JPH0778441B2 - 高温コリオリ質量流量計 - Google Patents
高温コリオリ質量流量計Info
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- JPH0778441B2 JPH0778441B2 JP1264083A JP26408389A JPH0778441B2 JP H0778441 B2 JPH0778441 B2 JP H0778441B2 JP 1264083 A JP1264083 A JP 1264083A JP 26408389 A JP26408389 A JP 26408389A JP H0778441 B2 JPH0778441 B2 JP H0778441B2
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- flow
- coil
- flow tube
- flowmeter
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコリオリ質量流量計に関し、特に比較的高温、
例えば約摂氏260度以上で使用するに適した質量流量計
に関する。
例えば約摂氏260度以上で使用するに適した質量流量計
に関する。
コリオリ質量流量計は各種の処理流体の質量流量を測定
する正確な方法として広く使用されるようになってきて
いる。
する正確な方法として広く使用されるようになってきて
いる。
一般的に、例えば米国特許第4,491,025号明細書に記載
されたコリオリ質量流量計はそれぞれ典型的にはＵ字形
をなす１または２の平行な流管を含む。各流管は磁気的
駆動組立体によって駆動されて軸線の周りに振動して回
転基準フレームを生ずる。各Ｕ字形流管について軸線は
曲げ軸線と名付けられる。処理流体が振動する流管に流
れると流体の運動によって反作用的にコリオリ力が生
じ、その方向は流体の速度と流管の角速度との両者に直
角である。コリオリ力によって各流管はＵ字形流管の場
合その曲げ軸線に直角な捻れ軸線の周りに捻れる。各流
管に生ずる捻れの量は処理流体の質量流量に関連する。
捻れは流管の一方または双方に装架された磁気的速度セ
ンサによって測定され、各流管の運動の完全な速度波形
を他方の流管に対してまたは固定の基準に対して与え
る。
されたコリオリ質量流量計はそれぞれ典型的にはＵ字形
をなす１または２の平行な流管を含む。各流管は磁気的
駆動組立体によって駆動されて軸線の周りに振動して回
転基準フレームを生ずる。各Ｕ字形流管について軸線は
曲げ軸線と名付けられる。処理流体が振動する流管に流
れると流体の運動によって反作用的にコリオリ力が生
じ、その方向は流体の速度と流管の角速度との両者に直
角である。コリオリ力によって各流管はＵ字形流管の場
合その曲げ軸線に直角な捻れ軸線の周りに捻れる。各流
管に生ずる捻れの量は処理流体の質量流量に関連する。
捻れは流管の一方または双方に装架された磁気的速度セ
ンサによって測定され、各流管の運動の完全な速度波形
を他方の流管に対してまたは固定の基準に対して与え
る。
上述コリオリ流量計は磁気的速度センサと磁気的駆動組
立体とに別個のワイヤコイルを使用している。一般的に
２管式コリオリ流量計は２つの流管の側部の対向位置に
２つの磁気的速度センサを有し、両流管に対して単一の
磁気的駆動組立体を両流管の対応する端部から等距離に
ある位置の対向する点に設ける。特に、各磁気的速度セ
ンサは２つの流管の一方に装架された検知コイルを具え
て製造される。検知コイルと同軸に運動するマグネット
が他方の流管に装架される。マグネットと検知コイルと
がそれぞれの差動的サイン波状流管運動によって相対的
に差動的サイン波状に運動すると、マグネットは検知コ
イルにサイン波状電圧を発生する。各検知コイルに発生
した電圧は配線を経由して外部電子回路に導かれ、ここ
で２つの電圧の関数として処理流体の質量流量が決定さ
れる。駆動組立体は検知コイルと類似の構造を有する。
２管式流量計の場合、駆動組立体の一部を構成する駆動
コイルは流管の一方に装架され、同様に駆動組立体の一
部を構成するマグネットはコイル内で同軸に運動可能に
他方の流管の対応する位置に装架される。外部電子回路
に発生したサイン波状電圧は同様に配線を介して駆動コ
イルに印加される。この電圧によって駆動組立体のマグ
ネットと駆動コイルとの双方に差動的サイン波状の振動
が生じ、両流管にそれぞれの曲げ軸線の周りに対向する
振動運動を生ずる。
立体とに別個のワイヤコイルを使用している。一般的に
２管式コリオリ流量計は２つの流管の側部の対向位置に
２つの磁気的速度センサを有し、両流管に対して単一の
磁気的駆動組立体を両流管の対応する端部から等距離に
ある位置の対向する点に設ける。特に、各磁気的速度セ
ンサは２つの流管の一方に装架された検知コイルを具え
て製造される。検知コイルと同軸に運動するマグネット
が他方の流管に装架される。マグネットと検知コイルと
がそれぞれの差動的サイン波状流管運動によって相対的
に差動的サイン波状に運動すると、マグネットは検知コ
イルにサイン波状電圧を発生する。各検知コイルに発生
した電圧は配線を経由して外部電子回路に導かれ、ここ
で２つの電圧の関数として処理流体の質量流量が決定さ
れる。駆動組立体は検知コイルと類似の構造を有する。
２管式流量計の場合、駆動組立体の一部を構成する駆動
コイルは流管の一方に装架され、同様に駆動組立体の一
部を構成するマグネットはコイル内で同軸に運動可能に
他方の流管の対応する位置に装架される。外部電子回路
に発生したサイン波状電圧は同様に配線を介して駆動コ
イルに印加される。この電圧によって駆動組立体のマグ
ネットと駆動コイルとの双方に差動的サイン波状の振動
が生じ、両流管にそれぞれの曲げ軸線の周りに対向する
振動運動を生ずる。
処理流体の温度が例えば約摂氏260度以上などの高温の
場合に正確な質量流量の測定が要望されることが屡々あ
る。例えばパルプおよび紙工業においてパルプおよび紙
ミル内を流れるトールオイルを温度約260−274℃（500
−525°Ｆ）での質量流量の測定が要望される。温度範
囲が比較的高いので従来のコリオリ質量流量計は不適当
である。通常のコリオリ質量流量計の使用温度は約204
℃以下である。この温度以上では問題があり、例えば約
427℃などの高温では本質的に使用不能である。この限
界にはいくつかの理由があるが、すべて流量計に使用さ
れる部品に基くものである。
場合に正確な質量流量の測定が要望されることが屡々あ
る。例えばパルプおよび紙工業においてパルプおよび紙
ミル内を流れるトールオイルを温度約260−274℃（500
−525°Ｆ）での質量流量の測定が要望される。温度範
囲が比較的高いので従来のコリオリ質量流量計は不適当
である。通常のコリオリ質量流量計の使用温度は約204
℃以下である。この温度以上では問題があり、例えば約
427℃などの高温では本質的に使用不能である。この限
界にはいくつかの理由があるが、すべて流量計に使用さ
れる部品に基くものである。
詳細には高温、例えば約427℃などでの使用に適する合
金で流管を製造することは可能であるが、配線、コイル
および関連する部品については問題がある。
金で流管を製造することは可能であるが、配線、コイル
および関連する部品については問題がある。
第１に、配線は温度限界がある絶縁物を有している。例
えば通常の細いコイル線または信号配線に使用されてい
る絶縁物は約220℃の温度で軟化し熔融する。コリオリ
質量流量計の検知および駆動コイルに使用される電線に
通常のようにこれらの絶縁物が使用されていれば、この
温度を超えるとコイルの巻回は短絡し流量計の性能に誤
差が導入される。さらに、この絶縁物を使用する内部配
線がケーシングに設けた接続具とコイルとの間に使用さ
れていると、配線相互または通常アースとなされるケー
シングとの間に短絡が生じ、流量計が機能不良となる。
えば通常の細いコイル線または信号配線に使用されてい
る絶縁物は約220℃の温度で軟化し熔融する。コリオリ
質量流量計の検知および駆動コイルに使用される電線に
通常のようにこれらの絶縁物が使用されていれば、この
温度を超えるとコイルの巻回は短絡し流量計の性能に誤
差が導入される。さらに、この絶縁物を使用する内部配
線がケーシングに設けた接続具とコイルとの間に使用さ
れていると、配線相互または通常アースとなされるケー
シングとの間に短絡が生じ、流量計が機能不良となる。
第２に、配線の絶縁物をこの高温に耐えるようにして
も、検知および駆動コイルからの配線は適宜のテープ、
ワニスまたは接着剤によって流管に固定されていること
が多い。これらの材料は温度限界が約220℃であるもの
が多い。温度限界を超えるとテープ、ワニスまたは接着
剤が熔融し、配線が流管から離れて、流量計に誤差が生
ずる。第１の課題に対して高温セラミック絶縁物が使用
可能であると考えられる。しかし、高温セラミック絶縁
物は脆い。従ってセラミック絶縁された配線を振動する
流管に固定するとセラミック絶縁物が疲労し亀裂を生
じ、配線が接地された流管に短絡し、流量計の性能に誤
差を生ずる。さらに、セラミック絶縁物が脆いから、小
径のコイルに巻くことができず、絶縁が破壊され、巻回
の短絡が発生する。
も、検知および駆動コイルからの配線は適宜のテープ、
ワニスまたは接着剤によって流管に固定されていること
が多い。これらの材料は温度限界が約220℃であるもの
