JP2006284300A - Vibration type measuring device - Google Patents

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Koyata Sugimoto
小弥太 杉本
Taku Kato
卓 加藤
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Hitachi Ltd
Tokico System Solutions Co Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove a measuring error caused by thermal expansion of a sensor tube. <P>SOLUTION: When a tensile load or a compressive load in the axial direction is applied to the sensor tube 14 by the difference between each thermal expansion coefficient of the sensor tube 14 and a storing case 12, a holding member 32 is slid in the extending direction (X-direction) of the sensor tube 14 in a through hole 22c of an inflow side case 22 and operated so that the load is not applied to the sensor tube 14. Hereby, since the holding member 32 is slid in the extending direction (X-direction) of the sensor tube 14, the tensile load or the compressive load resulting from thermal expansion is absorbed, and a vibration characteristic of a vibration part of the sensor tube 14 is not changed, to thereby prevent the measuring error caused by a temperature change. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は振動式測定装置に係り、特にセンサチューブを加振してコリオリ力によるセンサチューブの変位を検出して流量または密度を計測するよう構成した振動式測定装置に関する。   The present invention relates to a vibration type measurement apparatus, and more particularly to a vibration type measurement apparatus configured to measure a flow rate or density by exciting a sensor tube to detect displacement of the sensor tube due to Coriolis force.

流体が供給された管路を振動させて流体の物理量を測定する振動式測定装置として、例えばコリオリ式質量流量計又は振動式密度計がある。以下、コリオリ式質量流量計について説明する。   For example, a Coriolis mass flow meter or a vibratory density meter is available as a vibratory measuring device that measures a physical quantity of a fluid by vibrating a pipeline supplied with the fluid. Hereinafter, the Coriolis type mass flow meter will be described.

このコリオリ式質量流量計では、被測流体が通過するセンサチューブを加振器により半径方向に振動させ、流量に比例したコリオリ力によるセンサチューブの変位をピックアップにより検出するよう構成されている。また、振動式密度計も上記コリオリ式質量流量計と同様な構成になっており、センサチューブが被測流体の密度に応じた周波数で振動する。   In this Coriolis type mass flow meter, a sensor tube through which a fluid to be measured passes is vibrated in a radial direction by a vibrator, and a displacement of the sensor tube due to a Coriolis force proportional to the flow rate is detected by a pickup. The vibration type density meter has the same configuration as the Coriolis type mass flow meter, and the sensor tube vibrates at a frequency corresponding to the density of the fluid to be measured.

従来の振動式測定装置としては、例えば、コリオリ式質量流量計の場合、一対のセンサチューブに流体を流し、加振器(駆動コイル)の駆動力により一対のセンサチューブを互いに近接、離間する方向に振動させる構成とされている(例えば、特許文献1参照)。   For example, in the case of a Coriolis type mass flow meter, as a conventional vibration type measuring device, a fluid is caused to flow through a pair of sensor tubes, and the pair of sensor tubes are brought close to and away from each other by the driving force of a vibrator (drive coil) (See, for example, Patent Document 1).

また、加振器及びピックアップは、マグネットとコイルとから構成されており、加振器の駆動コイルに駆動パルスまたは正負のある交番電圧(交流信号)が入力されると、センサチューブに取り付けられた駆動用マグネットに対して吸引力または反発力を作用させてセンサチューブを振動させ、振動するセンサチューブに取り付けられた検出用マグネットの変位をピックアップのセンサコイル(検出部)から出力される検出信号により検出するようになっている。   Further, the vibrator and the pickup are composed of a magnet and a coil, and when a drive pulse or a positive / negative alternating voltage (AC signal) is input to the drive coil of the vibrator, it is attached to the sensor tube. The sensor tube is vibrated by applying an attractive force or a repulsive force to the drive magnet, and the displacement of the detection magnet attached to the vibrating sensor tube is detected by a detection signal output from the sensor coil (detector) of the pickup. It comes to detect.

そして、コリオリの力は、センサチューブの振動方向に働き、かつ入口側と出口側とで逆向きであるのでセンサチューブに捩れが生じ、この捩れ角が質量流量に比例する。従って、一対のセンサチューブの入口側及び出口側夫々の捩れる位置に振動を検出するピックアップ(振動センサ)を設け、両センサの出力検出信号の時間差を計測して上記センサチューブの捩れ、つまり質量流量を計測している。   Since the Coriolis force acts in the vibration direction of the sensor tube and is opposite in the inlet side and the outlet side, the sensor tube is twisted, and the twist angle is proportional to the mass flow rate. Accordingly, a pickup (vibration sensor) for detecting vibration is provided at the twisted positions on the inlet side and the outlet side of the pair of sensor tubes, and the time difference between the output detection signals of both sensors is measured to measure the twist of the sensor tube, that is, the mass. The flow rate is being measured.

ところが、例えば自動車の燃料として使用されるCNG(Compressed Natural Gas)等の高圧に加圧された圧縮性天然ガスを給送するガス供給系路に上記質量流量計を設けて流量計測を行う場合、センサチューブの耐圧強度を高める必要がある。   However, when performing the flow measurement by providing the mass flow meter in a gas supply system that feeds compressed natural gas pressurized to a high pressure such as CNG (Compressed Natural Gas) used as a fuel for automobiles, for example, It is necessary to increase the pressure resistance of the sensor tube.

しかしながら、センサチューブの肉厚を厚くすると、センサチューブを振動させる加振器の駆動力を大きくしなければならず、且つセンサチューブの剛性が高くなった分、計測時の共振振幅が小さくなって外乱の影響を受けやすくなったり、流量計測時、流入側及び流出側の振動センサの位相差(ねじれ角)が小さくなったりして、計測精度が低下する原因となっていた。   However, if the thickness of the sensor tube is increased, the driving force of the vibrator that vibrates the sensor tube must be increased, and the resonance amplitude at the time of measurement decreases as the rigidity of the sensor tube increases. The measurement accuracy is lowered because it is easily affected by disturbances or the phase difference (twist angle) of the vibration sensors on the inflow side and the outflow side becomes small during flow rate measurement.

そこで、従来の振動式測定装置では、センサチューブの圧力供給孔から収納ケース内に被測流体を供給することにより、センサチューブの内部と外部との圧力をバランスさせて、センサチューブの耐圧強度を高めなくても高圧流体を計測することができるようにしている。(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−294090号公報
Therefore, in the conventional vibration type measuring device, by supplying the fluid to be measured into the storage case from the pressure supply hole of the sensor tube, the pressure inside and outside of the sensor tube is balanced and the pressure resistance of the sensor tube is increased. High pressure fluid can be measured without increasing it. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-294090 A

従来の振動式測定装置では、センサチューブの計測感度を上げるため、被測流体の圧力脈動に耐えうる肉厚までセンサチューブを薄肉化している。そのため、薄肉化されたセンサチューブは、収納ケース内に収納された状態で直線状に延在する部分を振動させて計測が行われるが、両端が収納ケースあるいは収納ケースに結合されるフランジなどに保持されて外力の影響を受けないように取り付けられている。   In a conventional vibration type measuring apparatus, in order to increase the measurement sensitivity of the sensor tube, the sensor tube is thinned to a thickness that can withstand the pressure pulsation of the fluid to be measured. For this reason, the thinned sensor tube is measured by vibrating a linearly extending portion in a state where it is stored in the storage case, but the both ends are connected to the storage case or a flange coupled to the storage case. It is held so that it is not affected by external force.

しかしながら、薄肉化されたセンサチューブは、温度上昇による膨張を生じた場合、収納ケースの熱膨張との差違によって、軸方向の引張り荷重あるいは圧縮荷重がセンサチューブに付与される。このように、センサチューブに軸方向の引張り荷重あるいは圧縮荷重が作用した状態では、センサチューブの振動特性(固有振動数)が変化してしまい、例えば、水素などのような質量の小さい気体の流量を計測する際の誤差の原因となっていた。   However, when the thinned sensor tube expands due to a temperature rise, an axial tensile load or compressive load is applied to the sensor tube due to a difference from the thermal expansion of the storage case. Thus, in a state where an axial tensile load or compressive load is applied to the sensor tube, the vibration characteristic (natural frequency) of the sensor tube changes, and for example, the flow rate of a gas having a small mass such as hydrogen. It was a cause of error when measuring.

