JP2002039830A - コリオリ流量計 - Google Patents
コリオリ流量計Info
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- JP2002039830A JP2002039830A JP2001151614A JP2001151614A JP2002039830A JP 2002039830 A JP2002039830 A JP 2002039830A JP 2001151614 A JP2001151614 A JP 2001151614A JP 2001151614 A JP2001151614 A JP 2001151614A JP 2002039830 A JP2002039830 A JP 2002039830A
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- coriolis flowmeter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 湾曲型の計測チューブを用いた高感度のコリ
オリ流量計を提供すること。 【解決手段】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チューブの両
端部を固定する支持体からなり、そして計測チューブの
両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す流路が設
けられているコリオリ流量計であって、該計測チューブ
と同形に湾曲している二つの補助振動体が、計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されてお
り、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには
計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよ
うに振動させる振動発生装置が備えられていることを特
徴とするコリオリ流量計。
オリ流量計を提供すること。 【解決手段】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チューブの両
端部を固定する支持体からなり、そして計測チューブの
両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す流路が設
けられているコリオリ流量計であって、該計測チューブ
と同形に湾曲している二つの補助振動体が、計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されてお
り、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには
計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよ
うに振動させる振動発生装置が備えられていることを特
徴とするコリオリ流量計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高感度で耐震性が
良好なコリオリ流量計に関するものである。
良好なコリオリ流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流体の流れている管に振動を与えると、
流体にはその質量流量に比例したコリオリ力が作用す
る。コリオリ流量計は、流量の測定をする流体が流れる
管（一般に、計測チューブと呼ばれる）を振動させ、流
体に作用するコリオリ力を検出することにより質量流量
を測定する直接質量流量計である。コリオリ力は通常、
計測チューブの弾性変形や歪みを測定することにより検
出する。
流体にはその質量流量に比例したコリオリ力が作用す
る。コリオリ流量計は、流量の測定をする流体が流れる
管（一般に、計測チューブと呼ばれる）を振動させ、流
体に作用するコリオリ力を検出することにより質量流量
を測定する直接質量流量計である。コリオリ力は通常、
計測チューブの弾性変形や歪みを測定することにより検
出する。
【０００３】コリオリ力は、計測チューブを振動させる
力に対して微小であるため、高感度でコリオリ力を検出
する計測手段が必要とされる。従って典型的なコリオリ
流量計には、コリオリ力に対して変形量の大きいＵ字型
の計測チューブが用いられている。Ｕ字型の計測チュー
ブに代表される湾曲した管からなる計測チューブは、湾
曲型の計測チューブと呼ばれている。湾曲型の計測チュ
ーブは、内部を流れる流体に圧力損失が生じ易いという
問題点があるが、その感度の高さから流量の測定に広く
用いられている。
力に対して微小であるため、高感度でコリオリ力を検出
する計測手段が必要とされる。従って典型的なコリオリ
流量計には、コリオリ力に対して変形量の大きいＵ字型
の計測チューブが用いられている。Ｕ字型の計測チュー
ブに代表される湾曲した管からなる計測チューブは、湾
曲型の計測チューブと呼ばれている。湾曲型の計測チュ
ーブは、内部を流れる流体に圧力損失が生じ易いという
問題点があるが、その感度の高さから流量の測定に広く
用いられている。
【０００４】米国特許第４１９２１８４号及び同４３１
１０５４号の各明細書には、二つのＵ字型のチューブを
直列に接続した計測チューブ、流体にコリオリ力を生じ
させるための振動発生装置、そしてコリオリ力を検出す
るセンサが備えられたコリオリ流量計について記載され
ている。また特開平５９−９２３１４号公報には、図６
に示したような二つのＵ字型の計測チューブを並列に接
続したコリオリ流量計について記載されている。図６に
示したコリオリ流量計においては、並列に接続されたＵ
字型の計測チューブの両方に測定流体が流れる。
１０５４号の各明細書には、二つのＵ字型のチューブを