が多い。温度限界を超えるとテープ、ワニスまたは接着
剤が熔融し、配線が流管から離れて、流量計に誤差が生
ずる。第１の課題に対して高温セラミック絶縁物が使用
可能であると考えられる。しかし、高温セラミック絶縁
物は脆い。従ってセラミック絶縁された配線を振動する
流管に固定するとセラミック絶縁物が疲労し亀裂を生
じ、配線が接地された流管に短絡し、流量計の性能に誤
差を生ずる。さらに、セラミック絶縁物が脆いから、小
径のコイルに巻くことができず、絶縁が破壊され、巻回
の短絡が発生する。
第３に、検知および駆動コイルが巻回されるボビンはプ
ラスティックであることが多く、その融点が低い。従っ
て流量計が高温になるとボビンが変形し、流量計の性能
に誤差が生ずる。
ラスティックであることが多く、その融点が低い。従っ
て流量計が高温になるとボビンが変形し、流量計の性能
に誤差が生ずる。
第４に、高温の配線に適当な種々の材料が知られている
が、その大部分は種々の欠点を有しコリオリ質量流量計
として不適当である。詳細にはこれらの材料として各種
ニッケル系合金があるが、これらは磁性体である。検知
コイルが磁性体の線で巻かれると線の磁気的特性が速度
センサによって生ずる磁場と干渉し、測定誤差、特にゼ
ロ流量偏差値に誤差が生じて流量計の性能が悪化する。
銅線は204℃以上で粒子の成長が生じ、クリープと疲労
破壊を招く。このような伝導体を駆動コイルに使用する
と、温度が上昇すると駆動コイルの付加的な抵抗の増加
のために付加的な動力が必要となる。
が、その大部分は種々の欠点を有しコリオリ質量流量計
として不適当である。詳細にはこれらの材料として各種
ニッケル系合金があるが、これらは磁性体である。検知
コイルが磁性体の線で巻かれると線の磁気的特性が速度
センサによって生ずる磁場と干渉し、測定誤差、特にゼ
ロ流量偏差値に誤差が生じて流量計の性能が悪化する。
銅線は204℃以上で粒子の成長が生じ、クリープと疲労
破壊を招く。このような伝導体を駆動コイルに使用する
と、温度が上昇すると駆動コイルの付加的な抵抗の増加
のために付加的な動力が必要となる。
これらの問題を克服するために提案されたものに米国特
許第4,738,143号明細書（以下 143特許という）に記載
されたものがある。これは流管を配線およびコイルから
熱的に絶縁する。詳細には、この流量計は熱的に絶縁さ
れた隔壁を流管に有し、隔壁に適当な切欠部が設けられ
て隔壁の外側に速度センサと駆動コイルとを設けること
を可能とする。ガス冷却配管を充分な量の、代表的には
窒素ガスとされるガスを流して速度センサと駆動コイル
とを比較的低い温度に維持する。熱的に絶縁された隔壁
を外側ケースが囲む。内部配線は隔壁と外側ケースとの
間に設け、通常冷却配管に巻付けられる。
許第4,738,143号明細書（以下 143特許という）に記載
されたものがある。これは流管を配線およびコイルから
熱的に絶縁する。詳細には、この流量計は熱的に絶縁さ
れた隔壁を流管に有し、隔壁に適当な切欠部が設けられ
て隔壁の外側に速度センサと駆動コイルとを設けること
を可能とする。ガス冷却配管を充分な量の、代表的には
窒素ガスとされるガスを流して速度センサと駆動コイル
とを比較的低い温度に維持する。熱的に絶縁された隔壁
を外側ケースが囲む。内部配線は隔壁と外側ケースとの
間に設け、通常冷却配管に巻付けられる。
この143特許に記載されたものは比較的高温で良好に作
動するが、幾つかの欠点を有する。第１に内部隔壁のた
めに構造が複雑で、比較的高価で製造が困難である。第
２に冷却配管にガスを流す必要がある。これは装置を複
雑とし設備費を増大し運転経費を増加させる。第３に流
量計の適切な運転のためには高温状態のときに冷却ガス
を連続的に流す必要がある。高温時に冷却ガスの流れが
なんらかの原因で低下または停止するとコイルまたは配
線が損傷する。従って使用者は冷却ガスの流れに厳重に
注意することが流量計の重大な損傷を防止するために必
要である。冷却ガスの監視は使用者に付加的な作業を課
する。この作業員に緊急な事態が生ずると充分な監視が
できなくなり、冷却系統の事故に応答することができな
くなり、流量計が加熱して損傷する危険がある。第４に
冷却系統は、冷却ガスの流れが過大となると流量計内の
流管が過度に冷却し、高温処理流体が冷却し流れが悪化
しまたは妨げられる恐れがある。第５に加熱ブランケッ
トを使用すると流量計が損傷することがある。すなわち
高温処理流体が過冷却することを防止するために該流体
が流れる補助的計量装置は通常加熱ブランケットで包ま
れて、ブランケットは適量の熱を配管と配管内装置に与
える。冷却系統を有するコリオリ質量流量計が加熱ブラ
ンケットで包まれると、付加的な熱が冷却系統の冷却効
果を失わせて流量計が高温になることがある。この付加
的な熱はコイルなどの電気的素子を損傷する。
動するが、幾つかの欠点を有する。第１に内部隔壁のた
めに構造が複雑で、比較的高価で製造が困難である。第
２に冷却配管にガスを流す必要がある。これは装置を複
雑とし設備費を増大し運転経費を増加させる。第３に流
量計の適切な運転のためには高温状態のときに冷却ガス
を連続的に流す必要がある。高温時に冷却ガスの流れが
なんらかの原因で低下または停止するとコイルまたは配
線が損傷する。従って使用者は冷却ガスの流れに厳重に
注意することが流量計の重大な損傷を防止するために必
要である。冷却ガスの監視は使用者に付加的な作業を課
する。この作業員に緊急な事態が生ずると充分な監視が
できなくなり、冷却系統の事故に応答することができな
くなり、流量計が加熱して損傷する危険がある。第４に
冷却系統は、冷却ガスの流れが過大となると流量計内の
流管が過度に冷却し、高温処理流体が冷却し流れが悪化
しまたは妨げられる恐れがある。第５に加熱ブランケッ
トを使用すると流量計が損傷することがある。すなわち
高温処理流体が過冷却することを防止するために該流体
が流れる補助的計量装置は通常加熱ブランケットで包ま
れて、ブランケットは適量の熱を配管と配管内装置に与
える。冷却系統を有するコリオリ質量流量計が加熱ブラ
ンケットで包まれると、付加的な熱が冷却系統の冷却効
果を失わせて流量計が高温になることがある。この付加
的な熱はコイルなどの電気的素子を損傷する。
従ってコリオリ質量流量計を温度約260℃以上望ましく
は約427℃までの範囲で冷却系統の必要なしに確実に作
動せしめる必要性がある。流量計は構造が簡単で、安価
で製造容易であることが要求される。
は約427℃までの範囲で冷却系統の必要なしに確実に作
動せしめる必要性がある。流量計は構造が簡単で、安価
で製造容易であることが要求される。
本発明による高温コリオリ質量流量計は、該流量計を水
密的に包囲するハウジングと；該ハウジング内に配置さ
れた不活性ガスと；約260℃ないし約427℃の温度範囲に
おいてカーバイド沈殿を実質的に生ずることなく質量流
量が測定される流体の通過を受入れる流管と；該流管の
ための装架部と；駆動信号に応答して流管を装架部に対
して振動せしめる高温駆動部と；流管を通る流体流によ
って生ずる該流管の変歪を検知し該変歪を表す変歪信号
を発生する高温検知部とを含み；駆動部および検知部が
それぞれ、高温マグネットと；高温コイルと；多数の内
部的に絶縁された配線リードと；多数の導体を有し高温
コイルに隣接して装架されハウジングに対して静止関係
にある端子ブロックと;1つ以上の非絶縁電導体を有し高
温コイル手段と隣接する端子ブロックとを電気的に接続
する高温Ｕ字形支持構造部と；ハウジングを通して信号
を導く水密的に封止された通路を与えるために複数の電
導体を有し、該信号が駆動部と検知部とからの駆動信号
と変歪信号とを含んでいる、差込み接続部と；端子ブロ
ックのそれぞれの導体を差込み接続部のそれぞれの導体
の対応する内方端に電気的に接続する多数の内部絶縁リ
ード線と；差込み接続部と外部の電子的処理回路とのそ
れぞれの導体の外方端の導体のそれぞれの間に電気的接
続を少なくとも部分的に与える多数の外部絶縁リード線
とを含む。
密的に包囲するハウジングと；該ハウジング内に配置さ
れた不活性ガスと；約260℃ないし約427℃の温度範囲に
おいてカーバイド沈殿を実質的に生ずることなく質量流
量が測定される流体の通過を受入れる流管と；該流管の
ための装架部と；駆動信号に応答して流管を装架部に対
して振動せしめる高温駆動部と；流管を通る流体流によ
って生ずる該流管の変歪を検知し該変歪を表す変歪信号
を発生する高温検知部とを含み；駆動部および検知部が
それぞれ、高温マグネットと；高温コイルと；多数の内
部的に絶縁された配線リードと；多数の導体を有し高温
コイルに隣接して装架されハウジングに対して静止関係
にある端子ブロックと;1つ以上の非絶縁電導体を有し高
温コイル手段と隣接する端子ブロックとを電気的に接続
する高温Ｕ字形支持構造部と；ハウジングを通して信号
を導く水密的に封止された通路を与えるために複数の電
導体を有し、該信号が駆動部と検知部とからの駆動信号
と変歪信号とを含んでいる、差込み接続部と；端子ブロ
ックのそれぞれの導体を差込み接続部のそれぞれの導体
の対応する内方端に電気的に接続する多数の内部絶縁リ
ード線と；差込み接続部と外部の電子的処理回路とのそ
れぞれの導体の外方端の導体のそれぞれの間に電気的接
続を少なくとも部分的に与える多数の外部絶縁リード線
とを含む。
本発明の一態様によれば、ハウジングは室温において大
