JPH06509649A - コリオリ効果質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コリオリ効実質量流量計 発明の背景 ■、発明分野 本発明は、コリオり効果質量流量計の分野に関する。また、本発明は、チューブ やパイプ内の流体の質量流量を計測するコリオリ効実質量流量計の装置に関する 。更に、本発明は、既設のチューブやパイプに取り付けてコリオリ効実質量流量 計として機能させるための流量計測装置に関する。

２、課題の説明 コリオリカ効果を利用した質量流量計測装置は本分野で広く知られている。振動 する配管（ｃｏｎｄｕｉｔ）中を流れる流体や他の物質が、配管中の物質の移動 速度と配管の振動の角速度との両方のベクトルに垂直なコリオす力を発生するこ とが知られている。このコリオリカの大きさは、物質の質量流量と配管の角速度 の関数になる。

従来技術の流量計は、一般に、パイプ中の物質の流れを導くために１つ又は２つ のフローチューブを用いている。上記のチューブは、連続的に湾曲しており、配 管系に、または相当に剛性の高い重し）支持部材に装着されている。また、これ らのチューブは通常、電磁的駆動装置により振動される。振動するチューブ内を 流れる物質の質量により生じるコリオリカは、上記チューブに捩じれ方向の運動 を生じさせる。チューブの捩じれはチューブ上の対称な点において位置または速 度センサによって計測され、互いに離れた位置のチューブの部分の間の運動の時 間差から質量流量が決定される。また、振動の位相のずれにより生じる他のパラ メータも上記の決定に使用される。

上記従来技術による流量計は多くの欠点を存している。すなわち、これらの流量 計は全て、物質の流れを特別に設けたフローチューブ内に迂回させることを必要 とする。このことは、流体に圧力降下を生じさせ、流量計がその一部を構成する 配管内での物質の流量を低下させることになる。また、従来技術の多くの流量計 はフローチューブの捩じれ若しくは振動の位相のずれを計測するようになってい るが、通常このためにはフローチューブを外部の振動から絶縁することが必要と なる。二重管を使用することで、外部からの振動による誤差を低減することによ り測定精度を向上させることは可能だが、チューブを外部支持構造上に取り付け ることは、例えば船舶や他の振動する構造物においては、構造物自身を通ってチ ューブに振動とノイズとが伝達されることになる。

現在、計測器を取り付けるために必要とされるパイプや配管の改変が最小限に抑 えることのできる、パイプや他の配管中の物質の質量流量を計測する流量計が必 要とされている。また、配管中に余分な圧力降下を生じたり物質の流れを低下さ せたりすることがなく、さらに外部からのノイズや振動に大きな影響をうけるこ とのない流量計が必要とされている。

発明の概要 本発明によれば、パイプや他の配管中を流れる物質の質量流量を計測するための 改良された方法と装置とが提供される。本発明による流量計は、振動を受けなが ら流動する物質のコリオリカ効果を計測することにより質量流量を測定するもの である。本発明の流量計からなる装置は既設の配管系に直接クランプ留めするこ とができる。また、本装置は既設の配管系に組み込むことにより即流量系として 機能する市販の流量計として供給することもできる。本発明の流量計は、流量計 を外部の振動から絶縁する外部支持部材を必要としない。しかし、配管部分の長 さが実際の流量計が効率的に作動するためには長すぎるような場合には、流量計 に外部支持部材を付加することもできる。これらの場合には付加的な外部支持部 材を組み込む２−とも可能である。これらの付加的な外部支持部材は目的とする 特定の用途の詳細に合わせて設計される。

本発明の流量計は、パイプの一部を調和振動数、例えば当該バイブの部分の固有 振動数の２次の調和振動数で振動させる、例えば磁歪式加振器を使用する。配管 部分の２次の調和振動数の振動を生じさせる加振器は配管上の、固有振動数の２ 次高調波の腹にあたる部分またはその近傍、若しくは固有振動数の２次高調波の 簡易外の任意の部分にクランプ留めされる。加振器を取り付ける際に外部支持部 材は使用されず、加振器は所望の振幅と周波数を維持するためにフィードバック 回路を介して制御される。運動センサ、例えば加速度計が加振器の近傍に取り付 けられ、加振器を制御するフィードバック回路の一部を構成する。別の実施例で は、外部支持部材に支持された電磁コイルがパイプを振動させるのに用いられる 。

別の運動センサ、好ましくは加速度計が、バイブ中の物質のゼロ流量を計測する ためにパイプの固有振動数の２次調和振動の節に相当する位置に取り付けられる 。上記の節を以下の説明では「ゼロフローノード」と称する。好ましい一実施例 では、上記センサを取り付けるために外部支持部材を必要としない。

振動するパイプ中を流れる物質により生じるコリオリカは、上記ゼロフローノー ドを物質の流れの方向に垂直な方向に変位させる。

パイプ中を流ねる物質の角速度のベクトル成分はパイプ壁に対向する力を発生す る。上記の力はパイプのゼロフローノードの位置を、物質の流れがない状態の上 記ノードの位置に対して横方向に変位させる。パイプは、各振動サイクル中に両 極端の位置、すなわち加振時の位置と非加振時の位置とをとるため、上記ゼロフ ローノードの位置は各振動サイクル中に２回ずつ横方向に移動する。ゼロフロー ノードに取り付けられたセンサは、上記横方向の変位を質量流量に比例する位置 信号、速度信号、加速度信号等に変換し、上記の横方向変位から振動するパイプ 中の物質の質量流量が決定される。

上記センサはゼロフローノードの加速度のみを、従ってゼロフローノードの位置 の振動数に依存する振幅のみを計測するため、流量の計測は従来技術の構成でし ばしば行われるように２つの信号の位相差に依存するものではない。これにより 、上記運動センサの外部振動やノイズに対する感度を低減する電気フィルタを使 用することが可能となる。従って、本流量計の部品は絶縁する必要がないためバ イブ上に直接取り付けることができる。これにより、ノ（イブ中の余分な圧力損 失が生じたり、流量計を取り付けるために複雑な取付は部を用いる必要がなくな る。

本発明の流量計は既設のパイプ上に直接取り付けることが可能である一方、予め 流量計を製作しておいて、配管系の一部を切り取って、流量計をこの切り取った 部分に装着することにより配管系に組み込むことも可能である。さらに、本流量 計の部品を外部支持部材を用いて取り付けて、パイプを電磁コイルを用いて加振 することにより質量流量を計測するようにすることもできる。

本発明の流量計は、略直線状のパイプにも湾曲したパイプにも使用することがで きる。本発明によれば、必要に応じて）々イブの支持部材に付加的なセンサを取 り付けて、外部ノイズの検出と除去とを行うことにより、さらに正確な計測を行 うことが可能である。

本発明の上記の、そして他の特徴は以下の好ましい典型例の説明と添付図面とか ら明らかとなろう。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の好ましい典型的な実施例の一つを示す略示図である。

