JPH06201428A - コリオリ式質量流量計 - Google Patents
コリオリ式質量流量計Info
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- JPH06201428A JPH06201428A JP5276576A JP27657693A JPH06201428A JP H06201428 A JPH06201428 A JP H06201428A JP 5276576 A JP5276576 A JP 5276576A JP 27657693 A JP27657693 A JP 27657693A JP H06201428 A JPH06201428 A JP H06201428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コリオリ式質量流量計を改良して、温度変動
に対する安定性を高めると共に温度ショックに対する感
受性を低下させ、ひいては該質量流量計の利用可能な温
度範囲を拡大する。 【構成】 入口分配部材１９内と出口分配部材２０内に
夫々各端部を固着された互いに平行に延在する、等しい
内径と等しい壁厚の２本の計測直管２３，２４と、前記
の両計測直管の軸線によって形成される平面内で延びる
両計測直管の対称軸線に対して平行な軸線を有していて
前記の入口分配部材内と出口分配部材内とに各端部を固
着されており、かつ流体に対して支持外管１４の熱伝達
抵抗よりも著しく小さい熱伝達抵抗を有する真直ぐな内
部支持部材２５とを有している。
に対する安定性を高めると共に温度ショックに対する感
受性を低下させ、ひいては該質量流量計の利用可能な温
度範囲を拡大する。 【構成】 入口分配部材１９内と出口分配部材２０内に
夫々各端部を固着された互いに平行に延在する、等しい
内径と等しい壁厚の２本の計測直管２３，２４と、前記
の両計測直管の軸線によって形成される平面内で延びる
両計測直管の対称軸線に対して平行な軸線を有していて
前記の入口分配部材内と出口分配部材内とに各端部を固
着されており、かつ流体に対して支持外管１４の熱伝達
抵抗よりも著しく小さい熱伝達抵抗を有する真直ぐな内
部支持部材２５とを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定すべき流体の通流
する振動体として２本の平行な計測直管を有するコリオ
リの原理に基づく質量流量計に関するものである。
する振動体として２本の平行な計測直管を有するコリオ
リの原理に基づく質量流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】同一出願人による米国特許第２７９３１
９１号明細書には、測定すべき流体の通流する所定直径
の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可能な
コリオリの原理に基づく質量流量計であって、（イ）前
記導管に連結するための入口管及び出口管と、（ロ）入
口分配部材及び出口分配部材と、（ハ）前記入口管と出
口管に各端部を固着された支持外管と、（ニ）前記入口
管を前記入口分配部材に、また前記出口管を前記出口分
配部材に夫々結合させるリング状ダイヤフラムと、
（ホ）前記の入口分配部材内と出口分配部材内に夫々各
端部を固着された互いに平行に延在する、等しい内径と
等しい壁厚の２本の計測直管と、（ヘ）前記の両計測直
管を励振して共振振動させる励振器と、（ト）両計測直
管の振動を検出するために該計測直管に沿ってずらして
配置された少なくとも２つのセンサと、（チ）前記励振
器用の電子ドライバー装置と、（リ）前記センサの信号
の位相差から質量流量を決定し、かつ／又は振動周波数
から流体密度を決定する電子評価回路装置とを備えてい
る形式の質量流量計が記載されている。
９１号明細書には、測定すべき流体の通流する所定直径
の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可能な
コリオリの原理に基づく質量流量計であって、（イ）前
記導管に連結するための入口管及び出口管と、（ロ）入
口分配部材及び出口分配部材と、（ハ）前記入口管と出
口管に各端部を固着された支持外管と、（ニ）前記入口
管を前記入口分配部材に、また前記出口管を前記出口分
配部材に夫々結合させるリング状ダイヤフラムと、
（ホ）前記の入口分配部材内と出口分配部材内に夫々各
端部を固着された互いに平行に延在する、等しい内径と
等しい壁厚の２本の計測直管と、（ヘ）前記の両計測直
管を励振して共振振動させる励振器と、（ト）両計測直
管の振動を検出するために該計測直管に沿ってずらして
配置された少なくとも２つのセンサと、（チ）前記励振
器用の電子ドライバー装置と、（リ）前記センサの信号
の位相差から質量流量を決定し、かつ／又は振動周波数
から流体密度を決定する電子評価回路装置とを備えてい
る形式の質量流量計が記載されている。
【０００３】種々の理由に基づいて、例えば導管から発
する振動に対する質量流量計の感度の故に或いは計測結
果の流体圧との関連性の故に、前記公知の質量流量計で
はリング状のダイヤフラムは任意の柔軟さに構成するこ
とはできず、むしろ所定の最小曲げ剛さを有していなけ
ればならない。
