JP2008129012A - コリオリ型質量流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コリオリ型質量流量計1は、流管3と、光源及び該光源からの光を受ける光検出器を有する少なくとも一つの位置センサ11a,11bと、流管3を軸線に対して移動せしめるマグネットヨーク6,7,8,12とを有し、上記光源と光検出器との間の流管3が上記光路で光源そして光検出器に対して非接触で移動可能となっており、第一光透過開口を有する第一スクリーンが光源側に配されそして第二光透過開口を有する第二スクリーンが光検出器側に配され、第一光透過開口と第二光透過開口とが同じ形状で対向して位置しており、両光透過開口が互いに平行で光路上で一致して位置していて検出器への光ビームが柱状をなしている。
【選択図】図1
Description
孔を有する壁部の前に開孔を有するプレートを配することによっても形成できる。後者の場合、開孔を有するプレートは、好ましくは、二つの脚部とこれらを結ぶ連結部を有する形態のU字状脚を形成していることが好ましい。その場合、脚部と連結部が一体をなし、両脚部が連結部の面から屈曲されて形成されていると有利である。こうすると、光透過開口同士を正確に一線上に位置させることが容易となる。
されることができる。一線上に三つのセンサを配することによる位置の測定の方法には、いくつかあるが、二つのセンサを回転の軸線に対して両側に位置するように設け、第三のセンサを上記二つのセンサの一方に隣接して設けることである。
両脚の管部に対して巻回してもよい。
圧を発生する位置が二つ存在してしまうこととなる。これは、窓の高さが流管の直径よりも大きく選定されたときに生ずる。これは、図10に見られるような信号Vをもたらし、ここでS1,S2,S3そしてS4は縦長(上下に長い)矩形窓65に関して流管の種々の異なる位置を示している。図10で見られるように、S1とS2との間の曲線の勾配は窪み部分となっており、異なる二つの位置S1とS2における電圧が同じとなってしまうので、このような特性曲線をもつセンサは不適である。また、検出器の特性によるが、例えば、S軸に平行な部分を有する特性曲線である場合も同様に不適である。
例えば、
−流管が非常に薄く、高さの正確な調整を必要とするとき、
−ゼロ点が、例えば重力により、ずれてしまうとき、
−複数の流管位置センサが共通の支持部材(PCB)上に配されていて、これらが同時 に縦方向に調整されるとき、
である。
−高さ精度調整の必要性が低いこと
−ゼロ点シフトによる干渉が小さいこと
である。
−光ビームが十分にカバーされることがないので分解度(電圧範囲)が低いこと
である。
−ゼロ点オフセットの電気的除去
−最大値の拡大
である。
いて、少なくともこの作動範囲で窓の形がテーパ状になっている、ということが重要である。
「フィルタ」107について、二つの実施例を示す。
−高さhについて透過度Tが単調に変化する平坦なプレート、例えば、コーティング度 合が変化する塗料あるいはインクの層を有しているプレートである。その変形例とし ては、光の透過度の変化は、対向して配された二つの偏光フィルタの一方を直線偏光 そして他方を円偏光とすることによっても得られる。
−限定透過度をもつ材料(多くの場合、合成樹脂)で作られて底部から上部に向けて厚 みを減ずる楔状ブロック110である。光は楔状のブロック110で屈折する(図 21A)。これは、光源が角度(図21B)をもって配されること、あるいは同じ屈 折率をもつ透明ガラスの楔状ブロック111が追加して配されることにより、補償さ れる。
−上述のような原理のもとでの設定は、種々の変更が可能である。
−平行ビームを作る他の方法は、自動車に用いられる触媒のような、多数の小孔が形成 されたプレートをレンズに代えて用いることができる。ただし、これは光の損失を伴 う。
−他の方法としては、LED(あるいはレーザダイオード)の前にフィルタを配するの ではなく、検出器の面に角度をもった光源102を有するハウジング部分101を配 する(図22)ことにより、単調に光密度を増加させることができる。この目的に は、放射された光ビームの横部112だけが用いられ、光検出器105の方向に放射 された光の光強度は視野角に依存する。
−凹状放射面114をもつ楔状のブロック113を用いると、底部での低い透過のみな らず、屈折して、もっと大きい光傾斜をもつようになる(図23)。
3 流管 118 光ビーム
11a 位置センサ 119 流管
11b 位置センサ 120 突出部
18 流管 122 流管
29 (光学)センサ 123 三角形羽根
30 (光学)センサ 124 センサハウジング
46 管部 125 光ビーム
47 流管 126 流管
49 光源 127a 羽根
50 光測定セル 127b 羽根
52 管部 129 光ビーム
53 光ビーム 130 流管
60 流管 131 羽根
61 光ビーム 132 流管
65 矩形窓 135 光ビーム
67 三角窓 136 流管
70 光ビーム 137 横方向羽根
72 光学位置センサ 139 流管
73 光学位置センサ 140 横羽根
74 縦方向脚部 141 光ビーム
75 縦方向脚部 142 矩形羽根
77 コリオリ流管 143a 光ビーム
79 開口 143b 光ビーム
81 開口 143c 光ビーム
82 光ビーム 144a 開口
83 光源 144b 開口
84 光検出器 144c 開口
94 三角形窓 145 流管
95 三角形窓 146 接線方向羽根
96 三角形窓 147a 光ビーム
97 三角形窓 147b 光ビーム
98 三角形窓 147c 光ビーム
99 三角形窓 148a 三角形開口
100 センサ 148b 三角形開口
102 光源 148c 三角形開口
105 光検出器 149 流管
106 光ビーム 150’ 三角形開口
107 フィルタ 150” 三角形開口
108 コリオリ流管 150''' 三角形開口
110 楔状ブロック 151 半径方向羽根
111 楔状ブロック 152 センサ
113 楔状ブロック 184 光検出器
116 開口
Claims (21)