図２は、バイブ部分の固有振動数の２次の調和振動カーブの基本ゼロフローノー ド振幅と、パイプ中を物質が流動したときのコリオり効果力による振動カーブの 振幅を示す図である。

図３は、本発明の好ましい典型的一実施例における、磁歪式加振器の断面図であ る。

図４は、本発明の、他の好ましい典型的実施例における、電磁式加振器の断面図 である。

図５及び図６は、本質量流量計の２つの異なる実施例を示す図である。

図７は、加振器２０の制御回路の別の実施例を示す図である。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、パイプやチューブ等の配管中の物質の質量流量を計測する流量計から なる装置とその操作方法を提供するものである。提供される流量計は、物質の流 れを迂回させたり制限したりすることなく、また複雑な取付は工程を必要とする ことなく既設のパイプに取り付けることができる。また、本発明の流量計は既設 の配管系に組み込むためのユニットとして製作することができる。さらに、本発 明の誂量計は種々のサイズと形状のパイプと、はとんどの作動条件下で作動ｉＴ 能である。本流量計が使用される配管は以下の説明ではパイプと呼ぶが、本発明 はこの表現に限定されるわけてはない。

他の閉鎖配管、例えばチューブや同種のものも本発明概念に含まれる。

図１には好ましい典型的実施例の１つが示されている。しかし、この記述的な実 施例は本発明の説明の目的のためのみに示したものであり、本発明概念の範囲を 制限するものではないことを理解されたい。従って、他の実施例も同様に本発明 の範囲に含まれるものである。

開示された流量計は、振動とコリオリカとの組合せにより生じる応力に耐えるこ とのできるパイプまたはチューブに取り付けられている。このような材質は本技 術分野では広く知られている。

装置の概要 図１においてパイプ１０の１つの区間は部材１２．１４により支持されている。

上記部材間の距離は当該振動数における１波長となるため、これらの部材間の距 離によりパイプ１０が振動する振動数が決定される。パイプｌＯの長さが実際的 に流量計が作動するためには長すぎるような場合には、部材１２と１４とに加え て、これらの中間に区間長さを画定する１つまたはそれ以上の支持部材を取り付 けることも可能である。本発明の流量計の部品は、バイブ内を輸送される物質の 質量流量を計測するためにバイブ１ｏ上にクランプ留めされ、パイプの大きな修 正や改変を必要とすることはない。図１では、パイプ１０は略直線状の断面一様 なチューブとして示されているが、本発明の流量計は種々の形状と配置のチュー ブに適用可能であることを理解されたい。パイプ１０と支持部材１２．１４は、 例えばパイプラインや他の産業用の用途に用いられる既存のものであっても良い 。

図１の流量計は、パイプ１０の固有振動数に対して２次の高調波の腹の部分の近 く、または固有振動数に対して２次の高調波の節の部分以外の任意の位置に、バ イブラインに直接クランプ留めされた加振器２０を備えている。対称性を維持す るため、またはパイプに加わる負荷を均一化するために、加振器２０と同様な追 加の加振器をパイプ１ｏ上にクランプ留めすることも可能である。しかし、本発 明の装置は、図示したように１つの加振器のみて作動可能である。加振器２ｏは 、バイブの加振器２ｏと正反対の側、または加振器２０の近傍のバイブ上、若し くは加振器２ｏ上に取り付けられた運動センサ３０を含むフィードバック回路を 備えている。

本流量計の要素は、さらにバイブ１０のゼロフロー振動ノード位置に取り付けら れた第２の運動センサ３２を含んでいる。第３の運動センサ３４を支持部材の１ つ、例えば支持部材１４に取り付けるようにしても良い。運動センサ３ｏと３２ はバイブ１ｏに直接取り付けられる。加振器２ｏにより生じる負荷をバランスさ せるために、バイブ１０上の所定の位置、例えばバイブ１ｏの固有振動数の調波 における腹の位置にカウンタウェイト４ｏを取付けても良い。この位置には、必 要に応じて第２の加振器を取付けても良く、またカウンタウェイト４０や第２の 加振器を使用しないようにしても良い。　第２の好ましい実施例では、流量計は 専用のバイブ部材として予め製作され、このパイプ部材を既設の配管系に組み込 むようにする。すなわち、既設のバイブの一部を取り去って、予め図１の流量Ｊ １の各要素を取り付けて製作したバイブを、取り去ったバイブ部分の代わりには め込むのである。この実施例によれば、即取付は可能な完成品として流量計をス トックしておくことが可能となる。この流量計の作用は前述のものと同様である 。

他の実現可能な典型的実施例は、上述の装置と同様に作動するが、バイブ１０に 直接クランプ留めする代わりに外部支持された加振器を備えている。また、加振 器を図１に示したようにパイプ上にクランプ留めして、センサを外部支持部材を 用いて取り付けるようにすることもできる。

本発明の流量計は、支持されていない長い区間を有するバイブの一部長さを絶縁 するための支持部材を備えるようにすることもできる。この２：とは、流量計を 外部ノイズから絶縁したり、パイプ部分の共振振動数を低減するために必要とな る場合がある。追加する支持部材は公知の形状とすることができる。しかし、好 ましい実施例では、本発明の流量計は追加の支持部材を用いずに、既設のパイプ ラインに直接クランプ留めされる。

本装置の作用 支持部材１２と１４との中間のバイブ１０．は加振器２０によりパイプ区ｒＩＲ １０の固有振動数の調和振動数、例えば２次の振動数で振動させられる。上記振 動数は、バイブの長さ、質量、物理的性質等のバイブの固有の性質の関数となっ ている。図２の振幅カーブ２００は、バイブ１０の２次の高調波におけるゼロ流 量の状態を表している。この振動数は、後述するようにフィードバック回路を介 して加振器２０と加速度計３０とにより維持される。

上記カーブ２００は、バイブが支持部材１２と１４とにより固定された両端部と 、流れがない場合のゼロフローノード位置２０２とに振幅ゼロとなる部分を有し ている。図１の運動センサ３２はパイプ１０上の位置２０２に取り付けられてい る。図１にはセンサ３２はバイブ１０の支持部材１２と１４の間の中央の部分に 描かれている。しかし、ゼロフローノード位置２０２とセンサ３２は支持部材１ ２と１４との間の種々の位置を取り得る。上記はバイブｌＯの荷重の非対称性や バイブの物理的性質、追加の加振器の使用の有無や他の要因により生じ得る。

前記カーブ２００の最大振幅は、腹２０４．２０６の部分で生じる。加振器２０ は、好ましくは腹２０４の部分またはその近傍に、またカウンタウェイト４０ま たは第２の加振器は加振力とバイブ負荷を均一化するために、腹２０６の部分ま たはその近傍に取り付けられる。加振器２０は、ゼロフローノード位置２０２以 外であればどの位置に取り付けても良い。作動効率を増大するためには加振器を 腹の部分に取り付けることが好ましい。

加振器２０はバイブ１０に横方向の力を加え、次いでこの力を解除してバイブ１ ０を振動させる。上記の作用は、サイクル中の加振力付加期間の振幅カーブ２０ ０と、サイクル中の加振力解除期間の振幅カーブ２００′とにより示される。腹 ２０４．２０６の振幅は各サイクル毎に反転し、サイクルの加振力解除期間では ２０４′、２０６′の位置になる。