気圧に対して負圧、例えば約5psi（約0.245kg/cm2）と
し、ドーム状の溶接構造に代えて比較的薄い安価な壁と
することを可能とする。この薄い壁のハウジングを約42
7℃に加熱すると内部圧力は実質的に大気圧となり、差
圧は最小となる。厚い壁は不要であり、費用を節減する
ことができる。
気圧に対して負圧、例えば約5psi（約0.245kg/cm2）と
し、ドーム状の溶接構造に代えて比較的薄い安価な壁と
することを可能とする。この薄い壁のハウジングを約42
7℃に加熱すると内部圧力は実質的に大気圧となり、差
圧は最小となる。厚い壁は不要であり、費用を節減する
ことができる。
本発明によれば比較的高温、例えば約260℃ないし427℃
（華氏500〜800度）で高い信頼性で作動するコリオリ質
量流量計が得られる。
（華氏500〜800度）で高い信頼性で作動するコリオリ質
量流量計が得られる。
この流量計は冷却系統を必要としない。
この流量計は構造が簡単で、安価で、製造が容易であ
る。
る。
本発明による流量計は例えば約260℃ないし427℃の比較
的高温で特に使用に適しているが、水密性封止および不
活性の内部環境ガスを有するから各種物質、例えば毒性
または反応性の物質の測定に使用することもできる。
的高温で特に使用に適しているが、水密性封止および不
活性の内部環境ガスを有するから各種物質、例えば毒性
または反応性の物質の測定に使用することもできる。
以下に、図面を引用して本発明の実施例を説明する。第
１図、第２図に本発明による望ましい実施例として高温
コリオリ質量流量計10を示す。
１図、第２図に本発明による望ましい実施例として高温
コリオリ質量流量計10を示す。
詳細には流量計10は、対応するマニフォルド12、12′に
固定された２重流管11、11′を含む。マニフォルド12、
12′は中空のシリンダであるスペーサ13によって整合保
持される。マニフォルド12、12′とスペーサ13とはそれ
ぞれ、316Lおよび304L型のステンレス鋼製とする。マニ
フォルド12、12′は流量計10を通る流れをつくる。図に
おいて、"L"と記載した左側が入口側で、"R"と記載した
右側が出口側とされている。左側マニフォルド12は入力
流を２分割して流管11、11′に導く。右側マニフォルド
12は２つの流管の流れを統合して出口流をつくる。詳細
は後述するハウジング14が流管11、11′を完全に囲む。
２重流管の場合、両流管の間にブレース15が設けられ
る。ブレース15はマニフォルド12、12′に近接して等距
離に設けられる。さらに、流量計には磁気的駆動部組立
体16が設けられて流管11、11′を音叉の両フォークと同
様な対向するサイン波状に共鳴振動せしめる。
固定された２重流管11、11′を含む。マニフォルド12、
12′は中空のシリンダであるスペーサ13によって整合保
持される。マニフォルド12、12′とスペーサ13とはそれ
ぞれ、316Lおよび304L型のステンレス鋼製とする。マニ
フォルド12、12′は流量計10を通る流れをつくる。図に
おいて、"L"と記載した左側が入口側で、"R"と記載した
右側が出口側とされている。左側マニフォルド12は入力
流を２分割して流管11、11′に導く。右側マニフォルド
12は２つの流管の流れを統合して出口流をつくる。詳細
は後述するハウジング14が流管11、11′を完全に囲む。
２重流管の場合、両流管の間にブレース15が設けられ
る。ブレース15はマニフォルド12、12′に近接して等距
離に設けられる。さらに、流量計には磁気的駆動部組立
体16が設けられて流管11、11′を音叉の両フォークと同
様な対向するサイン波状に共鳴振動せしめる。
所望の温度範囲で作動可能とするために、流管11、11′
は望ましくはニッケル・クロム・モリブデン合金（ハス
テロイ：キャボット社の商標）または同等品製とする。
これらの合金は所望の前述温度範囲でカーバイド沈殿を
生じない。すなわち、用語「流管」は流量計の所望の作
動温度範囲でカーバイド沈殿を生ずることのないもの
で、ハステロイ合金C22またはC276または同等品を含
む。また、用語「高温」は約260℃ないし427℃（華氏50
0〜800度）を意味する。勿論本発明の流量計は常温でも
完全に良好に作動するが、高温状態での使用が望まし
い。
は望ましくはニッケル・クロム・モリブデン合金（ハス
テロイ：キャボット社の商標）または同等品製とする。
これらの合金は所望の前述温度範囲でカーバイド沈殿を
生じない。すなわち、用語「流管」は流量計の所望の作
動温度範囲でカーバイド沈殿を生ずることのないもの
で、ハステロイ合金C22またはC276または同等品を含
む。また、用語「高温」は約260℃ないし427℃（華氏50
0〜800度）を意味する。勿論本発明の流量計は常温でも
完全に良好に作動するが、高温状態での使用が望まし
い。
流管11、11′は米国特許第4,823,613号明細書に記載さ
れたものと同等で、本質的に均一な壁厚を有する均質な
材料から形成される。流管は振動可能に装架され、すべ
てのモードの振動について本質的に共振振動周波数を有
し、任意の２つの共振周波数の比は流管を流れる流体の
密度変化に無関係に一定であるようになされる。流体の
密度の変化によって質量が変化しない重量物または構造
物、例えば磁気的駆動組立体16または速度センサ17、18
などが流管に取付けられると、任意の２つの共振周波数
の比は、これら重量物または構造物の取付け位置を特異
に選定しない限り、流体密度の変化によって変化する。
前述米国特許第4,823,613号によれば、密度非感知性は
流管のモード質量とモード慣性との比が流管のすべての
取付品の質量と該流管の取付品の質量と流管の取付品の
慣性との比に等しいときに達成される。この教示の適用
の１つの結果は、第１図に示すようにそれぞれ等しい高
さ対幅の比を有し、２つの別個の90度屈曲部とその間の
直線流管部分を有し、これは従来技術による完全180度
屈曲流管と対比される。
れたものと同等で、本質的に均一な壁厚を有する均質な
材料から形成される。流管は振動可能に装架され、すべ
てのモードの振動について本質的に共振振動周波数を有
し、任意の２つの共振周波数の比は流管を流れる流体の
密度変化に無関係に一定であるようになされる。流体の
密度の変化によって質量が変化しない重量物または構造
物、例えば磁気的駆動組立体16または速度センサ17、18
などが流管に取付けられると、任意の２つの共振周波数
の比は、これら重量物または構造物の取付け位置を特異
に選定しない限り、流体密度の変化によって変化する。
前述米国特許第4,823,613号によれば、密度非感知性は
流管のモード質量とモード慣性との比が流管のすべての
取付品の質量と該流管の取付品の質量と流管の取付品の
慣性との比に等しいときに達成される。この教示の適用
の１つの結果は、第１図に示すようにそれぞれ等しい高
さ対幅の比を有し、２つの別個の90度屈曲部とその間の
直線流管部分を有し、これは従来技術による完全180度
屈曲流管と対比される。
流量計10は速度センサを含む。速度センサは流管11、1
1′の実際の差動運動を全運動径路について直線的に代
表するアナログ信号を与えるアナログ速度センサであ
る。流管11、11′が振動し、流体が内部に流れると、流
管は運動する流体によるコリオリ力によりそれぞれ軸線
Ａ−Ａ、Ａ′−Ａ′（第２図参照）の周りに偏歪する。
この偏歪は速度センサ17、18によって監視される。流量
計10作動、特にコリオリ力の発生と流量の測定は米国特
許第4,491,025号明細書に記載されている。速度センサ1
7、18と磁気的駆動組立体16との構成に、特に高温での
作動についての付加的要求は後述する。
1′の実際の差動運動を全運動径路について直線的に代
表するアナログ信号を与えるアナログ速度センサであ
る。流管11、11′が振動し、流体が内部に流れると、流
管は運動する流体によるコリオリ力によりそれぞれ軸線
Ａ−Ａ、Ａ′−Ａ′（第２図参照）の周りに偏歪する。
この偏歪は速度センサ17、18によって監視される。流量
計10作動、特にコリオリ力の発生と流量の測定は米国特
許第4,491,025号明細書に記載されている。速度センサ1
7、18と磁気的駆動組立体16との構成に、特に高温での
作動についての付加的要求は後述する。
第3A図〜第3C図に示すように、速度センサ17、18と磁気
的駆動組立体16とは流管11、11′にＶ字形の２又金属支
持クリップ20を介して装架される。クリップは流管11、
11′に真空溶着される。速度センサ17、18と磁気的駆動
組立体16とを構成する各コイル22および各マグネット24
に対して別個の支持クリップが設けられる。構造と取付
けとを簡略化するために各支持クリップ20は同等で垂直
方向に整合する開口26を両脚を貫通して有し、316Lまた
は304ステンレス鋼から製造する。支持クリップは２つ
の流管について同等に位置する。同速度センサ17、18は
同等であるから、以下速度センサ18について述べる。速
度センサ18に関し、支持クリップ20は流管11、11′の隣
接する対に整合しており、一方の支持クリップはマグネ
ットのために、他方の支持クリップは対応するコイルに
対するものである。配線を容易とするためにマグネット
24を流管の一方、流管11として示される流管に装架さ
れ、関連するコイルは他方の流管11′に装架される。代
表的には中実円筒形のマグネット24が円筒形の316Lステ
