度を有する測定媒質の質量流を測定すべ
き時に、当てはまる。著しく高温のまたは著しく
低温の測定媒質の場合は、支持管と測定管との間
に著しく大きい温度差が存在する。最後に、測定
媒質の温度および／または周囲温度が一定でない
時は、ダイナミツクな温度変化も考慮する必要が
ある。
前述の質量流測定装置には、測定結果に対する
この種の温度の影響を補償できる付加装置が設け
られている。この装置には第１温度センサ４０が
所属する。この温度センサは支持管１１の温度を
測定しこの温度を表わす第１電気温度センサ信号
を供給する。温度センサ４０はこの目的のために
管区間１３の外側に、支持管１１の両方の端部レ
セプタクル１４および１５から間隔を置いて、設
けることができる。
第２温度センサ４１が、機械的振動装置１２の
温度を測定しこの温度を表わす第２の電気温度セ
ンサ信号を供給するように、取り付けられてい
る。第２温度センサはこの目的のために、支持管
の内部において機械的振動装置１２の一部に取り
付けることもしようと思えばできるが、こうする
とこの第２温度センサは持続的に機械振動を受け
ることになり、耐久性に対する問題が生ずるであ
ろう。そのため図示の実施例の場合は、第２温度
センサ４１も支持管１１に次の個所に取り付けら
れる、即ち測定媒質の温度−振動装置１２の温度
でもある−に実質的に等しい個所に、取り付けら
れる。この目的のために端部レセプタクル１４
に、端部レセプタクル１４の外面から斜め方向へ
支持リング２８の近傍まで延びる切欠部４２が、
設けられる。温度センサ４１は切欠部４２の端部
において支持リングのできるだけ近傍に設け、そ
の接続線路は切欠部４２の中を外側へ導びかれ
る。支持リング２８が測定媒質の温度に置かれる
ため温度センサ４１は実質的に機械的振動装置１
２の温度を測定する。温度センサ４１の形状に応
じて切欠部４２を斜め方向の孔にまたは切削され
た斜め方向の溝にすることができる。
温度センサ４０および４１は任意の公知の構成
にすることができる。例えば金属または半導体材
料から成る温度に依存する抵抗を用いることがで
きる。
両方の温度測定センサ４０および４１から供給
される温度センサ信号は補正回路４３（第３図）
へ導びかれる。この補正回路も回路ケーシング３
４の中に収容して例えば評価回路３８と共に回路
板３９の上に設けられる。補正回路４３はさら
に、質量流の補正されない測定値Ｑを表わす評価
回路３８の出力信号が供給され、その出力側へ質
量流の補正された測定値Q′を表わす測定信号を
送出する。この目的のためにこの補正回路は補正
されない測定値に、温度センサ４０および４１に
より測定される両方の温度に依存する補正係数Ｋ
を次のように乗算する： Q′＝Ｋ・Ｑ (1) 上述の、直線状の測定管から成る、両端の固定
された振動装置を有する質量流測定装置に対して
は、次の補正係数が適用される。
Ｋ＝k0＋k1T1＋k2T2＋k3T1 2＋k4T2 2＋k5T1T2
……(2) この場合、 T1：測定管温度 T2：支持管温度 k0，k1……：質量流測定装置の所定の実施例の特
性を表わす定数の係数 実際に示されたことは、次数の高い方の項は無
視できる。補正されない測定値Ｑに補正係数 Ｋ＝K0＋K1T1＋K2T2 を乗算すれば、十分な精度の温度補償が達成され
る。
係数K0，K1およびK2は、質量流測定装置の所
定の実施例に対して、経験的に求められる。この
場合に当業者は、補正されない測定値Ｑに前述の
補正係数Ｋを乗算するように、両温度センサ信号
にもとづいて測定信号を変形する補正回路を設計
することは、何の困難も要しない。例えば評価回
路３８の出力信号が測定値Ｑに比例するアナログ
信号である時は、補正回路４３は、その増幅係数
が補正係数Ｋに比例して制御される増幅器を有す
ることができる。
しかし大抵の場合は評価回路３８が、測定値Ｑ
を振動センサ信号の位相ずれから求めるようにプ
ログラミングされたマイクロコンピユータとして
構成される。この場合は測定値Ｑの補正は、例え
ば同じマイクロコンピユータにおける付加的な補
正プログラムにより、行なわれる。
発明の効果 本発明により、測定信号に対する温度誤差の影
響の著しく低減された質量流測定装置が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるコリオリの力にもとづい
て作動する質量流測定装置の部分切欠側面図、第
２図は第１図の質量流測定装置の線Ａ−Ｂから見