直列に接続した計測チューブ、流体にコリオリ力を生じ
させるための振動発生装置、そしてコリオリ力を検出す
るセンサが備えられたコリオリ流量計について記載され
ている。また特開平５９−９２３１４号公報には、図６
に示したような二つのＵ字型の計測チューブを並列に接
続したコリオリ流量計について記載されている。図６に
示したコリオリ流量計においては、並列に接続されたＵ
字型の計測チューブの両方に測定流体が流れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】二つのＵ字型の計測チ
ューブを用いたコリオリ流量計は、流量計の使用環境に
おける外部振動の影響を受け難く、そしてコリオリ力を
生じさせる計測チューブの振動が流量計の外部に漏れ難
いために測定感度が高い利点がある。コリオリ流量計
は、測定対象の流体に作用する微小なコリオリ力から質
量流量を測定するので、測定感度をさらに高くすること
が望まれている。本発明の目的は、高感度のコリオリ流
量計を提供することである。
ューブを用いたコリオリ流量計は、流量計の使用環境に
おける外部振動の影響を受け難く、そしてコリオリ力を
生じさせる計測チューブの振動が流量計の外部に漏れ難
いために測定感度が高い利点がある。コリオリ流量計
は、測定対象の流体に作用する微小なコリオリ力から質
量流量を測定するので、測定感度をさらに高くすること
が望まれている。本発明の目的は、高感度のコリオリ流
量計を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、コリオリ流
量計の湾曲型の計測チューブの両側に、計測チューブと
同形に湾曲している二つの補助振動体をそれぞれ配置す
ることにより、コリオリ流量計の感度を高められること
を見出した。本発明は、センサを備えた流量測定対象の
流体が流れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チュ
ーブの両端部を固定する支持体からなり、そして計測チ
ューブの両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す
流路が設けられているコリオリ流量計であって、該計測
チューブと同形に湾曲している二つの補助振動体が、計
測チューブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置さ
れており、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞ
れには計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆と
なるように振動させる振動発生装置が備えられているコ
リオリ流量計にある。本発明のコリオリ流量計の好まし
い態様は、以下の通りである。
量計の湾曲型の計測チューブの両側に、計測チューブと
同形に湾曲している二つの補助振動体をそれぞれ配置す
ることにより、コリオリ流量計の感度を高められること
を見出した。本発明は、センサを備えた流量測定対象の
流体が流れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チュ
ーブの両端部を固定する支持体からなり、そして計測チ
ューブの両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す
流路が設けられているコリオリ流量計であって、該計測
チューブと同形に湾曲している二つの補助振動体が、計
測チューブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置さ
れており、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞ
れには計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆と
なるように振動させる振動発生装置が備えられているコ
リオリ流量計にある。本発明のコリオリ流量計の好まし
い態様は、以下の通りである。
【０００７】（１）二つの補助振動体の形状および質量
が、互いに等しい。 （２）計測チューブから、それぞれの補助振動体までの
距離が互いに等しい。 （３）二つの補助振動体が、計測チューブと同一のチュ
ーブである。より好ましくは補助振動体として用いるそ
れぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体と同一
の流体が密封されている。 （４）計測チューブ及び補助振動体の形状が、Ｕ字形で
ある。 （５）支持体の厚さが、計測チューブの直径の２倍以上
である。
が、互いに等しい。 （２）計測チューブから、それぞれの補助振動体までの
距離が互いに等しい。 （３）二つの補助振動体が、計測チューブと同一のチュ
ーブである。より好ましくは補助振動体として用いるそ
れぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体と同一
の流体が密封されている。 （４）計測チューブ及び補助振動体の形状が、Ｕ字形で
ある。 （５）支持体の厚さが、計測チューブの直径の２倍以上
である。
【０００８】本発明はまた、センサを備えた流量測定対
象の流体が流れる湾曲型の計測チューブ、該計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置された該計
測チューブと同形に湾曲しているチューブからなる二つ
の補助振動体、そして前記の三つのチューブのそれぞれ
の両端部を固定する支持体からなり、そして三つのチュ
ーブ内の流体の流れる方向が全て同一方向となるように
三つのチューブを直列に接続する流路、直列に接続され
たチューブの一方の端部に支持体を通じて流体を供給す
る流路、および直列に接続されたチューブの他方の端部