- 流管と、光源及び該光源からの光を受ける光検出器が設けられた少なくとも一つの管位置センサと、流管を軸線に対して移動せしめる手段とを有し、上記光源と光検出器との間の光路に対しての流管の変位に対応して上記光検出器が信号を発するように上記流管、管位置センサ、駆動手段が配置されているコリオリ型質量流量計において、光源と光検出器は所定距離をもって互いに対向して位置しそして干渉空間によって離間されていて、該干渉空間で流管あるいは流管に取り付けられた突出部が上記光路で光源そして光検出器に対して非接触で移動可能となっていること、第一光透過開口を有する第一スクリーンが光源側に配されそして第二光透過開口を有する第二スクリーンが光検出器側に配されていること、第一光透過開口と第二光透過開口とが同じ形状で対向して位置していること、両光透過開口が互いに平行で光路上で一致して位置していることを特徴とするコリオリ型質量流量計。
- 少なくとも一つの管位置センサは互いに対向せる二つの脚部を備えるU字状ハウジングを有し、一方の脚部に光源が、そして他方の脚部に光検出器が配設されていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 第一と第二スクリーンがU字状ハウジングの脚部同士の対向壁により形成されていることとする請求項2に記載のコリオリ型質量流量計。
- 脚部同士の対向壁に開口が形成されていること、第一スクリーンが一方の脚部の壁での開口に対向した光透過開口を有して配置され、第二スクリーンが他方の脚部の壁での開口に対向した開口を有して配置されていることとする請求項2に記載のコリオリ型質量流量計。
- 第一そして第二スクリーンが、二つの脚部と連結リムを有するU字状構造の脚部に形成されていることとする請求項1又は請求項4に記載のコリオリ型質量流量計。
- 第一そして第二光透過開口が流管の移動方向に対して平行な矩形の一辺を有する矩形をなしていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 少なくとも一つの管位置センサは、流管の移動方向で連続せる、検出面の連続的部分域に、検出器の受光量を単調に変化させる手段を備えていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 第一そして第二光透過開口の大きさは、流管の移動方向を横切る方向で流管の移動方向から見て、広い部分から狭い部分へ単調に減小していることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 第一そして第二スクリーンにおける第一そして第二光透過開口の大きさは、流管の移動方向を横切る方向で流管の移動方向から見て、広い部分から狭い部分へ単調に減小していることとする請求項4に記載のコリオリ型質量流量計。
- 流管の移動方向で単調に変化する透過度勾配をもったフィルタが光源と光検出器との間の光路に配されていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 上記手段が光源と光検出器との間の光路に配された光学楔状部材を有していることとする請求項7に記載のコリオリ型質量流量計。
- 流量計が第一そして第二位置センサを有し、各位置センサが干渉空間により離間配置されている光源と光検出器を有し、流管あるいは流管に取り付けられた突出部が上記干渉空間内を可動となっていること、上記第一そして第二位置センサが流管の動きの中心となる軸線の両側で互いに小さな距離をおいて配置されていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 流量計が第一、第二そして第三位置センサを有し、各位置センサが干渉空間により離間配置されている光源と光検出器を有し、流管あるいは流管に取り付けられた突出部が上記干渉空間内を可動となっていること、上記第一そして第二位置センサが流管の動きの中心となる軸線の両側で互いに小さな距離をおいて配置されていること、第三位置センサが第一そして第二位置センサと同一線上で第一そして第二位置センサの一方に隣接して配置されていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 各管センサは互いに対向せる二つの脚部を備えるU字状ハウジングを有し、一方の脚部に光源が、そして他方の脚部に光検出器が配設され、第一光透過開口を有する第一スクリーンが光源側に配されそして第二光透過開口を有する第二スクリーンが光検出器側に配されていること、すべての位置センサについて一体型U字状構造の脚部が対応位置センサのスクリーンが形成されていて、各位置センサの第一そして第二光透過開口の光軸が一致しそれぞれの独立の位置センサの光軸が互いに平行であることとする請求項12又は請求項13に記載のコリオリ型質量流量計。
- 流管が一つの面で機械的に閉じられたループを形成し、両端がループの中心を通るようにて屈曲されていて、ループの両端が弾性懸吊部となっていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 流量計は、流管の移動のために該流管に力あるいはトルクを非接触で励起する手段を有していることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 突出部が流管の壁に取り付けられており、流管が光路外で移動したときに、上記突出部が光路内で移動可能となっていることとする請求項1に記載のコリオリ型質量流量計。
- 突出部が流管の壁に取り付けられており、流管が光路外で移動したときに、上記突出部が第一そして第二位置センサの光路内で移動可能となっていることとする請求項12に記載のコリオリ型質量流量計。
- 突出部が流管の壁に取り付けられており、流管が光路外で移動したときに、上記突出部が第一、第二そして第三位置センサの光路内で移動可能となっていることとする請求項13に記載のコリオリ型質量流量計。
- 突出部に少なくとも一つの窓部が形成されており、流管の移動方向に見たときに、流管の移動方向を横切る方向での該窓部の大きさが広い部分から狭い部分へ減小していることとする請求項17、請求項18そして請求項19のうちの一つに記載のコリオリ型質量流量計。
- 突出部が流管に対し接線方向に設けられていることとする請求項17、請求項18、請求項19そして請求項20のうちの一つに記載のコリオリ型質量流量計。
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