そこで、本発明は上記課題を解決した振動式測定装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration type measuring apparatus that solves the above problems.

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following means.

請求項1記載の発明は、内部に密閉された空間が形成された収納ケースと、前記空間内に挿通され、被測流体が流れるセンサチューブと、前記センサチューブを流れる被測流体の一部を前記空間内に供給する連通路と、前記センサチューブに取り付けられた駆動用磁石と、前記収納ケースに設けられ、前記駆動用磁石を径方向に駆動する駆動コイルとからなる加振器と、前記センサチューブに取り付けられた検出用磁石と、前記収納ケースの外壁に設けられ、前記検出用磁石の変位を検出する検出部とからなるピックアップと、を有する振動式測定装置において、前記センサチューブの端部を保持する保持部材と、前記収納ケースの端部に形成され、前記保持部材が摺動可能に挿入された摺動孔と、を備えており、前記保持部材は、前記センサチューブの熱変形により前記摺動孔を摺動して前記センサチューブの延在方向の変位を吸収することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a storage case in which a sealed space is formed, a sensor tube that is inserted into the space and through which the measured fluid flows, and a part of the measured fluid that flows through the sensor tube. An exciter comprising a communication path to be supplied into the space, a drive magnet attached to the sensor tube, and a drive coil provided in the storage case and driving the drive magnet in a radial direction; In a vibration type measuring apparatus, comprising: a detection magnet attached to a sensor tube; and a pickup provided on an outer wall of the storage case and detecting a displacement of the detection magnet. A holding member that holds the holding portion, and a sliding hole that is formed at an end of the storage case and into which the holding member is slidably inserted. Slides the slide hole by thermal deformation of the tube, characterized in that to absorb the extending direction of the displacement of the sensor tube.

請求項2記載の発明は、前記保持部材を前記センサチューブの延在方向に付勢する付勢部材を前記摺動孔に設けたことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that a biasing member that biases the holding member in the extending direction of the sensor tube is provided in the sliding hole.

請求項3記載の発明は、前記保持部材と前記摺動孔との間に、前記センサチューブの延在方向への変位を可能とする軸受を設けたことを特徴とする。   The invention described in claim 3 is characterized in that a bearing is provided between the holding member and the sliding hole to enable displacement in the extending direction of the sensor tube.

請求項1の発明によれば、センサチューブの端部を保持する保持部材が、センサチューブの熱変形により収納ケースの端部に形成された摺動孔を摺動してセンサチューブの延在方向の変位を吸収するため、被測流体の温度変化に伴う熱膨張や熱収縮による荷重がセンサチューブに作用することを防止でき、これにより、センサチューブの振動特性(固有振動数)の変化を抑制でき、例えば、水素などのような質量の小さい気体の流量を計測する際の誤差も抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the holding member that holds the end portion of the sensor tube slides in the sliding hole formed in the end portion of the storage case due to thermal deformation of the sensor tube, and the extending direction of the sensor tube Because it absorbs the displacement of the sensor tube, it can prevent the load due to thermal expansion and contraction due to the temperature change of the measured fluid from acting on the sensor tube, thereby suppressing the change of vibration characteristics (natural frequency) of the sensor tube For example, an error in measuring a flow rate of a gas having a small mass such as hydrogen can be suppressed.

請求項2記載の発明は、保持部材をセンサチューブの延在方向に付勢する付勢部材を摺動孔に設けたため、被測流体の温度変化に伴ってセンサチューブに作用する応力を軽減することができ、これにより、センサチューブの振動特性(固有振動数)の変化を抑制でき、計測誤差も抑制することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the urging member for urging the holding member in the extending direction of the sensor tube is provided in the sliding hole, the stress acting on the sensor tube is reduced with the temperature change of the fluid to be measured. As a result, changes in the vibration characteristics (natural frequency) of the sensor tube can be suppressed, and measurement errors can also be suppressed.

請求項3記載の発明は、保持部材と摺動孔との間に、センサチューブの延在方向への変位を可能とする軸受を設けたため、被測流体の温度変化に伴ってセンサチューブに作用する応力を軽減することができ、これにより、センサチューブの振動特性(固有振動数)の変化を抑制でき、計測誤差も抑制することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the bearing capable of displacement in the extending direction of the sensor tube is provided between the holding member and the sliding hole, it acts on the sensor tube according to the temperature change of the fluid to be measured. Stress can be reduced, whereby changes in the vibration characteristics (natural frequency) of the sensor tube can be suppressed, and measurement errors can also be suppressed.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明になる振動式測定装置の実施例1としてのコリオリ式質量流量計の縦断面図である。図2は図1中A−A線に沿う縦断面図である。図3はセンサチューブの取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、振動式測定装置は、被測流体の密度、及び密度を利用して質量流量を求めることができるため、振動式密度計及びコリオリ式質量流量計として用いられる。振動式密度計とコリオリ式質量流量計とは、同様な構成であるので、本実施例では質量流量計として用いた場合について詳細に説明する。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a Coriolis mass flow meter as Example 1 of the vibration type measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner in order to explain the mounting structure of the sensor tube. The vibration type measuring device can be used as a vibration type density meter and a Coriolis type mass flow meter because the mass flow rate can be obtained using the density and density of the fluid to be measured. Since the vibration type density meter and the Coriolis type mass flow meter have the same configuration, this embodiment will be described in detail when used as a mass flow meter.

図1及び図2に示されるように、質量流量計10は、密閉された収納ケース12の内部に挿入された直線状パイプからなるセンサチューブ14と、センサチューブ14の延在方向(X方向)の中間部分を加振する加振器ユニット16と、振動するセンサチューブ14の流入側の変位を検出する流入側ピックアップユニット18と、振動するセンサチューブ14の流出側の変位を検出する流出側ピックアップユニット20とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the mass flow meter 10 includes a sensor tube 14 composed of a straight pipe inserted into a sealed storage case 12, and an extending direction (X direction) of the sensor tube 14. A vibration exciter unit 16 that vibrates an intermediate portion of the sensor tube, an inflow side pickup unit 18 that detects displacement on the inflow side of the vibrating sensor tube 14, and an outflow side pickup that detects displacement on the outflow side of the vibrating sensor tube 14. Unit 20.

収納ケース12は、流入側ケース22と、流出側ケース24と、流入側ケース22と流出側ケース24との間に介在するセンサ部ケース26とを有する。流入側ケース22は、オーステナイト系からなる非磁性のステンレス材(SUS316L)により形成されており、一端に流入側管路(図示せず)が接続される流入側継手28が螺入されるめねじ部22aが設けられ、他端にセンサ部ケース26の端部が螺入されるめねじ部22bが設けられている。   The storage case 12 includes an inflow side case 22, an outflow side case 24, and a sensor part case 26 interposed between the inflow side case 22 and the outflow side case 24. The inflow side case 22 is formed of an austenitic nonmagnetic stainless steel (SUS316L), and is internally threaded with an inflow side joint 28 to which an inflow side pipe line (not shown) is connected at one end. A portion 22a is provided, and a female screw portion 22b into which the end portion of the sensor portion case 26 is screwed is provided at the other end.

流入側ケース22は、めねじ部22aとめねじ部22bとの間を貫通する貫通孔(摺動孔)22cが中心線に沿って延在するように設けられている。この貫通孔22cは、センサチューブ14の一端に固定されたフランジ30が嵌合されてセンサチューブ14の取付位置を規制する。   The inflow side case 22 is provided such that a through hole (sliding hole) 22c passing through between the female screw portion 22a and the female screw portion 22b extends along the center line. The through-hole 22 c is fitted with a flange 30 fixed to one end of the sensor tube 14 to regulate the mounting position of the sensor tube 14.