ンレス鋼スリーブ28に圧入され、スリーブ28の一端には
フランジ30が設けられる。マグネットとスリーブとの組
立体が一方の支持クリップの中央開口26を貫通してコイ
ル22と同軸に整合する。フランジ30は溶着部31（図にｘ
マークとして示す）によって支持クリップの一方脚の外
方表面に第3C図に示すように固定される。通常マグネッ
ト24は対応するコイル22より大きい質量を有している。
例えば適当な平ワッシャなどの釣合錘32が各コイル22に
対して支持クリップに溶接されて両流管が釣合うように
する。第3B図に示すように流管11、11′間の間隔はマグ
ネット24の端部がコイル22の環状開口内にあるようにす
る。マグネット24の寸法は流管上に位置せしめたとき環
状開口34内に密接位置するようになされる。この配置お
よび構造は磁気的駆動組立体16についても同様である。
的駆動組立体16とは流管11、11′にＶ字形の２又金属支
持クリップ20を介して装架される。クリップは流管11、
11′に真空溶着される。速度センサ17、18と磁気的駆動
組立体16とを構成する各コイル22および各マグネット24
に対して別個の支持クリップが設けられる。構造と取付
けとを簡略化するために各支持クリップ20は同等で垂直
方向に整合する開口26を両脚を貫通して有し、316Lまた
は304ステンレス鋼から製造する。支持クリップは２つ
の流管について同等に位置する。同速度センサ17、18は
同等であるから、以下速度センサ18について述べる。速
度センサ18に関し、支持クリップ20は流管11、11′の隣
接する対に整合しており、一方の支持クリップはマグネ
ットのために、他方の支持クリップは対応するコイルに
対するものである。配線を容易とするためにマグネット
24を流管の一方、流管11として示される流管に装架さ
れ、関連するコイルは他方の流管11′に装架される。代
表的には中実円筒形のマグネット24が円筒形の316Lステ
ンレス鋼スリーブ28に圧入され、スリーブ28の一端には
フランジ30が設けられる。マグネットとスリーブとの組
立体が一方の支持クリップの中央開口26を貫通してコイ
ル22と同軸に整合する。フランジ30は溶着部31（図にｘ
マークとして示す）によって支持クリップの一方脚の外
方表面に第3C図に示すように固定される。通常マグネッ
ト24は対応するコイル22より大きい質量を有している。
例えば適当な平ワッシャなどの釣合錘32が各コイル22に
対して支持クリップに溶接されて両流管が釣合うように
する。第3B図に示すように流管11、11′間の間隔はマグ
ネット24の端部がコイル22の環状開口内にあるようにす
る。マグネット24の寸法は流管上に位置せしめたとき環
状開口34内に密接位置するようになされる。この配置お
よび構造は磁気的駆動組立体16についても同様である。
流量計10はコイル22が常にマグネット24の本質的に均斉
な磁場内で運動するようになされる。単一管または２重
管コリオリ質量流量計に使用する速度センサ17、18の作
動は前述米国特許第4,491,025明細書に記載されてい
る。両速度センサ17、18は対応する出力信号をサイン波
として発生し、一方のセンサの信号は他方のセンサの信
号より時間的に先行する。両信号間の時間差は流管11、
11′がコリオリ力によって変歪することによる。時間差
の量は流量計10を通る質量流量に関連する。
な磁場内で運動するようになされる。単一管または２重
管コリオリ質量流量計に使用する速度センサ17、18の作
動は前述米国特許第4,491,025明細書に記載されてい
る。両速度センサ17、18は対応する出力信号をサイン波
として発生し、一方のセンサの信号は他方のセンサの信
号より時間的に先行する。両信号間の時間差は流管11、
11′がコリオリ力によって変歪することによる。時間差
の量は流量計10を通る質量流量に関連する。
磁気的駆動組立体16と速度センサ17、18とが前述高温温
度範囲で満足に作動するためには、それらの材料を慎重
に選択する必要がある。各種磁気的合金について実験を
行った結果、アルニコ合金（ALNICO）８または９から製
造されたマグネットは充分な磁力を保持する。アルニコ
合金２から製造されたマグネットは高温では磁力を著し
く失うことが判った。従って本明細書における高温マグ
ネットは前述高温範囲において磁力を保持可能なもの
で、アルニコ合金８または９または同等品から製造され
たものを含む。
度範囲で満足に作動するためには、それらの材料を慎重
に選択する必要がある。各種磁気的合金について実験を
行った結果、アルニコ合金（ALNICO）８または９から製
造されたマグネットは充分な磁力を保持する。アルニコ
合金２から製造されたマグネットは高温では磁力を著し
く失うことが判った。従って本明細書における高温マグ
ネットは前述高温範囲において磁力を保持可能なもの
で、アルニコ合金８または９または同等品から製造され
たものを含む。
第3A図、第3B図および第3D図に示すコイル22はその長手
方向軸線に同軸に延長する開口34を有する円筒形セラミ
ックボビン40から成る組立体を含む。各速度センサのボ
ビンも適当な材料製とする必要があるが、磁気的駆動組
立体のボビンはステンレス鋼などの適当な金属物質から
製造することができる。コイルマトリックス41がボビン
40の外部に且つボビン40の両端の中間位置に設けられ
る。コイルマトリックスは細い銀線のコイルで各巻回は
硬化セラミックスラリによって（第3B図参照）分離され
ている。銀に代えて金または白金も使用可能であるが、
銀は安価である。望ましくはボビン40を射出成型セラミ
ック製とし、金属インサートすなわち取付インサート44
と、平坦な金属ワイヤ端子ポスト46とを含む。インサー
ト44とポスト46とはステンレス鋼製とすることが望まし
い。射出成型セラミックの使用はボビンの製造を単純化
する。第１に金属インサートを型内に正確に位置決めす
ることが炉内成形セラミックに対応するインサートを配
置するに比して容易である。第２に射出成型セラミック
は炉内成形セラミックに対比して寸法精度が高い。銀製
42は直径約５ミルでボビン40の間隔をおかれたフランジ
48間に巻かれる。線42をボビンに巻くと線は珪酸ナトリ
ュームセラミックスラリによって被覆される。次にボビ
ンを空気中または炉内で乾燥させる。スラリが乾燥する
と、スラリと線は固体マトリックスを形成する。スラリ
は線の有効直径を増加させボビン上の巻回の数を制限す
るが、スラリの使用によって線の巻回をセラミックマト
リックス内に確実に位置決めし、高温での作動中に巻回
が互いに電気的に短絡することを確実に防止する。望ま
しくはコイルの断面ができるだけ均斉となるように線を
巻く。コイルの線の両端を端子ポスト46に充分な回数巻
付けて適切な歪取りを公知の方法で行う。巻付けた線は
標準の銀蝋でポストに溶着する。ポスト46はコイルの線
と後述する可撓性のリボン線との間の接続部となる。コ
イル22は流管11、11′にスポット溶接取付インサート44
により第3A図に溶接部50として示すように固定され、ク
リップ20を支持する。
方向軸線に同軸に延長する開口34を有する円筒形セラミ
ックボビン40から成る組立体を含む。各速度センサのボ
ビンも適当な材料製とする必要があるが、磁気的駆動組
立体のボビンはステンレス鋼などの適当な金属物質から
製造することができる。コイルマトリックス41がボビン
40の外部に且つボビン40の両端の中間位置に設けられ
る。コイルマトリックスは細い銀線のコイルで各巻回は
硬化セラミックスラリによって（第3B図参照）分離され
ている。銀に代えて金または白金も使用可能であるが、
銀は安価である。望ましくはボビン40を射出成型セラミ
ック製とし、金属インサートすなわち取付インサート44
と、平坦な金属ワイヤ端子ポスト46とを含む。インサー
ト44とポスト46とはステンレス鋼製とすることが望まし
い。射出成型セラミックの使用はボビンの製造を単純化
する。第１に金属インサートを型内に正確に位置決めす
ることが炉内成形セラミックに対応するインサートを配
置するに比して容易である。第２に射出成型セラミック
は炉内成形セラミックに対比して寸法精度が高い。銀製
42は直径約５ミルでボビン40の間隔をおかれたフランジ
48間に巻かれる。線42をボビンに巻くと線は珪酸ナトリ
ュームセラミックスラリによって被覆される。次にボビ
ンを空気中または炉内で乾燥させる。スラリが乾燥する
と、スラリと線は固体マトリックスを形成する。スラリ
は線の有効直径を増加させボビン上の巻回の数を制限す
るが、スラリの使用によって線の巻回をセラミックマト
リックス内に確実に位置決めし、高温での作動中に巻回
が互いに電気的に短絡することを確実に防止する。望ま
しくはコイルの断面ができるだけ均斉となるように線を
巻く。コイルの線の両端を端子ポスト46に充分な回数巻
付けて適切な歪取りを公知の方法で行う。巻付けた線は
標準の銀蝋でポストに溶着する。ポスト46はコイルの線
と後述する可撓性のリボン線との間の接続部となる。コ
イル22は流管11、11′にスポット溶接取付インサート44
により第3A図に溶接部50として示すように固定され、ク
リップ20を支持する。
さらに、本発明によればボビンおよびセラミックスラリ
の材料は高温で金属酸化物を含まないものとする。詳細
には約427℃において自由酸素を含む厳しい還元性雰囲
気が存在して大部分の金属酸化物が構成金属に還元され
