JP2000513454A

JP2000513454A - 質量流量を測定する方法及びそのためのセンサ

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Publication number: JP2000513454A
Application number: JP11550003A
Authority: JP
Inventors: ドラームヴォルフガング; リーダーアルフレート; ヴェンガーアルフレート; コウダルオレ
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3188483B2; EP0986739A1; WO1999051946A1; US6360614B1; CN1192214C; CN1263596A

Abstract

(57)【要約】この方法は、クランプ・オン構造原理をコリオリ型質量流量計及びコリオリ型質量流量センサに適用するのに役立つ。管導管（１）又は測定管（１’，１０，１０’，１０”）には、管区分（１１；１１’；１１”）を形成する測定区間を規定するために、同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４，５；４’，５’）が相互間隔Ｌをおいて外側から固定される。各遮断体の質量は管区分の質量よりも著しく大きい。測定管（１１１，１１２；１１１’，１１２’）が２つある場合には、締め付け体が使用される。管区分の中央には励起装置（１２）が取り付けられており、この励起装置は５００HZと１０００Hzとの間の周波数ｆで第３次モードの振動を管区分に励起する。間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴−ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4（式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定される。２つのセンサエレメント（１３，１４）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】質量流量を測定する方法及びそのためのセンサ本発明は、現場で既に永久的に設置されている管導管内あるいは管導管内に挿入される少なくとも１つの測定管内を流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法及びそのためのセンサに関する。現在普通の質量流量計の質量流量センサは測定器として製作され、最終使用者によって初めて、所定の測定場所でそこに設けられている管導管内に取り付けられる。超音波流量計の形式では、要するに別の物理的な測定原理に基づいて動作する流量計では、既に以前から、超音波の発信器及びセンサを現場で既に永久的に設置されている管導管に外側から取り付けるのが普通であり、このような装置は一般にクランプ・オン超音波流量センサと呼ばれている。コリオリ型の質量流量センサ及び質量流量計においても、クランプ・オンの構造原理を採用する要求、つまりコリオリ原理によって、既に永久的に設置されている管導管においてその質量流量を測定するという要望がある。このために、US-A 53 21 991に記載されている相応するセンサを有するコリオリ型質量流量計は、現場で既に永久的に設置されていて少なくとも一時的に流体が流れる管導管から次のようにして構成されている。すなわち管導管が所定の相互間隔Lをおいた２つの箇所において、管区分を形成する測定区間を規定するために、支持体上に固定されており、管区分の一半部のほぼ中央に励起装置が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で周波数fの第２次モードの振動を管区分に励起し、管区分の中央にただ１つの運動センサが固定されているか、あるいは管区分の中央の近くに第１及び第２の運動センサが互いに間隔をおいて固定されており、その際評価電子装置が１つの運動センサによって生ぜしめられたただ１つのセンサ信号の振幅から、若しくは両方の運動センサによって生ぜしめられたセンサ信号の振幅から、質量流量を表す信号を生ぜしめる。この装置は、単数又は複数のセンサ信号の振幅だけを評価するので、別の１つのセンサを管導管の両方の固定箇所の一方に固定して、これによって管導管に由来するかく乱を抑制し、充分な測定精度を達成する必要がある。本発明の一般的な課題は、クランプ・オン構造原理のコリオリ型質量流量計を改善かつ洗練して、可及的に正確な測定結果が得られるようにすることである。この一般的な課題には、第一にセンサ信号の振幅を評価しないこと、第二に常に互いに間隔をおいた２つのセンサを設けること、及び第三に測定区間若しくは振動する管区分の長さを正確に定めて設けること、が含まれる。このことは、管導管の区分を、それが測定区間として役立ちかつ作用し得るように、構成しかつ固定することを意味する。本発明の別の課題は、既存の永久的に設置されている管導管に対する本発明の根底をなす解決原理を、普通の組み込まれるコリオリ型質量流量センサに適用すること、つまり、完成した質量流量センサとして管導管内に組み込むことのできる別個に製作された器具において利用し得るようにすることである。以下の本発明の構成は前記課題の解決に役立つものである。本発明による方法の第１の構成では、現場で既に永久的に設置されている管導管内あるいは管導管内に挿入されるただ１つの測定管内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量を測定する方法において、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体を相互間隔Ｌをおいて外側から管導管若しくは測定管に固定し、管区分の中央に励起装置を取り付け、この励起装置が、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hz との間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さいようにし、第１及び第２の加速度センサを、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分若しくは測定管に固定し、第１の加速度センサによって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２の加速度センサによって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時問差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、ようにする。本発明による方法の第２の構成では、現場で既に永久的に設置されている管導管内あるいは管導管内に挿入されるただ１つの測定管内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法において、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体を相互間隔Ｌをおいて外側から管導管若しくは測定管に固定し、管区分の中央に励起装置を取り付け、この励起装置が、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hz との間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さいようにし、第１の遮断体に流入側の第１のセンサ保持体を固定して、その縦軸線が管区分若しくは測定管の軸線に対して平行になるようにし、第２の遮断体に流出側の第２のセンサ保持体を固定して、その縦軸線が管区分若しくは測定管の軸線に対して平行になるようにし、第１の距離又は速度センサ若しくは第２の距離又は速度センサを、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体に固定し、第１のセンサによって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２のセンサによって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時間差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、ようにする。