図3に示されるように、フランジ30は、貫通孔22cの内部に摺動可能に挿入された保持部材32にボルト34によって締結される。保持部材32の外周には、シール溝32c,32dが設けられており、シール溝32c,32dには、シール部材33が装着されている。   As shown in FIG. 3, the flange 30 is fastened by a bolt 34 to a holding member 32 slidably inserted into the through hole 22c. Seal grooves 32c and 32d are provided on the outer periphery of the holding member 32, and a seal member 33 is mounted in the seal grooves 32c and 32d.

さらに、保持部材32は、センサチューブ14に連通される中央孔32aと、中央孔32aより半径方向にずらした連通路32bとがセンサチューブ14の延在方向(X方向)に貫通している。保持部材32の中央孔32aは、流入側継手28の流入孔28aに連通するように設けられている。また、保持部材32の連通路32bは、センサチューブ挿通孔50に被測流体の一部を供給するための通路である。そのため、センサチューブ14の内側圧力と外側圧力とが同圧になるため、センサチューブ14に肉厚を薄肉化しても耐圧強度が確保される。   Further, in the holding member 32, a central hole 32a communicating with the sensor tube 14 and a communication path 32b shifted in the radial direction from the central hole 32a penetrate through the sensor tube 14 in the extending direction (X direction). The central hole 32 a of the holding member 32 is provided so as to communicate with the inflow hole 28 a of the inflow side joint 28. The communication path 32 b of the holding member 32 is a path for supplying a part of the fluid to be measured to the sensor tube insertion hole 50. Therefore, since the inner pressure and the outer pressure of the sensor tube 14 are the same pressure, the pressure resistance is ensured even if the sensor tube 14 is thinned.

流入側ケース22の貫通孔22cには、保持部材32の流出側端部が対向する段差部22dが設けられている。この段差部22dと保持部材32の流出側端部との間には、隙間S1が介して対向しており、センサチューブ14の熱収縮による変位は、この隙間S1に相当する長さ分の変位が可能となっている。   The through hole 22c of the inflow side case 22 is provided with a step portion 22d facing the outflow side end of the holding member 32. A gap S1 is opposed to the stepped portion 22d and the outflow side end of the holding member 32, and the displacement due to the thermal contraction of the sensor tube 14 is a displacement corresponding to the length corresponding to the gap S1. Is possible.

また、保持部材32の流入側端部は、流入側継手28の端面と隙間S2を介して対向しており、センサチューブ14の熱膨脹による変位は、この隙間S2に相当する長さ分の変位が可能となっている。この隙間S1、S2は、センサチューブ14の延在方向(X方向)の遊びとして設けられており、例えば、低温流体や高温流体を計測する場合にセンサチューブ14が熱収縮または熱膨張しても保持部材32が流入側ケース22の貫通孔22cを摺動してセンサチューブ14に熱応力による荷重が作用しない構成になっている。よって、熱膨張による計測誤差を解消することができる。   The inflow side end of the holding member 32 faces the end surface of the inflow side joint 28 via the gap S2, and the displacement due to the thermal expansion of the sensor tube 14 is a displacement corresponding to the length corresponding to the gap S2. It is possible. The gaps S1 and S2 are provided as play in the extending direction (X direction) of the sensor tube 14. For example, even when the low temperature fluid or the high temperature fluid is measured, the sensor tube 14 may be thermally contracted or expanded. The holding member 32 slides through the through-hole 22 c of the inflow side case 22 so that a load due to thermal stress does not act on the sensor tube 14. Therefore, measurement errors due to thermal expansion can be eliminated.

図1に示されるように、流入側継手28の端部には、L状に曲げられたブラケット31が嵌合しており、ナット29により締結されている。このブラケット31は、流入側ケース22を所定高さ位置に支持するための支持脚である。   As shown in FIG. 1, an L-shaped bracket 31 is fitted to the end of the inflow side joint 28 and fastened by a nut 29. The bracket 31 is a support leg for supporting the inflow side case 22 at a predetermined height position.

流出側ケース24は、上記流入側ケース22と同様に、オーステナイト系からなる非磁性のステンレス材(SUS316L)により形成されており、一端に流出側管路(図示せず)が接続される流出側継手36が螺入されるめねじ部24aが設けられ、他端にセンサ部ケース26の他端が螺入されるめねじ部24bが設けられている。また、流出側継手36は、センサチューブ14の流出側端部に連通する中央孔36aを有する。   Like the inflow side case 22, the outflow side case 24 is made of austenitic nonmagnetic stainless steel (SUS316L), and an outflow side pipe (not shown) is connected to one end. A female screw portion 24a into which the joint 36 is screwed is provided, and a female screw portion 24b into which the other end of the sensor portion case 26 is screwed is provided at the other end. Further, the outflow side joint 36 has a central hole 36 a communicating with the outflow side end of the sensor tube 14.

流出側ケース24は、めねじ部24aとめねじ部24bとの間を貫通する貫通孔24cが中心線に沿って延在するように設けられている。この貫通孔24cは、センサチューブ14の他端に固定されたフランジ38が嵌合されてセンサチューブ14の取付位置を規制する。また、フランジ38は、貫通孔24cの壁面に固定される固定板40にピン42によって回転が規制される。また、固定板40には、センサチューブ14の流出側端部及びフランジ38の中央孔38aに連通する中央孔40aが設けられている。   The outflow side case 24 is provided such that a through hole 24c passing through between the female screw portion 24a and the female screw portion 24b extends along the center line. The through hole 24 c is fitted with a flange 38 fixed to the other end of the sensor tube 14 to restrict the mounting position of the sensor tube 14. Further, the rotation of the flange 38 is restricted by the pin 42 to the fixed plate 40 fixed to the wall surface of the through hole 24c. Further, the fixing plate 40 is provided with a central hole 40 a that communicates with the outflow side end of the sensor tube 14 and the central hole 38 a of the flange 38.

また、流出側継手36の端部には、L状に曲げられたブラケット44が嵌合しており、ナット46により締結されている。このブラケット44は、流出側ケース24を所定高さ位置に支持するための支持脚である。   A bracket 44 bent in an L shape is fitted to the end of the outflow side joint 36 and fastened by a nut 46. The bracket 44 is a support leg for supporting the outflow side case 24 at a predetermined height position.

センサ部ケース26は、オーステナイト系からなる非磁性のステンレス材(SUS316L)により形成されており、中心線に沿うように延在形成されたセンサチューブ挿通孔50を有する。センサチューブ挿通孔50の中心には、センサチューブ14が装架される。   The sensor part case 26 is formed of a non-magnetic stainless steel material (SUS316L) made of austenite, and has a sensor tube insertion hole 50 extending along the center line. The sensor tube 14 is mounted at the center of the sensor tube insertion hole 50.

また、センサ部ケース26の一端には、流入側ケース22のめねじ部22bに螺入されるおねじ部26aが設けられ、センサ部ケース26の他端には、流出側ケース24のめねじ部24bに螺入されるおねじ部26bが設けられている。そして、センサ部ケース26には、加振器52,54、流入側ピックアップ56,58、流出側ピックアップ60,62が設けられている。加振器52,54は、センサチューブ14の延在方向(X方向)の中間位置に対向するように取り付けられており、流入側ピックアップ56,58と流出側ピックアップ60,62とは、加振器52,54より所定距離離間した流入側、流出側に対称に配置されている。   Further, one end of the sensor part case 26 is provided with a male thread part 26a that is screwed into the female thread part 22b of the inflow side case 22, and the other end of the sensor part case 26 is provided with a female thread of the outflow side case 24. A male screw portion 26b to be screwed into the portion 24b is provided. The sensor case 26 is provided with vibrators 52 and 54, inflow side pickups 56 and 58, and outflow side pickups 60 and 62. The vibrators 52 and 54 are attached so as to face an intermediate position in the extending direction (X direction) of the sensor tube 14, and the inflow side pickups 56 and 58 and the outflow side pickups 60 and 62 are vibrated. They are arranged symmetrically on the inflow side and the outflow side that are separated by a predetermined distance from the vessels 52 and 54.