る。こうしてボビン内の酸化物内の金属はコイル上に沈
積してコイルを電導性とし、過剰な信号、少なくとも誤
差信号を与える。また、室温でボビン内に金属酸化物が
あるときはこれら酸化物は化学的に結合したもので高温
で還元しないものである必要がある。なお、本発明の用
語「コイル」とはセラミックボビン上に巻かれてセラミ
ックスラリで絶縁された金属線を含み、所望の作動温度
範囲において厳しい還元性雰囲気が存在して大部分の金
属酸化物が構成金属に還元される。こうして、ボビン内
の酸化物内の金属はコイル上に沈積してコイルを電導性
とし、過剰な信号、少なくとも誤差信号を与える。ま
た、室温でボビン内に金属酸化物があるときはこれら酸
化物は化学的に結合したもので高温で還元しないもので
ある必要がある。なお、本発明の用語「コイル」とはセ
ラミックボビン上に巻かれてセラミックスラリで絶縁さ
れた金属線を含み、所望の作動温度範囲において還元さ
れる金属化物を含まないものをいう。同様に、用語「駆
動組立体」および「速度センサ」は高温マグネットおよ
びコイルを含む。
の材料は高温で金属酸化物を含まないものとする。詳細
には約427℃において自由酸素を含む厳しい還元性雰囲
気が存在して大部分の金属酸化物が構成金属に還元され
る。こうしてボビン内の酸化物内の金属はコイル上に沈
積してコイルを電導性とし、過剰な信号、少なくとも誤
差信号を与える。また、室温でボビン内に金属酸化物が
あるときはこれら酸化物は化学的に結合したもので高温
で還元しないものである必要がある。なお、本発明の用
語「コイル」とはセラミックボビン上に巻かれてセラミ
ックスラリで絶縁された金属線を含み、所望の作動温度
範囲において厳しい還元性雰囲気が存在して大部分の金
属酸化物が構成金属に還元される。こうして、ボビン内
の酸化物内の金属はコイル上に沈積してコイルを電導性
とし、過剰な信号、少なくとも誤差信号を与える。ま
た、室温でボビン内に金属酸化物があるときはこれら酸
化物は化学的に結合したもので高温で還元しないもので
ある必要がある。なお、本発明の用語「コイル」とはセ
ラミックボビン上に巻かれてセラミックスラリで絶縁さ
れた金属線を含み、所望の作動温度範囲において還元さ
れる金属化物を含まないものをいう。同様に、用語「駆
動組立体」および「速度センサ」は高温マグネットおよ
びコイルを含む。
磁気的駆動組立体16に与えられる電気的信号は速度セン
サ17、18から導かれる。線は流管11、11′の周りに巻か
れて駆動組立体16と速度センサ17、18とに導かれる。し
かしこれは流管11、11′の振動に対して減衰力を生ず
る。減衰力は線と流管との間の摩擦などから生じ、それ
ぞれの軸線Ａ−Ａ、Ａ′−Ａ′の周りの流管の変歪の量
が変化する。減衰力による変歪の量の変化は流量計の測
定値に誤差を生ずるから、実質的に最小とし、または防
止しなければならない。本発明によりコリオリ質量流量
計に使用してこれら減衰力を実質的に最小としまたは防
止する構造体（支持構造という）は米国特許第4,738,14
3号明細書または米国特許出願第06/865,715号明細書に
記載されている。
サ17、18から導かれる。線は流管11、11′の周りに巻か
れて駆動組立体16と速度センサ17、18とに導かれる。し
かしこれは流管11、11′の振動に対して減衰力を生ず
る。減衰力は線と流管との間の摩擦などから生じ、それ
ぞれの軸線Ａ−Ａ、Ａ′−Ａ′の周りの流管の変歪の量
が変化する。減衰力による変歪の量の変化は流量計の測
定値に誤差を生ずるから、実質的に最小とし、または防
止しなければならない。本発明によりコリオリ質量流量
計に使用してこれら減衰力を実質的に最小としまたは防
止する構造体（支持構造という）は米国特許第4,738,14
3号明細書または米国特許出願第06/865,715号明細書に
記載されている。
本発明の支持構造は第２図、第3A図、第３図Ｂ図に数字
60として示し、少なくとも２つの非絶縁の間隔をおかれ
たステンレス鋼のリボン型の導体62を含む。導体62は典
型的には厚さ×幅が約0.00508×0.127の断面形を有す
る。同等な支持構造が各速度センサと磁気的駆動組立体
とに設けられる。各支持構造60について導体62はコイル
22のワイヤポスト46とハウジングに装架された静止の端
子ブロック64との間に挿入され、詳細には各コイルに隣
接配置されているが間隔をおかれている静止のアングル
ブラケット95を貫通して取付けられる。端子ブロック64
は平坦なリボン型の導体66のための絶縁ハウジングとな
り、導体66は端子ブロック64の両側から外方に延長す
る。各導体66の一方の端部と対応するポスト46とは幅と
長さに沿って整合し間隔をおかれて平行である。Ｕ字形
導体62の平坦な表面はポスト46と導体66との対応する表
面と整合する。連結されたとき支持構造60、詳細には導
体66は実質的にＵ字形をなし、中心線は実質的に流管1
1、11′の振動の方向に実質的に平行であり（第3B図参
照）、流管11、11′について矢印90、90′で示す。この
形状と方向とにより流管11、11′が静止の端子ブロック
64に対して振動するとき支持構造60が転動または波状運
動を行なうことが可能となる。ポスト46と導体62との平
坦な表面との整合と導体66と導体62との整合は、これら
の部品をスポット溶接67によって（第3D図参照）組立て
ることを可能とし、取付けのための大きい表面面積を与
え、接続部の歪み除去を与える。第3B図に示すように導
体66の両端はスポット溶接によって固体の円形のニッケ
ル線リード68に接続される。リード68は差込み接続部70
付近で長さの一部に沿って望ましくは焼鈍ガラスファイ
バのシース69によって絶縁され（第２図参照）、ハウジ
ング14の内面に沿って９本ワイヤの差込み接続部70まで
導かれる。詳細には、ガラスファイバのシースは予め焼
鈍したものを使用して前述高温環境での絶縁の劣化を防
止する。通常ニッケル被覆銅線は高温に適している。前
述高温ではニッケル被覆銅線よりもニッケル線が優れて
いることが判った。併し、ニッケル線は溶接が困難で、
脆性のために破損しやすい。
60として示し、少なくとも２つの非絶縁の間隔をおかれ
たステンレス鋼のリボン型の導体62を含む。導体62は典
型的には厚さ×幅が約0.00508×0.127の断面形を有す
る。同等な支持構造が各速度センサと磁気的駆動組立体
とに設けられる。各支持構造60について導体62はコイル
22のワイヤポスト46とハウジングに装架された静止の端
子ブロック64との間に挿入され、詳細には各コイルに隣
接配置されているが間隔をおかれている静止のアングル
ブラケット95を貫通して取付けられる。端子ブロック64
は平坦なリボン型の導体66のための絶縁ハウジングとな
り、導体66は端子ブロック64の両側から外方に延長す
る。各導体66の一方の端部と対応するポスト46とは幅と
長さに沿って整合し間隔をおかれて平行である。Ｕ字形
導体62の平坦な表面はポスト46と導体66との対応する表
面と整合する。連結されたとき支持構造60、詳細には導
体66は実質的にＵ字形をなし、中心線は実質的に流管1
1、11′の振動の方向に実質的に平行であり（第3B図参
照）、流管11、11′について矢印90、90′で示す。この
形状と方向とにより流管11、11′が静止の端子ブロック
64に対して振動するとき支持構造60が転動または波状運
動を行なうことが可能となる。ポスト46と導体62との平
坦な表面との整合と導体66と導体62との整合は、これら
の部品をスポット溶接67によって（第3D図参照）組立て
ることを可能とし、取付けのための大きい表面面積を与
え、接続部の歪み除去を与える。第3B図に示すように導
体66の両端はスポット溶接によって固体の円形のニッケ
ル線リード68に接続される。リード68は差込み接続部70
付近で長さの一部に沿って望ましくは焼鈍ガラスファイ
バのシース69によって絶縁され（第２図参照）、ハウジ
ング14の内面に沿って９本ワイヤの差込み接続部70まで
導かれる。詳細には、ガラスファイバのシースは予め焼
鈍したものを使用して前述高温環境での絶縁の劣化を防
止する。通常ニッケル被覆銅線は高温に適している。前
述高温ではニッケル被覆銅線よりもニッケル線が優れて
いることが判った。併し、ニッケル線は溶接が困難で、
脆性のために破損しやすい。
第１図、第４図に示すように、内部配線リード68は外部
配線リードに公知の通常の９本ピン蝋付けセラミック差
込み接続部70を介して接続される。９本の線のうちの６
本は磁気的駆動組立体16と速度センサ17、18とのコイル
からのものである。残りの３本は第１図に示す温度セン
サ組立体72からのもので、これは典型的には白金抵抗温
度計（RTD）であり、流管の温度を測定する。白金抵抗
温度計の場合、内部ワイヤリードと抵抗温度計のリード
とを充分な長さについて重ね継ぎして接続部70に到達せ
しめる。公知のように温度検知は常温状態からの温度変
化による流管のばね定数の変化を補償するために使用さ
れる。第１図に示すように温度計組立体72は金属スリー
ブ74を介して流管11に固定され、スリーブ74は流管の表
面に溶接される。３本線の温度計素子の一端がスリーブ
74に挿入される。両者の端部をかしめて抜出しを防止す
る。温度計組立体を比較的低温で作動するコリオリ質量
流量計の流管の表面に固定するためには通常テープが使
用される。併し、高温の場合はテープは焼損するから代
りに溶接を使用する。