その中を物質が流れるバイブｌＯの振動は、バイブの各部分にコリオリカを発生 させる。流体の流れが存在する場合のバイブ１０の振幅カーブ２１０．２２０が 図２に示されている。図１の装置の作動を説明するために、図２ではバイブ１０ の変位の振幅を拡大して図示している。バイブ１０に作用するコリオリカの効果 により、振幅カーブ２１０（加振サイクルの最初の期間に対応する）は流量がゼ ロの状態の振幅カーブ２００に較べて左側に移行している。バイブｌＯに流入す る物質は振動するバイブにより受ける効果に対して抵抗する。従って、カーブ２ １０の最初の部分はバイブ１０の壁面に作用する物質のコリオす力の影響により 、カーブ２００に較へて振幅が減少する。このため、振幅カーブ２１０の節（振 幅がゼロになる点）は位置２１２に移動する。また、同様にサイクルの第２の期 間中にバイブｌＯに作用するコリオリカの影響によりバイブの振幅カーブは２２ ０になる。カーブ２２０の節（振幅がゼロになる点）２２２はカーブ２００の節 ２０２より先になる。

節２１２と２２２の長手方向の周期的な変位は、バイブＩＯの流量ゼロ時の節の 位置の部分２０２（この部分にセンサ３２が位置している）の周期的な横方向振 動変位を生じさせる。図２において、上記横方向変位は、ゼロフローノード位置 ２０２のカーブ２１０における変位を示すカーブ２１０上の点２１８と、ゼロフ ローノード位置２０２のカーブ２２０における変位を示すカーブ２２０上の点２ ２８とによって示される。上記周期的なゼロフローノード位置の横方向変位は振 動するパイプ１０内を流れる流体のコリオリカ効果により生じる。コリオす力効 果はバイブ１０内を流れる物質の質量により生じるため、計測された、上記コリ オリカ効果による横方向の加速度と変位とは、直接物質の質量流量を示している 。

運動センサ３２は、バイブｌＯの上記周期的な横方向変位を測定するためにバイ ブ１０上のゼロフローノード位置２０２に取付けられている。好ましい実施例の １つでは、センサ３２は上記ゼロフローノード２０２での物質質量の加速度を計 測する加速度計とされる。加速度計３２は、バイブｌＯに直接取り付けられ、従 来技術における運動検出器とは異なり、不動の外部基準点を必要としない。加速 度計３２の信号出力を処理することにより質量流量、合計質量や他の計測情報を 得ることができる。この信号は加速度計を取り付けたゼロフローノード位置２０ ２の横方向変位の振幅のみに依存し、位相差を計測することを必要としない。こ れにより、正確で信頼性のある測定が可能となるとともに、測定が外部ノイズや 振動の影響を受けにくくなる。センサ３２の信号出力のノイズを排除するために 、センサ３２と支持部材１４に取り付けたセンサ３４とを協働させるようにして も良い。センサの作動と、関連する回路については後述する。センサ３２により 計測された振幅は質量流量に直接比例するものではなく、質量流量を示すものに 過ぎないことを明確に理解されたい。この理由は、加速度計３２は加速度に比例 した信号を発生するのに対して、質量流量は変位に比例するからである。変位は 加速度の２回積分となる。従って、任意のバイブ振動数（この振動数はバイブ内 の物質の密度に応じて変化する）において質量流量を計測するために、センサ３ ２により計測された加速度はバイブの振動数に基づいて修正される。

駆動機構２０ 加振器２０はバイブｌＯを、例えばバイブ１０の固有振動数に対して２次の調和 振動数で振動させる。以下に、この作用を行うための幾つかの機構について説明 する。加振器２０の実施例の１つを図３に示す。加振器３００は、パイプ１０上 に直接クランプ留めされてバイブｌＯを振動させるのに充分な力を発生する磁歪 式変換器とされている。また、後述するように加振器３００はセンサとして使用 することもできる。加振器の正確な仕様は操作に必要とされる動力、力、振動数 、変位などにより異なる。しかし、本実施例の加振器の設計は全ての場合におい て略同−である。

加振器３００は例えば、市販のターフエノール−Ｄ　（ＴＥＲＦＥＮＯＬ−Ｄ） のような合金製の円柱状ロッド３０２を備えている。また、管状の永久磁石３０ ４がロッド３０２を取り囲んでバイアス磁場を発生している。本実施例の加振器 の可逆的性質により加振器は振動に起因する力を測定するセンサとして機能させ ることも可能である。

また、加振器３００にはダイスブリング（ＤＩＥ　５ＰＲＩＮＧ）　３２２によ り予圧力が加えられている。また、ソレノイドコイル３０６がロッド３０２を取 り囲む永久磁石３０４に内蔵され、駆動磁場を発生するようになっている。磁気 回路は軟鉄製のキャップ３０８．３１０によって完結する。ソレノイドコイル３ ０６と磁石３０４とは両方とも上部ボールキャップ３１０に接合されている。

加振器３００はクランプ装置３１２によりバイブ１０上に取り付けられる。クラ ンプ装置３１２は、それぞれバイブｌＯの寸法に合致する円弧状の部分を有する 、上部装着板３１４と下部装着板３１６とを備えている。上記装着板３０４と３ ０６とはボルト３１８によりバイブ１０上にクランプ留めされる。

質量体３２０が加振器３００に固定されており、加振器により発生するエネルギ の大部分がバイブｌＯに伝達されるように、バイブ１０に対抗する質量として機 能する。前記スプリング３２２の作動を垂直方向に限定するための連結ロッド３ ２４が設けられている。

また、外部シェル３２６は、加振器の内部構造を収納するとともにエンドプレー ト３２８と協働してスプリング３２２を圧縮状態に保持する。リテイニングリン グ３３０はエンドプレート３２８をシェル３２６の所定位置に保持している。

コイル３０６には図５、図６、または図７に示す回路により交流電流が印加され 、ニッケル合金製のロッド３０２に磁場を加える。

永久磁石３０４のバイアス磁場に加えて印加された上記磁場はロフト３０２を伸 長させる。コイル３０６に交流電流が印加されると、ロッド３０２は交流電流の 周波数に等しい周波数で伸長と通常長さへの復帰とを繰り返す。ロッド３０２の 伸長により力が発生し、この力はガイドロッド３２４とクランプ装置３１２とを 介してバイブ１０に伝達される。質量体３２０は、ロッド３０２の伸長による上 記の力がバイブ１０に伝達されるように、ロッド３０２に反力を加える。交流電 流サイクルの第２半周期に電流の方向が変化すると、コイル３０６の駆動磁場が 減少してロッド３０２は通常の長さに復帰する。これにより、バイブｌＯに加わ る力が除去される。ロッド３０２のこの周期的な伸長変化はバイブｌＯに対して バイブを振動させる加振力を生じさせる。バイブｌＯの振動は、コイル３０６に 印加される駆動電流の振幅と周波数とを調整することにより制御される。バイブ １０の上記振動を適正な周波数と必要とされる振幅とに維持するためにフィード バック回路が使用される。磁歪式加振器３００は加振力の振幅と周波数とを制御 するためのフィードバック用のセンサとしても使用することができる。本実施例 ではコイル３０６の駆動電流は定期的に、例えば５から１０サイクル毎に中断さ れ、それぞれの中断時に加振器３００は信号検出器として使用される。この時、 ロッド３０２は振動するバイブとカウンタウェイト３２０とにより圧縮され、こ の圧縮によりコイル３０６には電磁場が発生する。これにより発生する電圧は、 加振器３００がセンサとして機能しているときにサンプリングされ、バイブｌＯ の振動の周波数と振幅とを制御するために用いられる。