本発明による方法の第３の構成では、管導管内に挿入される第１及び第２の測定管内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法であって、両方の測定管は互いに平行に延びており、各測定管の軸線は第１の平面内に位置しており、両方の測定管は同一の内径及び外径並びに壁厚を有し、同一の材料から成っており、測定管のそれぞれの管区分を形成する測定区間を規定するために、同一の質量を有する第１及び第２の締め付け体を所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に取り付け、管区分の中央に少なくとも１つの励起装置を固定し、この励起装置が、第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数fの第３次モードの互いに逆向きの振動を両方の管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、第１の距離又は速度センサ若しくは第２の距離又は速度センサを、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分の間に固定し、第１のセンサによって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２のセンサによって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時間差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、ようにする。本発明による方法の第１及び第２の構成の第１の実施形態では、第１及び第２の遮断体を次のように、すなわち、第１の遮断体が、第１の固定片と、第１の中間片と、第２の中間片と、第１の端部直方体と、第２の端部直方体とから成り、第２の遮断体が、第２の固定片と、第３の中間片と、第４の中間片と、第３の端部直方体と、第４の端部直方体とから成り、４つの端部直方体のそれぞれの縦軸線が管区分の軸線に対して平行に延び、第１及び第２の端部直方体の縦軸線及び管区分の軸線が第１の平面に対して垂直な第２の平面内に位置し、第３及び第４の端部直方体の縦軸線及び管区分の軸線が第２の平面内に位置し、それぞれの中間片はそれぞれの端部直方体よりも著しく小さな横断面を有し、それぞれの固定片が管導管若しくは測定管に固定されるように、寸法を定めかつ配置する。本発明による方法の第１及び第２の構成の第２の実施形態並びに本発明による装置の第１の構成の実施形態では、直線状の測定管が使用される。本発明による方法の第１及び第２の構成の第３の実施形態並びに本発明による装置の第１の構成の別の実施形態では、第１の平面内で曲げられている管区分を有する測定管が使用される。本発明による方法の第１及び第２の構成の第４の実施形態並びに本発明による装置の第１の構成の更に別の実施形態では、第２の平面内で曲げられている管区分を有する測定管が使用される。本発明による方法の第１及び第２の構成の第４の実施形態並びに本発明による装置の第１の構成のなお更に別の実施形態では、励起装置として、サイズモ質量体を有する電気力学的励起器が使用される。本発明による装置の第１の構成では、現場で既に永久的に設置されていて少なくとも一時的に流体が流れる管導管から形成されるコリオリ型の質量流量センサにおいて、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から管導管に固定されており、管区分の中央に励起装置が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Lは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の相料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１及び第２の加速度センサが、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分に固定されている。本発明による装置の第２の構成では、現場で既に永久的に設置されていて少なくとも一時的に流体が流れる管導管から形成されるコリオリ型の質量流量センサにおいて、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から管導管に固定されており、管区分の中央に励起装置が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Lは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-r_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１の遮断体に流入側の第１のセンサ保持体が固定されていて、その縦軸線は管区分の軸線に対して平行に延びており、第２の遮断体に流出側の第２のセンサ保持体が固定されていて、その縦軸線は管区分の軸線に対して平行に延びており、第１の距離又は速度センサ若しくは第２の距離又は速度センサが、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体に固定されている。本発明による装置の第３の構成では、ただ１つの測定管を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサにおいて、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に固定されており、管区分の中央に励起装置が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１及び第２の加速度センサが、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分に固定されている。本発明による装置の第４の構成では、ただ１つの測定管を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサにおいて、管区分を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に固定されており、管区分の中央に励起装置が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体は、第１の平面内に位置する第１の軸線と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線とを有していて、各遮断体の第１の軸線を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１の遮断体に流入側の第１のセンサ保持体が固定されていて、その縦軸線は測定管の軸線に対して平行に延びており、第２の遮断体に流出側の第２のセンサ保持体が固定されていて、その縦軸線は測定管の軸線に対して平行に延びており、第１の距離又は速度センサ若しくは第２の距離又は速度センサが、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体に固定されている。本発明による装置の第１、第２、第３及び第４の構成の第１の実施形態では、遮断体が次のように、すなわち、第１の遮断体が、第１の固定片と、第１の中間片と、第２の中間片と、第１の端部直方体と、第２の端部直方体とから成り、第２の遮断体が、第２の固定片と、第３の中間片と、第４の中間片と、第３の端部直方体と、第４の端部直方体とから成り、４つの端部直方体のそれぞれの縦軸線が管区分の軸線に対して平行に延び、第１及び第２の端部直方体の縦軸線及び管区分の軸線が第１の平面に対して垂直な第２の平面内に位置し、第３及び第４の端部直方体の縦軸線及び管区分の軸線が第２の平面内に位置し、それぞれの中間片はそれぞれの端部直方体よりも著しく小さな横断面を有し、それぞれの固定片が管導管若しくは測定管に固定されているように、寸法を定められかつ配置されている。本発明による装置の前記４つの構成の第２の実施形態では、測定管は直線状である。本発明による装置の前記４つの構成の第３の実施形態では、測定管は遮断体の間で、第１の平面内で曲げられている。本発明による装置の前記４つの構成の第４の実施形態では、測定管は遮断体の間で、第２の平面内で曲げられている。