JP2013136461A - Vibrating flow device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも1つのハウジングを有する振動式流れデバイスに関するものであり、このデバイスでは、少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動が、導管を振動させるために用いられるドライブ周波数を超える周波数で生じるようになっている。 The present invention relates to an oscillating flow device having at least one housing in which multiple modes of vibration of the at least one housing occur at a frequency that exceeds the drive frequency used to vibrate the conduit. It is like that.
例えば濃度計およびコリオリ流量計の如き振動式流れデバイスは、密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度、他の情報などの如き流動物質の特性を測定するために用いられている。振動式流れデバイスは、一または複数の導管を備えている。導管は、例えば直線形状、U字形状または異形形状の如きさまざまな形状を有することが可能である。 Vibrating flow devices, such as densitometers and Coriolis flow meters, are used to measure flow material properties such as density, mass flow, volume flow, total mass flow, temperature, and other information. The oscillating flow device includes one or more conduits. The conduit can have a variety of shapes, for example, a straight shape, a U-shape, or a profile shape.
一または複数の導管は、例えば単純曲げモード、ねじれモード、半径方向モードおよび結合モードを含む一組の固有の振動モードを有している。一または複数の導管は、流動物質の特性を求める目的のため、これらのモードのうちの1つのモード(以下、「ドライブモード」と呼ぶ)でかつ共振周波数(以下、「ドライブ周波数」と呼ぶ)で、少なくとも1つのドライブにより振動されるようになっている。また、一または複数の電子機器は正弦波ドライブ信号を少なくとも1つのドライブへ送信するようになっている。このドライブは、通常マグネット/コイルを組み合わせたものであり、このマグネットは導管に固定され、コイルは支持構造体または他の導管に固定されている。ドライブ信号により、ドライブは、ドライブモードかつドライブ周波数で、一または複数の導管を振動させる。ドライブ信号は例えばコイルに送信される周期的な電流である。 The one or more conduits have a set of unique vibration modes including, for example, simple bending mode, torsion mode, radial mode and coupling mode. The one or more conduits have one of these modes (hereinafter referred to as “drive mode”) and a resonance frequency (hereinafter referred to as “drive frequency”) for the purpose of determining the characteristics of the flowing material. Therefore, it is vibrated by at least one drive. The one or more electronic devices transmit a sine wave drive signal to at least one drive. The drive is usually a magnet / coil combination, with the magnet secured to a conduit and the coil secured to a support structure or other conduit. The drive signal causes the drive to vibrate one or more conduits in drive mode and drive frequency. The drive signal is, for example, a periodic current transmitted to the coil.
少なくとも一つのピックオフは、導管の運動を検出し、振動する導管の運動を表す正弦波ピックオフ信号を生成するように構成されている。このピックオフ信号は一または複数の電子機器へ送信される。よく知られた原理によれば、ピックオフ信号は、一または複数の電子機器によって、流動物質の特性を求めるために用いられてもよいし、または、必要ならばドライブ信号を調節するために用いられてもよい。 The at least one pickoff is configured to detect conduit motion and generate a sinusoidal pickoff signal representative of the oscillating conduit motion. This pickoff signal is transmitted to one or more electronic devices. According to well-known principles, the pick-off signal may be used by one or more electronic devices to determine the characteristics of the flow material, or if necessary, to adjust the drive signal. May be.
通常、振動式流れデバイスは、ドライバ、ピックオフおよび導管を取り囲むハウジングを備えている。ハウジングは、例えば安定した、既知のもしくは制御された動作環境、すなわち湿気および有害ガスのない環境を提供するため、または、導管のドライバもしくはピックオフをいわゆる湿気、砕片、他の対象物との接触による損傷もしくは運搬時における損傷から避けるためなどのさまざまな理由で用いられるのが一般的である。 An oscillating flow device typically includes a housing that encloses a driver, pickoff and conduit. The housing, for example, to provide a stable, known or controlled operating environment, i.e., an environment free of moisture and harmful gases, or via a driver or pick-off of the conduit by contact with so-called moisture, debris, other objects Commonly used for a variety of reasons, such as avoiding damage or damage during transportation.