から支持体を通じて流体を排出する流路が設けられ、そ
して計測チューブと各補助振動体のそれぞれには計測チ
ューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるように振
動させる振動発生装置が備えられているコリオリ流量計
にもある。このような本発明のコリオリ流量計の好まし
い態様は、以下の通りである。
象の流体が流れる湾曲型の計測チューブ、該計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置された該計
測チューブと同形に湾曲しているチューブからなる二つ
の補助振動体、そして前記の三つのチューブのそれぞれ
の両端部を固定する支持体からなり、そして三つのチュ
ーブ内の流体の流れる方向が全て同一方向となるように
三つのチューブを直列に接続する流路、直列に接続され
たチューブの一方の端部に支持体を通じて流体を供給す
る流路、および直列に接続されたチューブの他方の端部
から支持体を通じて流体を排出する流路が設けられ、そ
して計測チューブと各補助振動体のそれぞれには計測チ
ューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるように振
動させる振動発生装置が備えられているコリオリ流量計
にもある。このような本発明のコリオリ流量計の好まし
い態様は、以下の通りである。
【０００９】（１）二つの補助振動体の形状および質量
が、互いに等しい。 （２）計測チューブから、それぞれの補助振動体までの
距離が互いに等しい。 （３）二つの補助振動体が、計測チューブと同一のチュ
ーブである。 （４）計測チューブ及び補助振動体の形状が、Ｕ字形で
ある。 （５）支持体の厚さが、計測チューブの直径の２倍以上
である。
が、互いに等しい。 （２）計測チューブから、それぞれの補助振動体までの
距離が互いに等しい。 （３）二つの補助振動体が、計測チューブと同一のチュ
ーブである。 （４）計測チューブ及び補助振動体の形状が、Ｕ字形で
ある。 （５）支持体の厚さが、計測チューブの直径の２倍以上
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の詳細について、添付の図
面を用いて説明する。図１は、本発明のコリオリ流量計
の一例の構成を示す斜視図である。本発明のコリオリ流
量計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型の計測チュ
ーブ１、そしてその両端部を固定する支持体７などから
なる。計測チューブ１には、コリオリ力により生じたチ
ューブの変形などを検出するセンサ４ａ及び４ｂが備え
られている。計測チューブは、その両端のそれぞれに設
けられた流路の流入口５及び流出口６を介して、流量を
測定する系（プラントなど）と接続される。流入口５及
び流出口６のそれぞれには、フランジを設けることが好
ましい。そして湾曲型の計測チューブ１と同形に湾曲し
ている二つの補助振動体２ａ及び２ｂが、計測チューブ
１の両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されいる。
そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには、計
測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよう
に振動させる振動発生装置３ａ及び３ｂが備えられてい
る。補助振動体は、その内部に流体を流さないので筒状
でなくてもよい。そして補助振動体の断面形状にも特に
制限はなく、多角形や楕円形など任意の形状で構わな
い。
面を用いて説明する。図１は、本発明のコリオリ流量計
の一例の構成を示す斜視図である。本発明のコリオリ流
量計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型の計測チュ
ーブ１、そしてその両端部を固定する支持体７などから
なる。計測チューブ１には、コリオリ力により生じたチ
ューブの変形などを検出するセンサ４ａ及び４ｂが備え
られている。計測チューブは、その両端のそれぞれに設
けられた流路の流入口５及び流出口６を介して、流量を
測定する系（プラントなど）と接続される。流入口５及
び流出口６のそれぞれには、フランジを設けることが好
ましい。そして湾曲型の計測チューブ１と同形に湾曲し
ている二つの補助振動体２ａ及び２ｂが、計測チューブ
１の両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されいる。
そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには、計
測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよう
に振動させる振動発生装置３ａ及び３ｂが備えられてい
る。補助振動体は、その内部に流体を流さないので筒状
でなくてもよい。そして補助振動体の断面形状にも特に
制限はなく、多角形や楕円形など任意の形状で構わな
い。
【００１１】図１に示したコリオリ流量計は、測定対象
の流体が流れる湾曲型の計測チューブと各補助振動体と
を、振動位相が逆となるように振動発生装置３ａ及び３
ｂにより振動させ、流体に作用するコリオリ力による計
測チューブの弾性変形やひずみなどをセンサ４ａ及び４
ｂにより検出することにより流体の質量流量を測定す
る。計測チューブと二つの補助振動体の安定した振動を
得るために、二つの補助振動体の形状および質量が、互
いに等しいことが好ましい。そして、計測チューブか
ら、それぞれの補助振動体までの距離が互いに等しいこ
とがより好ましい。そして二つの補助振動体として、計
測チューブと同一のチューブを用いることがさらに好ま
