JPH0629689Y2 - 質量流量計 - Google Patents

質量流量計

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JPH0629689Y2
JPH0629689Y2 JP10730787U JP10730787U JPH0629689Y2 JP H0629689 Y2 JPH0629689 Y2 JP H0629689Y2 JP 10730787 U JP10730787 U JP 10730787U JP 10730787 U JP10730787 U JP 10730787U JP H0629689 Y2 JPH0629689 Y2 JP H0629689Y2
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curved conduit
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conduit
curved
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JP10730787U
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宏 山本
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オ−バル機器工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、コリオリ式質量流量計の湾曲導管の構造に関
する。
従来技術 第4図は、コリオリ流量計の動作原理を説明するための
構成図で、図中、1は被測定流体が流れるU字形の湾曲
導管で、流入、流出端は支持部材2に固定されている。
湾曲導管1の先端で対称軸X−X′と交わる位置に支持
部材2上のY−Y′軸まわりに湾曲導管1を加振する磁
石5が保持板6を介して配設されており、磁石5と対向
して電磁力を与える電磁コイル4が、一端を支持部材2
に固定された往復部材3のX−X′軸上の他端に配設さ
れている。往復部材3と湾曲導管1とはY−Y′軸まわ
りの固有振動と等しくしてあるので、支持部材2を節と
した音叉状の振動をすることとなる。このような振動の
もとにQ方向の流れを与えると、U字形の湾曲導管1を
流れる流体にコリオリの力が発生する。このコリオリの
力の大きさは湾曲導管1内を流れる流体の質量流量に比
例する。また、力の方向は流体の運動方向をY−Y′軸
まわりの角速度とのベクトル積方向である。流体の流れ
方向は流入側と流出側とで反体になるので、コリオリの
力は振動周波数と等しい周波数の変動トルクとして駆動
振動の振幅に重畳した形で発生する。このトルクは湾曲
導管1のY−Y′軸まわりの振動に加えられるので、光
検出器7とU字形の湾曲導管1の腕の対称位置に固定さ
れた遮光板8とにより光変化として位置検出され、湾曲
導管1の基準面を通過する両腕の検出信号の時間差とし
て求められる。上記のコリオリ流量計の湾曲導管1は通
常ステンレス等の耐触性をもった金属管により構成され
ている。
従来技術の問題点 上述のように、第4図に示したコリオリ質量流量計にお
いては、コリオリの力がY−Y′軸まわりの回転角速度
と質量流量とのベクトル積としてあらわされ、かつ、こ
のコリオリの力はU字形湾曲導管の対称軸X−X′まわ
りに振動モーメントを与える。また、この振動モーメン
トはU字形湾曲導管の捩りトルクと釣り合う。一方、捩
りトルクは、U字形導管のばね定数と対称軸X−X′軸
まわりの捩り角とに比例する。従って、質量流量は、捩
り角とばね定数とに比例する。即ち、前記振動方式によ
るコリオリ流量計においては、導管のばね定数の変化
は、質量流量の計測値に誤差をもたらす。また、ばね定
数はU字形湾曲導管のヤング率に逆比例し、ヤング率は
温度の或る範囲においては温度にほぼ逆比例して変化す
るので、通常のコリオリ質量流量計においては、U字形
湾曲導管の温度を検出して前記ばね定数の変化を補正し
ている。また、U字形湾曲導管は通常ステンレス鋼を曲
げることにより成形されているが、曲げによって生ずる
結晶粒界の滑り面に沿って酸、アルカリ液等によっては
腐融を生ずることがあるなどの問題がある。しかし、酸
やアルカリ液等に安定な材料としては化学的に安定な合
成樹脂が有効であるが、合成樹脂はクリープが生じ易く
長期間使用すると変形により支持部が不安定となり質量
流量の測定精度が悪化するという他の問題点が生じた。
問題解決の手段 固有振動数で加振されるU字形湾曲導管を2重構造と
し、該U字形湾曲導管の外部を金属管、内部を合成樹脂
管で構成し、金属管を温度変化によるヤング率の変化の
小さい金属例えばニッケルスパンC等のエリンバー合
金、合成樹脂管をテフロン等のふっ素樹脂とし、温度変
化に対して固有振動数の変化を小さくし、且つ耐触性の
高いU字形湾曲導管を構成し、且つ湾曲導管の端部を拡
大して拡大管部として、拡大管部の内面と密接する固定
金具の突起した台座に拡大管を嵌挿して拡大管部の外部