加振器の第２の好ましい実施例 加振器２０の第２の好ましい典型的な実施例を図４に示す。加振器４００は、バ イブ１０を振動させるために電磁コイル４０６を使用している。加振器４００は 、外部支持部材４０１上のボビン４０４に支持されたフィードバックコイル４０ ３を備えている。また、永久磁石４０９がバイブ１０上に取り付けられており、 前期ボビン４０４はこの永久磁石−トにスライド可能に装着されている。ソレノ イドを形成するためにボビン４０４の周囲にはコイル線４０３が螺旋状に巻かれ ている。コイル線４０３はソレノイドから増幅器４０５０入力部に配線される。

第２の組のコイル線４０６が増幅器４０５の出力部に接続され、ボビン４０７の 周囲に螺旋状に巻かれている。ボビン４０７は、同様にバイブ１０に固定された 永久磁石４０８上にスライド可能に装着され駆動ソレノイドを形成している。ま た、ボビン４０８は外部支持部材４０２により支持されている。フィードバック コイル４０３からの信号は増幅器４０５に入力され、増幅器４０５からはコイル ４０６に磁場を発生させるための駆動信号か出力される。コイル４０６に交流駆 動電流を印加することにより、ソレノイドはバイブ１０を振動させる。フィード バックコイル４０３と増幅器４０５とは、上記回路をバイブｌＯの固有振動数に 対して２次の調和振動数の振動に維持する。

図５の説明 図５は、加速度計３０．３２、及び３４、そして加振器２０と協働して、図１の バイブｌＯをその固有振動数に対して２次の調和振動数で振動させるとともに、 パイプ１０上の物質の流れに関する情報を生成する回路を開示している。加速度 計３０．３２、及び３４は図１に示したのと同じものであり、図５の回路に信号 を供給するために使用される。図１の加振器２０は、図５の右上の隅に図示され ている。上記回路は、加速度計３２から、バイブ１０がその固有振動数の調和振 動数で振動するときに、バイブ１０内を流れる物質の発生するコリオリカによる バイブｌＯのゼロフローノード位置の運動を表す信号を受信する。そして、上記 回路はこの信号を処理して電圧信号から周波数信号に変換する。この周波数信号 は一定期間の間にバイブ中を流れる物質の質量を決定するのに使用することがで きる。また、上記回路はさらに、バイブ１０内の物質の質量流量を表示するため に上記電圧信号を変調電流信号に変換する。

図５のＬ側の要素の列は、加振器２０により生じたバイブ１０の振動を検出する ために加速度計３０を用いる自動調節発振器を構成する。加速度計３０の出力に より加振器２０に供給される信号の周波数と振幅とが制御される。図１に示した ように、加速度計３０は加振器２０か取着されるのと同じバイブ１０の部分に取 着されている。加速度計３０の出力は線５０２を通じて増幅器５０３に供給され 、増幅器５０３の出力は線５０４を通じて可変ゲイン増幅器５０６に供給される 。増幅器５０６は、線５０７を通じて出力される出力信号の最大振幅を表す内部 基準電位を有している。増幅器５０６は増幅器５０３の出力を受信して線５７に 、調節された所望の振幅の出力信号を供給する。上記調節された信号は増幅器５ ０８に供給され、増幅器５０８は線５０９を通じて加振器２０にバイブ１０を、 その固有振動数に対して調和振動数で振動させるために必要とされる振幅の信号 を出力する。図５の、左側の加速度計３２と３４から始まり右側の要素５４０と ５４１とに向けて延びる中間の要素の列は、加速度計３２に関連したバイブ１０ のゼロフローノード位置の運動の振幅を検出して、変調電流信号を線５２４に、 電流変調信号を線５２７にそれぞれ出力する。加速度計３２は線５１１を通じて 増幅器５１３を駆動し、増幅器５１３は線５１５を通じて増幅された信号を増幅 器５３６の非反転入力端子に供給する。加速度計３４は、バイブ１０に伝達され る外部ノイズを検出するために外部環境、例えば図１のクランプ１４が装着され る基礎等に接続される。

加速度計３４の出力は線５３１を通じて増幅器５３３に供給され、増幅器５３３ は線５３７を通じてその出力を増幅器５３６の反転入力端子に供給する。増幅器 ５３３のゲインは、増幅器５３４の反転入力端ｆに供給されるノイズ信号の振幅 が、加速度計３２により検出され線５１５を通じて供給されるノイズ信号成分の 振幅と合致するように調節される。増幅器５３６は線５１５を通じて供給される 信号から上記ノイズ成分を差し引いて線５３８を通じて信号をバンドパスフィル タ５１６に供給する。バンドパスフィルタ５１６は、他の好ましくない周波数を 除去して、線５１７に出力する信号が所期の、かつ有用な、加速度計３２により 当初出力された周波数成分のみになるようにする。上記線５１７のフィルタ信号 は、同期復調器５１８の入力端子に供給される。また、この復調器５１８には、 線５０７の駆動信号が入力される。同期復調器５１８は、線５０７の駆動信号と 、線５１７のフィルタ信号との両方を入力して、バイブｌＯの固有振動数に関連 した周波数のみを含む出力信号を生成する。増幅フィルタ５２１は線５１９の信 号を増幅するとともに更にフィルタする、そして増幅フィルタ５１９の出力信号 ５２２は質量流量信号を表し、この信号は電圧−周波数変換器５２３と電圧−電 流変換器５２６とに供給される。要素５２３は線５２２の信号を電圧から比例周 波数信号に変換して線５２４を通じてトータライザ（ＴＯＴＡＬＩＺＥＲ）　５ ４０に出力し、トータライザ５４０は入力した信号を積分する。線５２４の信号 を外部装置にも供給するようにすることも可能である。信号５２２は、電圧−電 流変換器５２６にも供給され、この変換器５２６の出力５２７は表示器５４１に 供給される。