本発明による装置の前記４つの構成の第５の実施形態では、励起装置はサイズモ質量体を有している電気力学的な励起器である。本発明による装置の第５の構成では、第１及び第２の測定管を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサにおいて、両方の測定管は互いに平行に延びており、各測定管の軸線は第１の平面内に位置しており、両方の測定管は同一の内径及び外径並びに壁厚を有していて、同一の材料から成っており、各測定管の管区分を形成する測定区間を規定するために、同一の質量を有する第１及び第２の締め付け体が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に取り付けられており、管区分の中央に少なくとも１つの励起装置が固定されており、この励起装置は、第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの逆向きの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、第１の距離又は速度センサ若しくは第２の距離又は速度センサが、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分の間に固定されている。本発明の根本思想は、両方の遮断体若しくは両方の締め付け体によって、管導管若しくは単数又は複数の測定管に単数又は複数の管区分を構成し、この又はこれらの管区分が実際上専らそれだけでコリオリの測定原理のために必要な振動をせしめられることができ、したがって振動を管区分だけに限定することができることである。この場合、遮断体若しくは締め付け体は専ら管区分だけを介して互いに機械的に結合されている。本発明の重要な利点は、管導管の振動せしめられる管区分がその場所的な位置及びその長さに関して、管導管の設置によって既に設けられている２つの固定箇所の間で自由に選択を行い得ることである。本発明の別の利点は、本発明によって選ばれた遮断体若しくは締め付け体の大きな質量によって、管区分のほかの管導管部分若しくは測定管部分においては実際上何らの振動も生じないこと、及び管導管の振動が本発明によって選ばれたセンサエレメントの位置によって、実際上測定精度を悪くすることがないことである。本発明の更に別の利点は、クランプ・オン型の質量流量計のために見出された解決構成を組み込み型の質量流量計に適用して、組み込み型の質量流量計を簡単に製作できることである。例えば遮断体若しくは締め付け体を例えばねじによって測定管に固定するだけでよい。以下においては実施例を示した図面によって本発明を詳細に説明する。機能が同じ部分には異なった図面において同じ符号が使用されているが、図面においては符号は意味がある場合にだけ記載されている。図１は第１実施例として、クランプ・オン型のコリオリの質量流量センサを概略的にかつ部分的に断面して示した側面図である。図２は図１に所属する平面図である。図３は図１に所属する端面図である。図４は第２実施例として、ただ１つの直線状の測定管を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサを概略的にかつ部分的に断面して示した側面図である。図５は図４に所属する平面図である。図６は図５に所属する端面図である。図７は第３実施例として、クランプ・オン型のコリオリの質量流量センサ、あるいはただ１つの直線状の測定管を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分を示した斜視図である。図８は図７の一部分を平面図でかつ部分的に断面して示した図である。図９は第４実施例として、振動平面内で曲げられたただ１つの管区分を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分を示した斜視図である。図１０は第５実施例として、振動平面に対して垂直に曲げられたただ１つの管区分を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分を示した斜視図である。図１１は第６実施例として、２つの平行な直線状の測定管を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分を示した斜視図である。図１２は第７実施例として、２つの平行な曲げられた測定管を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分を示した斜視図である。図１３は図７〜１０の実施例の、ケーシングによって取り囲まれた組み込み型のコリオリの質量流量センサを概略的にかつ部分的に断面して示した側面図である。図１４は図１１又は図１２の実施例の、ケーシングによって取り囲まれた組み込み型のコリオリの質量流量センサを概略的にかつ部分的に断面して示した側面図である。図１５はケーシングが測定管の方向で剛性的に測定管に固定されている、図７〜図１０の実施例の一部分を示した図である。図１６はケーシングが測定管の方向で可動に測定管に固定されている、図７〜図１０の実施例の一部分を示した図である。図１７はサイズモ質量体を有する電気力学的な励起器の構造を部分的に断面して示した図である。図１は側面図で、図２は平面図で、かつ図３は端面図で、第１実施例として、請求項９に記載したコリオリ型質量流量センサを示す。請求項９のセンサは、現場で永久的に設置されている管導管１内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量を測定するのに役立つ。つまりこのセンサはクランプ・オン型のコリオリの流量センサである。管導管１の永久的な設置は、図１において例えば管取り付け金具のような２つの固定装置２，３によって示されており、これらの固定装置によって管導管１は建物壁あるいはフレームなどに固定されている。しかし、固定装置２，３は管設備のそれ自体不動に固定されている部品、例えば弁、ポンプ、分岐部などのような、管導管１が固定されている部品であることもできる。図４は側面図で、図５は平面図で、かつ図６は端面図で、第２実施例として、請求項１１に記載したコリオリ型質量流量センサを示す。このセンサは図示していない管導管内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量を測定するのに役立ち、製作されたコリオリ型質量流量センサが管導管内に挿入されるものである。つまりこのセンサは組み込み型のコリオリの流量センサである。この組み込みは例えば第１及び第２のフランジ６，７によって行われ、これらのフランジ内に測定管１０のそれぞれ一端部が固定されている。管導管１若しくは測定管１０には測定区間として管区分１１がその長さＬに関して規定されている。このために次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(d_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）が使用される。第１及び第２の遮断体４，４’若しくは５，５’はそれぞれ同一の質量を有してていて、長さＬに等しい所定の相互間隔で外側から管導管１若しくは管片に固定されている。各遮断体４，５若しくは４’，５’の質量は管区分１１の質量の少なくとも５倍である。強調すべきことは、遮断体４，５若しくは４’，５’が管区分１１自体による以外には、相互に何らの機械的な結合をされていないことである。この点に関し、請求項１１のセンサの遮断体４’，５’は異なっており、この場合振動する管区分１１は内側の支持管内に、あるいは支持フレーム内に、あるいは板上に固定されている(EP-A 803 713若しくはUS-A 57 05 754参照)。図１においては遮断体４，５の孔によって、これらの遮断体が有利には２部分から成っていて、ねじ２３，２４によって管導管１に締め付けることができることが暗示されている(図３参照)。これに対し、図４〜６に示した実施例では、遮断体４’，５’は一体に構成されていて、例えば溶接、ろう接あるいは硬ろう接によって管区分１１上に固定することができる。管区分１１のほぼ、有利には正確に、中央に、励起装置１２が取り付けられており、この励起装置は管区分１１の軸線を含む第１の平面内で、管区分１１に第３次モードの振動を励起する。このことは、二重矢印によって示されている。図１及び４においては、この第１の平面は図平面である。