ハウジングは、例えば単純曲げモード、ねじれモード、半径方向モードおよび側面方向モードなど含む一または複数の固有の振動モードを有している。図4では、例えば曲げモードが軸Bを中心とするものであり、側面方向モードが軸Aを中心とするものである。図5に示されているように、どのような周波数があるモードの振動を誘発するかは一定ではない。この周波数は、図5に示されているような流体密度または温度の如き環境条件を含むさまざまな要因に応じて変わりうる。ドライバにより生成されるおよびポンプの如き材料処理システムの他の供給源からの振動力により、ハウジングが複数の固有の振動モードのうちの1つのモードで振動するようになる。一または複数の導管をドライブモードで振動させるために用いられる周波数がハウジングを当該ハウジングの複数の固有の振動モードのうちの1つのモードで振動させる周波数に相当する場合、流動物質の特性の正確な測定を行うことが困難なものとなる。 The housing has one or more inherent vibration modes including, for example, a simple bending mode, a torsion mode, a radial mode, and a lateral mode. In FIG. 4, for example, the bending mode is centered on the axis B, and the side surface mode is centered on the axis A. As shown in FIG. 5, it is not constant what frequency induces vibration of a certain mode. This frequency may vary depending on various factors including environmental conditions such as fluid density or temperature as shown in FIG. Vibration forces generated by the driver and from other sources of the material processing system, such as a pump, cause the housing to vibrate in one of a plurality of inherent vibration modes. If the frequency used to vibrate one or more conduits in drive mode corresponds to the frequency that causes the housing to vibrate in one of the housing's inherent vibration modes, the exact nature of the flow material It becomes difficult to perform measurement.
本発明は、従来のハウジングに固有のこの欠点を克服することに関するものである。 The present invention is directed to overcoming this drawback inherent in conventional housings.
本発明の技術範囲は添付の特許請求の範囲のみにより規定され、この課題を解決するための手段の内容によりいかなる程度であっても影響されることはない。 The technical scope of the present invention is defined only by the appended claims, and is not affected to any extent by the content of the means for solving this problem.
本発明の一実施形態では、振動式流れデバイスが、少なくとも1つの導管と、少なくとも1つのドライブと、少なくとも1つのピックオフと、少なくとも1つのハウジングとを備えている。少なくとも1つのドライブは少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数で振動させ、少なくとも1つのピックオフは少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成されている。少なくとも1つのハウジングは、少なくとも1つのドライブ、少なくとも1つのピックオフ、および少なくとも1つの導管の一部分を取り囲んでいる。少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動は、一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されている。 In one embodiment of the present invention, the vibratory flow device comprises at least one conduit, at least one drive, at least one pickoff, and at least one housing. The at least one drive causes the at least one conduit to vibrate at one or more drive frequencies, and the at least one pickoff is configured to measure movement of the at least one conduit. The at least one housing surrounds at least one drive, at least one pickoff, and a portion of at least one conduit. The plurality of modes of vibration of the at least one housing are configured to occur at a frequency that exceeds one or more drive frequencies.