信号５２７は質量流量に比例する電流からなり、この信号を入力することにより 要素５４１は線５４３を通じてバイブ１０内の物質の質量流量を表示することが できる。

図６の説明 図６は、図５の回路と同等な別の回路を示している。図６の回路は、加速度計３ ０．３２．３４からの出力信号を入力して、加振器２０にバイブｌＯをその固有 振動数の調和振動数で振動させる信号を発生するとともに、トータライザ５４０ にある期間の合計質量流量を表示させ、かつ、要素５４１にバイブ１０内の質量 流量を表す信号を生成させる信号を発生する。図６の回路は、図５のバンドパス フィルタ５１６と同期検出器５１８との代わりに、位相ロックループ（ＰＬＬ） ６５１とともに切換コンデンサフィルタ（ＳＷＩＴＣＨＥＤＣＡＰＡＣＩＴＯＲ ＦＩＬＴεＲＳ）（ＳＣＦ）６５０及び６５８を使用している図６では、図５と 図６の回路の比較を容易にするために、図５の要素と同一のものは図５の番号に 対応した５００番台の番号を用いて示し、図５に示されていない要素は６００番 台の番号を用いて示している。加速度計３０．３２．３４と加振器２０は、図５ と図６において同一の番号で示されており、これらの要素は既に説明したのと同 じ働きをする。

加速度計３０と増幅器５０３は、図５と同様に機能して加振器２０により振動す るバイブ１０の運動を示す信号を検出し、増幅する。

上記信号は、線５０４を通じて切換コンデンサフィルタ６５０の入力端子と位相 ロックループ６５１の入力端子とに供給される。切換コンデンサフィルタ６５０ は後述の作用を行い、線６６３を通じて帯域濾波された信号を増幅器５０６の入 力端子に供給する。また、増幅器５０６は、図５に可変ゲイン増幅器として説明 した作用を行い、加振器２０に供給される信号の振幅を制御するとともに制限す る。増幅器５０６の出力は線４０７を通じてパワー増幅器５０８に供給され、パ ワー増幅器５０８は線５０９を通じて加振器２０に駆動信号を供給する。

図５について説明したように、加速度計３４と、それに付随するノイズ除去増幅 器５３６を含む回路は、線５３８を通じて切換コンデンサフィルタ６５８に信号 を供給する。信号５３８は、バイブｌＯがその固有振動数の調和振動数で振動す るときの、加振器２０とバイブ１０内の物質の流れによるコリオリカとが組合わ さった影響による、加速度計３２が取り付けられたバイブ１０のゼロフローノー ド部分て検出された運動を表す。信号５３８は切換コンデンサフィルタ６５８に 供給され、切換コンデンサフィルタ６５８はこの信号を濾波して、帯域濾波され た信号を線６５９を通じて増幅フィルタ５２１に供給する。要素５２１は、図５ で既に説明したのと同様の作用を行い、電圧−周波数変換器５２３と電圧−電流 変換器５２６とを駆動する。これらの要素は、トータライザ５４０に線５２４の 合計質量流量を表す出力と、表示器５４１に線５４３の質量流量を表す出力とを それぞれ出力させる。

ＳＣＦ　６５０とＰＬＬ６５１とは電圧制御発振器６５３と協働して、切換コン デンサフィルタ６５０が線５０４を通して入力した信号を効率的に濾波すること ができるようにする。上記のために、切換コンデンサフィルタ６５０には、線５ ０４からの入力信号周波数の倍数に調節されたクロック信号を入力する必要があ る。線５０４の信号は、５ＣＦ６５０とＰＬＬ６５１との両方に供給される。Ｐ ＬＬ６５１は線５０４の信号の周波数と位相とを検出して、その電圧制御発振器 （ＶＣＯ）６５３により必要とされる線５０４の信号周波数の倍数のクロック信 号を線６５７に出力する。ＰＬＬ６５１は、線５０４と６５４の信号に対して９ ０度ずれた信号にロックされる。５ＣＦ６５０が線６５７のクロック信号によっ て線５０４の信号の周波数に正確に同調すると、切換コンデンサフィルタのロー パス出力６５４は上記の９０度位相がずれた所期の状態になる。ＰＬＬ６５１は 線６５７を通じて所期のクロック周波数信号を供給することによりこのループを 閉じるとともに、入力信号５０４の周波数のいかなる変化が生じても、流量計の 全作動範囲にわたって上記の関係を維持する。線６５５を通じてＰＬＬ６５１か ら供給される信号はローパスフィルタ６５２により濾波され、線５０４の入力信 号の周波数信号を表す入力信号として線６５６を通じてＶＣＯ６５３に供給され る。ＳＣＦ　６５０、ＰＬＬ６５１．及びローパスフィルタ６５２を備えた図６ の回路は、１９８９年１月１２日付けの［電子設計Ｊ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ 　Ｄｅｓｉｇｎ）の１３１頁にマーカスジユリアン氏により発表された「クロッ クトラックスイッチキャップフィルタＪ　（”Ｃ１ｏｃｋ　Ｔｒａｃｋｓ　５ｗ １ｔｃｈ−Ｃａｐ　Ｆｉｌｔｅｒ”）と題する論文に記載されたものと同様のも のである。

図７の説明 図７は、図５及び図６とは別の発振、駆動回路を示す。この回路は加振器２０の コイルを、前述したように駆動コイルと検出器との両方に機能させることができ るものである。これにより、加速度計３０が不要となる。図７の駆動回路７００ は、パルス発生器７０１、マルチプレクサ７０３、加振器２ｏ、サンプル・ホー ルド回路７０５、タイミング回路７０Ｇを備えている。マルチプレクサ７０３の 作動位置はタイミング回路７０６により線７１１を介して制御されている。Ｌ配 回路は、駆動コイル２ｏの入カフ１２を線７０９を介【、て増幅器７０２の出力 端子に、または線７１０を介して増幅器７０４の入力端子のいずれかに制御可能 に接続する。

サンプル・ホールド回路７０５は、タイミング回路７０６により作動を制御され る回路を備えており、増幅器７０４から出力される信号を入力する。上記サンプ ル・ホールド回路は、線７０７を通じて、パルス発生器７０１に定期的に制御信 号を送信し、所定の振幅と幅とのパルスを発生させる。上記により発生したパル スは線７゜８に出力され、増幅器７０２により増幅されて、マルチプレクサ７０ ３が図７の位置にあるときに線７０９を通じて駆動コイル２ｏに供給される。こ のパルスは駆動コイル２ｏが取り付けられたバイブを振動させる。

−に記パルスの発生に続いて、サンプル・ホールド回路は線７１１を通じて信号 を送信し、マルチプレクサの作動位置を駆動コイル２０が線７１０に接続される 位置に切り換える。この位置では、コイル２０に最初に印加された駆動パルスに より生じたバイブの動きは、この状態で検出器として作用しているコイル２ｏに 電圧を発生させる。上記により検出された信号は、線７１０に出力され、増幅器 ７０４により増幅されるとともに、線７１４を通じてサンプル・ボールド回路７ ０５に入力される。この回路は、入力した信号の特性を分析して、パイプが適正 な振幅と振動数とで振動しているか否かを判定する。