する振動に対する質量流量計の感度の故に或いは計測結
果の流体圧との関連性の故に、前記公知の質量流量計で
はリング状のダイヤフラムは任意の柔軟さに構成するこ
とはできず、むしろ所定の最小曲げ剛さを有していなけ
ればならない。
【０００４】流体の温度変動は、質量流量計内に不均質
な温度分布を惹起するので、この不均質な温度分布によ
って、振動する計測直管及びリング状ダイヤフラム内に
は、温度に基因した機械的な応力が生じることになる。
この応力がダイヤフラムの歪み限界以上の値に達する
と、不可逆的な塑性変形が生じて、振動系の特性量をや
はり不可逆的に変化させるので、質量流量計の新たな較
正が必要になる。
な温度分布を惹起するので、この不均質な温度分布によ
って、振動する計測直管及びリング状ダイヤフラム内に
は、温度に基因した機械的な応力が生じることになる。
この応力がダイヤフラムの歪み限界以上の値に達する
と、不可逆的な塑性変形が生じて、振動系の特性量をや
はり不可逆的に変化させるので、質量流量計の新たな較
正が必要になる。
【０００５】米国特許第４６５３３３２号明細書に記載
されている構成では、いま述べた問題点を補償管によっ
て解消しようとする試みがなされた。当該米国特許明細
書に開示されている測定すべき流体の通流する所定直径
の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可能な
コリオリの原理に基づく質量流量計は、（１）中央接続
ユニットとして纏められており、かつ質量流量計の軸線
と導管軸線とを合致させないように前記導管に連結する
ための入口管及び出口管と、（２）前記入口管に結合さ
れた第１の補償直管及び前記出口管に結合された第２の
補償直管であって、しかも軸線を整合させて逆方向に延
びる第１と第２の補償直管と、（３）前記の両補償直管
の軸線と共に管軸線を同一平面内に位置せしめるように
互いに平行にかつ前記両補償直管に対しても平行に延び
る２本の計測直管と、（４）該計測直管の一方の端部に
第１の補償直管を、また計測直管の他方の端部に第２の
補償直管を夫々結合するための分配部材と、（５）前記
の中央接続ユニットに固着された支持管と、（６）前記
両計測直管を励振して共振振動させる励振器と、（７）
両計測直管の振動を検出するために該計測直管に沿って
ずらして配置された２つのセンサと、（８）励振器用の
電子ドライバー装置と、（９）前記センサの信号の位相
差から質量流量を決定し、かつ／又は振動周波数から流
体密度を決定する電子評価回路装置とを備えている。
されている構成では、いま述べた問題点を補償管によっ
て解消しようとする試みがなされた。当該米国特許明細
書に開示されている測定すべき流体の通流する所定直径
の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可能な
コリオリの原理に基づく質量流量計は、（１）中央接続
ユニットとして纏められており、かつ質量流量計の軸線
と導管軸線とを合致させないように前記導管に連結する
ための入口管及び出口管と、（２）前記入口管に結合さ
れた第１の補償直管及び前記出口管に結合された第２の
補償直管であって、しかも軸線を整合させて逆方向に延
びる第１と第２の補償直管と、（３）前記の両補償直管
の軸線と共に管軸線を同一平面内に位置せしめるように
互いに平行にかつ前記両補償直管に対しても平行に延び
る２本の計測直管と、（４）該計測直管の一方の端部に
第１の補償直管を、また計測直管の他方の端部に第２の
補償直管を夫々結合するための分配部材と、（５）前記
の中央接続ユニットに固着された支持管と、（６）前記
両計測直管を励振して共振振動させる励振器と、（７）
両計測直管の振動を検出するために該計測直管に沿って
ずらして配置された２つのセンサと、（８）励振器用の
電子ドライバー装置と、（９）前記センサの信号の位相
差から質量流量を決定し、かつ／又は振動周波数から流
体密度を決定する電子評価回路装置とを備えている。
【０００６】この公知の質量流量計の軸線は導管軸線と
整合していないので、流体はその流動方向を中央接続ユ
ニットにおいては２回９０°変向し、また分配部材内に
おいてもその都度１８０°変向しなければならず、その
結果、乱流とキャビテイションの問題が生じることにな
る。従ってこの公知の質量流量計は、本明細書の冒頭で
最初に挙げた公知の質量流量計の利点（それほど高くは
評価できないとは云え、導管軸線が質量流量計の軸線へ
直線的に移行し、要するに両方の軸線が整合しているの
で流体がその流動方向を変じることがないという利点）
を放棄するものである。
整合していないので、流体はその流動方向を中央接続ユ
ニットにおいては２回９０°変向し、また分配部材内に
おいてもその都度１８０°変向しなければならず、その
結果、乱流とキャビテイションの問題が生じることにな
る。従ってこの公知の質量流量計は、本明細書の冒頭で
最初に挙げた公知の質量流量計の利点（それほど高くは
評価できないとは云え、導管軸線が質量流量計の軸線へ
直線的に移行し、要するに両方の軸線が整合しているの
で流体がその流動方向を変じることがないという利点）
を放棄するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べたコリオリ式質量流量計を改良して、温度変動に