センサ部ケース26の上面26c及び下面26dに設けられた凹部26e,26fには、加振器52,54の駆動コイル52a,54a、及び流入側ピックアップ56,58、流出側ピックアップ60,62のセンサコイル56a,58a,60a,62aが嵌合されている。そのため、駆動コイル52a,54a及びセンサコイル56a,58a,60a,62aは、マグネット52b,54b,56b,58b,60b,62bに近接するように取り付けられている。さらに、駆動コイル52a,54a、及びセンサコイル56a,58a,60a,62aが収納ケース12の外部に設けられているので、収納ケース12の内部にCNGあるいは水素のような可燃性ガスが充填されても電気系統からのスパークが引火する可能性が無いので、安全性が確保されている。   In the recesses 26e and 26f provided on the upper surface 26c and the lower surface 26d of the sensor case 26, the drive coils 52a and 54a of the vibrators 52 and 54, the inflow side pickups 56 and 58, and the sensors of the outflow side pickups 60 and 62 are provided. Coils 56a, 58a, 60a and 62a are fitted. Therefore, the drive coils 52a and 54a and the sensor coils 56a, 58a, 60a, and 62a are attached so as to be close to the magnets 52b, 54b, 56b, 58b, 60b, and 62b. Furthermore, since the drive coils 52a and 54a and the sensor coils 56a, 58a, 60a and 62a are provided outside the storage case 12, the storage case 12 is filled with a combustible gas such as CNG or hydrogen. However, since there is no possibility of sparks from the electrical system, safety is ensured.

また、加振器52,54、流入側ピックアップ56,58、流出側ピックアップ60,62のマグネット52b,54b,56b,58b,60b,62bは、センサチューブ14の外周に取り付けられている。従って、駆動コイル52a,54aからの電磁力によってセンサチューブ14の延在方向の中間部分がZ方向に駆動される。そして、Z方向に振動するセンサチューブ14の流入側と流出側との位相差は、流量に比例しており、マグネット56b,58b,60b,62bの変位に伴ってセンサコイル56a,58a,60a,62aにより検出信号が出力される。   The magnets 52b, 54b, 56b, 58b, 60b, and 62b of the vibrators 52 and 54, the inflow side pickups 56 and 58, and the outflow side pickups 60 and 62 are attached to the outer periphery of the sensor tube 14. Therefore, an intermediate portion in the extending direction of the sensor tube 14 is driven in the Z direction by the electromagnetic force from the drive coils 52a and 54a. The phase difference between the inflow side and the outflow side of the sensor tube 14 that vibrates in the Z direction is proportional to the flow rate, and the sensor coils 56a, 58a, 60a, A detection signal is output by 62a.

ここで、センサチューブ14の構成について説明する。図4は実施例1のセンサチューブ14を示す側面図である。図4に示されるように、センサチューブ14は、マグネット52b,54b,56b,58b,60b,62bが取り付けられたセンシング領域Laと、センシング領域Laより流入側となる流入側非センシング領域Lbと、センシング領域Laより流出側となる流出側非センシング領域Lcとを有する。   Here, the configuration of the sensor tube 14 will be described. FIG. 4 is a side view showing the sensor tube 14 of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the sensor tube 14 includes a sensing region La to which magnets 52b, 54b, 56b, 58b, 60b, and 62b are attached, an inflow side non-sensing region Lb that is an inflow side from the sensing region La, And an outflow side non-sensing region Lc which is an outflow side from the sensing region La.

センシング領域Laは、加振器52,54によりZ方向に振動する振動領域でもあり、センサチューブ14の内部を流れる流量に応じた変位量で流入側と流出側とで位相差を生じるため、外部からの力が作用しないようにして計測精度を維持する必要がある。   The sensing region La is also a vibration region that vibrates in the Z direction by the vibrators 52 and 54, and causes a phase difference between the inflow side and the outflow side with a displacement amount corresponding to the flow rate flowing through the sensor tube 14, so that the external Therefore, it is necessary to maintain the measurement accuracy by preventing the force from acting.

一方、流入側非センシング領域Lbと流出側非センシング領域Lcは、外部からの力を緩衝する緩衝領域として機能させることも可能である。本実施例では、流入側非センシング領域Lb及び流出側非センシング領域Lcに熱膨張による引張り力または圧縮力を吸収するための曲げ部72,74が設けられている。   On the other hand, the inflow-side non-sensing region Lb and the outflow-side non-sensing region Lc can also function as buffer regions that buffer external force. In the present embodiment, the inflow side non-sensing region Lb and the outflow side non-sensing region Lc are provided with bent portions 72 and 74 for absorbing tensile force or compressive force due to thermal expansion.

センサチューブ14は、比較的比重の小さい流体(例えば、水素等)でも計測感度を維持するように、薄肉化され、且つ延在方向(X方向)に延在するように形成されているため、温度変化に対して比較的熱膨張量が大きくなってしまう傾向にある。これに対し、センサチューブ14の両端を保持する収納ケース12は、流体圧力に耐えるように耐圧強度が高められており、温度変化に対して比較的熱膨張量が小さくなっている。   Since the sensor tube 14 is formed to be thin and extend in the extending direction (X direction) so as to maintain measurement sensitivity even with a fluid having a relatively small specific gravity (for example, hydrogen). There is a tendency that the amount of thermal expansion becomes relatively large with respect to the temperature change. On the other hand, the storage case 12 that holds both ends of the sensor tube 14 has an increased pressure resistance so as to withstand the fluid pressure, and has a relatively small amount of thermal expansion with respect to a temperature change.

そのため、センサチューブ14と収納ケース12との熱膨張率の差によってセンサチューブ14に軸方向の引張り荷重あるいは圧縮荷重が作用した場合、保持部材32は、流入側ケース22の貫通孔22cをセンサチューブ14の延在方向(X方向)に摺動してセンサチューブ14に荷重が作用しないように動作する。   Therefore, when an axial tensile load or compressive load is applied to the sensor tube 14 due to the difference in thermal expansion coefficient between the sensor tube 14 and the storage case 12, the holding member 32 allows the through hole 22 c of the inflow side case 22 to pass through the sensor tube. The sensor tube 14 is slid in the extending direction (X direction) so that no load is applied to the sensor tube 14.

このように、保持部材32がセンサチューブ14の延在方向(X方向)に摺動することにより引張り荷重あるいは圧縮荷重が吸収されてセンサチューブ14の振動部分の振動特性が変化せず、温度変化による計測誤差を防止することができる。従って、温度変化に伴ってセンサチューブ14と収納ケース12との伸縮量に差が生じた場合、センサチューブ14のセンシング領域Laに不要な圧縮荷重あるいは引っ張り荷重が付与されないように保持部材32が移動する。よって、センシング領域Laでは、熱膨張率の差違による計測誤差が生じないので、高温流体や低温流体でも正確に流量計側することが可能になる。   As described above, the holding member 32 slides in the extending direction (X direction) of the sensor tube 14 to absorb the tensile load or the compressive load, so that the vibration characteristics of the vibrating portion of the sensor tube 14 do not change and the temperature changes. Measurement errors due to can be prevented. Therefore, when a difference occurs in the amount of expansion / contraction between the sensor tube 14 and the storage case 12 due to a temperature change, the holding member 32 moves so that an unnecessary compressive load or tensile load is not applied to the sensing region La of the sensor tube 14. To do. Therefore, in the sensing region La, no measurement error due to the difference in thermal expansion coefficient occurs, so that it is possible to accurately perform the flow meter side even with a high temperature fluid or a low temperature fluid.