しい。二つの補助振動体としてチューブを用いる場合
は、それぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体
と同一の流体を密封することがさらに好ましい。さらに
計測チューブと補助振動体の振動を安定させるために、
補助振動体２ａ及び２ｂとして用いるチューブの肉厚を
変えたり、補助振動体２ａ及び２ｂのそれぞれに付加重
量（錘など）を設けることも好ましい。
の流体が流れる湾曲型の計測チューブと各補助振動体と
を、振動位相が逆となるように振動発生装置３ａ及び３
ｂにより振動させ、流体に作用するコリオリ力による計
測チューブの弾性変形やひずみなどをセンサ４ａ及び４
ｂにより検出することにより流体の質量流量を測定す
る。計測チューブと二つの補助振動体の安定した振動を
得るために、二つの補助振動体の形状および質量が、互
いに等しいことが好ましい。そして、計測チューブか
ら、それぞれの補助振動体までの距離が互いに等しいこ
とがより好ましい。そして二つの補助振動体として、計
測チューブと同一のチューブを用いることがさらに好ま
しい。二つの補助振動体としてチューブを用いる場合
は、それぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体
と同一の流体を密封することがさらに好ましい。さらに
計測チューブと補助振動体の振動を安定させるために、
補助振動体２ａ及び２ｂとして用いるチューブの肉厚を
変えたり、補助振動体２ａ及び２ｂのそれぞれに付加重
量（錘など）を設けることも好ましい。
【００１２】湾曲型の計測チューブ１としては、図１に
示したようにＵ字型の計測チューブを用いることが好ま
しい。計測チューブ１は、Ｕ字型の計測チューブに限定
されず、トライアングル型などの公知の湾曲型の計測チ
ューブを用いることができる。計測チューブと二つの補
助振動体の振動が、流量計の外部に漏れないように、支
持体７の厚さは、計測チューブ１の直径の２倍以上であ
ることが好ましい。支持体の厚さとは、計測チューブが
固定されている面に垂直な方向に沿った支持体の長さを
意味する。
示したようにＵ字型の計測チューブを用いることが好ま
しい。計測チューブ１は、Ｕ字型の計測チューブに限定
されず、トライアングル型などの公知の湾曲型の計測チ
ューブを用いることができる。計測チューブと二つの補
助振動体の振動が、流量計の外部に漏れないように、支
持体７の厚さは、計測チューブ１の直径の２倍以上であ
ることが好ましい。支持体の厚さとは、計測チューブが
固定されている面に垂直な方向に沿った支持体の長さを
意味する。
【００１３】計測チューブと補助振動体を振動させるた
めの振動発生装置３ａ及び３ｂは、マグネットとコイル
から構成されている。振動発生装置３ａは、計測チュー
ブ１と補助振動体２ａを振動させる。振動発生装置３ａ
は、コイル１２ａとマグネット１３ａ及び１３ｂからな
る。振動発生装置３ｂは、計測チューブ１と補助振動体
２ｂを振動させる。振動発生装置３ｂの構成は、振動発
生装置３ａと同様である。また振動発生装置として、圧
電素子や静電力を用いた振動発生装置を用いることもで
きる。振動発生装置３ａにより計測チューブ１と補助振
動体２ａを互いに遠ざける時に、振動発生装置３ｂによ
り計測チューブ１と補助振動体２ｂを互いに引きつける
ようにして、計測チューブと二つの補助振動体とを振動
位相が逆となるように振動させる。
めの振動発生装置３ａ及び３ｂは、マグネットとコイル
から構成されている。振動発生装置３ａは、計測チュー
ブ１と補助振動体２ａを振動させる。振動発生装置３ａ
は、コイル１２ａとマグネット１３ａ及び１３ｂからな
る。振動発生装置３ｂは、計測チューブ１と補助振動体
２ｂを振動させる。振動発生装置３ｂの構成は、振動発
生装置３ａと同様である。また振動発生装置として、圧
電素子や静電力を用いた振動発生装置を用いることもで
きる。振動発生装置３ａにより計測チューブ１と補助振
動体２ａを互いに遠ざける時に、振動発生装置３ｂによ
り計測チューブ１と補助振動体２ｂを互いに引きつける
ようにして、計測チューブと二つの補助振動体とを振動
位相が逆となるように振動させる。
【００１４】図１に示したコリオリ流量計の原理を、図
２、図３、及び図４を用いて説明する。本発明のコリオ
リ流量計において、補助振動体は、三脚音叉型振動子の
振動子の振動モードが得られるよう計測チューブの両側
に対称に配置されている。図２に、三脚音叉型振動子の
斜視図を示す。三脚音叉型振動子は、非常に安定した振
動が得られることが知られており、レゾネーター等に広
く用いられている。図３（ａ）は、三脚音叉型振動子の
一次の曲げ振動モードを示し、図３（ｂ）は三脚音叉型
振動子の１次のねじり振動モードを示す。本発明のコリ
オリ流量計においては、図３（ａ）の一次の曲げ振動モ
ードを、駆動モード（計測チューブと補償振動体の振動
モード）とし、そして図３（ｂ）に示した１次のねじり
振動モードをコリオリ力の検出モードとしている。
２、図３、及び図４を用いて説明する。本発明のコリオ
リ流量計において、補助振動体は、三脚音叉型振動子の
振動子の振動モードが得られるよう計測チューブの両側
に対称に配置されている。図２に、三脚音叉型振動子の
斜視図を示す。三脚音叉型振動子は、非常に安定した振
動が得られることが知られており、レゾネーター等に広
く用いられている。図３（ａ）は、三脚音叉型振動子の
一次の曲げ振動モードを示し、図３（ｂ）は三脚音叉型
振動子の１次のねじり振動モードを示す。本発明のコリ
オリ流量計においては、図３（ａ）の一次の曲げ振動モ
ードを、駆動モード（計測チューブと補償振動体の振動
モード）とし、そして図３（ｂ）に示した１次のねじり
振動モードをコリオリ力の検出モードとしている。
【００１５】図３（ａ）は、三脚音叉型振動子９の１次
の曲げ振動モードを示している。センターアーム１０、
