JPH09133564A - コリオリ質量流量計 - Google Patents

コリオリ質量流量計

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JPH09133564A
JPH09133564A JP28851295A JP28851295A JPH09133564A JP H09133564 A JPH09133564 A JP H09133564A JP 28851295 A JP28851295 A JP 28851295A JP 28851295 A JP28851295 A JP 28851295A JP H09133564 A JPH09133564 A JP H09133564A
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JP
Japan
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measuring
vibration
measuring tube
flow rate
tube
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JP28851295A
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English (en)
Inventor
Norikazu Osawa
紀和 大沢
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、気泡が混入した流体を測定する場合で
も、精度良く流量を測定し、気泡混入率が高い場合でも
同一振幅での振動を可能にし、安定した流量・密度測定
が出来るコリオリ質量流量計を実現する。 【解決手段】 振動する測定管内に測定流体を流し、測
定流体の流れと測定管の角振動によって生じるコリオリ
力により、測定管を変形振動させ、振動の変化を振動検
出センサで測定し、質量流量や密度を求めるコリオリ質
量流量計において、細分化された流路の集合から成る測
定管を具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、気泡が混入
した流体を測定する場合でも、精度良く流量を測定し、
気泡混入率が高い場合でも同一振幅での振動を可能に
し、安定した流量・密度測定が出来るコリオリ質量流量
計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来より一般に使用されている
従来例の平行2本U字管型コリオリ質量流量計の構成説
明図で、例えば、米国特許4,491,025号、発明の
名称「PARALLEL PATH CORIOLIS MASS FLOW RATE METER
」1982年11月3日出願、1985年1月1日特
許に示されている。図5,図6は、図4の動作説明図で
ある。
【0003】図において、1は固定体2に、両端が取付
けられたU字形の測定管で、流量計入口で2つに分岐し
出口で再び合流する。従って、測定流体floは、流量計
入口より流入し、流量計出口より流出する。
【0004】2は管路A(図示せず)への測定管1の取
付け固定体である。3はU字形をなす測定管1の中央部
分に設けられた加振器で、測定管1をU字形の測定管1
が存在する平面に対し垂直方向に加振する。4,5は、
測定管1の固定端と中央部との間にそれぞれ設けられた
振動検出センサである。この場合は、電磁コイル(速度
センサ)が使用されている。
【0005】以上の構成において、測定管1に測定流体
を流した状態で、中央部に設置した加振器3から振動を
与えると、図5に示す如く、M1,M3に示すように中
央部が振動の腹となる1次モード形状で測定管1が振動
する。
【0006】この振動は測定管1の上流側と下流側に付
いて考えると、各々固定端付近を中心とする回転運動を
していると見なし得るので、加振器3の振動方向の角速
度『ω』、測定流体の流速『V』(以下『』で囲まれた
記号はベクトル量を表す。)とすると、 Fc=―2m『ω』×『V』 のコリオリ力が働く。
【0007】このコリオリ力により、図6に示す如く、
測定管1の中央点に対して、上流部分と下流部分ではそ
の撓み振動が対称になる振動モードM4,M6が発生す
る。なお、実際には、この2種類の振動パターンが重畳
された形で測定管1は振動する。この変形を振動検出手
段(通常は変位センサ)4,5で測定することにより質
量流量Qを知ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
なコリオリ質量流量計においては、測定管内を流れる流
体の質量に比例した出力が得られる直接型質量流量計な
ので、本来は、気液等の混相流でも正確に測定できるは
ずである。
【0009】しかし、図7に示す如く、振動する測定管