再び、図1及び図2に戻って説明する。加振器52,54は、駆動コイル52a,54aとマグネット52b,54bとを組み合わせた構成であり、駆動コイル52a,54aに交互に正負のある交番電圧(交流信号)が印加されて生じる磁界に対してマグネット52b,54bが吸引または反発することで、センサチューブ14の中間部分を横方向(Z方向)に振動させる。また、流入側ピックアップ56,58、流出側ピックアップ60,62も、加振器52,54と同様にセンサコイル56a,58a,60a,62aとマグネット56b,58b,60b,62bとを組み合わせた構成であり、センサコイル56a,58a,60a,62aとマグネット56b,58b,60b,62bとの間で相対変位が生じると、(変位速度)に応じた検出信号を出力する。   Again, referring back to FIG. 1 and FIG. The vibrators 52 and 54 have a configuration in which drive coils 52a and 54a and magnets 52b and 54b are combined, and a magnetic field generated by alternately applying positive and negative alternating voltages (AC signals) to the drive coils 52a and 54a. On the other hand, when the magnets 52b and 54b are attracted or repelled, the middle portion of the sensor tube 14 is vibrated in the lateral direction (Z direction). In addition, the inflow side pickups 56 and 58 and the outflow side pickups 60 and 62 have a configuration in which sensor coils 56a, 58a, 60a, and 62a and magnets 56b, 58b, 60b, and 62b are combined in the same manner as the vibrators 52 and 54. When a relative displacement occurs between the sensor coils 56a, 58a, 60a, 62a and the magnets 56b, 58b, 60b, 62b, a detection signal corresponding to (displacement speed) is output.

各コイル52a,54a,56a,58a,60a,62aは、コイルホルダ64に保持されており、各コイルホルダ64は、ボルト66によりセンサ部ケース26に固定される。さらに、センサ部ケース26の上面26c及び下面26dには、コイル52a,54a,56a,58a,60a,62aを保護するカバー部材68,70が取り付けられている。   Each coil 52 a, 54 a, 56 a, 58 a, 60 a, 62 a is held by a coil holder 64, and each coil holder 64 is fixed to the sensor unit case 26 by a bolt 66. Further, cover members 68 and 70 for protecting the coils 52a, 54a, 56a, 58a, 60a, and 62a are attached to the upper surface 26c and the lower surface 26d of the sensor case 26.

また、流入側ケース22、流出側ケース24、センサ部ケース26は、夫々高圧流体が供給されても圧力に耐えられるように耐圧強度が確保されている。さらに、センサチューブ14が挿通された貫通孔22c,24c、センサチューブ挿通孔50の内部には、高圧流体が導入されており、センサチューブ14の内側と外側の圧力差が殆どないようになっている。   In addition, the inflow side case 22, the outflow side case 24, and the sensor unit case 26 have sufficient pressure resistance so that they can withstand pressure even when a high pressure fluid is supplied. Further, high-pressure fluid is introduced into the through holes 22c and 24c through which the sensor tube 14 is inserted and the sensor tube insertion hole 50, so that there is almost no pressure difference between the inside and the outside of the sensor tube 14. Yes.

従って、質量流量計10では、上記のようにセンサチューブ14の外周側の空間にも被測流体が充填されてセンサチューブ14の内側と外側との圧力差が小さくなるので、センサチューブ14の肉厚を小さくすることで、加振器16の駆動力を小さくすることが可能になり、加振器52,54の駆動コイル52a,54aに流れる電流値を小さくして消費電力を節約することができる。また、センサチューブ14は、加振器52,54の加振力によりZ方向に振動する。しかしながら、保持部材32は、外周に貫通孔22cの内壁との間をシールするシール部材33が装着されているので、径方向(Z方向)のがたつき無く貫通孔22cに嵌合しており、流量計側時の振動特性(固有振動数)に影響しないように設けられている。   Therefore, in the mass flow meter 10, the fluid to be measured is filled in the space on the outer peripheral side of the sensor tube 14 as described above, and the pressure difference between the inside and the outside of the sensor tube 14 becomes small. By reducing the thickness, the driving force of the vibrator 16 can be reduced, and the current value flowing through the drive coils 52a and 54a of the vibrators 52 and 54 can be reduced to save power consumption. it can. Further, the sensor tube 14 vibrates in the Z direction by the exciting force of the vibrators 52 and 54. However, since the holding member 32 is fitted with a seal member 33 that seals between the inner wall of the through hole 22c on the outer periphery, the holding member 32 is fitted in the through hole 22c without any backlash in the radial direction (Z direction). It is provided so as not to affect the vibration characteristics (natural frequency) on the flow meter side.

さらに、センサチューブ14は、肉薄形状の金属パイプからなるため、コリオリ力によるセンサチューブ14の変形・変位が大きくなり、流入側ピックアップ56,58、流出側ピックアップ60,62より大きな出力が得られ、SN比を改善することができると共に、計測精度が向上する。   Furthermore, since the sensor tube 14 is made of a thin metal pipe, deformation and displacement of the sensor tube 14 due to Coriolis force is increased, and a larger output than the inflow side pickups 56 and 58 and the outflow side pickups 60 and 62 is obtained. The SN ratio can be improved and the measurement accuracy is improved.

駆動コイル52a,54a及びセンサコイル56a,58a,60a,62aは、流量計測制御回路80に接続されており、流量計測制御回路80は、本質安全防爆バリア回路、励振・時間差検出回路、ヤング率・V/F変換回路、出力回路、電源回路、減衰率検出回路、判別回路、制御回路(夫々図示せず)等を有する。   The drive coils 52a, 54a and the sensor coils 56a, 58a, 60a, 62a are connected to a flow rate measurement control circuit 80. The flow rate measurement control circuit 80 includes an intrinsically safe explosion-proof barrier circuit, an excitation / time difference detection circuit, a Young's modulus / A V / F conversion circuit, an output circuit, a power supply circuit, an attenuation rate detection circuit, a discrimination circuit, a control circuit (each not shown), and the like are included.

流量計測時、上記構成になる質量流量計10において、流量計測制御回路80によって加振器52,54が駆動され、センサチューブ14の振動特性(固有振動数)に応じた周期、振幅でセンサチューブ14の中間部分を縦方向(Z方向)に加振させる。   When the flow rate is measured, in the mass flow meter 10 configured as described above, the vibrators 52 and 54 are driven by the flow rate measurement control circuit 80, and the sensor tube has a period and amplitude according to the vibration characteristics (natural frequency) of the sensor tube 14. 14 is vibrated in the vertical direction (Z direction).

このように、振動するセンサチューブ14に流体が流れると、その流量に応じた大きさのコリオリ力が発生する。そのため、直管状のセンサチューブ14の流入側と流出側で動作遅れが生じ、これにより流入側ピックアップ56,58と流出側ピックアップ60,62との出力信号に位相差が生じる。   Thus, when a fluid flows through the vibrating sensor tube 14, a Coriolis force having a magnitude corresponding to the flow rate is generated. Therefore, an operation delay occurs between the inflow side and the outflow side of the straight tubular sensor tube 14, thereby causing a phase difference in output signals between the inflow side pickups 56 and 58 and the outflow side pickups 60 and 62.

流量計測制御回路80は、上記流入側の出力信号と流出側の出力信号との位相差が流量に比例するため、当該位相差に基づいて流量を演算する。よって、センサチューブ14の変位が流入側ピックアップ52,54及び流出側ピックアップ56,58により検出されると、上記センサチューブ14の振動に伴う上記位相差が流量計測制御回路80により質量流量に変換される。   Since the phase difference between the inflow side output signal and the outflow side output signal is proportional to the flow rate, the flow rate measurement control circuit 80 calculates the flow rate based on the phase difference. Therefore, when the displacement of the sensor tube 14 is detected by the inflow side pickups 52, 54 and the outflow side pickups 56, 58, the phase difference accompanying the vibration of the sensor tube 14 is converted into a mass flow rate by the flow rate measurement control circuit 80. The

図5は実施例2のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図5において、上記実施例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図5に示されるように、センサチューブ14の流入側端部は、前述した実施例1と同様な構成であり、センサチューブ14の流入側端部には、フランジ30、保持部材32、シール部材33が設けられている。尚、流入側の保持部材32は、流出側端部が段差22dに当接しており、流入側端部が隙間S2を介して流入側継手28の端面に対向している。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner in order to explain the sensor tube mounting structure of the second embodiment. In FIG. 5, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the inflow side end of the sensor tube 14 has the same configuration as that of the first embodiment described above, and the inflow side end of the sensor tube 14 has a flange 30, a holding member 32, and a seal member. 33 is provided. Note that the inflow side holding member 32 has an outflow side end in contact with the step 22d, and the inflow side end faces the end surface of the inflow side joint 28 via the gap S2.