配線リードに公知の通常の９本ピン蝋付けセラミック差
込み接続部70を介して接続される。９本の線のうちの６
本は磁気的駆動組立体16と速度センサ17、18とのコイル
からのものである。残りの３本は第１図に示す温度セン
サ組立体72からのもので、これは典型的には白金抵抗温
度計（RTD）であり、流管の温度を測定する。白金抵抗
温度計の場合、内部ワイヤリードと抵抗温度計のリード
とを充分な長さについて重ね継ぎして接続部70に到達せ
しめる。公知のように温度検知は常温状態からの温度変
化による流管のばね定数の変化を補償するために使用さ
れる。第１図に示すように温度計組立体72は金属スリー
ブ74を介して流管11に固定され、スリーブ74は流管の表
面に溶接される。３本線の温度計素子の一端がスリーブ
74に挿入される。両者の端部をかしめて抜出しを防止す
る。温度計組立体を比較的低温で作動するコリオリ質量
流量計の流管の表面に固定するためには通常テープが使
用される。併し、高温の場合はテープは焼損するから代
りに溶接を使用する。
第１図、第２図、第４図に示すように差込み接続部70に
は金属リップ79が設けられる。リップの使用によって接
続部70はハウジング14の内側に溶接部81によって設けた
中空円筒形受け部80に固定接続される。差込み接続部の
使用は流量計の水密性の要求によって必要となる。外部
リード82がハウジング14の開口83を貫通する。付加的な
溶接部84が受け部80の外部とハウジング14の内部との間
にあって取付け時に開口83を封止する。円形断面の編組
ニッケル線リード82が接続部70の外側に接続される。典
型的には長さ約1.22mの外部リード82が望ましくは蝋付
けによって接続部70の対応するピンの外方端に接続され
る。接続部70の９本のワイヤは同等な構造を有する。第
４図において接続部70の１本のワイヤの構造を断面とし
て示す。これは強力な接続を与える。外部リード82は３
重に絶縁されている。詳細にはリード82はそれぞれマイ
カテープ85で巻かれ、つぎにポリテトラフルオロエチレ
イ（PTFE）が浸浸された編粗グラスファイバシース86で
覆われる。１つのリード82についてのみシース86が示さ
れる。シース86を各リード82に装着する前に、約15〜25
cmの長さのシースを空気中で約427℃の温度で焼鈍す
る。PTFEは結合剤として作用し焼鈍前に傷付くことを防
止する。適当な熱処理シースがあればPTFE結合剤を省略
してもよい。この温度でPTFE内の炭素および絶縁物内の
酸化物は除去される。この焼鈍作業は接続部70の外部に
存在する金具または差込みピンに流量計の高温作動時に
炭素の堆積を防止するために必要である。すなわち、流
量計が427℃の高温に加熱されると炭素は絶縁物から追
い出されるがそれを酸化させる酸素は不十分である。従
ってカーボン（炭素）が金具または差込みピンに堆積
し、ピンを電気的に短絡する。シース86をリード82に取
付ける以前に焼鈍するとカーボンの堆積は防止される
が、いくらか脆くなる。これを防止するため、すべての
外部リードを束にして編粗グラスファイバシース88で囲
む。内部配線として望ましい焼鈍グラスファイバシース
は各外部リード82または全外部リード82の束を覆うに充
分な大径とできないから、外部配線を前述のようにして
覆う。外部リードは還元性雰囲気に露出し、この温度
は、通常流量計を処理流体の温度近傍に維持するための
加熱ブランケットで流量計が囲まれているから、実際の
処理流体の温度より高いことが多い。また、後述する不
活性がハウジング内に存在しても外部リードまでは到達
しない。外部リードは流量計と遠隔配置された図示しな
い信号処理および駆動電子的装置との間の接続の少くと
も一部を構成する。各リード82は対応する表示タグ87
（図では１ないし９の数字が示される）を有し、電子的
装置に対する接続を容易とする。
は金属リップ79が設けられる。リップの使用によって接
続部70はハウジング14の内側に溶接部81によって設けた
中空円筒形受け部80に固定接続される。差込み接続部の
使用は流量計の水密性の要求によって必要となる。外部
リード82がハウジング14の開口83を貫通する。付加的な
溶接部84が受け部80の外部とハウジング14の内部との間
にあって取付け時に開口83を封止する。円形断面の編組
ニッケル線リード82が接続部70の外側に接続される。典
型的には長さ約1.22mの外部リード82が望ましくは蝋付
けによって接続部70の対応するピンの外方端に接続され
る。接続部70の９本のワイヤは同等な構造を有する。第
４図において接続部70の１本のワイヤの構造を断面とし
て示す。これは強力な接続を与える。外部リード82は３
重に絶縁されている。詳細にはリード82はそれぞれマイ
カテープ85で巻かれ、つぎにポリテトラフルオロエチレ
イ（PTFE）が浸浸された編粗グラスファイバシース86で
覆われる。１つのリード82についてのみシース86が示さ
れる。シース86を各リード82に装着する前に、約15〜25
cmの長さのシースを空気中で約427℃の温度で焼鈍す
る。PTFEは結合剤として作用し焼鈍前に傷付くことを防
止する。適当な熱処理シースがあればPTFE結合剤を省略
してもよい。この温度でPTFE内の炭素および絶縁物内の
酸化物は除去される。この焼鈍作業は接続部70の外部に
存在する金具または差込みピンに流量計の高温作動時に
炭素の堆積を防止するために必要である。すなわち、流
量計が427℃の高温に加熱されると炭素は絶縁物から追
い出されるがそれを酸化させる酸素は不十分である。従
ってカーボン（炭素）が金具または差込みピンに堆積
し、ピンを電気的に短絡する。シース86をリード82に取
付ける以前に焼鈍するとカーボンの堆積は防止される
が、いくらか脆くなる。これを防止するため、すべての
外部リードを束にして編粗グラスファイバシース88で囲
む。内部配線として望ましい焼鈍グラスファイバシース
は各外部リード82または全外部リード82の束を覆うに充
分な大径とできないから、外部配線を前述のようにして
覆う。外部リードは還元性雰囲気に露出し、この温度
は、通常流量計を処理流体の温度近傍に維持するための
加熱ブランケットで流量計が囲まれているから、実際の
処理流体の温度より高いことが多い。また、後述する不
活性がハウジング内に存在しても外部リードまでは到達
しない。外部リードは流量計と遠隔配置された図示しな
い信号処理および駆動電子的装置との間の接続の少くと
も一部を構成する。各リード82は対応する表示タグ87
（図では１ないし９の数字が示される）を有し、電子的
装置に対する接続を容易とする。
ハウジング14は流管とその他の内部部品の単なる覆いで
はない。ハウジングは流量計のすべての内部部品を水密
的に封止された不活性ガス環境に維持する。第５図に示
すようにハウジング14は２つの鋼板製の標準型ドーム部
90から成り、各ドーム部は長径と短径との比が約2:1の
楕円形断面を有する。ドーム部90は組立時に牡蛎殻状の
形状を持つ。ドーム部90は流量計10を完全に囲む。流量
計10の差込み接続部70と排出取付部92と入口および出口
マニフォルド12とのための開口が設けられている。すべ
ての開口は溶接されて水密的封止を維持する。ハウジン
グを溶接した後に排出取付部92から真空圧を作用せしめ
て空気を除去する。スペーサ13（第１図）に孔94が設け
られ、スペーサがマニフォルド12間に溶接された時にス
ペーサ内部に残存する空気の排出を可能とする。ヘリゥ
ム、望ましくはアルゴンとする不活性ガスが排出取付部
92からハウジング14内に注入される。取付部92はプラグ
または溶接によって閉じる。不活性ガスはハウジング内
の酸素の残留を防止するために必要である。所望の作動
温度において残留空気は還元性雰囲気となりワイヤおよ
びコイルを腐食させる。不活性ガスの使用はこれを防止
し且つ冷却ガスを必要としない。
はない。ハウジングは流量計のすべての内部部品を水密
的に封止された不活性ガス環境に維持する。第５図に示
すようにハウジング14は２つの鋼板製の標準型ドーム部
90から成り、各ドーム部は長径と短径との比が約2:1の
楕円形断面を有する。ドーム部90は組立時に牡蛎殻状の
形状を持つ。ドーム部90は流量計10を完全に囲む。流量
計10の差込み接続部70と排出取付部92と入口および出口
マニフォルド12とのための開口が設けられている。すべ
ての開口は溶接されて水密的封止を維持する。ハウジン
グを溶接した後に排出取付部92から真空圧を作用せしめ
て空気を除去する。スペーサ13（第１図）に孔94が設け
られ、スペーサがマニフォルド12間に溶接された時にス
ペーサ内部に残存する空気の排出を可能とする。ヘリゥ
ム、望ましくはアルゴンとする不活性ガスが排出取付部
92からハウジング14内に注入される。取付部92はプラグ
または溶接によって閉じる。不活性ガスはハウジング内
の酸素の残留を防止するために必要である。所望の作動
温度において残留空気は還元性雰囲気となりワイヤおよ
びコイルを腐食させる。不活性ガスの使用はこれを防止
し且つ冷却ガスを必要としない。
不活性ガスは大気圧または真空圧とする。不活性ガスを
大気圧とすると流量計が427℃に加熱されると内圧は約
2.45kg/cm2となる。従って、ハウジング14はこの圧力に
耐える構造とする。初期圧力を例えば0.245kg/cm2とす
れば作動温度における内圧は0.84kg/cm2または大気圧と