本発明の他の実施形態では、振動式流れデバイスが、少なくとも1つの導管と、少なくとも1つのドライブと、少なくとも1つのピックオフと、少なくとも1つのハウジングとを備えている。少なくとも1つのドライブは少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数を有した曲げ振動モードで振動させ、少なくとも1つのピックオフは少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成されている。少なくとも1つのハウジングは少なくとも1つの導管の少なくとも一部分を取り囲んでいる。少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動は、一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるようになっている。少なくとも1つのハウジングは、曲げモードの運動の方向に対しておおむね平行な方向に沿って延びる断面長と、曲げモードの運動の方向に対しておおむね直角な方向に沿って延びる断面幅とを有しており、断面長の寸法が断面幅の寸法を超えるようになっている。 In another embodiment of the invention, the vibratory flow device comprises at least one conduit, at least one drive, at least one pickoff, and at least one housing. The at least one drive causes the at least one conduit to vibrate in a bending vibration mode having one or more drive frequencies, and the at least one pickoff is configured to measure movement of the at least one conduit. The at least one housing surrounds at least a portion of the at least one conduit. The plurality of modes of vibration of the at least one housing are adapted to occur at frequencies exceeding one or more drive frequencies. The at least one housing has a cross-sectional length extending along a direction generally parallel to the direction of bending mode motion and a cross-sectional width extending along a direction generally perpendicular to the direction of bending mode motion. The cross-sectional length dimension exceeds the cross-sectional width dimension.
本発明のさらに他の実施形態では、振動式流れデバイスを製作する方法が、少なくとも1つの導管、少なくとも1つのドライブ、少なくとも1つのピックオフおよび少なくとも1つのハウジングを設けるステップを有している。少なくとも1つのドライブは、少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数で振動させるように構成されており、少なくとも1つのピックオフは少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成されている。少なくとも1つのハウジングは、少なくとも1つの導管の少なくとも一部分を取り囲むように構成されている。また、少なくとも1つのハウジングは、当該少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動が一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されている。 In yet another embodiment of the present invention, a method of fabricating an oscillating flow device includes providing at least one conduit, at least one drive, at least one pickoff, and at least one housing. The at least one drive is configured to vibrate at least one conduit at one or more drive frequencies, and the at least one pickoff is configured to measure movement of the at least one conduit. The at least one housing is configured to surround at least a portion of the at least one conduit. The at least one housing is configured such that the vibrations of the plurality of modes of the at least one housing occur at a frequency exceeding one or more drive frequencies.
態様
本発明の1つの態様によれば、振動式流れデバイスが、少なくとも1つの導管、少なくとも1つのドライブおよび少なくとも1つのピックオフと、少なくとも1つのドライブ、少なくとも1つのピックオフおよび少なくとも1つの導管の一部分を取り囲む少なくとも1つのハウジングとを備え、少なくとも1つのドライブが少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数で振動させるように構成され、少なくとも1つのピックオフが少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成され、少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動が一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されている。
In accordance with one aspect of the present invention, an oscillating flow device includes at least one conduit, at least one drive and at least one pickoff, and at least one drive, at least one pickoff and a portion of at least one conduit. And at least one drive configured to vibrate at least one conduit at one or more drive frequencies, and at least one pickoff configured to measure movement of the at least one conduit. The plurality of modes of vibration of the at least one housing are configured to occur at a frequency exceeding one or more drive frequencies.
好ましくは、少なくとも1つのドライブが少なくとも1つの導管を曲げ振動モードで振動させるように構成されている。 Preferably, the at least one drive is configured to vibrate at least one conduit in a bending vibration mode.
好ましくは、少なくとも1つのハウジングがおおむねU字形状を有している。 Preferably, at least one housing has a generally U shape.
好ましくは、少なくとも1つの導管が一または複数のドライブ周波数を有した曲げ振動モードで振動し、少なくとも1つのハウジングが、曲げモードの運動の方向に対しておおむね平行な方向に沿って延びる断面長と、曲げモードの運動の方向に対しておおむね直角な方向に沿って延びる断面幅とを有し、断面長の寸法が断面幅の寸法を超えるようになっている。 Preferably, the at least one conduit vibrates in a bending vibration mode having one or more drive frequencies, and the at least one housing has a cross-sectional length extending along a direction generally parallel to the direction of bending mode motion; And a cross-sectional width extending along a direction generally perpendicular to the direction of motion of the bending mode, and the cross-sectional length dimension exceeds the cross-sectional width dimension.