また、センサチューブ14の流出側端部が結合されたフランジ38は、センサチューブ14が挿入された中央孔38aと、保持部材82の端面に形成された凹部82eに嵌合する鍔部38bとを有する。   The flange 38 to which the outflow side end of the sensor tube 14 is coupled includes a central hole 38a into which the sensor tube 14 is inserted and a flange 38b that fits into a recess 82e formed on the end surface of the holding member 82. Have.

また、フランジ38は、流入側端部と同様に、流出側ケース24の貫通孔(摺動孔)24cに挿入された流出側の保持部材82がボルト84によって締結される。さらに、保持部材82の外周には、シール溝82b,82cが設けられており、シール溝82b,82cには、シール部材83が装着されている。また、保持部材82は、センサチューブ14の流出側と流出側継手36の中央孔36aとの間を連通する中央孔82aを有する。   Similarly to the inflow side end, the outflow side holding member 82 inserted into the through hole (sliding hole) 24 c of the outflow side case 24 is fastened by a bolt 84. Further, seal grooves 82b and 82c are provided on the outer periphery of the holding member 82, and a seal member 83 is mounted in the seal grooves 82b and 82c. The holding member 82 has a central hole 82 a that communicates between the outflow side of the sensor tube 14 and the central hole 36 a of the outflow side joint 36.

尚、保持部材82は、流入側端部が段差24dに当接しており、流出側端部が隙間S1を介して流出側継手36の端面に対向している。   The holding member 82 has an inflow side end in contact with the step 24d, and an outflow side end is opposed to the end surface of the outflow side joint 36 through a gap S1.

上記保持部材32,82は、上記隙間S1,S2の範囲内でセンサチューブ14の延在方向(X方向)に摺動することができるので、センサチューブ14で熱膨脹が生じた場合には、この隙間S1,S2に相当する長さ分の熱膨脹を吸収することが可能になっている。そのため、例えば、高温流体を計測する場合にセンサチューブ14が熱膨張しても保持部材32,82が摺動してセンサチューブ14に熱応力による荷重が作用しない構成になっている。よって、センサチューブ14の熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   The holding members 32 and 82 can slide in the extending direction (X direction) of the sensor tube 14 within the range of the gaps S1 and S2. Therefore, when thermal expansion occurs in the sensor tube 14, It is possible to absorb the thermal expansion of the length corresponding to the gaps S1 and S2. Therefore, for example, when measuring a high temperature fluid, even if the sensor tube 14 is thermally expanded, the holding members 32 and 82 are slid so that a load due to thermal stress does not act on the sensor tube 14. Therefore, the measurement error accompanying the thermal expansion of the sensor tube 14 can be eliminated.

図6は実施例3のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図6において、上記実施例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner in order to explain the sensor tube mounting structure of the third embodiment. In FIG. 6, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図6に示されるように、実施例3では、流入側の保持部材32と段差22dとの間に保持部材32を流入側に付勢する付勢部材86が設けられている。この付勢部材86は、コイルバネからなり、センサチューブ14に対して一定の張力を付与するように取り付けられている。   As shown in FIG. 6, in the third embodiment, a biasing member 86 that biases the holding member 32 toward the inflow side is provided between the holding member 32 on the inflow side and the step 22d. The biasing member 86 is formed of a coil spring and is attached so as to apply a constant tension to the sensor tube 14.

そのため、付勢部材86は、高温流体を計測する場合にセンサチューブ14の熱膨張に伴う保持部材32の変位を補助することができ、保持部材32の摺動抵抗がセンサチューブ14に負荷として作用しないようにして、熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   Therefore, the biasing member 86 can assist the displacement of the holding member 32 due to the thermal expansion of the sensor tube 14 when measuring a high-temperature fluid, and the sliding resistance of the holding member 32 acts as a load on the sensor tube 14. In this way, measurement errors associated with thermal expansion can be eliminated.

図7は実施例4のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図7において、上記実施例2と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図7に示されるように、実施例4では、流出側の保持部材82と段差24eとの間に保持部材32を流入側に付勢する付勢部材88が設けられている。この付勢部材88は、コイルバネからなり、センサチューブ14に対して一定の張力を付与するように取り付けられている。   FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a simplified storage case in order to explain the sensor tube mounting structure of the fourth embodiment. In FIG. 7, the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 7, in the fourth embodiment, an urging member 88 that urges the holding member 32 toward the inflow side is provided between the outflow side holding member 82 and the step 24e. The biasing member 88 is formed of a coil spring and is attached so as to apply a constant tension to the sensor tube 14.

そのため、付勢部材88は、高温流体を計測する場合にセンサチューブ14の熱膨張に伴う保持部材82の変位を補助することができ、保持部材82の摺動抵抗がセンサチューブ14に負荷として作用しないようにして、熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   Therefore, the urging member 88 can assist the displacement of the holding member 82 accompanying the thermal expansion of the sensor tube 14 when measuring a high-temperature fluid, and the sliding resistance of the holding member 82 acts on the sensor tube 14 as a load. In this way, measurement errors associated with thermal expansion can be eliminated.

図8は実施例5のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図8において、上記実施例3と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner in order to explain the sensor tube mounting structure of the fifth embodiment. In FIG. 8, the same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図8に示されるように、実施例5では、流入側の保持部材32と段差22cとの間に保持部材32を流入側に付勢する付勢部材86が設けられている。また、保持部材32の外周には、シール溝32c,32dが設けられており、シール溝32c,32dには、シール部材33と、保持部材32の外周に作用する圧力を受ける受圧リング90とが装着されている。シール部材33は、受圧リング90を介して押圧されるため、被測流体が高圧な場合でも大きく変形せず、シール性を維持することができる。   As shown in FIG. 8, in the fifth embodiment, a biasing member 86 that biases the holding member 32 toward the inflow side is provided between the holding member 32 on the inflow side and the step 22c. In addition, seal grooves 32 c and 32 d are provided on the outer periphery of the holding member 32, and the seal member 33 and a pressure receiving ring 90 that receives pressure acting on the outer periphery of the holding member 32 are provided in the seal grooves 32 c and 32 d. It is installed. Since the seal member 33 is pressed through the pressure receiving ring 90, the seal member 33 is not greatly deformed even when the fluid to be measured has a high pressure, and the sealing performance can be maintained.

尚、実施例5では、流出側の保持部材32の構成について説明したが、流出側の保持部材82も同様な構成とするようにしても良い。   In the fifth embodiment, the configuration of the outflow side holding member 32 has been described. However, the outflow side holding member 82 may have the same configuration.

図9は実施例6のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図9において、上記実施例3と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner to explain the sensor tube mounting structure of the sixth embodiment. In FIG. 9, the same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図9に示されるように、実施例6では、流入側の保持部材32と段差22dとの間に保持部材32を流入側に付勢する付勢部材86が設けられている。また、保持部材32の外周には、台形状に突出する環状突起92,94が設けられており、環状突起92,94のリング状に形成された最外周部分が流出側ケース24の貫通孔22cに摺接している。   As shown in FIG. 9, in the sixth embodiment, a biasing member 86 that biases the holding member 32 toward the inflow side is provided between the holding member 32 on the inflow side and the step 22d. Further, annular protrusions 92 and 94 projecting in a trapezoidal shape are provided on the outer periphery of the holding member 32, and the outermost peripheral portion formed in a ring shape of the annular protrusions 92 and 94 is the through hole 22 c of the outflow side case 24. Is in sliding contact.