対する安定性を高めると共に温度ショックに対する感受
性を低下させ、ひいては該質量流量計の利用可能な温度
範囲を拡大することである。
で述べたコリオリ式質量流量計を改良して、温度変動に
対する安定性を高めると共に温度ショックに対する感受
性を低下させ、ひいては該質量流量計の利用可能な温度
範囲を拡大することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、測定すべき流体の通流する所定
直径の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可
能なコリオリの原理に基づく質量流量計が、（ａ）前記
導管に連結するための入口管及び出口管と、（ｂ）入口
分配部材及び出口分配部材と、（ｃ）前記入口管と出口
管に各端部を固着された支持外管と、（ｄ）前記入口管
を前記入口分配部材に、また前記出口管を前記出口分配
部材に夫々結合させる結合部材と、（ｅ）前記の入口分
配部材内と出口分配部材内に夫々各端部を固着された互
いに平行に延在する、等しい内径と等しい壁厚の２本の
計測直管と、（ｆ）前記の両計測直管の軸線によって形
成される平面内で延びる両計測直管の対称軸線に対して
平行な軸線を有していて前記の入口分配部材内と出口分
配部材内とに各端部を固定されており、かつ流体に対し
て前記支持外管の熱伝達抵抗よりも著しく小さい熱伝達
抵抗を有する真直ぐな内部支持部材と、（ｇ）前記の両
計測直管を励振して共振振動させる励振器と、（ｈ）両
計測直管の振動を検出するために該計測直管に沿ってず
らして配置された少なくとも２つのセンサと、（ｉ）前
記励振器用の電子ドライバー装置と、（ｊ）前記センサ
の信号の位相差から質量流量を決定し、かつ／又は振動
周波数から流体密度を決定する電子評価回路装置とを備
えている点にある。
の本発明の構成手段は、測定すべき流体の通流する所定
直径の導管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可
能なコリオリの原理に基づく質量流量計が、（ａ）前記
導管に連結するための入口管及び出口管と、（ｂ）入口
分配部材及び出口分配部材と、（ｃ）前記入口管と出口
管に各端部を固着された支持外管と、（ｄ）前記入口管
を前記入口分配部材に、また前記出口管を前記出口分配
部材に夫々結合させる結合部材と、（ｅ）前記の入口分
配部材内と出口分配部材内に夫々各端部を固着された互
いに平行に延在する、等しい内径と等しい壁厚の２本の
計測直管と、（ｆ）前記の両計測直管の軸線によって形
成される平面内で延びる両計測直管の対称軸線に対して
平行な軸線を有していて前記の入口分配部材内と出口分
配部材内とに各端部を固定されており、かつ流体に対し
て前記支持外管の熱伝達抵抗よりも著しく小さい熱伝達
抵抗を有する真直ぐな内部支持部材と、（ｇ）前記の両
計測直管を励振して共振振動させる励振器と、（ｈ）両
計測直管の振動を検出するために該計測直管に沿ってず
らして配置された少なくとも２つのセンサと、（ｉ）前
記励振器用の電子ドライバー装置と、（ｊ）前記センサ
の信号の位相差から質量流量を決定し、かつ／又は振動
周波数から流体密度を決定する電子評価回路装置とを備
えている点にある。
【０００９】本発明の実施態様では、内部支持部材は、
両計測直管よりも少なくとも２倍大きな軸方向曲げ剛
さ、殊に有利には１０倍乃至２０倍大きな軸方向曲げ剛
さを有している。
両計測直管よりも少なくとも２倍大きな軸方向曲げ剛
さ、殊に有利には１０倍乃至２０倍大きな軸方向曲げ剛
さを有している。
【００１０】本発明の別の実施態様によれば、前記の内
部支持部材は、流体の通流する真直ぐに貫通した軸方向
孔を有し、該軸方向孔の内径が両計測直管の内径に等し
く、この場合、前記内部支持部材の壁厚が外周円に沿っ
て一定でないのが殊に有利である。この場合また、内部
支持部材の壁厚を、両計測直管から離反した方の側で
は、該計測直管に対面した方の側の壁厚よりも著しく大
きくするのが一層有利である。
部支持部材は、流体の通流する真直ぐに貫通した軸方向
孔を有し、該軸方向孔の内径が両計測直管の内径に等し
く、この場合、前記内部支持部材の壁厚が外周円に沿っ
て一定でないのが殊に有利である。この場合また、内部
支持部材の壁厚を、両計測直管から離反した方の側で
は、該計測直管に対面した方の側の壁厚よりも著しく大
きくするのが一層有利である。
【００１１】本発明の更に有利な実施態様では、前記内
部支持部材を貫通する軸方向孔の軸線は、両計測直管の
各軸線から等間隔を有している。この場合、両計測直管
の軸線の相互間隔は、前記軸方向孔の軸線からの各計測
直管軸線の間隔に等しいのが一層有利である。
部支持部材を貫通する軸方向孔の軸線は、両計測直管の
各軸線から等間隔を有している。この場合、両計測直管
の軸線の相互間隔は、前記軸方向孔の軸線からの各計測
直管軸線の間隔に等しいのが一層有利である。
【００１２】本発明の別の実施態様では、内部支持部材
はヒートパイプとして構成されている。
はヒートパイプとして構成されている。
【００１３】本発明の更に異なった実施態様では、両計
測直管は励振器によって励振されて、両計測直管の軸線
によって形成される平面内で逆位相の撓み振動を生じ
る。
測直管は励振器によって励振されて、両計測直管の軸線