サイドアーム１１ａ及び１１ｂが同じ形状であるなら
ば、サイドアーム１１ａ及び１１ｂの曲げ振動変位に対
するセンターアーム１０の曲げ振動変位は、振動の位相
は逆であるが２倍となる。図３（ａ）において、各アー
ムの変位を点線で示し、曲げ変位の最も大きい各アーム
の先端の変位を一点鎖線で示す。この三脚音叉型振動子
の１次の曲げ振動モードを、本発明のコリオリ流量計の
駆動振動モードとして用いている。
の曲げ振動モードを示している。センターアーム１０、
サイドアーム１１ａ及び１１ｂが同じ形状であるなら
ば、サイドアーム１１ａ及び１１ｂの曲げ振動変位に対
するセンターアーム１０の曲げ振動変位は、振動の位相
は逆であるが２倍となる。図３（ａ）において、各アー
ムの変位を点線で示し、曲げ変位の最も大きい各アーム
の先端の変位を一点鎖線で示す。この三脚音叉型振動子
の１次の曲げ振動モードを、本発明のコリオリ流量計の
駆動振動モードとして用いている。
【００１６】図３（ｂ）は、三脚音叉型振動子９の１次
のねじり振動モードを示している。センターアーム１
０、サイドアーム１１ａ及び１１ｂが同じ形状であるな
らば、サイドアーム１１ａ及び１１ｂのねじり変位に対
するセンターアーム１０のねじり変位は、振動の位相は
逆であるが２倍となる。図３（ｂ）において、各アーム
の変位を点線で示し、ねじり変位の最も大きい各アーム
の先端の変位を一点鎖線で示す。この三脚音叉の１次の
ねじり振動モードを、本発明コリオリ流量計の検出モー
ドとして用いている。図３（ａ）及び図３（ｂ）の振動
モードは、センターアーム１０に対してサイドアーム１
１ａ及び１１ｂが平行にかつ対称に配置されているとき
の振動モードである。
のねじり振動モードを示している。センターアーム１
０、サイドアーム１１ａ及び１１ｂが同じ形状であるな
らば、サイドアーム１１ａ及び１１ｂのねじり変位に対
するセンターアーム１０のねじり変位は、振動の位相は
逆であるが２倍となる。図３（ｂ）において、各アーム
の変位を点線で示し、ねじり変位の最も大きい各アーム
の先端の変位を一点鎖線で示す。この三脚音叉の１次の
ねじり振動モードを、本発明コリオリ流量計の検出モー
ドとして用いている。図３（ａ）及び図３（ｂ）の振動
モードは、センターアーム１０に対してサイドアーム１
１ａ及び１１ｂが平行にかつ対称に配置されているとき
の振動モードである。
【００１７】図４（ａ）に、図１に示した本発明のコリ
オリ流量計の、図３（ａ）で示した三脚音叉型振動子の
１次の曲げ振動モードに対応する駆動モードを示す。図
４（ｂ）に、同じコリオリ流量計の、図３（ｂ）で示し
た三脚音叉型振動子の１次のねじり振動モードに対応す
る検出モードを示す。
オリ流量計の、図３（ａ）で示した三脚音叉型振動子の
１次の曲げ振動モードに対応する駆動モードを示す。図
４（ｂ）に、同じコリオリ流量計の、図３（ｂ）で示し
た三脚音叉型振動子の１次のねじり振動モードに対応す
る検出モードを示す。
【００１８】図４（ａ）に示した駆動モードは、図１に
示した振動発生装置３ａにより計測チューブ１と補助振
動体２ａを互いに遠ざける時に、振動発生装置３ｂによ
り計測チューブ１と補助振動体２ｂを互いに引きつける
ようにして、計測チューブと各補助振動体を振動させる
ことで得られる。図４（ａ）に記入した点線は、計測チ
ューブ及び各補償振動体の変位した状態を示し、一点鎖
線は、計測チューブ及び各補償振動体において曲げ変位
の最も大きい先端部分の変位を示している。
示した振動発生装置３ａにより計測チューブ１と補助振
動体２ａを互いに遠ざける時に、振動発生装置３ｂによ
り計測チューブ１と補助振動体２ｂを互いに引きつける
ようにして、計測チューブと各補助振動体を振動させる
ことで得られる。図４（ａ）に記入した点線は、計測チ
ューブ及び各補償振動体の変位した状態を示し、一点鎖
線は、計測チューブ及び各補償振動体において曲げ変位
の最も大きい先端部分の変位を示している。
【００１９】図４（ｂ）に示した検出モードは、図４
（ａ）の駆動モードにおいて計測チューブ１に測定対象
の流体が流れたときのコリオリ力により生じる。図４
（ｂ）に記入した点線は、計測チューブ及び各補償振動
体の変位した状態を示し、一点鎖線は、計測チューブ及
び各補償振動体においてねじり変位の最も大きい先端部
分の変位を示している。このねじり振動をセンサ４ａ及
び４ｂで検出して質量流量を測定する。そして図４
（ｂ）に点線で記載したように、計測チューブは各補償
振動体と比べて２倍の変位を示し、そしてこの計測チュ
ーブの変位をセンサにより検出することで、流量計を高
感度にすることができる。
（ａ）の駆動モードにおいて計測チューブ１に測定対象
の流体が流れたときのコリオリ力により生じる。図４
（ｂ）に記入した点線は、計測チューブ及び各補償振動
体の変位した状態を示し、一点鎖線は、計測チューブ及
び各補償振動体においてねじり変位の最も大きい先端部
分の変位を示している。このねじり振動をセンサ４ａ及
び４ｂで検出して質量流量を測定する。そして図４
（ｂ）に点線で記載したように、計測チューブは各補償
振動体と比べて２倍の変位を示し、そしてこの計測チュ
ーブの変位をセンサにより検出することで、流量計を高
感度にすることができる。
【００２０】図１に示した本発明のコリオリ流量計は、
三脚音叉型振動子９の曲げ振動モードとねじり振動モー
ドを利用しているので、振動のロスが小さく、そして流
量計の使用環境における外部振動にほとんど影響されな
いために高感度である。
三脚音叉型振動子９の曲げ振動モードとねじり振動モー
ドを利用しているので、振動のロスが小さく、そして流
量計の使用環境における外部振動にほとんど影響されな
いために高感度である。
【００２１】次に、本発明のコリオリ流量計の別な一例
について説明する。図５に本発明のコリオリ流量計の別
な一例を示す斜視図を示す。図５に示したコリオリ流量