バイブの振動の振幅と振動数とが適正な場合には、サンプル・ホールド回路７０ ５はマルチプレクサを図１に示す作動位置に復帰させ、線７０７を通じてパルス 発生器７０１に制御信号を送信して、最初に発生した上記パルスと同じ特性を有 する第２のパルスをパルス発生器７０１に発生させる。この第２のパルスは増幅 器７０２とマルチプレクサ７０３とを通じて駆動コイル２０に印加され、パイプ １０の振動を適正な振動数と振幅とに維持する。

一方、サンプル・ホールド回路７０５が線７１４の信号から、バイブが適正な振 幅と振動数とで振動していないと判定した場合には、サンプル・ホールド回路７ ０５は線７０７に出力する信号の特性を変更して、パルス発生器７０１に駆動コ イル２ｏに出力するパルスの特性を変更するように指示する。これにより、パイ プ１ｏは適正な振動数と振幅とて振動するようになる。

上述の説明から判るように、図７の回路は加振器２ｏの駆動回路のためのフィー ドバック要素として別途加速度計３０を設ける必要がない点で有利である。上記 は、加振器２０を、ある期間マルチプレクサ７０３により駆動信号に接続して所 期の振幅と振動数とでパイプ１０を振動させる二重の機能を存する要素として使 用することにより達成されている。また、上記とは別の期間に、マルチプレクサ の作動位置が切換られて加振器２ｏのコイルがサンプル・ホールド回路と加振器 ２０への駆動信号の振幅と周波数とを制御する信号処理器とに接続されると、加 振器２０は信号検出器として使用される。

上記により、加振器２０に印加する駆動信号を発生するために、図５、図６及び 図７の回路がどのように使用されるかを説明した。

所望であれば、ボール力ロテイ氏等に１９９１年４月２３日に発行された米国特 許第５．００９．１０９号に記載された装置と回路とを、非連続的なパルスを発 生し、加振器２０に供給するために使用することが可能である。

上記に本発明の特定の実施例を示したが、本技術分野に知識を有する汗であれば 、添付した請求の範囲から逸脱することなく本発明の実施例に改変を施すことが 可能であることを予期されたい。

ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ　３゜ ＦＩＧ、　７ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年１月３１　日

Claims (45)