によって形成される平面内で逆位相の撓み振動を生じ
る。
【００１４】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
る。
【００１５】図１に縦断面図で示した質量流量計１０の
機械的部分は、測定すべき流体の通流する所定直径の導
管（但し図面を簡略にするために図１では図示を省い
た）の経路内に該導管と軸方向に整合させて嵌装可能で
あり、該機械的部分は、前記導管との連結のために使用
される入口管１１と出口管１２とを有している。この導
管との連結は、例えば図１の右手に示したようなフラン
ジ１３を用いて、或いは図１の左手に特別には図示しな
かったように別の方式で行なうことができる。
機械的部分は、測定すべき流体の通流する所定直径の導
管（但し図面を簡略にするために図１では図示を省い
た）の経路内に該導管と軸方向に整合させて嵌装可能で
あり、該機械的部分は、前記導管との連結のために使用
される入口管１１と出口管１２とを有している。この導
管との連結は、例えば図１の右手に示したようなフラン
ジ１３を用いて、或いは図１の左手に特別には図示しな
かったように別の方式で行なうことができる。
【００１６】入口管１１及び出口管１２の各外周壁部分
は、それぞれ符号１５，１６で略示したように鑞接継
手、硬鑞接継手又は溶接継手によって頑丈な支持外管１
４の各端部に固着接合されている。
は、それぞれ符号１５，１６で略示したように鑞接継
手、硬鑞接継手又は溶接継手によって頑丈な支持外管１
４の各端部に固着接合されている。
【００１７】入口管１１及び出口管１２の内周壁部分
は、それぞれ結合部材１７，１８を介して、例えばやは
り鑞接継手、硬鑞接継手又は溶接継手２１，２２によっ
て入口分配部材１９又は出口分配部材２０に固着接合さ
れている。
は、それぞれ結合部材１７，１８を介して、例えばやは
り鑞接継手、硬鑞接継手又は溶接継手２１，２２によっ
て入口分配部材１９又は出口分配部材２０に固着接合さ
れている。
【００１８】入口管１１及び出口管１２から夫々離反し
た方の、入口分配部材１９の側及び出口分配部材２０の
側の内部には、互いに平行な２本の、等しい内径と等し
い壁厚を有する計測直管２３，２４の各端部が固着接合
されている（但し計測直管２４は図２及び図３でしか認
知できない）。
た方の、入口分配部材１９の側及び出口分配部材２０の
側の内部には、互いに平行な２本の、等しい内径と等し
い壁厚を有する計測直管２３，２４の各端部が固着接合
されている（但し計測直管２４は図２及び図３でしか認
知できない）。
【００１９】また真直ぐの内部支持部材２５が設けられ
ており、該内部支持部材の軸線は、両計測直管の軸線に
よって形成される平面２６内で延びる両計測直管の対称
軸線に対して平行に配置されている（図２参照）。内部
支持部材２５の各端部は、入口分配部材１９及び出口分
配部材２０に固着されている。流体に対する内部支持部
材２５の熱伝達抵抗は、流体に対する支持外管１４の熱
伝達抵抗よりも著しく小さい。
ており、該内部支持部材の軸線は、両計測直管の軸線に
よって形成される平面２６内で延びる両計測直管の対称
軸線に対して平行に配置されている（図２参照）。内部
支持部材２５の各端部は、入口分配部材１９及び出口分
配部材２０に固着されている。流体に対する内部支持部
材２５の熱伝達抵抗は、流体に対する支持外管１４の熱
伝達抵抗よりも著しく小さい。
【００２０】図１に示した実施例では内部支持部材２５
の軸方向曲げ剛さは、計測直管２３，２４の軸方向曲げ
剛さよりも少なくとも２倍、殊に有利には１０倍乃至２
０倍大である。
の軸方向曲げ剛さは、計測直管２３，２４の軸方向曲げ
剛さよりも少なくとも２倍、殊に有利には１０倍乃至２
０倍大である。
【００２１】内部支持部材２５の軸線は、両計測直管２
３，２４の各軸線によって形成される平面２６内に位置
している両計測直管の対称軸線に対して平行に延在して
いるにすぎないので、該内部支持部材２５の軸線は、要
するに前記平面２６内に位置しているのでは決してない
訳である。
３，２４の各軸線によって形成される平面２６内に位置
している両計測直管の対称軸線に対して平行に延在して
いるにすぎないので、該内部支持部材２５の軸線は、要
するに前記平面２６内に位置しているのでは決してない
訳である。
【００２２】図１に示した実施例では内部支持部材２５
は、流体の通流する軸方向孔２５′を有している。軸方
向孔２５′の軸線は、両計測直管２３，２４の各軸線か
ら等間隔を有しているのが有利である。両計測直管２
３，２４の軸線の相互間隔も、軸方向孔２５′の軸線か
らの各計測直管軸線の間隔に等しいのが殊に有利であ
り、このように構成すれば３本の管の管腔（lumina）に
関して点対称配列が得られ、かつ、管軸線に対して垂直
な各平面内において前記管腔の中点は１つの等辺三角形
の角頂点を形成することになる。
は、流体の通流する軸方向孔２５′を有している。軸方
向孔２５′の軸線は、両計測直管２３，２４の各軸線か
ら等間隔を有しているのが有利である。両計測直管２
３，２４の軸線の相互間隔も、軸方向孔２５′の軸線か
らの各計測直管軸線の間隔に等しいのが殊に有利であ
り、このように構成すれば３本の管の管腔（lumina）に
関して点対称配列が得られ、かつ、管軸線に対して垂直