第３次振動モードとは、遮断体４，５若しくは４’，５’の間で同時に単に２つの振動節点及び３つの振動腹だけが生ずる管区分１１の振動である。第３次振動モードは振動する弦の第２上音と比較することができる。これに対し、前述のUS-A 53 21 991に記載され、利用されている第２次振動モードは、管区分の締め込み箇所の間で同時に単にただ１つの振動節点と２つの振動腹だけが生ずる管区分の振動である。第２次振動モードは弦の第１の上音に比較することができる。第３次振動モードは、本発明においては、基本振動モードである第１次振動モードのほぼ５倍の周波数を有している。第１次振動モードはただ１つの振動腹と、第１の遮断体における第１の振動節点及び第２の遮断体における第２の振動節点を有している。各遮断体４，５若しくは４’，５’は３つの立体軸線を有しており、これらの立体軸線は、簡単にするために、単に図１〜３だけに記載されている。第１の軸線４_x若しくは５_xは振動平面内にあり、前述の二重矢印に相応する振動方向に対して平行に延びている。第１の軸線４_x，５_xに対して垂直な第２の軸線４_y若しくは５_yは管区分１１の軸線と同一である。第３の軸線４_z若しくは５_zは第１の軸線４_x若しくは５_x及び第２の軸線４_y若しくは５_y，つまり管区分１１の軸線に刻して垂直である。軸線４_x，４_y；５_x，５_yは図１に示されており、図１の図平面内に位置している。軸線４_y，４_z；５_y，５_zは図２に示されており、図２の図平面内にある。軸線４_x，５_x；４_z，５_zは図３に示されており、図３の図平面内に位置していて、互いに交差している。各遮断体４，５若しくは４’，５’はその幾何学的形状及び寸法に関して次のように設計されている。すなわち遮断体の第１の軸線４_x，５_xを中心とする面慣性モーメントが、第３の軸線４_z，５_zを中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さいようになっている。したがって、図１〜３及び図４〜６に示した実施例では、遮断体４，５若しくは４’，５’は幅狭く、高い直方体である。第１及び第２のセンサエレメント１３若しくは１４が振動平面内で、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管１に由来するかく乱によって生ずる管区分１１の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において、管区分１１に固定されている。管区分１１におけるこれらのゼロ箇所の位置は経験的に容易に調べることができる。ゼロ箇所は、励起装置１２が管区分１１の中央に固定されている場合、遮断体４若しくは５から同じ間隔のところに位置しており、均質な測定管の場合、この間隔は管区分の長さの０.２１に等しい。ゼロ箇所のその都度の位置は、第３次モードの振動節点のその都度の場所とは相関していない。換言すればこれらの場所は互いに無関係である。センサエレメント１３，１４は図１及び４においては加速度センサであって、単に管区分１１に取り付けるだけでよい。しかしながら加速度センサを使用することは、図７〜１６の距離又は速度センサの説明から分かるように、必ずしも必要なことではない。距離センサは正弦形のセンサ信号を生ぜしめ、このセンサ信号の、励起装置１２によって生ぜしめられる管区分１１の正弦形の運動に対する位相ずれは、ゼロである。速度センサは正弦形のセンサ信号を生ぜしめ、このセンサ信号の、励起装置１２によって生ぜしめられる管区分１１の正弦形の運動に対する位相ずれは、９０ °である。加速度センサは正弦形のセンサ信号を生ぜしめ、このセンサ信号の、励起装置１２によって生ぜしめられる管区分１１の正弦形の運動に対する位相ずれは、１８０°である。したがってこれらの正弦形のセンサ信号は、それらが加速度センサによって生ぜしめられるか、あるいは速度センサによって生ぜしめられるか、あるいは距離センサによって生ぜしめられるかに無関係に、正弦信号であるので、センサエレメント１３，１４の間の流量に基づく相互の位相ずれから、あるいはこれらの正弦信号の時間間隔から、つまり時間差から、普通の評価電子装置によって質量流量を表す信号を極めて正確に形成することができる。管導管１に由来するかく乱によって、遮断体４，５は振動平面内で第３の軸線４_z若しくは５_zを中心としてねじられる。管区分１１はこのねじりによって曲げられて、前述の第１及び第２のゼロ箇所が生ずる。管区分１１におけるこれら両方のゼロ箇所の位置は遮断体４，５のねじりの強さとは無関係である。したがって本発明によりこれらのゼロ箇所にセンサエレメント１３，１４が取り付けられると、センサエレメントは振動平面内でかく乱に由来する信号成分を受け取らず、乱されていないセンサ信号を生ぜしめる。センサエレメント１３，１４は実際上単に振動平面内での運動だけを受け取るので、かく乱に基づく管区分の、振動平面とは別の平面内での振動は測定信号に何らの影響も及ぼさない。前述の位相ずれの評価によって質量流量を表す信号を電子的に生ぜしめることは、例えばUS-A 56 48 616に記載されているような回路によって行うことができる。しかしながら、例えばUS-A 49 14 956に記載されている回路のような、別の回路装置も適している。図７には、第３実施例として、請求項１０に記載したクランプ・オン型のコリオリの質量流量センサあるいは請求項１２に記載したただ１つの直線状の測定管を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分が斜視図で示されている。この構成は本発明による方法の第２の構成を適用することによって生じたものである。図７の実施例では、センサエレメントとして、第１の距離又は速度センサ１３’若しくは第２の距離又は速度センサ１４’が設けられている。このためには特別な電気力学的なセンサエレメントが適している。距離又は速度センサは、その一部分が、それに対して相対的に動くところの空間的な固定点を必要とするので、遮断体４’に流入側の第１のセンサ保持体１５が固定されており、このセンサ保持体１５の縦軸線は管区分１１の軸線に対して平行に延びている。遮断体５’には流出側の第２のセンサ保持体１６が同じ形式で固定されており、このセンサ保持体１６の縦軸線はやはり管区分１１の軸線に対して平行に延びている。センサ１３’若しくは１４’の管区分１１に固定される部分はかく乱に基づく前述の曲げのゼロ箇所に固定されている。センサ１３’若しくは１４’の他方の部分はセンサ保持体１５若しくは１６に固定されている。センサ保持体は、特にその長さ及び又はその横断面は、次のように設計されている。すなわち管区分１１が第３次振動モードで励起された場合に、管導管１に由来するかく乱によって生ずるセンサ保持体１５若しくは１６の曲げがセンサ１３’若しくは１４’の固定箇所に第１若しくは第２のゼロ箇所を有するように、設計されている。この設計は実験によって容易に行うことができる。図７において、遮断体４’，５’は有利な立体的な形状を有している。遮断体４’は第１の固定片４０と、第１の中間片４１と、第２の中間片４２と、第１の端部直方体４３と、第２の端部直方体４４とから成っている。図７の第２の中間片は固定片４０によって覆われていて、見えないが、製図上の理由からこの第２の中間片に符号４２が付けられており、この符号の矢印は覆われた位置を暗示している。遮断体５’は第２の固定片５０と、第３の中間片５１と、第４の中間片５２と、第３の端部直方体５３と、第４の端部直方体５４とから成っている。この場合には中間片４２に相応する中間片５２ははっきりと見える。４つの端部直方体４３，４４，５３，５４のそれぞれの縦軸線は管区分１１の軸線に対して平行に延びている。端部直方体４３，４４の縦軸線及び管区分１１の軸線は管区分の振動平面に対して垂直な第２の平面内に位置している(振動平面は前述のように規定された第１の平面である)。端部直方体５３，５４の縦軸線及び管区分１１の軸線は管区分の振動平面に対して垂直な第２の平面内に位置している。中間片４１，４２，５１，５２は所属の端部直方体４３，４４，５３，５４よりも著しく小さい横断面を有している。固定片４０，５０は管導管１若しくは測定管１０に固定されている。このために固定片は有利には次のように構成されている。すなわち、固定片は所属のねじ２０をねじ締めることによって管導管若しくは測定管に固く締め付けられる(図１５及び１６参照)。中間片に基づいて、固定片は移行部なしに端部直方体に移行しているのではなしに、固定片と端部直方体との間には上面及び下面にそれぞれ溝がある。