好ましくは、少なくとも1つのハウジングの剛性を上げるために、少なくとも1つのハウジングに補剛部材が固定される。 Preferably, a stiffening member is fixed to the at least one housing in order to increase the rigidity of the at least one housing.
好ましくは、振動式流れデバイスがコリオリ流量計である。 Preferably, the vibratory flow device is a Coriolis flow meter.
好ましくは、振動式流れデバイスが濃度計である。 Preferably, the vibratory flow device is a densitometer.
本発明の他の態様では、振動式流れデバイスが、少なくとも1つの導管、少なくとも1つのドライブおよび少なくとも1つのピックオフと、少なくとも1つのドライブ、少なくとも1つのピックオフおよび少なくとも1つの導管の一部分を取り囲む少なくとも1つのハウジングとを備え、少なくとも1つのドライブが少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数で振動させ、少なくとも1つのピックオフが少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成され、少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動が一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じ、少なくとも1つのハウジングが、曲げモードの運動の方向に対しておおむね平行な方向に沿って延びる断面長と、曲げモードの運動の方向に対しておおむね直角な方向に沿って延びる断面幅とを有し、断面長の寸法が断面幅の寸法を超えるようになっている。 In another aspect of the invention, the vibratory flow device includes at least one conduit, at least one drive and at least one pickoff, and at least one surrounding at least one drive, at least one pickoff and at least one conduit. And at least one drive configured to vibrate at least one conduit at one or more drive frequencies, and wherein at least one pickoff measures movement of the at least one conduit, The vibration of the plurality of modes occurs at a frequency exceeding one or more drive frequencies, and at least one housing has a cross-sectional length extending along a direction generally parallel to the direction of the bending mode motion, and the bending mode motion Almost straight to the direction And a cross-sectional width extending along a direction, such dimensions of the cross-section length is adapted to exceed the dimensions of the cross-sectional width.
好ましくは、少なくとも1つのハウジングがおおむねU字形状である。 Preferably, the at least one housing is generally U-shaped.
好ましくは、振動式流れデバイスがコリオリ流量計である。 Preferably, the vibratory flow device is a Coriolis flow meter.
好ましくは、振動式流れデバイスが濃度計である。 Preferably, the vibratory flow device is a densitometer.
本発明の他の態様によれば、振動流れデバイスを製作する方法が、少なくとも1つの導管、少なくとも1つのドライブおよび少なくとも1つのピックオフを設けるステップと、少なくとも1つの導管の少なくとも一部分を取り囲むように構成された少なくとも1つのハウジングを設けるステップとを有し、少なくとも1つのドライブが少なくとも1つの導管を一または複数のドライブ周波数で振動させるように構成され、少なくとも1つのピックオフが少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成され、少なくとも1つのハウジングは、当該少なくとも1つのハウジングの複数のモードの振動が一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されている。 According to another aspect of the invention, a method of making an oscillating flow device is configured to provide at least one conduit, at least one drive, and at least one pickoff, and surround at least a portion of the at least one conduit. Providing at least one housing, wherein the at least one drive is configured to vibrate at least one conduit at one or more drive frequencies, and the at least one pickoff causes movement of the at least one conduit. Constructed to measure, the at least one housing is configured such that multiple modes of vibration of the at least one housing occur at a frequency that exceeds one or more drive frequencies.
好ましくは、少なくとも1つのドライブが曲げ振動モードで少なくとも1つの導管を振動させるように構成されている。 Preferably, the at least one drive is configured to vibrate at least one conduit in a bending vibration mode.
好ましくは、少なくとも1つのハウジングがおおむねU字形状である。 Preferably, the at least one housing is generally U-shaped.