な各平面内において前記管腔の中点は１つの等辺三角形
の角頂点を形成することになる。
【００２３】内部支持部材２５では多数の実施態様が可
能であるが、最も単純な実施態様としては、下記のよう
に、前記の両計測直管２３，２４に合致した、しかも決
して振動することのない第３の管を使用することも可能
である。
能であるが、最も単純な実施態様としては、下記のよう
に、前記の両計測直管２３，２４に合致した、しかも決
して振動することのない第３の管を使用することも可能
である。
【００２４】いま述べた本発明の実施態様では、流体の
通流する内部支持部材２５は、米国特許第４６５３３３
２号明細書に基づいて公知になっている前述の２本の補
償管に単に外形的に類似しているにすぎない。それとい
うのは、この公知の質量流量計を嵌装された導管は、該
質量流量計の主軸線と決して整合していないからであ
る。しかも機械的応力によるダイヤフラムの塑性変形に
関する冒頭で述べた問題は、ダイヤフラム又はその等価
物がそもそも欠如している以上、この公知の質量流量計
では決して発生することがない。
通流する内部支持部材２５は、米国特許第４６５３３３
２号明細書に基づいて公知になっている前述の２本の補
償管に単に外形的に類似しているにすぎない。それとい
うのは、この公知の質量流量計を嵌装された導管は、該
質量流量計の主軸線と決して整合していないからであ
る。しかも機械的応力によるダイヤフラムの塑性変形に
関する冒頭で述べた問題は、ダイヤフラム又はその等価
物がそもそも欠如している以上、この公知の質量流量計
では決して発生することがない。
【００２５】本発明は、流体を通流させず、むしろ例え
ば所謂ヒートパイプの形態で構成することによって慣用
の金属よりも２乃至３オーダー改善された熱伝導率を有
する、或いはその他適当な手段によって特に良好な熱伝
導率を有する内部支持部材を用いても実施することがで
きる。
ば所謂ヒートパイプの形態で構成することによって慣用
の金属よりも２乃至３オーダー改善された熱伝導率を有
する、或いはその他適当な手段によって特に良好な熱伝
導率を有する内部支持部材を用いても実施することがで
きる。
【００２６】前記ヒートパイプとは、英国特許第２１９
４３２４号明細書に基づいて公知になっているような、
両端部が閉塞されていて部分的に液状媒体、また部分的
には蒸気状媒体、例えば水、メタノール、エタノールな
どを真空下で充填された管である。この場合、管の内壁
にに沿って芯状体が付設されており、該芯状体の毛管系
内を液相が管の冷端部から温端部へ移動する。ここで液
体は、管の外部で供給される蓄熱エネルギから所要の蒸
発エネルギを吸収して蒸発する。この蒸気は管腔内を管
の冷端部へ向かって流れ、該冷端部で蒸気は該管の冷端
部周辺に凝縮エネルギを放出しつつ凝縮する。
４３２４号明細書に基づいて公知になっているような、
両端部が閉塞されていて部分的に液状媒体、また部分的
には蒸気状媒体、例えば水、メタノール、エタノールな
どを真空下で充填された管である。この場合、管の内壁
にに沿って芯状体が付設されており、該芯状体の毛管系
内を液相が管の冷端部から温端部へ移動する。ここで液
体は、管の外部で供給される蓄熱エネルギから所要の蒸
発エネルギを吸収して蒸発する。この蒸気は管腔内を管
の冷端部へ向かって流れ、該冷端部で蒸気は該管の冷端
部周辺に凝縮エネルギを放出しつつ凝縮する。
【００２７】計測直管２３の中央部には、例えば冒頭で
挙げた２つの米国特許明細書において開示されているよ
うな励振器用のホルダー２７が取付けられている。該励
振器は計測直管２３，２４だけを励振し、これに対して
内部支持部材２５を共振させることはなく、また該励振
器自体は電子ドライバー装置から供給される。該電子ド
ライバー装置は、例えば同一出願人による米国特許第４
８０１８９７号明細書に記載されているような構成を有
することができる。
挙げた２つの米国特許明細書において開示されているよ
うな励振器用のホルダー２７が取付けられている。該励
振器は計測直管２３，２４だけを励振し、これに対して
内部支持部材２５を共振させることはなく、また該励振
器自体は電子ドライバー装置から供給される。該電子ド
ライバー装置は、例えば同一出願人による米国特許第４
８０１８９７号明細書に記載されているような構成を有
することができる。
【００２８】この場合励振は、両計測直管２３，２４の
軸線によって形成される平面２６内で計測直管２３を振
動させるように行なわれる。計測直管２３の振動は、入
口分配部材１９と出口分配部材２０とを介して他方の計
測直管２４へ伝導結合されるので、両計測直管２３，２
４は、振動状態では逆位相の撓み振動を行なう。しかし
この撓み振動の代わりに、蠕動的な振動、要するに管横
断面を周期的に変化させる振動又は計測直管の捩り振動
も可能である。
軸線によって形成される平面２６内で計測直管２３を振
動させるように行なわれる。計測直管２３の振動は、入
口分配部材１９と出口分配部材２０とを介して他方の計
測直管２４へ伝導結合されるので、両計測直管２３，２
４は、振動状態では逆位相の撓み振動を行なう。しかし
この撓み振動の代わりに、蠕動的な振動、要するに管横
断面を周期的に変化させる振動又は計測直管の捩り振動
も可能である。
【００２９】励振器用のホルダー２７の右側と左側に、
殊に有利には該ホルダー２７から夫々等しい間隔をおい