なる。この場合ドーム型構造でなく板金構造としてもよ
く、重量および費用を節減できる。
大気圧とすると流量計が427℃に加熱されると内圧は約
2.45kg/cm2となる。従って、ハウジング14はこの圧力に
耐える構造とする。初期圧力を例えば0.245kg/cm2とす
れば作動温度における内圧は0.84kg/cm2または大気圧と
なる。この場合ドーム型構造でなく板金構造としてもよ
く、重量および費用を節減できる。
316Lステンレス鋼は各金属部品製造のために使用可能で
あるが、本発明は特定材料を限定するものでない。
あるが、本発明は特定材料を限定するものでない。
本発明の流量計は質量流量測定用として記述され、流管
センサ、駆動コイル、およびRTD温度センサに対する電
気的接続はハウジングを貫通して外部環境に到達するも
のとして記述したが、コリオリ質量流量計でなくコリオ
リ密度計にも適用可能である。さらに、適当な電子的装
置と組合わせて運動する流体の密度と質量流量とを同時
に与える装置、例えば正味オイルコンピュータとして容
積流量と質量流量と合計流量測定とを例えば水オイル混
合流体の各成分について与えるようにすることもでき
る。
センサ、駆動コイル、およびRTD温度センサに対する電
気的接続はハウジングを貫通して外部環境に到達するも
のとして記述したが、コリオリ質量流量計でなくコリオ
リ密度計にも適用可能である。さらに、適当な電子的装
置と組合わせて運動する流体の密度と質量流量とを同時
に与える装置、例えば正味オイルコンピュータとして容
積流量と質量流量と合計流量測定とを例えば水オイル混
合流体の各成分について与えるようにすることもでき
る。
図示実施例はＵ字形流管を使用するコリオリ質量流量計
であるが、流管が軸線の周りに振動して非慣性基準フレ
ームを確立するものであれば、流管の形状、寸法は任意
に選定可能であることは当業者に明かである。例えば流
管は直管、Ｓ字形管、ループ状管などであってもよい。
さらに、流体は実質的に直角方向にマニフォルドに入る
と記載したが、流管の端部に実質的に平行または任意の
角度で流入、流出するようにしてもよい。さらに、実施
例は２つの平行な流管を有するが、単一管、または３つ
以上の管を有するものとしてもよく、形状、方向、数を
適宜の変更してもよい。
であるが、流管が軸線の周りに振動して非慣性基準フレ
ームを確立するものであれば、流管の形状、寸法は任意
に選定可能であることは当業者に明かである。例えば流
管は直管、Ｓ字形管、ループ状管などであってもよい。
さらに、流体は実質的に直角方向にマニフォルドに入る
と記載したが、流管の端部に実質的に平行または任意の
角度で流入、流出するようにしてもよい。さらに、実施
例は２つの平行な流管を有するが、単一管、または３つ
以上の管を有するものとしてもよく、形状、方向、数を
適宜の変更してもよい。
本発明の一つの実施例を図示、説明したが各種変更、改
変を当業者は本発明の範囲ないにおいて容易に実施可能
である。
変を当業者は本発明の範囲ないにおいて容易に実施可能
である。
第１図は本発明の実施例として示す高温コリオリ質量流
量計の正面断面図で第５図の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、第
２図は第１図の線II−IIに沿う断面図、第3A図は第１図
の流量計の一方の流管に取付けられた速度センサの一部
をなす検知コイルと関連する支持構造とを示す上面立面
図、第3B図は第3A図は速度センサを示す線III−IIIに沿
う断面図、第3C図は第3B図のマグネットの取付けを示す
III′−III′に沿う速度センサの断面図、第3D図は第3B
図のマグネットの取付けを示す線III″−III″に沿う支
持構造とコイルとの連結を示す断面図、第４図は第２図
の差込み接続部の詳細図、第５図はハウジング内に取付
けられた第１図の流量計の側面立面図である。 10:コリオリ質量流量計 11、11′：流管 12、12′：マニフォルド、13:スペーサ 14:ハウジング、16:磁気的駆動組立体 17、18:速度センサ、20:支持クリップ 22:検知コイル、24:マグネット 28:スリーブ、40:釣合錘 40:ボビン、46:端子ポスト 60:支持構造、70:差込み接続部
量計の正面断面図で第５図の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、第
２図は第１図の線II−IIに沿う断面図、第3A図は第１図
の流量計の一方の流管に取付けられた速度センサの一部
をなす検知コイルと関連する支持構造とを示す上面立面
図、第3B図は第3A図は速度センサを示す線III−IIIに沿
う断面図、第3C図は第3B図のマグネットの取付けを示す
III′−III′に沿う速度センサの断面図、第3D図は第3B
図のマグネットの取付けを示す線III″−III″に沿う支
持構造とコイルとの連結を示す断面図、第４図は第２図
の差込み接続部の詳細図、第５図はハウジング内に取付
けられた第１図の流量計の側面立面図である。 10:コリオリ質量流量計 11、11′：流管 12、12′：マニフォルド、13:スペーサ 14:ハウジング、16:磁気的駆動組立体 17、18:速度センサ、20:支持クリップ 22:検知コイル、24:マグネット 28:スリーブ、40:釣合錘 40:ボビン、46:端子ポスト 60:支持構造、70:差込み接続部
Claims (1)
- 【請求項１】処理手段に電気的に接続可能で、駆動信号
を該流量計と該流量計に生じた変歪信号を処理して流体
流の質量流量を表す出力を与える手段とに与える手段を
含んでおり、該流量計は下限が260℃以上の温度範囲で
作動可能の高温コリオリ流量計にして、 該流量計を水密的に包囲する手段と、 該包囲する手段内に配置された不活性ガスと、 質量流量が測定される流体の通過を受入れ、前記温度範
囲において生ずるカーバイト沈殿を実質的に生じない流
管手段と、 該流管手段を装架する手段と、 前記駆動信号に応答して流管手段を前記装架する手段に
対して振動せしめる高温駆動手段と、 流管手段を通る流体流によって生ずる流管手段の変歪を
検知し、該変歪を表す変歪信号を発生する高温検知手段
と、を含み、 前記駆動手段と検知手段が、 高温マグネット手段と、 高温コイル手段と、 複数の導体を有し前記高温コイル手段に隣接して装架さ
れ、前記包囲する手段に対して静止関係にある端子ブロ
ック手段と、 １つ以上の非絶縁電導体を有し、前記駆動手段のコイル
手段と検知手段とを隣接する端子ブロック手段に接続
し、前記コイル手段を隣接する端子ブロック手段に電気
的に接続したときＵ字形の形状をなすような寸法を有し
ている高温支持構造手段と、 前記包囲手段を通して信号を導く水密的に封止された通
路を与えるために複数の貫通電導体を有し、該信号が前
記駆動手段と検知手段とからの駆動信号と変歪信号とを
含んでいる、差込み接続手段と、 前記端子ブロック手段のそれぞれの導体を前記差込み接
続手段のそれぞれの導体の対応する内方端に電気的に接
続する複数の内部絶縁リード線と、 前記差込み接続手段と処理手段とのそれぞれの導体の外
方端の間に電気的接続を少くとも部分的に与える複数の
外部絶縁リード線とを含む高温コリオリ質量流量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/257,806 US4876898A (en) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | High temperature coriolis mass flow rate meter |
| US257,806 | 1988-10-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150724A JPH02150724A (ja) | 1990-06-11 |
| JPH0778441B2 true JPH0778441B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=22977830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1264083A Expired - Lifetime JPH0778441B2 (ja) | 1988-10-13 | 1989-10-12 | 高温コリオリ質量流量計 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4876898A (ja) |
| EP (1) | EP0364054B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0778441B2 (ja) |
| AU (1) | AU609335B2 (ja) |
| BR (1) | BR8905105A (ja) |
| CA (1) | CA1323215C (ja) |
| DE (1) | DE68915241T2 (ja) |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469448A1 (de) * | 1990-07-28 | 1992-02-05 | KROHNE MESSTECHNIK MASSAMETRON GmbH & Co. KG | Massendurchflussmessgerät |