1内で気泡Bが測定液体内をその位置を変えたり、壁面
にぶつかったりa、液中で気泡Bの合体b、分解cが行
われると、コリオリ力以外の予期せぬ力が振動する測定
管1に加わり、流量測定に誤差が発生する。
【0010】また、このような気泡Bの運動の影響で、
振動系全体のQ値が低下し、同一振幅を維持するのが困
難になり、最終的には共振状態を保つことができなくな
り、流量測定が全くできなくなる。このような傾向は、
特に、中〜大口径に顕著に見られる。
【0011】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、特に、気泡が混入した流体を測定
する場合でも、精度良く流量を測定し、気泡混入率が高
い場合でも同一振幅での振動を可能にし、安定した流量
・密度測定が出来るコリオリ質量流量計を提供するにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 (1)振動する測定管内に測定流体を流し、測定流体の
流れと測定管の角振動によって生じるコリオリ力によ
り、測定管を変形振動させ、振動の変化を振動検出セン
サで測定し、質量流量や密度を求めるコリオリ質量流量
計において、細分化された流路の集合から成る測定管を
具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。 (2)測定管内を細分化された流路の集合と成るように
測定管内に設けられた仕切り板を具備したことを特徴と
する請求項1記載のコリオリ質量流量計。 (3)複数の小口径のチューブと、該複数の小口径のチ
ューブを細分化された流路の集合から成る測定管となる
ように束ねる結束手段を具備したことを特徴とする請求
項1記載のコリオリ質量流量計。を構成したものであ
る。
【0013】
【作用】以上の構成において、測定管に測定流体が流さ
れ、加振器が駆動されると、コリオリ力が働く、このコ
リオリ力に比例した振動の振幅を振動検出センサにより
測定すれば、質量流量が測定出来る。以下、実施例に基
づき詳細に説明する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例の要部
構成説明図である。図において、図4と同一記号の構成
は同一機能を表わす。以下、図4と相違部分のみ説明す
る。
【0015】11は、測定管1内を、細分化された流路
12の集合と成るように測定管1内に設けられた仕切り
板である。
【0016】以上の構成において、測定管1に測定流体
が流され、加振器3が駆動されると、コリオリ力が働
く、このコリオリ力に比例した振動の振幅を振動検出セ
ンサ4により測定すれば、質量流量が測定出来る。
【0017】この場合、細分化された流路12の中で
は、気泡は図7のように存在するのではなく、図2に示
す如く、その細分化された流路12の断面積いっぱいに
広がって、存在する可能性が高くなる。このような状況
においては、気泡の測定管1の壁面への衝突、気泡同士
の合併、分離は起こる可能性が低くなる。
【0018】この結果、 (1)一般に、気泡混入率の高い液体内では、通常は、
気泡の測定管1の壁面への衝突や、気泡同士の合体、気
泡の分離等の影響で、振動している測定管1に、コリオ
リ力による振動以外の余計な振動ノイズが加わる。
【0019】しかしながら、本発明においては、仕切り
板11が、測定管1内を細分化された流路12の集合と
成るように測定管1内に設けられたので、図2に示す如
く、細分化された流路12の流路を遮断するように、流
路12の断面積方向一杯を、気泡が占める可能性が大き
くなるので、気泡の衝突や合併、分離等が発生しにくく
なり、余計な振動ノイズも小さくなる。
【0020】以上の結果、比較的気泡混入率の高い液体
の流量や密度測定の場合でも、出力揺動が小さく、誤差
の少ないコリオリ質量流量計が得られる。
【0021】(2)一般に、気泡の混入率が増加する
と、測定液体内の気泡の移動によって、振動系の減衰定
数が増加し、Q値が小さくなる。混入率がある程度以上
増加すると、測定管1は共振状態で一定振幅の振動を保
てなくなり、流量や密度の測定機能が麻痺する。
【0022】しかしながら、本発明においては、仕切り
板11が、測定管1内を細分化された流路12の集合と
成るように測定管1内に設けられたので、無用な気泡の
衝突や合併を防ぐように、測定管1の管路が細かく区切
られる。
【0023】以上の結果、安定した共振状態を続けるこ
とが可能になり、気泡混入率の高い測定液体の流量や密
度を測定することが可能なコリオリ質量流量計が得られ
る。
【0024】図3は、本発明の他の実施例の要部構成説
明図である。本実施例において、21は、複数の小口径
のチューブである。22は、複数の小口径のチューブ2
1を、細分化された流路の集合から成る測定管1となる
ように束ねる結束手段である。この場合は、ステンレス
のバンドが使用されている。