て両計測直管２３，２４の振動を夫々検出するセンサ用
のホルダー２８，２９が配置されている。該センサは例
えば、前記米国特許第４８０１８９７号明細書に記載さ
れているような光電子式センサであってもよく、或いは
例えば欧州特許出願公開第８３１４４号明細書に開示さ
れているような電磁式センサを設けることも可能であ
る。
殊に有利には該ホルダー２７から夫々等しい間隔をおい
て両計測直管２３，２４の振動を夫々検出するセンサ用
のホルダー２８，２９が配置されている。該センサは例
えば、前記米国特許第４８０１８９７号明細書に記載さ
れているような光電子式センサであってもよく、或いは
例えば欧州特許出願公開第８３１４４号明細書に開示さ
れているような電磁式センサを設けることも可能であ
る。
【００３０】前記センサは電子評価回路装置に接続され
ており、該電子評価回路装置は両センサの信号の位相差
から質量流量を決定しかつ／又は振動周波数から流体密
度を決定する。前記光電子式センサ用の電子評価回路装
置は例えば専門誌：”Automatisierungstechnische Pra
xis atp”，1988，No.5，P.224〜230に記載されてい
る。
ており、該電子評価回路装置は両センサの信号の位相差
から質量流量を決定しかつ／又は振動周波数から流体密
度を決定する。前記光電子式センサ用の電子評価回路装
置は例えば専門誌：”Automatisierungstechnische Pra
xis atp”，1988，No.5，P.224〜230に記載されてい
る。
【００３１】内部支持部材２５を流体が通流する場合、
該内部支持部材２５を通る部分流量は、例えば個々の質
量流量計の較正時に、総流量を表示するように電子評価
回路装置２５によって考慮されるか、或いは前記部分流
量は別の方式で総流量を表示するように考慮される。
該内部支持部材２５を通る部分流量は、例えば個々の質
量流量計の較正時に、総流量を表示するように電子評価
回路装置２５によって考慮されるか、或いは前記部分流
量は別の方式で総流量を表示するように考慮される。
【００３２】図１に有利な実施態様として図示したよう
に、計測直管２３，２４の両端部の近くに、要するに入
口分配部材１９と出口分配部材２０とにおける計測直管
の固定部から余り隔たらない部位に夫々１つの振動節円
板３０，３１が配置されており、該振動節円板は、入口
分配部材１９の前方及び出口分配部材２０の前方に振動
節をずらすことによって、両計測直管２３，２４の振動
特性を改善するためのものである。すでに述べたように
計測直管２３だけが励振される場合には、振動結合が両
振動節円板３０，３１によって行なわれるのは勿論のこ
とである。
に、計測直管２３，２４の両端部の近くに、要するに入
口分配部材１９と出口分配部材２０とにおける計測直管
の固定部から余り隔たらない部位に夫々１つの振動節円
板３０，３１が配置されており、該振動節円板は、入口
分配部材１９の前方及び出口分配部材２０の前方に振動
節をずらすことによって、両計測直管２３，２４の振動
特性を改善するためのものである。すでに述べたように
計測直管２３だけが励振される場合には、振動結合が両
振動節円板３０，３１によって行なわれるのは勿論のこ
とである。
【００３３】図２には、図１のＡ−Ａ断面線に沿った質
量流量計の横断面図が、図１に対比して尺度２：１の比
率で拡大して示されている。この図２に基づいて、両計
測直管２３，２４と内部支持部材２５との前述の相互位
置が判る。また図２から判るように前記内部支持部材２
５は、周方向では一定の壁厚を有してはいず、該壁厚は
入口分配部材１９の外周円３２と、対称中心点を起点と
する２つの半径部３３，３４とによって決定されてお
り、該両半径部は、両計測直管おいて発生する最大振動
幅よりも幾分大きな間隔を両計測直管２３，２４から有
している。
量流量計の横断面図が、図１に対比して尺度２：１の比
率で拡大して示されている。この図２に基づいて、両計
測直管２３，２４と内部支持部材２５との前述の相互位
置が判る。また図２から判るように前記内部支持部材２
５は、周方向では一定の壁厚を有してはいず、該壁厚は
入口分配部材１９の外周円３２と、対称中心点を起点と
する２つの半径部３３，３４とによって決定されてお
り、該両半径部は、両計測直管おいて発生する最大振動
幅よりも幾分大きな間隔を両計測直管２３，２４から有
している。
【００３４】内部支持部材２５の壁をこのように構成す
ることによって、該内部支持部材の軸方向曲げ剛さを、
計測直管２３，２４の曲げ剛さよりも少なくとも２倍、
殊に有利には１０倍乃至２０倍大きくすることが可能に
なる。更にまた内部支持部材２５の壁をこのように構成
することによって例えば、流体に対する内部支持部材２
５の熱伝達抵抗を、流体に対する支持外管１４の熱伝達
抵抗よりも著しく小さくするという条件が得られる。
ることによって、該内部支持部材の軸方向曲げ剛さを、
計測直管２３，２４の曲げ剛さよりも少なくとも２倍、
殊に有利には１０倍乃至２０倍大きくすることが可能に
なる。更にまた内部支持部材２５の壁をこのように構成
することによって例えば、流体に対する内部支持部材２
５の熱伝達抵抗を、流体に対する支持外管１４の熱伝達
抵抗よりも著しく小さくするという条件が得られる。