好ましくは、少なくとも1つのドライブが少なくとも1つの導管を曲げ振動モードで振動させるように構成され、少なくとも1つのハウジングが、曲げモードの運動の方向に対しておおむね平行な方向に沿って延びる断面長と、曲げモードの運動の方向に対しておおむね直角な方向に沿って延びる断面幅とを有し、断面長の寸法が断面幅の寸法を超えている。 Preferably, the at least one drive is configured to vibrate at least one conduit in a bending vibration mode, and the at least one housing has a cross-sectional length extending along a direction generally parallel to the direction of motion of the bending mode; A cross-sectional width extending along a direction generally perpendicular to the direction of motion of the bending mode, and the cross-sectional length exceeds the cross-sectional width.
好ましくは、ハウジングの剛性を上げるため、少なくとも1つのハウジングに補剛部材が固定されている。 Preferably, a stiffening member is fixed to at least one housing in order to increase the rigidity of the housing.
好ましくは、振動式流れデバイスがコリオリ流量計である。 Preferably, the vibratory flow device is a Coriolis flow meter.
好ましくは、振動式流れデバイスが濃度計である。 Preferably, the vibratory flow device is a densitometer.
図1には、センサー組立体10と一または複数の電子機器20とを有しているコリオリ流量計の形態をとる例示の振動式流れデバイス5が示されている。一または複数の電子機器20は、リード100を介してセンサー組立体10へ接続され、例えば密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度および他の情報の如き流動物質の特性を測定するようになっており、また、パス26にも接続されている。
Illustrated in FIG. 1 is an exemplary vibratory flow device 5 in the form of a Coriolis flow meter having a
本実施形態に係るセンサー組立体10は、一対のフランジ101、101’と、マニホルド102、102’と、ドライバ104と、ピックオフ105、105’と、導管103A、103Bとを有している。マニホルド102、102’は、導管103A、103Bの両端に固定されている。ドライバ104およびピックオフ105、105’は導管103Aおよび103Bに接続されている。ドライバ104は、当該ドライバ104が導管103A、103Bをドライブモードで振動させることができる位置で導管103A、103Bへ固定されている。二つのピックオフは、導管103A、103Bの隣接する端部にそれぞれ対応して固定され、導管103A、103Bの運動を検出するようになっている。当業者にとって明らかなように、導管の数、ドライバの数、ピックオフの数、動作振動モードまたは流動物質の求められる特性にかかわらず、例えば濃度計を含む任意のタイプの振動式流れデバイスに本明細書に記載の技術思想を適用させることも本発明の技術範囲内に含まれる。
The
本実施形態のフランジ101、101’はマニホルド102、102’へ固定されている。また、本実施形態のマニホルド102、102’はスペーサ106の両端に固定されている。スペーサ106は、導管103Aおよび103Bの不要な振動を避けるために本実施形態のマニホルド102とマニホルド102’との間の間隔を維持するようになっている。流動物質を運ぶ配管システム(図示せず)の中にセンサー組立体10が挿入されると、流動物質がフランジ101を通ってセンサー組立体10の中へ流入し、流入口マニホルド102を通り、ここで、流動物質の全量が導管103Aおよび103Bの中へ流れ、導管103Aおよび103Bを流れ、流出口マニホルド102’の中へ流れ込み、ここでフランジ101’からセンサー組立体10の外へと流出する。
In this embodiment, the
本実施形態では、ドライブモードは、例えば第一の逆位相曲げモードであってもよい。また、導管103A、103Bは、曲げ軸XおよびX’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメントおよび弾性モジュールをそれぞれ有するように、選択され、流入口マニホルド102および流出口マニホルド102’に適切に取り付けられる。図示されているように、これらの導管はほぼ並列にマニホルドから外方に向けて延びている。導管103A、103BがおおむねU字形を有したものとして図示されているが、導管103A、103Bが例えば直線形状または異形形状を備えた構成であっても本発明の技術範囲内に含まれる。さらに、ドライブモードとして逆位相曲げモード以外のモードを用いることも本発明の技術範囲内に含まれる。