【特許請求の範囲】
1. １．パイプ区間１０内を流れる物質の質量流量を含む情報を検出する方法であっ て、 前記パイプ区間の固有振動数の、調和振動数におけるゼロフローノード位置から なる第１の位置に第１の運動検出器３２を配置する工程と、 前記パイプ区間の第２の位置に加振器２０を配置する工程と、前記加振器を作動 させて、前記パイプ区間を前記調和振動数で振動させる工程と、 前記運動検出器を用いて、前記パイプ区間の前記第１の位置の、前記パイプ区間 の長手方向軸線に対して垂直方向の横変位の振幅を計測することにより、前記パ イプ区間内を流れる前記物質の質量流量を決定する工程、 とを含む方法。
2. ２．前記パイプ区間は、本質的に直線状であり湾曲部を含まない請求の範囲第１ 項に記載の方法。
3. ３．前記パイプ区間は、前記パイプ区間の両端に接続される入口パイプと出口パ イプとの内側断面積と等しい内側断面積を有する請求の範囲第１項に記載の方法 。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の方法であって、さらに、前記パイプ区間の両端を 支持部材１２、１４にクランプ留めする工程と、 前記パイプ区間の前記両端の間の部分のみを前記調和振動数で振動させる工程、 とを含む方法。
5. ５．前記物質の質量流量を決定する工程は、前記運動検出器３２を用いて、前記 物質の流れと前記パイプ区間の振動との両方により生じる前記パイプ区間の第１ の位置の前記横変位の振幅を計測する工程と、 前記により計測した振幅を表す前記検出器の出力信号を計測装置５４０、５４１ に供給する工程と、 前記計測装置を作動させて前記パイプ区間内の前記物質の質量流量を決定する工 程、 とを含む請求の範囲第１項に記載の方法。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の方法であって、さらに、前記加振器が取付けられ る位置に対して、前記第１の位置の反対側の前記パイプ区間上の第３の位置にカ ウンタウエイト４０を取り付ける工程、 を含む方法。
7. ７．前記パイプ区間を振動させる工程は、第２の運動検出器３０を、前記パイプ 区間の前記第２の位置に配置する工程と、 前記第２の運動検出器３０を作動させて前記パイプ区間の前記第２の位置の振動 の振幅を検出する工程と、前記第２の運動検出器からの出力信号を制御回路５０ ４、５０７、５０８に供給して、前記パイプ区間の固有振動数の前記調和振動数 で略一定の振幅の駆動信号５０９を生成する工程と、前記略一定の振幅の信号を 加振器に供給して、前記加振器が前記パイプ区間を固有振動数の前記調和振動数 で略一定の振幅で振動させるようにする工程、 とを含む請求の範囲第１項に記載の方法。
8. ８．さらに、 前記パイプ区間の外部環境のノイズ振動を検出するために第３の運動検出器３４ を配置する工程と、 前記第３の検出器の出力を、減算回路５３６に供給する工程と、前記第１の運動 検出器の出力を前記減算回路に供給する工程とを含み、 前記減算回路は、前記第１の運動検出器の出力信号中の外部環境ノイズ信号を有 効に除去して、前記パイプ区間の前記振動と振動する前記パイプ区間中を流れる 物質によるコリオリ運動との両方により生じる前記パイプ区間の位置の運動の振 幅を表すフィルタ信号を出力する、 請求の範囲第１項に記載の方法。
9. ９．前記調和振動数は、前記パイプ区間の固有振動数に対して２次の調和振動数 である請求の範囲第１項に記載の方法。
10. １０．請求の範囲第１項に記載の方法であって、前記パイプ区間は本質的に直線 状であり湾曲部を含まず、前記パイプ区間は、前記パイプ区間の両端に接続され る入口パイプと出口パイプとの内側断面積と等しい内側断面積を有し、さらに、 前記パイプ区間の両端を支持部材１２、１４にクランプ留めする工程と、 前記パイプ区間の前記両端の間の部分のみを前記調和振動数で振動させる工程と を含み、 前記物質の質量流量を決定する工程は、前記運動検出器３２を用いて、前記物質 の流れと前記パイプ区間の振動とにより生じる前記パイプ区間の第１の位置の前 記横変位の振幅を計測する工程と、 前記により計測した振幅を表す前記第１の運動検出器の出力信号５１１を計測装 置５４０、５４１に供給する工程と、前記計測装置を作動させて前記パイプ区間 内の前記物質の質量流量を決定する工程とを含み、 さらに、 前記加振器が取付けられる位置に対して、前記第１の位置の反対側の前記パイプ 区間上の第３の位置にカウンタウエイトを取り付ける工程を含み、 前記パイプ区間を振動させる工程は、 第２の運動検出器３０を、前記パイプ区間の前記第２の位置に配置する工程と、 前記第２の運動検出器３０を作動させて前記パイプ区間の前記第２の位置の振動 の振幅を検出する工程と、前記第２の運動検出器からの出力信号５０２を制御回 路に供給して、前記パイプ区間の固有振動数の前記調和振動数で略一定の振幅の 駆動信号を生成する工程と、 前記略一定の振幅の信号を加振器に供給して、前記加振器が前記パイプ区間を固 有振動数の前記調和振動数で略一定の振幅で振動させるようにする工程、 とを含み、 さらに、 前記パイプ区間の外部環境のノイズ振動を検出するために第３の運動検出器３４ を配置する工程と、 前記第３の検出器の出力５３１を、減算回路５３６に供給する工程と、 前記第１の運動検出器の出力を前記減算回路に供給する工程とを含み、 前記減算回路は、前記第１の検出器の出力信号中の全ての外部環境ノイズ信号を 有効に除去して、前記パイプ区間の前記振動と振動する前記パイプ区間中を流れ る物質によるコリオリ運動との両方により生じる前記パイプ区間の前記第１の位 置の運動の振幅を表すフィルタ信号を出力し、 前記調和振動数は、前記パイプ区間の固有振動数に対して２次の調和振動数であ る方法。
11. １１．請求の範囲第１項に記載の方法であって、前記加振器２０は前記パイプ区 間を振動させる磁歪式変換器３００を備え、前記加振器を作動させる前記工程は 、前記磁歪式変換器に駆動電流を供給して、前記変換器内の磁歪要素を前記駆動 電流の周波数に応じて伸長と通常長さへの復帰とを行わせる工程と、 前記駆動電流の周波数を調節して前記加振器を作動させ、前記調和振動数で前記 パイプ区間を振動させる工程、とを含む方法。
12. １２．請求の範囲第１１項に記載の方法であって、さらに、前記駆動電流の前記 磁歪式変換器への供給を定期的に中断する工程と、 前記パイプ区間の振動の力による前記磁歪要素の長さの変化により生じる起電力 を測定して前記パイプ区間の振動の周波数を判定する工程と、 前記測定した起電力から生じる信号を制御回路に供給して、前記磁歪式変換器を 前記パイプ区間の固有振動数の前記調和振動モードで作動させる工程と、 を含む方法。
13. １３．請求の範囲第１項に記載の方法であって、前記加振器は、外部支持部材に 支持された、前記パイプ区間を振動させるための電磁コイル３０６を備え、前記 加振器の作動は外部支持部材に支持されたフィードバックコイル部を含む方法。
14. １４．パイプ内を流れる物質の質量流量を測定する方法であって、前記パイプの 一区間を、互いに離間した第１の位置１２と第２の位置１４とでクランプ留めし て、これらの位置における前記パイプの横方向の動きを防止する工程と、 前記第１と第２の位置との中間の、前記パイプ区間の固有振動数の調和振動数に おけるゼロフロー振動ノードをなす、前記パイプ区間の第３の位置に第１の運動 センサ３２を取り付ける工程と、前記第３の位置と前記第１の位置との中間の、 前記パイプ区間の前記調和振動数における振動の節以外の部分の、前記パイプ区 間の第４の位置に加振器２０を取り付ける工程と、前記加振器を作動させて前記 パイプ区間を前記調和振動数で振動させる工程と、 前記運動検出器を用いて、前記パイプ区間の前記第３の位置の、前記パイプの長 手方向軸線に垂直な方向の横変位を計測することにより、前記パイプ区間を流れ る前記物質の質量流量を決定する工程、とを含む方法。
15. １５．前記パイプ区間は、本質的に直線状であり湾曲部を含まない請求の範囲第 １４項に記載の方法。
16. １６．前記検出器と前記加振器とは、前記パイプ区間のみに取着され、その他の 不動部分に取り付けられた部分を有さない請求の範囲第１４項に記載の方法。
17. １７．前記パイプ区間は、前記パイプ区間の両端に接続される物質入口パイプと 物質出口パイプとの内側断面積と等しい内側断面積を有する請求の範囲第１４項 に記載の方法。
18. １８．前記物質の質量流量を決定する工程は、前記運動検出器を用いて、前記物 質の流れと振動との両方により生じるパイプ区間の前記第３の位置の前記横変位 の振幅を計測する工程と、 前記により計測した振幅を表す前記第１の検出器の出力信号５１１を計測装置に 供給する工程と、 前記計測装置５４０、５４１を作動させて前記パイプ区間内の前記パイプ区間を 流れる物質の質量流量を決定する工程、とを含む請求の範囲第１４項に記載の方 法。