【００３５】図３には、図１のＢ−Ｂ断面線に沿った質
量流量計の横断面図が、図１に対比してやはり尺度２：
１の比率で拡大して図示されている。この図３に基づい
て、前述の振動節円板３０の位置と形状が判る。また図
３から判るように該振動節円板３０は両計測直管２３，
２４とだけ結合されており、しかも内部支持部材２５か
らは、非接触状態を保つのに充分な間隔を維持してい
る。
量流量計の横断面図が、図１に対比してやはり尺度２：
１の比率で拡大して図示されている。この図３に基づい
て、前述の振動節円板３０の位置と形状が判る。また図
３から判るように該振動節円板３０は両計測直管２３，
２４とだけ結合されており、しかも内部支持部材２５か
らは、非接触状態を保つのに充分な間隔を維持してい
る。
【００３６】計測直管のための材料としては、ステンレ
ス鋼か、或いは例えばハステロイ（Hastalloy）という
商品名で公知になっている鉄合金が特に適している。後
者を採用する場合には経費上の理由から、前記計測直管
２３，２４に合致した（高価な）ハステロイ製管を、慣
用の（低廉な）ステンレス鋼製の内部支持部材２５の貫
通孔内に嵌合装着させるのが一層有利である。この嵌合
装着は造作なく可能である。それというのは、前記の両
材料の熱膨張係数がほぼ等しいからである。また他面に
おいて３本の管、つまり２本の管２３，２４と内部支持
部材２５の１本の管とのためには、直管を有する質量流
量計の場合に公知になっている別の金属、例えばチタン
又はジルコニウムも適している。
ス鋼か、或いは例えばハステロイ（Hastalloy）という
商品名で公知になっている鉄合金が特に適している。後
者を採用する場合には経費上の理由から、前記計測直管
２３，２４に合致した（高価な）ハステロイ製管を、慣
用の（低廉な）ステンレス鋼製の内部支持部材２５の貫
通孔内に嵌合装着させるのが一層有利である。この嵌合
装着は造作なく可能である。それというのは、前記の両
材料の熱膨張係数がほぼ等しいからである。また他面に
おいて３本の管、つまり２本の管２３，２４と内部支持
部材２５の１本の管とのためには、直管を有する質量流
量計の場合に公知になっている別の金属、例えばチタン
又はジルコニウムも適している。
【００３７】流体に基因した温度変化の場合、特に温度
飛躍の場合に内部支持部材２５の温度が、支持外管１４
の温度に対比して著しく迅速に流体温度に追従すること
によって、計測直管２３，２４と内部支持部材２５とは
常にほぼ同一の温度を有することが可能になる。これに
よって前記３本の管２３，２４，２５の熱的な長さ変化
も等しくなるので、計測直管２３，２４は事実上、軸方
向引張り応力又は軸方向圧縮応力を決して受けることは
ない。
飛躍の場合に内部支持部材２５の温度が、支持外管１４
の温度に対比して著しく迅速に流体温度に追従すること
によって、計測直管２３，２４と内部支持部材２５とは
常にほぼ同一の温度を有することが可能になる。これに
よって前記３本の管２３，２４，２５の熱的な長さ変化
も等しくなるので、計測直管２３，２４は事実上、軸方
向引張り応力又は軸方向圧縮応力を決して受けることは
ない。
【００３８】内部支持部材２５の曲げ剛さが大きいため
に結合部材１７，１８に万一塑性変形が起こったとして
も、該結合部材の塑性変形が計測直管に対して、ひいて
は質量流量計の較正に対していかなる影響も及ぼすこと
はない。
に結合部材１７，１８に万一塑性変形が起こったとして
も、該結合部材の塑性変形が計測直管に対して、ひいて
は質量流量計の較正に対していかなる影響も及ぼすこと
はない。
【図１】質量流量計の機械的部分の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面線に沿った質量流量計の拡大
横断面図である。
横断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面線に沿った質量流量形の拡大
横断面図である。
横断面図である。
１０ 質量流量計、 １１ 入口管、 １２ 出
口管、 １３ フランジ、 １４ 支持外管、 １
５，１６ 鑞接継手又は溶接継手、 １７，１８
結合部材、 １９ 入口分配部材、 ２０ 出口分
配部材、 ２１，２２ 鑞接継手又は溶接継手、 ２
３，２４ 計測直管、 ２５ 内部支持部材、 ２
５′ 軸方向孔、 ２６ 平面、 ２７ 励振器
用のホルダー、 ２８，２９ センサ用のホルダー、
３０，３１ 振動節円板、３２ 外周円、 ３
３，３４ 半径部
口管、 １３ フランジ、 １４ 支持外管、 １
５，１６ 鑞接継手又は溶接継手、 １７，１８
結合部材、 １９ 入口分配部材、 ２０ 出口分
配部材、 ２１，２２ 鑞接継手又は溶接継手、 ２
３，２４ 計測直管、 ２５ 内部支持部材、 ２
５′ 軸方向孔、 ２６ 平面、 ２７ 励振器
用のホルダー、 ２８，２９ センサ用のホルダー、
３０，３１ 振動節円板、３２ 外周円、 ３
３，３４ 半径部
Claims (10)
- 【請求項１】 測定すべき流体の通流する所定直径の導
管経路内に軸方向で該導管に整合させて嵌装可能なコリ
オリの原理に基づく質量流量計であって、 （ａ）前記導管に連結するための入口管（１１）及び出
口管（１２）と、 （ｂ）入口分配部材（１９）及び出口分配部材（２０）
と、 （ｃ）前記入口管（１１）と出口管（１２）に各端部を