計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型の計測チュー
ブ１、計測チューブ１の両側に間隔を介してそれぞれ平
行に配置された、計測チューブと同形に湾曲しているチ
ューブからなる二つの補助振動体２ａ及び２ｂ、そして
前記の三つのチューブのそれぞれの両端部を固定する支
持体７などからなる。計測チューブ１には、コリオリ力
により生じた計測チューブの変形などを検出するセンサ
４ａ及び４ｂが備えられる。そして三つのチューブ内の
流体の流れる方向が全て同一方向となるように三つのチ
ューブを直列に接続する流路８ｂ及び８ｃ、直列に接続
されたチューブの一方の端部に支持体を通じて流体を供
給する流路８ａ、および直列に接続されたチューブの他
方の端部から支持体を通じて流体を排出する流路８ｄが
設けられている。そして計測チューブと各補助振動体の
それぞれには、計測チューブと各補助振動体とを振動位
相が逆となるように振動させる振動発生装置３ａ及び３
ｂが備えられている。
について説明する。図５に本発明のコリオリ流量計の別
な一例を示す斜視図を示す。図５に示したコリオリ流量
計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型の計測チュー
ブ１、計測チューブ１の両側に間隔を介してそれぞれ平
行に配置された、計測チューブと同形に湾曲しているチ
ューブからなる二つの補助振動体２ａ及び２ｂ、そして
前記の三つのチューブのそれぞれの両端部を固定する支
持体７などからなる。計測チューブ１には、コリオリ力
により生じた計測チューブの変形などを検出するセンサ
４ａ及び４ｂが備えられる。そして三つのチューブ内の
流体の流れる方向が全て同一方向となるように三つのチ
ューブを直列に接続する流路８ｂ及び８ｃ、直列に接続
されたチューブの一方の端部に支持体を通じて流体を供
給する流路８ａ、および直列に接続されたチューブの他
方の端部から支持体を通じて流体を排出する流路８ｄが
設けられている。そして計測チューブと各補助振動体の
それぞれには、計測チューブと各補助振動体とを振動位
相が逆となるように振動させる振動発生装置３ａ及び３
ｂが備えられている。
【００２２】図５に示したコリオリ流量計は、測定対象
の流体が流れる計測チューブと湾曲したチューブからな
る各補助振動体とを、振動位相が逆となるように振動発
生装置３ａ及び３ｂにより振動させ、流体に作用するコ
リオリ力による計測チューブ１の弾性変形やひずみなど
をセンサ４ａ及び４ｂにより検出することにより流体の
質量流量を測定する。計測チューブと二つの補助振動体
の安定した振動を得るために、二つの補助振動体の形状
および質量が、互いに等しいことが好ましい。そして、
計測チューブから、それぞれの補助振動体までの距離が
互いに等しいことがより好ましい。そして二つの補助振
動体として、計測チューブと同一のチューブを用いるこ
とがさらに好ましい。さらに計測チューブと補助振動体
の振動を安定させるために、補助振動体２ａ及び２ｂと
して用いるチューブの肉厚を変えたり、補助振動体２ａ
及び２ｂに付加重量（錘など）を設けることも好まし
い。
の流体が流れる計測チューブと湾曲したチューブからな
る各補助振動体とを、振動位相が逆となるように振動発
生装置３ａ及び３ｂにより振動させ、流体に作用するコ
リオリ力による計測チューブ１の弾性変形やひずみなど
をセンサ４ａ及び４ｂにより検出することにより流体の
質量流量を測定する。計測チューブと二つの補助振動体
の安定した振動を得るために、二つの補助振動体の形状
および質量が、互いに等しいことが好ましい。そして、
計測チューブから、それぞれの補助振動体までの距離が
互いに等しいことがより好ましい。そして二つの補助振
動体として、計測チューブと同一のチューブを用いるこ
とがさらに好ましい。さらに計測チューブと補助振動体
の振動を安定させるために、補助振動体２ａ及び２ｂと
して用いるチューブの肉厚を変えたり、補助振動体２ａ
及び２ｂに付加重量（錘など）を設けることも好まし
い。
【００２３】計測チューブ１と二つの補助振動体２ａ及
び２ｂを直列に接続する流路８ｂ及び８ｃ、そして直列
に接続された三つのチューブの一方の端部に流体を供給
する流路８ａ、そして直列に接続された三つのチューブ
の他方の端部から流体を排出する流路８ｄは、支持体の
内部にのみ設ける必要はない。即ち、支持体の下方にさ
らに配管を設けて支持体下方の外部で三つのチューブを
直列に接続したり、支持体の下方から流体を供給そして
排出する構造とすることもできる。
び２ｂを直列に接続する流路８ｂ及び８ｃ、そして直列
に接続された三つのチューブの一方の端部に流体を供給
する流路８ａ、そして直列に接続された三つのチューブ
の他方の端部から流体を排出する流路８ｄは、支持体の
内部にのみ設ける必要はない。即ち、支持体の下方にさ
らに配管を設けて支持体下方の外部で三つのチューブを
直列に接続したり、支持体の下方から流体を供給そして
排出する構造とすることもできる。
【００２４】図５に示したコリオリ流量計を、図４
（ａ）に示す振動モードで駆動し、支持体に設けられた
流入口５から流出口６に向けて、図５に記入した矢印の
方向に測定対象の流体を流す。そして図４（ｂ）に示し
た検出モードにおいて、計測チューブは各補償振動体と
比べて２倍の変位を示し、そしてこの計測チューブの変
位をセンサにより検出することで、流量計を高感度にす
ることができる。そして図５に示したコリオリ流量計に
おいては、コリオリ力が、計測チューブ１と補助振動体
２ａ及び２ｂの全てに作用する。そして計測チューブ１
のねじり変位は、図１に示したコリオリ流量計より大き
くなり、流量計をさらに高感度にすることができる。図
５に示したコリオリ流量計は、三脚音叉型振動子の曲げ
振動モードとねじり振動モードを利用しているので、振