19. １９．請求の範囲第１４項に記載の方法であって、さらに、前記加振器が取付け られる前記第４の位置に対して、前記第３の位置の反対側の前記パイプ区間上の 第５の位置にカウンタウエイト４０を取り付ける工程、 を含む方法。
20. ２０．パイプ内を流れる物質の質量流量を測定する方法であって、前記パイプの 固有振動数の調和振動数におけるゼロフロー振動ノードをなす、前記パイプ上の 第１の位置に第１の運動センサ３２を取り付ける工程と、 前記パイプ上の第３の位置に加振器２０を取り付ける工程と、前記加振器を作動 させて前記パイプ部分を前記調和振動数で振動させる工程と、 前記第１の運動検出器を用いて、前記パイプ部分の前記第１の位置の、前記パイ プの振動とパイプ内を流れる物質の流れとの両方により生じる横方向変位の振幅 を計測することにより、前記パイプ部分を流れる前記物質の質量流量を決定する 工程、とを含む方法。
21. ２１．前記第１の検出器３２と前記加振器２０とは、前記パイプのみに取着され 、その他の不動部分に取り付けられた部分を有さない請求の範囲第２０項に記載 の方法。
22. ２２．前記物質の質量流量を決定する工程は、前記第１の運動検出器を用いて、 前記物質の流れと前記振動との両方により生じる、パイプの前記第１の位置の横 変位の振幅を計測する工程と、 前記により計測した振幅を表す前記第１の運動検出器３２の出力信号５１１を計 測装置に供給する工程と、前記計測装置５４０、５４１を作動させて前記パイプ の、前記パイプ内を流れる物質の質量流量を決定する工程、とを含む請求の範囲 第２０項に記載の方法。
23. ２３．請求の範囲第２０項に記載の方法であって、さらに、前記加振器が取付け られる位置に対して、前記第１の位置の反対側の、前記パイプ上の節以外の第３ の位置にカウンタウエイト３０を取り付ける工程、 を含む方法。
24. ２４．パイプ区間内を流れる物質の質量流量を測定する流量計であって、 前記パイプ区間の第１の位置に取付けられた、前記パイプ区間の横変位を検出す る運動センサ手段３２と、前記パイプ区間の第２の位置に取り付けられた振動手 段２０と、前記振動手段２０を作動させ、前記パイプ区間を、前記パイプ区間の 固有振動数の調和振動数で振動させる手段３０、５０３、５０７、５０８と、 前記運動センサ手段により検出された前記第１の位置における前記パイプ区間の 横変位の振幅から前記パイプ区間を流れる前記物質の質量流量を決定する手段５ ４０、５４１、とを備えた流量計。
25. ２５．前記パイプ区間を振動させる手段は、前記振動手段の近傍に取り付けられ た第２のセンサ３０と、前記センサと前記振動手段との間に接続され、前記調和 振動数を制御するフィードバック回路５０３、５０６、５０８とを含む請求の範 囲第２４項に記載の流量計。
26. ２６．前記振動手段を前記パイプ区間に取り付ける手段３１２は、外部支持部材 を用いることなく前記振動手段を前記パイプ区間上に直接クランプ留めする手段 を備えた請求の範囲第２４項に記載の流量計。
27. ２７．前記パイプ区間を振動させる前記手段は磁歪式加振器（図３）を備え、前 記磁歪式加振器は、供給される駆動電流の周波数により決定される振動数で前記 パイプ区間を振動させる請求の範囲第２４項に記載の流量計。
28. ２８．前記時和式加振器は、 円柱状のニッケル合金製ロッド３０２と、前記ロッドに駆動電磁場を印加し、前 記ロッドを前記電磁場が印加された時に伸長させ、前記電磁場が除去されたとき に通常の長さに復帰させるソレノイドコイル３０６と、前記コイルに交流電流を 供給する手段５０８と、前記コイルをの周囲を囲み、前記コイルとロッドとにバ イアス磁場を供給する管状の永久磁石３０４と、 前記磁石の両端に配置され、磁気回路を完結させる分流路（ＳＨＵＮＴ）３１０ 、３０８と、 前記ロッドに予圧力を付加して前記加振器の電力効率を向上させる弾性手段３２ ２と、 前記加振器に対抗する力を供給する質量３２０、とを備えた請求の範囲第２４項 に記載の流量計。
29. ２９．前記振動手段は、さらに前記パイプ区間の振動数を検出する手段３０を備 えた請求の範囲第２４項に記載の流量計。
30. ３０．前記運動センサ手段は、加速度計を備えた請求の範囲第２４項に記載の流 量計。
31. ３１．請求の範囲第２５項に記載の流量計であって、外部支持部材に装着され、 外部ノイズを測定する第３のセンサ３４と、前記外部ノイズを、前記運動検出手 段の出力信号から除去する手段５３６、 とを備えた流量計。
32. ３２．請求の範囲第２４項に記載の流量計であって、さらに、前記パイプ区間に 取り付けられ、前記パイプ区間を外部振動から絶縁する支持手段１２、１４を備 えた流量計。
33. ３３．請求の範囲第２４項に記載の流量計であって、さらに、前記加振器と前記 運動センサが取り付けられる、パイプの別の区間（図１）と、 前記パイプの別の区間を既設のパイプに取り付ける手段、とを備えた流量計。
34. ３４．請求の範囲第２４項に記載の流量計であって、さらに、前記パイプ区間の 、前記振動手段により前記パイプ区間に加わる力をバランスする位置に取り付け られるカウンタウエイト手段３０を備えた流量計。
35. ３５．請求の範囲第２４項に記載の流量計であって、さらに、前記パイプ区間を 振動させるために前記パイプ区間に取り付けられる複数の振動手段を構えた流量 計。
36. ３６．パイプ内を流れる物質の質量流量を測定する流量計であって前記パイプの 、互いに離間した第１と第２の位置の部分で前記パイプの１つの区間をクランプ 留めして、これらの位置における前記パイプの横方向の運動を防止する手段１２ 、１４と、前記第１と第２の位置との中間の、前記パイプ区間の固有振動数の調 和振動数におけるゼロフロー振動ノードをなす、前記パイプ区間の第３の位置に 取り付けられる第１の運動センサ３２と、前記第３の位置と前記第１の位置との 中間の、前記パイプ区間の前記調和振動数における振動の節以外の部分の、前記 パイプの第４の位置に取り付けられる加振器２０と、前記加振器を作動させて前 記パイプ区間を前記調和振動数で振動させる手段５０８と、 前記運動検出器を用いて、前記パイプ区間の前記第３の位置の、前記パイプの長 手方向軸線に垂直な方向の横変位を計測することにより、前記パイプ区間を流れ る前記物質の質量流量を決定する手段５４０、５４１、 とを備えた流量計。
37. ３７．前記パイプ区間は、本質的に直線状であり、湾曲部を含まない請求の範囲 第３６項に記載の流量計。
38. ３８．前記検出器と前記加振器とは、前記パイプ区間のみに取着され、その他の 不動部分に取り付けられた部分を有さない請求の範囲第３６項に記載の流量計。
39. ３９．前記パイプ区間は、前記パイプ区間の両端に接続される物質入口パイプと 物質出口パイプとの内側断面積と等しい内側断面積を有する請求の範囲第３６項 に記載の流量計。
40. ４０．前記物質の質量流量を決定する手段は、前記運動検出器３２を用いて、前 記物質の流れと前記振動との両方により生じるパイプの前記第３の位置の横変位 の振幅を計測する手段と、 前記計測された振幅を表す前記検出器の出力信号を計測装置に供給する手段５１ １と、 前記計測装置を作動させて前記パイプ区間の、前記パイプ区間内を流れる物質の 質量流量を決定する手段５４０、５１１、とを備えた請求の範囲第３６項に記載 の流量計。
41. ４１．請求の範囲第３６項に記載の方法であって、さらに、前記加振器が取付け られる第４の位置に対して、前記第３の位置の反対側の、前記パイプ区間の第５ の位置にカウンタウエイト４０を取り付ける工程、 を含む方法。
42. ４２．パイプ内を流れる物質の質量流量を測定する流量計であって前記パイプの 固有振動数の調和振動数におけるゼロフロー振動ノードをなす、前記パイプ上の 第１の位置に取り付けられた運動検出器３２と、 前記パイプの第２の位置に取り付けられた加振器２０と、前記加振器を作動させ て、、前記パイプ部分を前記調和振動数で振動させる手段５０８と、 前記運動検出器３２を用いて、前記振動と前記パイプ内を流れる物質のとの両方 により生じるパイプの前記第１の位置の横変位の振幅を計測することにより、前 記パイプ区間内を流れる物質の質量流量を決定する手段５４０、５４１、 とを備えた流量計。
43. ４３．前記検出器と前記加振器とは、前記パイプのみに取着され、その他の不動 部分に取り付けられた部分を有さない請求の範囲第４２項に記載の流量計。
44. ４４．前記物質の質量流量を決定する手段は、前記運動検出器を用いて、前記物 質の流れと前記振動とにより生じるパイプの前記第１の位置の横変位の振幅を計 測する手段と、前記計測された振幅を表す前記運動検出器の出力信号を計測装置 に供給する手段５１１と、 前記計測装置５４０、５４１を作動させて前記パイプの、前記パイプ内を流れる 物質の質量流量を決定する手段５２４、とを備えた請求の範囲第４２項に記載の 流量計。
45. ４５．請求の範囲第４２項に記載の流量計であって、さらに、前記加振器が取付 けられる位置に対して、前記位置の反対側の、前記パイプ上の節以外の第３の位 置に取り付けられたカウンタウェイト４０を備えた流量計。