そのため、保持部材32は、貫通孔22cの内壁に対する摺動抵抗が軽減されており、高温流体を計測する場合にセンサチューブ14の熱膨張に伴う保持部材32のX方向変位が容易に行なえる。よって保持部材32の摺動抵抗がセンサチューブ14に負荷として作用しないようにして、熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   Therefore, the holding member 32 has reduced sliding resistance with respect to the inner wall of the through hole 22c, and the X-direction displacement of the holding member 32 accompanying the thermal expansion of the sensor tube 14 can be easily performed when measuring a high temperature fluid. Therefore, the sliding error of the holding member 32 does not act as a load on the sensor tube 14, and the measurement error due to thermal expansion can be eliminated.

尚、実施例6では、流出側の保持部材32の構成について説明したが、流出側の保持部材82も同様な構成とするようにしても良い。   In the sixth embodiment, the configuration of the outflow side holding member 32 has been described. However, the outflow side holding member 82 may have the same configuration.

図10は実施例7のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。図11は図10中B−B線に沿う縦断面図である。尚、図10、図11において、上記実施例4と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner to explain the sensor tube mounting structure of the seventh embodiment. FIG. 11 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG. 10 and 11, the same parts as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図10及び図11に示されるように、実施例7では、流出側の保持部材82の軸心を収納ケース12のX方向の軸心に一致させるための調芯機構100が設けられている。調芯機構100は、保持部材82の外周の120度間隔で位置調整するように構成されており、保持部材82が挿入される流出側ケース24(収納ケース12)の貫通孔24cに対して放射状に形成された調整孔102〜104と、調整孔102〜104に挿入された押圧ボール106〜108とを有する。押圧ボール106,107は、調整孔102,103に螺入されたナット110,111の調整ねじ114,115によって保持部材82の軸心方向への突出量を調整される。尚、調整孔102〜104は、外周側開口が押圧ボール106〜108の直径よりも若干大径であり、内周側開口が先細形状に形成されており、押圧ボール106〜108の一部が内側に突出するようになっている。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the seventh embodiment, an alignment mechanism 100 for aligning the axial center of the holding member 82 on the outflow side with the axial center of the storage case 12 in the X direction is provided. The alignment mechanism 100 is configured to adjust the position at intervals of 120 degrees on the outer periphery of the holding member 82, and is radial with respect to the through hole 24c of the outflow side case 24 (storage case 12) into which the holding member 82 is inserted. And adjustment balls 102 to 104 formed in the adjustment holes 102 to 104 and pressing balls 106 to 108 inserted into the adjustment holes 102 to 104. The pressing balls 106 and 107 are adjusted in the amount of protrusion of the holding member 82 in the axial direction by the adjusting screws 114 and 115 of the nuts 110 and 111 screwed into the adjusting holes 102 and 103. The adjustment holes 102 to 104 have an opening on the outer peripheral side that is slightly larger than the diameter of the pressing balls 106 to 108, and an inner peripheral opening is formed in a tapered shape, and a part of the pressing balls 106 to 108 is formed. It protrudes inward.

また、保持部材82の上方に配置された押圧ボール108は、コイルバネ118の押圧力により保持部材82の外周を押圧している。コイルバネ118は、調整孔104に螺入されたバネ押さえ120により保持されており、バネ押さえ120の螺入位置を変えることによって、押圧ボール108への押圧力が調整される。そして、上記調整ねじ114,115の螺入位置を調整することにより、保持部材82の下側位置を規制する押圧ボール106,107の位置が調整されると共に、反対側の上側位置を規制する押圧ボール108が保持部材82に押圧されたコイルバネ118を圧縮し、そのバネ力を受けて保持部材82の上側位置を調整する。   Further, the pressing ball 108 disposed above the holding member 82 presses the outer periphery of the holding member 82 by the pressing force of the coil spring 118. The coil spring 118 is held by a spring presser 120 screwed into the adjustment hole 104, and the pressing force to the pressing ball 108 is adjusted by changing the screwing position of the spring presser 120. Then, by adjusting the screwing positions of the adjusting screws 114 and 115, the positions of the pressing balls 106 and 107 that restrict the lower position of the holding member 82 are adjusted, and the pressing that restricts the upper position on the opposite side. The ball 108 compresses the coil spring 118 pressed against the holding member 82 and receives the spring force to adjust the upper position of the holding member 82.

このように、保持部材82は、調芯機構100の3個の押圧ボール106〜108によって軸心位置が調整される。   Thus, the axial position of the holding member 82 is adjusted by the three pressing balls 106 to 108 of the alignment mechanism 100.

尚、実施例7では、流出側の保持部材82の軸心を調整する調芯機構100の構成について説明したが、流入側の保持部材32にも同様な調芯機構が設けられている。そのため、センサチューブ14の両端に結合された保持部材32,82は、夫々調芯機構100により軸心が収納ケース12の軸心と一致するように調整されるため、センサチューブ14を加振する際の振幅がセンサチューブ挿通孔50内で偏らないように調整することができる。これにより、保持部材32,82がセンサチューブ14の熱膨張に伴ってX方向に摺動した場合でも、調芯機構100によって保持部材32,82の軸心がぶれないため、センサチューブ14の振動が安定し、熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   In the seventh embodiment, the configuration of the alignment mechanism 100 that adjusts the axial center of the holding member 82 on the outflow side has been described. However, a similar alignment mechanism is provided on the holding member 32 on the inflow side. Therefore, the holding members 32 and 82 coupled to both ends of the sensor tube 14 are adjusted by the alignment mechanism 100 so that the axis coincides with the axis of the storage case 12, so that the sensor tube 14 is vibrated. It is possible to adjust so that the amplitude at the time does not deviate within the sensor tube insertion hole 50. As a result, even when the holding members 32 and 82 slide in the X direction as the sensor tube 14 is thermally expanded, the centering mechanism 100 does not cause the shaft centers of the holding members 32 and 82 to be shaken. Is stable and measurement errors associated with thermal expansion can be eliminated.

図12は実施例8のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。尚、図12において、上記実施例4と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the storage case in a simplified manner in order to explain the sensor tube mounting structure of the eighth embodiment. In FIG. 12, the same parts as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図12に示されるように、実施例8では、センサチューブ14の流出側端部が結合されたフランジ38をセンサチューブ14の延在方向(X方向)にガイドするガイド機構130が設けられている。このガイド機構130は、フランジ38にボルト84により締結された保持部材132と、保持部材132を付勢する付勢部材88と、保持部材132の外周に摺接するボールベアリング133と、ボールベアリング133の外周に嵌合されたテーパ状の可動側リング134と、可動側リング134に嵌合するテーパ状の固定側リング136とにより構成されている。ボールベアリング133は、保持部材132の外周と可動側リング134の内周との間に周方向に介在する複数のボール133aと、複数のボール133aを3列に保持するリテーナ133bとを有する。また、保持部材132は、センサチューブ14の流出側端部と連通する中央孔132aを有する。   As shown in FIG. 12, in the eighth embodiment, a guide mechanism 130 that guides the flange 38 to which the outflow side end of the sensor tube 14 is coupled in the extending direction (X direction) of the sensor tube 14 is provided. . The guide mechanism 130 includes a holding member 132 fastened to the flange 38 by a bolt 84, a biasing member 88 that biases the holding member 132, a ball bearing 133 that slides on the outer periphery of the holding member 132, and a ball bearing 133. A tapered movable side ring 134 fitted to the outer periphery and a tapered fixed side ring 136 fitted to the movable side ring 134 are configured. The ball bearing 133 includes a plurality of balls 133a interposed in the circumferential direction between the outer periphery of the holding member 132 and the inner periphery of the movable ring 134, and retainers 133b that hold the plurality of balls 133a in three rows. The holding member 132 has a central hole 132 a that communicates with the outflow side end of the sensor tube 14.