これらの溝は、振動が振動平面とは別の平面内で生ずることを阻止し、要するに管区分が実地において専ら振動平面内で振動することを保証する。図８は図７の一部を平面図で、かつ部分的に断面して、それも前述の両方の機能部分を有する電気力学的なセンサエレメント１３”の形状を概略的に示す。センサ保持体１５に固定されている部分はコイル１３１であり、このコイル内に、曽区分１１若しくは測定管１０に固定されている永久磁石が突入している。この永久磁石は振動に基づいてコイル１３１内に深くあるいは浅く突入して、コイル内に電圧を誘導する。両方のセンサ１３’，１４’を同じように構成しかつ寸法を定めるのが有利であるので、センサ１３’が電気力学的なセンサである場合には、センサ１４’もやはり電気力学的なセンサである。図９においては第４実施例として、請求項１２に記載した、振動平面内で曲げられたただ１つの管区分１１’を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサが斜視図で示されている。振動平面は図９においては、測定管１０’の軸線、センサ保持体１５，１６の縦軸線及び管区分１１’の軸線を含む平面である。管区分１１’の軸線はやはり曲げられているが、管の曲げに従っていて、振動平面内に位置している。励起装置１２’によって生ぜしめられる振動は二重矢印によって示されている。図１０においては第５実施例として、請求項１２に記載した振動平面に対して垂直に曲げられたただ１つの管区分１１”を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサが斜視図で示されている。この場合、図９におけるように、測定管１０”の軸線及びセンサ保持体１５，１６の縦軸線によって第１の平面が定められる。しかしながら図９と異なって、管区分１１”はこの第１の平面内ではなしに、第１の平面に対して垂直な第２の平面内で曲げられており、この第２の平面は端部直方体４３，４４，５３，５４の縦軸線も含んでいる。したがってこの場合においても管区分の軸線は曲げられている。ところで振動の励起は次のように行われる。すなわち励起装置１２”によって、管区分１１”の休止位置から第１の平面に対して平行な力が作用せしめられる (二重矢印参照)。したがって管区分１１”の曲げられた軸線ひいては第２の平面も、測定管１０”の軸線と等しい回転軸線を中心として振動する。ただ１つの測定管を有する組み込み型のコリオリの流量センサの場合には、測定管は、普通は適当な金属、特にチタン、ジルコンあるいは特殊鋼から成っている。図１１においては第６実施例として、請求項１８に記載した、互いに平行な２つの直線状の測定管１０１，１０２を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分が示されている。この場合、管区分１１１，１１２は遮断体の間にあるのではなしに、締め付け体４”，５”の間にある。測定管１０１，１０２のそれぞれの軸線はやはり第１の平面内に位置している。この第１の平面は振動,平面であり、この第１の平面内で両方の測定管に共通な対称線も延びている。測定管１０１，１０２は同一の内径及び外径並びに同一の壁厚を有していて、同一の材料、特にチタン、ジルコン又は特殊鋼から成っている。同一の質量を有する締め付け体４”，５”は前述の式に相応する間隔Lを介して、やはり管区分１１１，１１２の長さを規定し、外側から測定管１０１，１０２に締め付けられている。このことは例えばねじ結合によって行うことができるが、見やすくするために図示されていない。管区分１１１，１１２の中央には励起装置１２’が固定されており、この励起装置は、第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数fの第３次モードの逆向きの振動を管区分に励起する。励起装置１２’は普通は電気動力学的な励起器であり、互いに相対的に可動な２つの部分から成っている。これらの励起器は例えば両方の管区分１１１，１１２の間に配置することができ、したがって励起器の両方の部分は振動を生ぜしめるために、互いに接近する方向にあるいは互いに離れる方向に動く。この場合には単にただ１つの励起器が必要である。しかしながら各管区分に固有の励起器を配属して、両方の可動の部分を振動平面内でその都度一方の管区分のその都度他方の管区分とは逆の側に設けることも可能である。この場合には両方の励起器の不動の部分は図１１には示されていないケーシングに固定される。このようなケーシングは図１３及び１４によって後で説明する。第１の距離又は速度センサ１３１’若しくは第２の距離又は速度センサ１４１ ’が管区分１１１若しくは１１２の第１若しくは第２の固定箇所、すなわち第３次振動モードが励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生ずる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所、に固定されている。センサ１３１’，１４１’はやはり互いに相対的に可動な２つの部分から成っているので、これらのセンサは例えば両方の管区分１１１，１１２の間に配置しておいて、センサの両方の部分が振動によって互いに接近する方向又は互いに離反する方向に動くようにすることができる。しかしながら、管区分の各固定箇所にそれぞれ固有のセンサを配属して、全部で４つのセンサを設けることも可能である。その場合、１つの固定箇所の両方のセンサは、所属の管区分の、それぞれ他方の管区分とは逆の側に配置される。そしてセンサの不動の部分は前記のケーシングに固定される。図１２においては第７実施例として、２つの折り曲げられた平行な測定管１０１’，１０２’を有する組み込み型のコリオリの質量流量センサの重要な部分が斜視図で示されている。この場合においても、管区分１１１’，１１２’は遮断体の間ではなしに、締め付け体４^*，５^*の間にある。測定管１０１’の曲げられた軸線は１つの平面内に位置しており、測定管１０２’の曲げられた軸線はこの平面に対して平行な平面内に位置している。これら両方の平面の間に対称平面がある。測定管１０１’，１０２’は同一の内径及び外径並びに同一の壁厚を有し、かつ同一の材料、特にチタン、ジルコン又は特殊鋼から成っている。同一の質量を有する締め付け体４^*，５^*は、前述の式に相応する間隔Lを介して、やはり両方の管区分１０１’，１０２’の長さを規定し、外側から測定管１０１’，１０２’に締め付けられている。この締め付けはねじによって行うことができるが、見やすくするために図示されていない。管区分１１１’，１１２’の中央には励起装置１２”が固定されており、この励起装置は、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間の周波数fの第３次モードの互いに逆向きの振動を管区分に励起する。強調すべきことは、この実施例においては振動平面を規定することができないことである。なぜなら管区分１１１’，１１２’はそれぞれねじり振動を行うからである。管区分１１１’のねじり振動の回転軸線は、管区分１１１’の軸線が締め付け体４^*，５^*の互いに向き合う面に突き当たる点を結ぶ直線である。管区分１１２’のねじり振動の回転軸線は、管区分１１２’の軸線が締め付け体４^* ，５^*の互いに向き合う面に突き当たる点を結ぶ直線である。ここに述べた管区分１１１’，１１２’の立体的な配置に基づいて、励起装置１２”は休止位置から、前記の対称平面に対して垂直に向いた力を管区分１１１ ’，１１２’に作用させる。励起装置１２”はこの場合においても有利には、互いに相対的に可動である２つの部分から成っている電気力学的な励起器である。これらの２つの部分は例えば両方の管区分１１１’，１１２’の間に配置しておくことができ、したがって励起器の両方の部分は振動を生ぜしめるために、互いに接近する方向あるいは互いに離反する方向に動く。しかしながら各管区分に固有の励起器を配置して、両方の可動の部分を振動平面内でその都度一方の管区分のその都度他方の管区分とは逆の側に設けることも可能である。この場合には両方の励起器の不動の部分は図１１におけるように、図示されていないケーシングに固定される(図１３及び１４参照)。