動のロスが小さく、かつ流量計の使用環境における外部
振動にほとんど影響されないために高感度である。また
３本のチューブ全てにコリオリ力が作用するのでより高
感度のコリオリ流量計を提供できる。
（ａ）に示す振動モードで駆動し、支持体に設けられた
流入口５から流出口６に向けて、図５に記入した矢印の
方向に測定対象の流体を流す。そして図４（ｂ）に示し
た検出モードにおいて、計測チューブは各補償振動体と
比べて２倍の変位を示し、そしてこの計測チューブの変
位をセンサにより検出することで、流量計を高感度にす
ることができる。そして図５に示したコリオリ流量計に
おいては、コリオリ力が、計測チューブ１と補助振動体
２ａ及び２ｂの全てに作用する。そして計測チューブ１
のねじり変位は、図１に示したコリオリ流量計より大き
くなり、流量計をさらに高感度にすることができる。図
５に示したコリオリ流量計は、三脚音叉型振動子の曲げ
振動モードとねじり振動モードを利用しているので、振
動のロスが小さく、かつ流量計の使用環境における外部
振動にほとんど影響されないために高感度である。また
３本のチューブ全てにコリオリ力が作用するのでより高
感度のコリオリ流量計を提供できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明者は、コリオリ流量計の湾曲型の
計測チューブの両側に、計測チューブと同形に湾曲して
いる二つの補助振動体をそれぞれ配置し、そして計測チ
ューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるように振
動させてコリオリ力を検出することにより、コリオリ流
量計の感度を高めることに成功した。
計測チューブの両側に、計測チューブと同形に湾曲して
いる二つの補助振動体をそれぞれ配置し、そして計測チ
ューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるように振
動させてコリオリ力を検出することにより、コリオリ流
量計の感度を高めることに成功した。
【図１】本発明のコリオリ流量計の一例の構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明のコリオリ流量計の原理を説明するため
の三脚音叉型振動子の斜視図である。
の三脚音叉型振動子の斜視図である。
【図３】（ａ）は、三脚音叉型振動子の１次の曲げ振動
モードを示す図であり、（ｂ）は、三脚音叉型振動子の
１次のねじり振動モードを示す図である。
モードを示す図であり、（ｂ）は、三脚音叉型振動子の
１次のねじり振動モードを示す図である。
【図４】（ａ）は、図１に示したコリオリ流量計の駆動
振動モードを示す図であり、（ｂ）は、同じコリオリ流
量計の検出振動モードを示す図である。
振動モードを示す図であり、（ｂ）は、同じコリオリ流
量計の検出振動モードを示す図である。
【図５】本発明のコリオリ流量計の別な一例の構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】従来のコリオリ流量計の構成を示す斜視図であ
る。
る。
１ 計測チューブ ２ 補償振動体 ３ａ、３ｂ 振動発生装置 ４ａ、４ｂ センサ ５ 流体の流入口 ６ 流体の流出口 ７ 支持体 ８ 支持体の内部に設けられた流体の流路 ９ 三脚音叉型振動子 １０ センターアーム １１ サイドアーム １２ａ コイル １３ａ、１３ｂ マグネット 矢印 流体の流れる方向
Claims (13)
- 【請求項１】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チューブの両
端部を固定する支持体からなり、そして計測チューブの
両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す流路が設
けられているコリオリ流量計であって、該計測チューブ
と同形に湾曲している二つの補助振動体が、計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されてお
り、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには
計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよ
うに振動させる振動発生装置が備えられていることを特
徴とするコリオリ流量計。 - 【請求項２】 二つの補助振動体の形状および質量が、
互いに等しいことを特徴とする請求項１に記載のコリオ
リ流量計。 - 【請求項３】 計測チューブから、それぞれの補助振動
体までの距離が互いに等しいことを特徴とする請求項１
に記載のコリオリ流量計。 - 【請求項４】 二つの補助振動体が、計測チューブと同
一のチューブであることを特徴とする請求項１に記載の
コリオリ流量計。 - 【請求項５】 補助振動体として用いるそれぞれのチュ
ーブの内部に、流量測定対象の流体と同一の流体が密封
されていることを特徴とする請求項４に記載のコリオリ
流量計。 - 【請求項６】 計測チューブ及び補助振動体の形状が、
Ｕ字形であることを特徴とする請求項１に記載のコリオ
リ流量計。 - 【請求項７】 支持体の厚さが、計測チューブの直径の
２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のコリ
オリ流量計。 - 【請求項８】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる湾曲型の計測チューブ、該計測チューブの両側に間
隔を介してそれぞれ平行に配置された該計測チューブと
同形に湾曲しているチューブからなる二つの補助振動
体、そして前記の三つのチューブのそれぞれの両端部を
固定する支持体からなり、そして三つのチューブ内の流
体の流れる方向が全て同一方向となるように三つのチュ