In the present embodiment, the drive mode may be, for example, a first antiphase bending mode. Also, the
ドライブモードが第一の逆位相曲げモードでありうる本実施形態では、これらの導管103A〜103Bは、それぞれの曲げ軸XおよびX’を中心として反対方向に向けてドライバ104により駆動される。例えば、ドライバ104は、マグネットが導管103A上に取り付けられかつ対向するコイルが導管103Bに取り付けられる構成の如き公知になっている多くの構成のうちの1つを有している。対向するコイルに交流電流を流して両方の導管103A、103Bを振動させるようになっている。一または複数の電子機器20により適切なドライブ信号はリード110を通じてドライバ104へ加えられる。本実施形態では、ドライブモードが曲げモードであると記載されているが、他のドライブモードが用いられても本発明の技術範囲内に含まれる。
In this embodiment where the drive mode may be the first anti-phase bending mode, these
本実施形態では、一または複数の電子機器20がドライブ信号を生成し、このドライブ信号がリード110を通じてドライバ104に伝送され、このことにより、ドライバ104が導管103Aおよび103Bを振動させるようになっている。しかしながら、複数のドライバに向けて複数のドライブ信号を生成することも本発明の技術範囲内に含まれる。一または複数の電子機器20は、ピックオフ105、105’からの左側速度信号および右側速度信号を処理することにより例えば質量流量の如き流動物質の特性を計算するようになっている。パス26は、一または複数の電子機器20にオペレータとの通信を可能とする入力手段および出力手段を提供している。本発明を理解するにあたって一または複数の電子機器20の回路を説明することは必要でないので、本明細書を簡潔にするために省略することとする。図1の記載は、1つの可能な振動式流れデバイスの可能な動作の一例として提供されているに過ぎず、本発明の教示を限定することを意図したものではない。
In this embodiment, one or more
図2および図3には、本発明の一実施形態に係るハウジング200が示されている。本実施形態の1つの態様によれば、ハウジング200は、導管103A、103B、ドライバ104、ピックオフ105、105’を取り囲んでいる。当業者にとって明らかなように、ハウジングの壁210には、ピックオフ105、105’の如き少なくとも1つのピックオフおよびドライバ104の如き少なくとも1つのドライバを例えばRTDワイヤでありうるリード100、110、111、111を通じて一または複数の電子機器(図示せず)へと接続するための一または複数の開口部が形成されている。
2 and 3 show a
図示されているように、ハウジング200には第一の端部201と第二の端部202とが設けられている。例示の実施形態では、第一の端部201は、振動式流れデバイス5の流入口側のマニホルド102に固定されているプレート303に固定されており、第二の端部202は、マニホルド102’に固定されているプレート304に固定されている。当業者にとって明らかなように、ハウジング200の1つの可能な具体的な設計について記載されているが、導管103A、103Bを取り囲むために用いることができる方法にはさまざまなものがある。例えば、当業者にとって明らかなように、ハウジング200をプレート303、304以外のまたはプレート303、304に加えて振動式流れデバイス5上の他の部位に固定することも本発明の技術範囲内に含まれる。さらに、記載の実施形態では、プレート303およびプレート304がマニホルド102、102’上に一体式に設けられているが、プレート303、304がマニホルド102、102に溶接または他の方法により固定されるようになっていてもよい。さらに、おおむねU字形のハウジング200が図示されているが、このハウジングを例えば直線形状または異形形状の如き他の形状を備えた構成とすることも本発明の技術範囲内に含まれる。
As shown, the
ここで図4を参照すると、振動式流れデバイス5の如き振動式流れデバイスのハウジング200の如きハウジングは、限定するわけではないが、軸Aを中心とする側面方向の振動モードおよび軸Bを中心とする曲げ振動モードを含む複数の振動モードを有している。例示の実施形態では、軸Bは、導管103A、103Bが中心として振動する軸X、X’(図1に図示されている)に対しておおむね平行となっており、軸Aは、軸X、X’、Bに対しておおむね直角となっている。
Referring now to FIG. 4, a housing, such as a