第１の距離又は速度センサ１３１”若しくは第２の距離又は速度センサ１４１ ”が管区分１１１’若しくは１１２’の第１若しくは第２の固定箇所、すなわち第３次振動モードが励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生ずる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所、に固定されている。センサ１３１”，１４１”はやはり互いに相対的に可動な２つの部分から成っているので、これらのセンサは例えば両方の管区分１１１’，１１２’の間に配置しておいて、センサの両方の部分が振動によって互いに接近する方向又は互いに離反する方向に動くようにすることができる。しかしながら、管区分の各固定箇所にそれぞれ固有のセンサを配属して、全部で４つのセンサを設けることも可能である。その場合、１つの固定箇所の両方のセンサは、所属の管区分の、それぞれ他方の管区分とは逆の側に配置される。そしてセンサの不動の部分は前記のケーシングに固定される。図１３においては、図７〜１０の実施例の１つに相応する、ケーシング１７によって取り囲まれた組み込み型のコリオリの質量流動センサが概略的にかつ部分的に断面して示されている。ケーシング１７は支持管１７１の形状を有しており、この支持管がその両端部をそれぞれ端板１７２若しくは１７３によって閉じられており、これらの端板内に測定管１０が固定されている。端板１７２，１７３の外方で普通の形式で管導管への接続が行われる。このためには、例えばフランジ、ねじ結合、締め付け結合のような複数の可能性があるので、接続形式は図１３には示されていない。ケーシング１７には短管１８を介して電子装置ケーシング１９が取り付けられており、この電子装置ケーシング内には普通の操作電子装置、駆動電子装置、評価電子装置及び表示電子装置が収容されている。図１４には、図１１又は１２の実施例に相応するケーシング１７’によって取り囲まれた組み込み型のコリオリの質量流量センサが概略的にかつ部分的に断面して側面図で示されている。ケーシング１７’は支持管１７１’の形状を有しており、この支持管は両端部においてそれぞれ端部球冠体１７４若しくは１７５によって閉じられており、これらの端部球冠体にはそれぞれフランジ１７６若しくは１７７が形成されている。両方の測定管１０１，１０２はそれぞれ分配片１７８若しくは１７９を介して端部球冠体１７４若しくは１７５及びフランジ１７６若しくは１７７に結合されている。フランジ１７６，１７７によって管導管への接続が普通の形式で行われる。分配片１７８，１７９は図１４においてはホッパ形に示されていて、２つの測定管１０１，１０２から管導管の幅に連続的に移行しているけれども、この構成は強制的なものではない。測定管の管導管側の端部を同一平面において開口させることも普通のことである(US-A 56 02 345参照)。ケーシング１７’には、短管１８’を介して電子装置ケーシング１９’が取り付けられており、この電子装置ケーシング内には普通の操作電子装置、駆動電子装置、評価電子装置及び表示電子装置が収容されている。図１５には、図１３の一部分が示されており、この場合ケーシングは、既に簡単に述べたように、測定管１０の方向で剛性的に測定管１０に固定されている。図１５においては４つのねじ２０が示されているが、これらのねじは既に述べたように、固定片４０を測定管１０に外側から固く締め付けるのに役立つ。端板１７２と測定管１０との剛性的な固定は普通はろう接、硬ろう接あるいは溶接によって達成され、測定管がジルコンあるいはチタンから成り、ケーシング１７が特殊鋼から成っている場合に、大抵適用される(溶接継ぎ目参照)。もちろん、図１５においては見えない図１３の端板１７３についても同じことが当てはまる。端板１７２，１７３を測定管１０に焼きばめすることも可能である。前述の剛性的な固定がチタン又はジルコンの場合に可能であるのは、これら両方の材料のそれぞれの熱的な長さ変化が特殊鋼に比較してわずかであるからである。剛性的な固定の場合に、チタン又はジルコンの測定管と特殊鋼のケーシングとの間の２００℃までの温度差を許容することができる。図１６は図１３の一部分において、ケーシング１７が測定管の方向で可動に測定管１０に固定されている状態を示す。この場合測定管１０も、またケーシング１７も特殊鋼から成っている。チタン又はジルコンと比較して特殊鋼の熱膨張率がほぼ２倍であるために、また、チタン又はジルコンと比較して特殊鋼の機械的強度がほぼ半分に過ぎないために、特殊鋼の測定管を特殊鋼のケーシングに剛性的に固定する場合の許容し得る温度差は前述の値のほぼ１/４、つまりほぼ５０ ℃に減少することになる。しかしこのような流量センサは市販できないであろう。したがって、測定管１０を端板１７２に対してその軸線の方向に可動に固定することが必要である。このために図１６の実施例では２つのＯリング２５，２６が設けられていて、これらのＯリングは端板１７２の孔の内壁の溝内にはめ込まれており、測定管１０はこれらのＯリングを貫通して延びている。もちろん同じことが図１６では見えない図１３の端板１７３についても当てはまる。図１７においては、図１〜１０の実施例において有利に使用されるような、サイズモ質量体１３０を有する電気力学的な励起器１２０の構造が部分的に断面して示されている。励起器１２０は第１及び第２の締め付けジョー１２１，１２２を有しており、これらの締め付けジョーによって励起器１２０が測定管１０に固く締め付けられる。この締め付けはねじボルト１２３，１２４及び所属のナットによって行われる。締め付けジョー１２１の測定管とは逆の側には、中央の永久磁石１２６を有する磁石鉢１２５が固定されている。この磁石鉢内にはコイル１２７が突入しており、このコイルは第１のばね板の一方の側に固定されている。サイズモ質量体１３０は一面では第１のばね板１２８の他方の側に、かつ他面では第２のばね板１２９に固定されている。更に、ばね板１２８，１２９はねじボルト１２３，１２４に固定されており、したがってサイズモ質量体１３０はばね板１２８，１２９の間に締め込まれていて、これらのばね板と一緒に振動可能である。ところで、コイル１２７に交流が供給されると、磁石鉢１２４に対するコイルの運動が測定管１０に伝達され、測定管が振動する。サイズモ質量体１３０、ばね板１２８，１２９及びコイル１２７を有する振動系の共振性質を設定する場合に、具体的なその都度の条件に応じて、共振上方のセットと共振下方のセットとの間で選択をしなければならない。共振下方のセットとは、励起器１２０の機械的な共振周波数が第３次振動モード内のその都度の共振区分の周波数ｆの１/３よりも小さいことである。このような設定は最適な励起器効率を生ぜしめるけれども、しかし励起器は、コリオリ型流量センサ全体の振動状態に不利に作用することがある低い周波数の源である。共振上方のセットとは、励起器１２０の機械的な周波数が第３次振動モード内の振動区分の周波数fの１．５倍よりも大きいことである。この場合励起器の効率は最適ではないが、しかし受け入れることができるものであり、低い周波数の問題は生ぜず、励起器の全体構造は共振下方のセットの場合よりもコンパクトである。図７〜１０，１３，１５及び１６に相応する組み込み型の単管のコリオリ型流量センサにおいては、その都度のセンサ保持体が測定管と同一の利料から成っている場合、並びに測定管と同一の直径及び同一の壁厚を有している場合に、その都度のセンサ保持体の、所属の遮断体から突出している部分の長さは、管区分の長さに無関係に、管区分の長さの３/１０である。もちろん図面に示した管導管、測定管及び導管区分は普通のように円筒形である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アルフレートヴェンガースイス国ネフテンバッハシュールシュトラーセ 170 (72)発明者オレコウダルスイス国ライナッハロークヴェーク 13 【要約の続き】３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分に固定される。

Claims