から弾性材の押えカラーを介して固着することにより、
合成樹脂管に及ぼす圧力を小さくしてクリープ量を減
じ、更に、合成樹脂管がクリープしても押えカラーの弾
性により実質的にクリープを取除き、長期安定で、使用
温度が広く、活性の高い化学液体の計測に強い流量計を
提供することを目的とする。
実施例 第1図は、本考案の概要をしめす構成図で、第4図に示
した従来例と同一作用をする部分には同一の符号を付し
てその説明を省く。第1図において、9はU字形湾曲導
管の固着部、11は本考案によるU字形複合湾曲導管
で、第2図に固着部9を拡大断面図にて示す。第2図に
示すように、U字形複合湾曲導管11は2重構造に構成
され、該U字形複合湾曲導管11の外側管はニッケルス
パンC等のエリンバー合金からなる金属管111にて構
成され、内側管は4ふっ素樹脂等の合成樹脂管112に
て構成される。金属管111と合成樹脂管112とは密
着しており一体構造となっている。金属管111と合成
樹脂管112との接合は接着剤によるが、合成樹脂管1
12が特に4ふっ素樹脂の場合、4ふっ素樹脂は極めて
化学的安定性が高いことから適当な接着剤がなく、4ふ
っ素樹脂の表面処理なしには接着することはできない。
表面処理の方法としてはナトリウム−アンモニア法、ナ
トリウム−ナフタリン−テトラヒドロフラン法とがあ
る。前者は、4ふっ素樹脂が金属ナトリウムを液体アン
モニアに溶かした液によって僅かに侵食されることを利
用したもので、冷却した液体アンモニアに金属ナトリウ
ムを重量比1%投入溶解させて、この中に4ふっ素樹脂
を短時間浸漬して、水洗乾燥するものである。後者はナ
トリウム−ナフタリン錯化合物のテトラヒドロフラン溶
液が4ふっ素樹脂を侵食することを利用したもので、テ
トラヒドロフランにナフタリンを溶解し、ナフタリンと
同モルの金属ナトリウムまたはナトリウムディスバージ
ョンを加え、これに4ふっ化樹脂を約15分浸漬し、ア
セトンで洗浄後水洗乾燥するものである。本考案におい
ては、前記の何れかの方法によって、ニッケル−スパン
C等のエリンバ管の内径より僅かに細い外径の4ふっ素
樹脂管の外壁面を処理して主としてエポキシ系の接着剤
を塗布してエリンバ管内に挿入後湾曲して固着し、一体
化するものである。その他の方法として、エリンバ管よ
り僅かに太い4ふっ素樹脂管の一端を封止し、他端を真
空ポンプと接合して管内を真空にして、外気圧により圧
縮して細小化してエリンバ管に挿入後封止を開放するこ
とによりエリンバ管内に圧接する。この場合でも前記の
処理により接着すればより強固な一体化複合管となる。
尚、この場合、複合管のばね定数はエリンバ管により支
配され、4ふっ素樹脂管は単に耐蝕材としての作用をも
たせるだけのものである。従って、一体後の曲げ加工に
よっても内部歪による経年変化も生じない。以上のよう
にして製作された複合湾曲等管11の端部114は固設
のために拡大される。拡大部113をもつ端部114は
支持部材2に固設する部分であり、固設は固着部9によ
ってなされる。固着部9は固定金具91,パッキン9
2,押え金具93,押えカラー94とからなる。固定金
具91は中央に通孔913を穿設した円柱状の台座91
1を配設し、該台座911には複合湾曲導管11の拡大
部113の合成樹脂管112が挿入される。パッキン9
2は4ふっ素樹脂からできていて固定金具91と端部1
14とで挟持密封される。拡大部113の外部金属管1
11の外壁部には硬質ゴム、樹脂、又は金属からなる押
えカラ94が装着され、押え具93に被包され、押え具
93外壁に螺刻されたねじ931と固定金具91の内ね
じ912との螺合により拡大部113を台座911に圧
接,液密に固設する。尚、少なくとも接液する通孔91
3は合成樹脂管112と同等の耐蝕性をもつように、同
じ合成樹脂管を挿着する等の耐蝕処置をしておく。以上
の如く構成された複合湾曲導管11は第4図にしめした
従来技術と同様に支持部材2に対して往復動部材3と音
叉を形成し、磁石5と駆動コイル4とにより一定振幅の
固有振動数で電磁駆動され、遮光板8により光遮閉され
て生ずる光を光検出器7により基準面を複合湾曲管11
が通過する時間差としてコリオリの力を検出する。
第3図は、本考案の他の実施例を示す図で、この実施例
は、フランジ22で図示しない配管に挟持される流管2
1内を支切板23で仕切り、支切られた液体を複合湾曲
導管25,26に分流するようにしたもので、第1図に
11にて示した複合導管11と同様にエリンバ管と該エ
リンバ管内に挿入接合された4ふっ素樹脂管からなるU
字形の複合湾曲導管25,26を第2図に示した固着部
9により流管21に固設して、各々の複合導管25,2
6の固着部9近傍で各々の導管を支持板27で支持し、
該支持板27まわりに音叉状に振動できるようにしたも
のである。振動駆動は、U字形の複合湾曲導管25,2
6の先端近傍に取付けられた各々磁石ブラケット28と
コイルブラケット29との中央に配設された駆動磁石5
と駆動コイル4とにより図示しない電源により一定振幅
の固有振動数で駆動される。検出磁石32,センサコイ
ル33は、流体流れと、振動角速度とのベクトル積の向