ーブを直列に接続する流路、直列に接続されたチューブ
の一方の端部に支持体を通じて流体を供給する流路、お
よび直列に接続されたチューブの他方の端部から支持体
を通じて流体を排出する流路が設けられ、そして計測チ
ューブと各補助振動体のそれぞれには計測チューブと各
補助振動体とを振動位相が逆となるように振動させる振
動発生装置が備えられていることを特徴とするコリオリ
流量計。 - 【請求項９】 二つの補助振動体の形状および質量が、
互いに等しいことを特徴とする請求項８に記載のコリオ
リ流量計。 - 【請求項１０】 計測チューブから、それぞれの補助振
動体までの距離が互いに等しいことを特徴とする請求項
８に記載のコリオリ流量計。 - 【請求項１１】 二つの補助振動体が、計測チューブと
同一のチューブであることを特徴とする請求項８に記載
のコリオリ流量計。 - 【請求項１２】 計測チューブ及び補助振動体の形状
が、Ｕ字形であることを特徴とする請求項８に記載のコ
リオリ流量計。 - 【請求項１３】 支持体の厚さが、計測チューブの直径
の２倍以上であることを特徴とする請求項８に記載のコ
リオリ流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001151614A JP2002039830A (ja) | 2000-05-19 | 2001-05-21 | コリオリ流量計 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186976 | 2000-05-19 | ||
| JP2000-186976 | 2000-05-19 | ||
| JP2001151614A JP2002039830A (ja) | 2000-05-19 | 2001-05-21 | コリオリ流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039830A true JP2002039830A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=26594412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001151614A Pending JP2002039830A (ja) | 2000-05-19 | 2001-05-21 | コリオリ流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002039830A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009526200A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-07-16 | エンドレス ウント ハウザー フローテック アクチエンゲゼルシャフト | 振動型測定変換器 |
| WO2021173132A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | IDEX India PVT. LTD | Method and apparatus to balance a coriolis mass flow meter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1130543A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Yokogawa Electric Corp | コリオリ質量流量計 |
| JPH11211529A (ja) * | 1998-01-21 | 1999-08-06 | Oval Corp | コリオリ流量計 |
-
2001
- 2001-05-21 JP JP2001151614A patent/JP2002039830A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1130543A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Yokogawa Electric Corp | コリオリ質量流量計 |
| JPH11211529A (ja) * | 1998-01-21 | 1999-08-06 | Oval Corp | コリオリ流量計 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009526200A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-07-16 | エンドレス ウント ハウザー フローテック アクチエンゲゼルシャフト | 振動型測定変換器 |
| JP2009527729A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-07-30 | エンドレス ウント ハウザー フローテック アクチエンゲゼルシャフト | 振動型測定変換器 |
| WO2021173132A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | IDEX India PVT. LTD | Method and apparatus to balance a coriolis mass flow meter |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080512 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110506 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110926 |