た断面図、第３図は接続された電子回路ブロツク
図を有する質量流測定装置の切欠側面図を示す。 １０……質量流測定装置、１１……支持管、１
２……振動装置、１４，１５……端部レセプタク
ル、１３……管区間、１６，１７……支持部材、
１８，１９……フランジ、２０……薄板ケーシン
グ、２１，２２……測定管、２３，２４……配流
部材、２５……流れチヤネル、２６……ダイヤフ
ラム、２８，２９……支持リング、３０……振動
発生器、３１……電磁石、３２……接極子、３４
……回路ケーシング、３６，３７……振動セン
サ、３８……電子評価回路、３９……回路板、４
０，４１……温度センサ、４３……補正回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 支持管および、該支持管中で軸方向に配置さ
    れ両端の支持された少くとも１つの直線状の測定
    管を有する機械的振動装置および、該測定管をそ
    の中心において屈曲振動させる振動発生器およ
    び、機械振動を該振動発生器の両側で等間隔の個
    所で検出して、検出された振動の周波数および位
    相位置を表わす電気振動センサ信号を発生する振
    動センサおよび、該振動センサ信号を供給されて
    それらの信号の位相差から質量流の測定値を表わ
    す測定信号を形成する評価回路を備えたコリオリ
    の原理で動作する質量流測定装置において、第１
    温度センサを設け、該第１温度センサは支持管の
    温度を測定してこの温度を表わす第１温度センサ
    信号を形成するようにし、さらに第２温度センサ
    を設け、該第２温度センサは機械振動装置の温度
    を測定してこの温度を表わす第２温度センサ信号
    を形成するようにし、さらに補正回路が前記の両
    方の温度信号を供給されて前記の測定信号に、測
    定された温度にもとづいて、測定結果に対する温
    度の影響を除去するための補正をするようにした
    ことを特徴とするコリオリの原理で動作する質量
    流測定装置。 ２ 補正回路が質量流の測定値に補正係数 Ｋ＝K0＋K1T1＋K2T2 を乗算するようにし、この場合、T1は振動装置
    の温度、T2は支持管の温度、K0，K1，K2は質量
    流の特性を表わす一定の係数を表わす、特許請求
    の範囲第１項に記載の質量流測定装置。 ３ 評価回路および補正回路を相応にプログラミ
    ングされたマイクロコンピユータにより構成した
    質量流測定装置。
JP62239100A 1986-09-26 1987-09-25 コリオリの原理で動作する質量流測定装置 Granted JPS63158420A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3632800.6 1986-09-26
DE19863632800 DE3632800A1 (de) 1986-09-26 1986-09-26 Nach dem coriolisprinzip arbeitendes massendurchflussmessgeraet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63158420A JPS63158420A (ja) 1988-07-01
JPH0569452B2 true JPH0569452B2 (ja) 1993-10-01

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ID=6310454

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62239100A Granted JPS63158420A (ja) 1986-09-26 1987-09-25 コリオリの原理で動作する質量流測定装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4768384A (ja)
EP (1) EP0261435B1 (ja)
JP (1) JPS63158420A (ja)
DE (2) DE3632800A1 (ja)
DK (1) DK168971B1 (ja)

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