固着された支持外管（１４）と、 （ｄ）前記入口管（１１）を前記入口分配部材（１９）
に、また前記出口管（１２）を前記出口分配部材（２
０）に夫々結合させる結合部材（１７，１８）と、 （ｅ）前記の入口分配部材（１９）内と出口分配部材
（２０）内に夫々各端部を固着された互いに平行に延在
する等しい内径と等しい壁厚の２本の計測直管（２３，
２４）と、 （ｆ）前記の両計測直管（２３，２４）の軸線によって
形成される平面（２６）内で延びる両計測直管の対称軸
線に対して平行な軸線を有していて前記の入口分配部材
（１９）内と出口分配部材（２０）内とに各端部を固定
されており、かつ流体に対して前記支持外管（１４）の
熱伝達抵抗よりも著しく小さい熱伝達抵抗を有する真直
ぐな内部支持部材（２５）と、 （ｇ）前記の両計測直管（２３，２４）を励振して共振
振動させる励振器と、 （ｈ）両計測直管（２３，２４）の振動を検出するため
に該計測直管に沿ってずらして配置された少なくとも２
つのセンサと、 （ｉ）前記励振器用の電子ドライバー装置と、 （ｊ）前記センサの信号の位相差から質量流量を決定
し、かつ／又は振動周波数から流体密度を決定する電子
評価回路装置とを備えていることを特徴とする、コリオ
リ式質量流量計。 - 【請求項２】 内部支持部材(２５)が両計測直管(２
３，２４)よりも少なくとも２倍大きな軸方向曲げ剛さ
を有している、請求項１記載の質量流量計。 - 【請求項３】 内部支持部材（２５）が、流体の通流す
る真直ぐに貫通した軸方向孔（２５′）を有し、該軸方
向孔の内径が両計測直管（２３，２４）の内径に等し
い、請求項１記載の質量流量計。 - 【請求項４】 内部支持部材（２５）の壁厚が外周円
（３２）に沿って一定でない、請求項３記載の質量流量
計。 - 【請求項５】 内部支持部材（２５）の壁厚が、両計測
直管（２３，２４）から離反した方の側では、該計測直
管（２３，２４）に対面した方の側の壁厚よりも著しく
大きい、請求項４記載の質量流量計。 - 【請求項６】 内部支持部材（２５）を貫通する軸方向
孔（２５′）の軸線が、両計測直管（２３，２４）の各
軸線から等間隔を有している、請求項２から５までのい
ずれか１項記載の質量流量計。 - 【請求項７】 両計測直管（２３，２４）の軸線の相互
間隔が、軸方向孔（２５′）の軸線からの各計測直管軸
線の間隔に等しい、請求項２から５までのいずれか１項
記載の質量流量計。 - 【請求項８】 両計測直管（２３，２４）に合致した管
が、該計測直管とは異なった材料から成る内部支持部材
（２５）を貫通する軸方向孔（２５′）内に嵌合式に嵌
装されており、該管の熱膨張係数が、前記の両計測直管
の熱膨張係数にほぼ等しい、請求項２から５までのいず
れか１項記載の質量流量計。 - 【請求項９】 内部支持部材（２５）がヒートパイプと
して構成されている、請求項１記載の質量流量計。 - 【請求項１０】 両計測直管（２３，２４）が励振器に
よって励振されて、両計測直管の軸線によって形成され
る平面（２６）内で逆位相の撓み振動を生じる、請求項
１記載の質量流量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92810859A EP0596178B1 (de) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Coriolis-Massendurchflussmesser |
| DE92810859.6 | 1992-11-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201428A true JPH06201428A (ja) | 1994-07-19 |
| JPH0726863B2 JPH0726863B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=8212017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5276576A Expired - Lifetime JPH0726863B2 (ja) | 1992-11-06 | 1993-11-05 | コリオリ式質量流量計 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351561A (ja) |
| EP (1) | EP0596178B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0726863B2 (ja) |
| CN (1) | CN1055763C (ja) |
| DE (1) | DE59201347D1 (ja) |
| DK (1) | DK0596178T3 (ja) |
| ES (1) | ES2068020T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163481A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Krohne Ag | 質量流量測定装置 |
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