【特許請求の範囲】 1. 現場で既に永久的に設置されている管導管（１）内あるいは管導管内に挿入されるただ１つの測定管（１０）内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法であって、管区分（１１，１１’，１１”）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４，５；４’，５’）を相互間隔Ｌをおいて外側から管導管若しくは測定管に固定し、管区分の中央に励起装置（１２）を取り付け、この励起装置が、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ＝５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、各遮断体（４，５；４’，５’）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x ，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y，５_y）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z ，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さいようにし、第１及び第２の加速度センサ（１３，１４）を、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管（１）に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分（１１）若しくは測定管（１０）に固定し、第１の加速度センサ（１３）によって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２の加速度センサ（１４）によって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時間差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、質量流量を測定する方法。 2. 現場で既に永久的に設置されている管導管（１）内あるいは管導管内に挿入されるただ１つの測定管（１０）内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法であって、管区分（１１，１１’，１１”）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４，５；４’，５’）を相互間隔Ｌをおいて外側から管導管若しくは測定管に固定し、管区分の中央に励起装置（１２）を取り付け、この励起装置が、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、各遮断体（４，５；４’，５’）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x ，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y，５_y）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z ，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さいようにし、第１の遮断体（４）に流入側の第１のセンサ保持体（１５）を固定して、その縦軸線が管区分（１１）若しくは測定管（１０）の軸線に対して平行になるようにし、第２の遮断体（５）に流出側の第２のセンサ保持体（１６）を固定して、その縦軸線が管区分（１１）若しくは測定管（１０）の軸線に対して平行になるようにし、第１の距離又は速度センサ（１３’）若しくは第２の距離又は速度センサ（１４’）を、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管（１）に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体（１５，１６）に固定し、第１のセンサ（１３’）によって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２のセンサ（１４’）によって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時間差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、質量流量を測定する方法。 3. 第１及び第２の遮断体（４，５；４’，５’）を次のように、すなわち、第１の遮断体（４；４’）が、第１の固定片（４０）と、第１の中間片（４１）と、第２の中間片（４２）と、第１の端部直方体（４３）と、第２の端部直方体（４４）とから成り、第２の遮断体（５，５’）が、第２の固定片（５０）と、第３の中間片（５１）と、第４の中間片（５２）と、第３の端部直方体（５３）と、第４の端部直方体（５４）とから成り、４つの端部直方体（４３，４４，５３，５４）のそれぞれの縦軸線が管区分（１１）の軸線に対して平行に延び、第１及び第２の端部直方体（４３，４４）の縦軸線及び管区分（１１）の軸線が第１の平面に対して垂直な第２の平面内に位置し、第３及び第４の端部直方体（５３，５４）の縦軸線及び管区分（１１）の軸線が第２の平面内に位置し、それぞれの中間片（４１，４２，５１，５２）はそれぞれの端部直方体（４３，４４，５３，５４）よりも著しく小さな横断面を有し、それぞれの固定片（４０，５０）が管導管（１）若しくは測定管（１０）に固定されるように、寸法を定めかつ配置する、請求項１又は２記載の方法。 4. 直線状の測定管（１０）を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 5. 第１の平面内で曲げられている管区分（１１’）を有する測定管（１０’）を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 6. 第２の平面内で曲げられている管区分（１１”）を有する測定管（１０”）を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 7. 励起装置として、サイズモ質量体（１３０）を有する電気力学的な励起器（１２０）を使用する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 8. 管導管（１）内に挿入される第１及び第２の測定管（１０１，１０２；１０１’，１０２’）内を少なくとも一時的に流れる流体の質量流量をコリオリ原理に基づいて測定する方法であって、両方の測定管は互いに平行に延びており、各測定管の軸線は第１の平面内に位置しており、両方の測定管は同一の内径及び外径並びに壁厚を有し、同一の材料から成っており、測定管のそれぞれの管区分（１１１，１１２，１１１’，１１２’）を形成する測定区間を規定するために、同一の質量を有する第１及び第２の締め付け体（４”，５”；４^*，５^*）を所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に取り付け、管区分の中央に少なくとも１つの励起装置（１２’，１２”）を固定し、この励起装置が、第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００ Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの互いに逆向きの振動を両方の管区分に励起するようにし、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定し、第１の距離又は速度センサ（１３１’；１３１”）若しくは第２の距離又は速度センサ（１４１’；１４１”）を、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分の間に固定し、第１のセンサによって生ぜしめられる第１のセンサ信号と、第２のセンサによって生ぜしめられる第２のセンサ信号との間の位相ずれ又は時間差を決定し、この位相ずれ又は時間差から質量流量に比例する信号を生ぜしめる、質量流量を測定する方法。 9. 現場で既に永久的に設置されていて少なくとも一時的に流体が流れる管導管（１）から形成されるコリオリ型の質量流量センサであって、管区分（１１）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４，５）が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から管導管（１）に固定されており、管区分（１１）の中央に励起装置（１２）が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体（４，５）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y，５_y ）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１及び第２の加速度センサ（１３，１４）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分（１１）に固定されている、コリオリ型の質量流量センサ。 