固定側リング136は、収納ケース12を構成する出側ケース24の貫通孔24cに螺入されたリング状のナット138,140により流出側の位置を規制されている。ボールベアリング133を保持する可動側リング134のテーパ面は、保持部材132を流出側に付勢する付勢部材88の付勢力を受けて固定側リング136のテーパ面に押圧されている。そのため、センサチューブ14が高温の流体を計測する際に熱膨張すると、フランジ38が付勢部材88の付勢方向に摺動してセンサチューブ14の熱膨張量を吸収する。   The position of the stationary ring 136 on the outflow side is regulated by ring-shaped nuts 138 and 140 that are screwed into the through holes 24 c of the outlet case 24 constituting the storage case 12. The taper surface of the movable ring 134 that holds the ball bearing 133 is pressed against the taper surface of the fixed ring 136 by receiving the urging force of the urging member 88 that urges the holding member 132 to the outflow side. Therefore, when the sensor tube 14 is thermally expanded when measuring a high-temperature fluid, the flange 38 slides in the biasing direction of the biasing member 88 and absorbs the thermal expansion amount of the sensor tube 14.

その際、フランジ38と一体化された保持部材132は、ボールベアリング133の転がり接触によりガイドされているため、低摩擦でセンサチューブ14の延在方向に摺動する。   At this time, the holding member 132 integrated with the flange 38 is guided by the rolling contact of the ball bearing 133, and therefore slides in the extending direction of the sensor tube 14 with low friction.

そのため、保持部材132は、ガイド機構130のボールベアリング133により貫通孔24cの内壁に対する摺動抵抗が軽減されており、高温流体を計測する場合にセンサチューブ14の熱膨張に伴う保持部材132のX方向変位が容易に行なえる。よって、実施例8では、保持部材132の摺動抵抗がセンサチューブ14に負荷として作用しないように構成されており、センサチューブ14の熱膨張に伴う計測誤差を解消することができる。   Therefore, in the holding member 132, the sliding resistance with respect to the inner wall of the through hole 24c is reduced by the ball bearing 133 of the guide mechanism 130, and the X of the holding member 132 accompanying the thermal expansion of the sensor tube 14 when measuring a high temperature fluid. Directional displacement can be easily performed. Therefore, in Example 8, it is comprised so that the sliding resistance of the holding member 132 may not act as a load on the sensor tube 14, and the measurement error accompanying the thermal expansion of the sensor tube 14 can be eliminated.

尚、実施例8では、流出側の保持部材の構成について説明したが、流入側の保持部材もガイド機構130を用いてガイドする構成しても良い。   Although the configuration of the outflow side holding member has been described in the eighth embodiment, the inflow side holding member may also be configured to be guided using the guide mechanism 130.

尚、上記実施例では、CNGのような可燃性ガスを被測流体として流量計測する場合を例に挙げたが、これに限らず、他の高圧、高温の流体を計測するのにも適用できるのは勿論である。   In the above-described embodiment, the flow rate measurement is performed using a combustible gas such as CNG as the fluid to be measured. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to measurement of other high-pressure and high-temperature fluids. Of course.

本発明になる振動式測定装置の実施例1としてのコリオリ式質量流量計の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the Coriolis type mass flow meter as Example 1 of the vibration type measuring apparatus according to the present invention. 図1中A−A線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the AA line in FIG. センサチューブの取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which simplifies and shows a storage case in order to demonstrate the attachment structure of a sensor tube. 実施例1のセンサチューブ14を示す側面図である。It is a side view which shows the sensor tube 14 of Example 1. FIG. 実施例2のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 2, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner. 実施例3のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which simplifies and shows a storage case in order to demonstrate the sensor tube attachment structure of Example 3. FIG. 実施例4のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 4, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner. 実施例5のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 5, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner. 実施例6のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 6, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner. 実施例7のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 7, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner. 図10中B−B線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the BB line in FIG. 実施例8のセンサチューブ取付構造を説明するため、収納ケースを簡略化して示す縦断面図である。In order to explain the sensor tube mounting structure of Example 8, it is a longitudinal sectional view showing a storage case in a simplified manner.

符号の説明Explanation of symbols

10 質量流量計
12 収納ケース
14 センサチューブ
22 流入側ケース
22c,24c 貫通孔(摺動孔)
24 流出側ケース
26 センサ部ケース
28 流入側継手
30,38 フランジ
32,82,132 保持部材
33,83 シール部材
36 流出側継手
50 センサチューブ挿通孔
52,54 加振器
56,58 流入側ピックアップ
60,62 流出側ピックアップ
86,88 付勢部材
90 受圧リング
92,94 環状突起
100 調芯機構
102〜104 調整孔
106〜108 押圧ボール
114,115 調整ねじ
118 コイルバネ
120 バネ押さえ
130 ガイド機構
133 ボールベアリング
134 可動側リング
136 固定側リング
10 Mass flow meter 12 Storage case 14 Sensor tube 22 Inflow side case 22c, 24c Through hole (sliding hole)
24 Outflow side case 26 Sensor part case 28 Inflow side joint 30, 38 Flange 32, 82, 132 Holding member 33, 83 Seal member 36 Outflow side joint 50 Sensor tube insertion hole 52, 54 Exciter 56, 58 Inflow side pickup 60 , 62 Outflow side pickup 86, 88 Energizing member 90 Pressure receiving ring 92, 94 Annular protrusion 100 Alignment mechanism 102 to 104 Adjustment hole 106 to 108 Press ball 114, 115 Adjustment screw 118 Coil spring 120 Spring retainer 130 Guide mechanism 133 Ball bearing 134 Movable ring 136 Fixed ring

Claims (3)

内部に密閉された空間が形成された収納ケースと、
前記空間内に挿通され、被測流体が流れるセンサチューブと、
前記センサチューブを流れる被測流体の一部を前記空間内に供給する連通路と、
前記センサチューブに取り付けられた駆動用磁石と、前記収納ケースに設けられ、前記駆動用磁石を径方向に駆動する駆動コイルとからなる加振器と、
前記センサチューブに取り付けられた検出用磁石と、前記収納ケースの外壁に設けられ、前記検出用磁石の変位を検出する検出部とからなるピックアップと、
を有する振動式測定装置において、
前記センサチューブの端部を保持する保持部材と、
前記収納ケースの端部に形成され、前記保持部材が摺動可能に挿入された摺動孔と、を備えており、
前記保持部材は、前記センサチューブの熱変形により前記摺動孔を摺動して前記センサチューブの延在方向の変位を吸収することを特徴とする振動式測定装置。
A storage case in which a sealed space is formed;
A sensor tube that is inserted into the space and through which the fluid to be measured flows;
A communication path for supplying a part of the fluid to be measured flowing through the sensor tube into the space;
A vibration exciter comprising a drive magnet attached to the sensor tube and a drive coil provided in the storage case and driving the drive magnet in a radial direction;
A pickup comprising a detection magnet attached to the sensor tube, and a detection unit provided on an outer wall of the storage case and detecting a displacement of the detection magnet;
In a vibration measuring device having
A holding member for holding an end of the sensor tube;
A sliding hole formed at an end of the storage case and slidably inserted into the holding member,
The vibration-type measuring device, wherein the holding member slides through the sliding hole by thermal deformation of the sensor tube and absorbs displacement in the extending direction of the sensor tube.
前記保持部材を前記センサチューブの延在方向に付勢する付勢部材を前記摺動孔に設けたことを特徴とする請求項1に記載の振動式測定装置。   2. The vibration type measuring apparatus according to claim 1, wherein a biasing member that biases the holding member in the extending direction of the sensor tube is provided in the sliding hole. 前記保持部材と前記摺動孔との間に、前記センサチューブの延在方向への変位を可能とする軸受を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の振動式測定装置。

3. The vibration type measuring apparatus according to claim 1, wherein a bearing that enables displacement of the sensor tube in an extending direction is provided between the holding member and the sliding hole.

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