【0025】この結果、個々のチューブ21は小口径で
も、複数本あるため全体では、比較的小圧損で大流量測
定が可能になる。従って、チューブ21の数を変更する
ことで、小流量から大流量にも容易に適応でき、測定流
体の流量の変更にも容易に対処し得るコリオリ質量流量
計が得られる。
【0026】なお、前述の実施例においては、測定管が
2本のU字形について説明したが、これに限ることはな
く、例えば、直管状、S字管状、Ω字形状等の曲がり管
形状であっても良く、1本管や複数管であっても良い事
は勿論である。
【0027】また、前述の実施例においては、振動検出
センサ4,5として電磁コイル(速度センサ)の場合を
示して説明したが、これに限ることはなく、例えば、変
位センサ、応力センサ、歪センサでも良い。要するに、
測定管1の振動検出が出来るものであればよい。また、
振動モードは、実施例に限定するものではなく、実施例
以外の振動モードで励振させても良いことは勿論であ
る。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
請求項1によれば、 (1)気泡混入率の高い液体であっても、本発明におい
ては、仕切り板が、測定管内を細分化された流路の集合
となるように測定管内に設けられたので、細分化された
流路の流路を遮断するように、流路の断面積方向一杯
を、気泡が占める可能性が大きくなるので、気泡の衝突
や合併、分離等が発生しにくくなり、余計な振動ノイズ
も小さくなる。このことにより、比較的気泡混入率の高
い液体の流量や密度測定の場合でも、出力揺動が小さ
く、誤差の少ないコリオリ質量流量計が得られる。
【0029】(2)気泡の混入率が増加すると、液体内
の気泡の移動によって、振動系の減衰定数が増加し、Q
値が小さくなる。混入率がある程度以上増加すると、測
定管は共振状態で一定振幅の振動を保てなくなり、流量
や密度の測定機能が麻痺する。しかしながら、本発明に
おいては、仕切り板が、測定管内を細分化された流路の
集合と成るように測定管内に設けられたので、無用な気
泡の衝突や合併を防ぐように、測定管の管路が細かく区
切られる。これにより安定した共振状態を続けることが
可能になり、気泡混入率の高い液体の流量や密度を測定
することが可能なコリオリ質量流量計が得られる。
【0030】請求項2によれば、個々のチューブは小口
径でも、複数本あるため全体では、比較的小圧損で大流
量測定が可能になる。従って、チューブの数を変えるこ
とで、小流量から大流量まで容易に適応でき、測定流体
の流量の変更にも容易に対処し得るコリオリ質量流量計
が得られる。
【0031】従って、本発明によれば、特に、気泡が混
入した流体を測定する場合でも、精度良く流量を測定
し、気泡混入率が高い場合でも同一振幅での振動を可能
にし、安定した流量・密度測定が出来るコリオリ質量流
量計を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の動作説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図4】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【図5】図4の動作説明図である。
【図6】図4の動作説明図である。
【図7】図4の動作説明図である。
【符号の説明】
1 測定管 2 固定体 3 加振器 4 振動検出センサ 5 振動検出センサ 11 仕切板 12 細分化された流路 21 小口径のチューブ 22 結束手段 flo 測定流体 A 管路 B 気泡 a 測定管1の管壁への衝突 b 気泡B同志の衝突 c 気泡Bの分離

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】振動する測定管内に測定流体を流し、測定
    流体の流れと測定管の角振動によって生じるコリオリ力
    により、測定管を変形振動させ、振動の変化を振動検出
    センサで測定し、質量流量や密度を求めるコリオリ質量
    流量計において、 細分化された流路の集合から成る測定管を具備したこと
    を特徴とするコリオリ質量流量計。
  2. 【請求項2】測定管内を細分化された流路の集合と成る
    ように測定管内に設けられた仕切り板を具備したことを
    特徴とする請求項1記載のコリオリ質量流量計。
  3. 【請求項3】複数の小口径のチューブと、 該複数の小口径のチューブを細分化された流路の集合か
    ら成る測定管となるように束ねる結束手段とを具備した
    ことを特徴とする請求項1記載のコリオリ質量流量計。
JP28851295A 1995-11-07 1995-11-07 コリオリ質量流量計 Pending JPH09133564A (ja)

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