10．現場で既に永久的に設置されていて少なくとも一時的に流体が流れる管導管（１）から形成されるコリオリ型の質量流量センサであって、管区分（１１）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４，５）が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から管導管（１）に固定されており、管区分（１１）の中央に励起装置（１２）が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体（４，５）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y，５_y ）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１の遮断体（４）に流入側の第１のセンサ保持体（１５）が固定されていて、その縦軸線は管区分（１１）の軸線に対して平行に延びており、第２の遮断体（５）に流出側の第２のセンサ保持体（１６）が固定されていて、その縦軸線は管区分（１１）の軸線に対して平行に延びており、第１の距離又は速度センサ（１３’）若しくは第２の距離又は速度センサ（１４’）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体に固定されている、コリオリ型の質量流量センサ。 11．ただ１つの測定管（１０）を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサであって、管区分（１１）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４’，５’）が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に固定されており、管区分の中央に励起装置（１２）が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体（４’，５’）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y ，５_y）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１及び第２の加速度センサ（１３，１４）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分に固定されている、コリオリ型の質量流量センサ。 12．ただ１つの測定管（１０）を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサであって、管区分（１１）を形成する測定区間を規定するために、管区分の質量の少なくとも５倍の同一の質量を有する第１及び第２の遮断体（４’，５’）が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に固定されており、管区分の中央に励起装置（１２）が固定されており、この励起装置は、管区分の軸線を含む第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(d_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、各遮断体（４’，５’）は、第１の平面内に位置する第１の軸線（４_x，５_x）と、この第１の軸線に対して垂直で管区分の軸線と同一である第２の軸線（４_y ，５_y）と、これら第１及び第２の軸線に対して垂直な第３の軸線（４_z，５_z）とを有していて、各遮断体の第１の軸線（４_x，５_x）を中心とする面慣性モーメントは第３の軸線（４_z，５_z）を中心とする面慣性モーメントよりも少なくとも１桁小さく、第１の遮断体（４’）に流入側の第１のセンサ保持体（１５）が固定されていて、その縦軸線は測定管（１０）の軸線に対して平行に延びており、第２の遮断体（５’）に流出側の第２のセンサ保持体（１６）が固定されていて、その縦軸線は測定管（１０）の軸線に対して平行に延びており、第１の距離又は速度センサ（１３’）若しくは第２の距離又は速度センサ（１４’）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる第１若しくは第２のセンサ保持体の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において第１若しくは第２のセンサ保持体に固定されている、コリオリ型の質量流量センサ。 13．遮断体（４’，５’）が次のように、すなわち、第１の遮断体（４’）が、第１の固定片（４０）と、第１の中間片（４１）と、第２の中間片（４２）と、第１の端部直方体（４３）と、第２の端部直方体（４４）とから成り、第２の遮断体（５’）が、第２の固定片（５０）と、第３の中間片（５１）と、第４の中間片（５２）と、第３の端部直方体（５３）と、第４の端部直方体（５４）とから成り、４つの端部直方体（４３，４４，５３，５４）のそれぞれの縦軸線が管区分（１１）の軸線に対して平行に延び、第１及び第２の端部直方体（４３，４４）の縦軸線及び管区分（１１）の軸線が第１の平面に対して垂直な第２の平面内に位置し、第３及び第４の端部直方体（５３，５４）の縦軸線及び管区分の軸線が第２の平面内に位置し、それぞれの中間片（４１，４２，５１，５２）はそれぞれの端部直方体（４３，４４，５３，５４）よりも著しく小さな横断面を有し、それそれの固定片（４０，５０）が管導管（１）若しくは測定管（１０）に固定されているように、寸法を定められかつ配置されている、請求項９から１２までのいずれか１項記載のコリオリ型の質量流量センサ。 14．測定管が直線状である、請求項９から１３までのいずれか１項記載のコリオリ型の質量流量センサ。 15．測定管が遮断体（４，４’；５，５’）の間で、第１の平面内で曲げられている、請求項９から１３までのいずれか１項記載のコリオリ型の質量流量センサ。 16．測定管が遮断体（４，４’ ；５，５’）の間で、第２の平面内で曲げられている、請求項９から１３までのいずれか１項記載のコリオリ型の質量流量センサ。 17．励起装置がサイズモ質量体（１３０）を有している電気力学的な励起器（１２０）である、請求項９から１６までのいずれか１項記載のコリオリ型の質量流量センサ。 18．第１及び第２の測定管（１０１，１０２；１０１’，１０２’）を有していて、少なくとも一時的に流体が流れる管導管内に挿入されるコリオリ型の質量流量センサであって、両方の測定管は互いに平行に延びており、各測定管の軸線は第１の平面内に位置しており、両方の測定管は同一の内径及び外径並びに壁厚を有していて、同一の材料から成っており、各測定管の管区分（１１１，１１２；１１１’，１１２’）を形成する測定区間を規定するために、同一の質量を有する第１及び第２の締め付け体（４”，５ ”；４^*，５^*）が所定の相互間隔Ｌをおいて外側から測定管に取り付けられており、管区分の中央に少なくとも１つの励起装置（１２’；１２”）が固定されており、この励起装置は、第１の平面内で、管区分が流体で満たされている場合にほぼ５００Hzと１０００Hzとの間にある周波数ｆの第３次モードの逆向きの振動を管区分に励起し、前記相互間隔Ｌは次式：Ｌ=５.５・２^1/2・(２πｆ)^-1/2・｛Ｅ(ｒ_a ⁴-ｒ_i ⁴)/(ｄ_M+ｄ_F)｝^-1/4 （式中：r_aは管区分の外径を表し、r_iは管区分の内径を表し、Eは管区分の材料の弾性係数を表し、d_Mは管区分の材料の密度と管区分の壁の横断面との積を表し、d_Fは流体の平均密度と管区分の内法横断面との積を表す）によって決定されており、第１の距離又は速度センサ（１３１’；１３１”）若しくは第２の距離又は速度センサ（１４１’；１４１”）が、第３次モードの振動が励起された場合に、管導管に由来するかく乱によって生じる管区分の曲げが第１若しくは第２のゼロ箇所になる箇所において管区分の間に固定されている、コリオリ型の質量流量センサ。