| US5231884A (en) * | 1991-07-11 | 1993-08-03 | Micro Motion, Inc. | Technique for substantially eliminating temperature induced measurement errors from a coriolis meter |
| US5374810A (en) * | 1992-06-05 | 1994-12-20 | Gantt; Jackie L. | Induction heating transformer and method of winding same |
| DE4408168C2 (de) * | 1993-11-18 | 1995-08-31 | Ulrich Dipl Ing Elsen | Vorrichtung zum Messen der Masse eines pumpfähigen in einer Rohrleitung fließenden Mediums |
| ES2145244T3 (es) * | 1994-05-26 | 2000-07-01 | Flowtec Ag | Detector de caudal masico segun el principio de coriolis. |
| US5546814A (en) * | 1994-10-26 | 1996-08-20 | The Foxboro Company | Parallel-flow coriolis-type mass flowmeter with flow-dividing manifold |
| DE19601349A1 (de) * | 1996-01-17 | 1997-07-24 | Danfoss As | Durchflußmesser für kleine Mengen |
| DE19604181C2 (de) * | 1996-02-06 | 1998-08-20 | Ulrich Dipl Ing Elsen | Druckdichte und temperaturresistente austauschbare Kabelgehäusedurchführung für Masse-Durchflußmesser |
| DE19719587A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-19 | Bailey Fischer & Porter Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Erkennung und Kompensation von Nullpunkteinflüssen auf Coriolis-Massedurchflußmesser |
| US5929344A (en) * | 1997-07-28 | 1999-07-27 | Micro Motion, Inc. | Circuitry for reducing the number of conductors for multiple resistive sensors on a coriolis effect mass flowmeter |
| US5987998A (en) * | 1998-08-26 | 1999-11-23 | Micro Motion, Inc. | High temperature drive system for a coriolis mass flowmeter |
| US6796173B1 (en) | 1998-10-09 | 2004-09-28 | Fti Flow Technology, Inc. | Fuel flowmeter |
| US6513392B1 (en) * | 1998-12-08 | 2003-02-04 | Emerson Electric Co. | Coriolis mass flow controller |
| US6748813B1 (en) | 1998-12-08 | 2004-06-15 | Emerson Electric Company | Coriolis mass flow controller |
| US6526839B1 (en) * | 1998-12-08 | 2003-03-04 | Emerson Electric Co. | Coriolis mass flow controller and capacitive pick off sensor |
| JP3656947B2 (ja) * | 1999-10-05 | 2005-06-08 | 株式会社オーバル | コリオリ質量流量計 |
| US6776052B2 (en) * | 1999-10-29 | 2004-08-17 | Micro Motion, Inc. | Coriolis flowmeter having a reduced flag dimension for handling large mass flows |
| DE10017963C2 (de) * | 2000-04-12 | 2003-01-30 | Krohne Ag Basel | Massendurchflussmessgerät |
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| DK1421349T3 (en) * | 2001-08-29 | 2016-05-30 | Flowtec Ag | SENSOR on the vibration |
| WO2003021202A1 (de) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Messaufnehmer vom vibrationstyp |
| US6957587B2 (en) * | 2001-08-29 | 2005-10-25 | Endress + Hauser Flowtech, Ag | Vibratory transducer |
| US8100552B2 (en) * | 2002-07-12 | 2012-01-24 | Yechezkal Evan Spero | Multiple light-source illuminating system |
| US7051598B2 (en) * | 2003-03-21 | 2006-05-30 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Magnetic circuit arrangement for a sensor |
| US7040181B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-05-09 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Coriolis mass measuring device |
| US7284449B2 (en) * | 2004-03-19 | 2007-10-23 | Endress + Hauser Flowtec Ag | In-line measuring device |
| DE102004018326B4 (de) | 2004-04-13 | 2023-02-23 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Messen einer Dichte und/oder einer Viskosität eines Fluids |
| JP5144266B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2013-02-13 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | ２つの振動モード間のコリオリ結合を測定することにより管路での流量を測定する方法及び装置 |
| DE102005039577B3 (de) * | 2005-08-19 | 2007-05-10 | Krohne Ag | Massendurchflußmeßgerät |
| DE102005046319A1 (de) | 2005-09-27 | 2007-03-29 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zum Messen eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums sowie Meßsystem dafür |
| JP4955005B2 (ja) | 2005-10-06 | 2012-06-20 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | 磁石アッセンブリ |
| US7325461B2 (en) * | 2005-12-08 | 2008-02-05 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Measurement transducer of vibration-type |
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