きに生ずるコリオリの力を複合湾曲導管25,26の静
止基準面を該複合湾曲管25,26が通過する時間差と
して検出するセンサである。
以上において、複合湾曲導管をエリンバ、4ふっ素樹脂
にて構成した例を述べたが、耐蝕的に満足されるもので
あれば3ふっ素樹脂、その他の脂樹でもよく、金属管も
アンバ等の膨脹係数の小さい金属でもよい。しかし、こ
の場合においてもばね定数は金属導管が支配するもので
なければならない。
効果 以上に述べた本考案の質量流量計における複合湾曲導管
は、実質的に金属導管のばね定数と流体とにより支配さ
れる固有振動数で共振駆動され、Qを低下させることが
なく、効率よく駆動でき、温度によるヤング率の変化お
よび長さの変化もないので温度に対して安定した振動系
となり、温度誤差も極小におさえられ、従って、広範囲
な温度において高精度の質量流量計測を温度補償等複雑
な手法なしに可能とし、また、4ふっ素樹脂の使用によ
り王水、熱硝酸、熱濃硫酸、濃苛性ソーダ溶液等の計測
を可能とする。更に、複合湾曲導管と支持部材に開口す
る流管との接続を、複合湾曲導管の端部を拡大して拡大
管部内面の合成樹脂管に作用する面圧を小さくするよう
にして、複合湾曲導管を弾性のある押えカラーにより拡
大管部を外部から押圧支持したので、合成樹脂管がクリ
ープ変形しても安定して支持され、長期にわたり精度が
維持される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案による質量流量計の一例を示す全体構
成図、第2図は、第1図に示した固着部9の詳細図、第
3図は、他の実施例を示す全体構成図、第4図は、従来
技術を説明するための図である。 1……湾曲導管,2……支持部材,3……往復部材,4
……駆動コイル,5……駆動マグネット,7……光検出
器,8……遮光板,11,25,26……複合湾曲導
管,21……流管,111……金属管,112……合成
樹脂管。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】離間して配設された流体の流入口、流出口
    を有する支持体と、該支持体の前記流入口、流出口に端
    部が接続支持され該支持体の面と直角な軸に対称な湾曲
    導管と、該湾曲導管を該湾曲導管面と直角方向に単振駆
    動する駆動手段と、該駆動手段の駆動により前記湾曲導
    管に作用するコリオリの力を検出する検出手段とからな
    り、前記コリオリの力に比例した質量流量を検出する質
    量流量計において、前記湾曲導管を、端部が拡大された
    拡大管部を有し外側が金属,内側が耐薬品性の合成樹脂
    からなる複合湾曲管とし、前記拡大管部を該拡大管部内
    面と略等しい形状の台座を有する前記支持体に固着され
    た固定金具の前記台座に嵌挿し、前記拡大部近傍外面に
    嵌挿された弾性のある押えカラーを介して前記拡大管部
    を押える押え具により前記固定金具に固着して前記複合
    湾曲管を前記支持体に接続支持したことを特徴とする質
    量流量計。
JP10730787U 1987-07-13 1987-07-13 質量流量計 Expired - Lifetime JPH0629689Y2 (ja)

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JPS6415921U JPS6415921U (ja) 1989-01-26
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7861603B2 (en) 2008-01-07 2011-01-04 Keyence Corporation Coriolis mass flowmeter including an inner pipe made of fluororesin and outer pipe having fibers

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US7005019B2 (en) * 2001-11-26 2006-02-28 Emerson Electric Co. Manufacturing flow meters having a flow tube made of a fluoropolymer substance
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JP5582737B2 (ja) * 2009-07-03 2014-09-03 株式会社キーエンス コリオリ質量流量計
JP5335583B2 (ja) 2009-07-06 2013-11-06 株式会社キーエンス コリオリ質量流量計
US20260009666A1 (en) 2022-11-04 2026-01-08 Alphitechnology Co., Ltd. Coriolis mass flowmeter

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