ハウジング200の各振動モードはある周波数範囲で生成される。どのような周波数によりどのようなモードが誘発されるかは、例えば流体密度、温度の如き環境因子またはハウジング200のまわりに配設されうる絶縁ラップの如き複数の因子により影響を受ける。図5には、上述のハウジングにおいて、ある条件の下で、導管103A、103B内にドライブモードを誘発するドライブ周波数とほぼ同一の周波数でいくつかのハウジング振動モードが生じることが示されている。図5にさらに示されているように、ハウジングには、ドライブモードを誘発するドライブ周波数よりも高い周波数で生じる一または複数の他のモードが通常提供される。あるモードの振動をハウジング内に誘発する周波数が、ドライブモードを誘発するドライブ周波数とほぼ同一である場合、流動物質の特性の正確な測定を行うのは困難である。
Each vibration mode of the
本実施形態の1つの態様によれば、本実施形態に係るハウジング200は、当該ハウジング200内に複数のモードの振動を誘発する複数の周波数と導管103A、103B内にドライブモードの振動を誘発する複数のドライブ周波数との間に周波数分離が存在するように構成されている。本実施形態の他の態様によれば、ハウジング200は、当該ハウジング200内にいくつかのモードの振動を誘発する周波数が、対応する運転条件の下で、導管103A、103B内にドライブモードの振動を誘発するドライブ周波数とは異なりかつ交差しないように構成されている。本実施形態のさらに他の態様によれば、ハウジング200は、当該ハウジング200内にいくつかのモードの振動を誘発する周波数が導管103A、103Bの内部にドライブモードの振動を誘発するドライブ周波数を超えるように構成されている。
According to one aspect of this embodiment, the
ここで図6を参照すると、ハウジング300の如き典型的なハウジングがおおむね環状の断面形状を有しており、また、ドライブモードが曲げモードである場合、ハウジングは、曲げモードの運動の方向、すなわち軸Bの如き軸に対しておおむね直角の方向に沿った比較的小さな慣性モーメントを有している。
Referring now to FIG. 6, when a typical housing, such as
しかしながら、このような設計では、図5に示されているように、ハウジング内に曲げモードを誘発する周波数はある条件の下で曲げドライブモードを誘発するドライブ周波数と交差する可能性がある。 However, in such a design, as shown in FIG. 5, the frequency that induces the bending mode in the housing may cross the drive frequency that induces the bending drive mode under certain conditions.
ハウジング内にあるモードの振動を生成する周波数は、ハウジングの慣性モーメントと関連している。さらに具体的にいえば、あるモードの振動が生じる周波数を、次の式または次の式を変形したものに基づいてモデル化することが可能である。 The frequency that produces the mode of vibration in the housing is related to the moment of inertia of the housing. More specifically, the frequency at which a certain mode of vibration is generated can be modeled based on the following equation or a modification of the following equation.
この式において、
fi=あるモードを生成する固有の周波数
I=モードの方向に沿った慣性モーメント
E=弾性係数
ρ=材料密度
A=ビームの断面積
I=モード数
λi=固有値(Eigenvalues)
上の式は片持ち梁の固有周波数をモデルとしているが、あるモードの振動を生成する固有周波数と慣性モーメントとの間に関係があることを示すことは有用である。さらに具体的にいえば、上の式から、慣性モーメントが大きくなるにつれて、いかなるモードの振動を誘発する周波数であってもその周波数は高くなることが分かる。したがって、本実施形態の1つの態様によれば、本発明の技術思想は、ハウジング200の複数のモードの振動が一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように用いられてもよい。限定するわけではないが、例えば、曲げモードがドライブモードでありかつハウジングの曲げモードの周波数がある条件の下でドライブ周波数と交差する傾向がある本実施形態では、ハウジング200がおおむね横長形状の断面を有するようになっている場合もある。さらに具体的にいえば、図4に示されているように、曲げモードがドライブモードである場合、ハウジング200が、おおむね横長形状の断面を有し、幅Wを有し、この幅よりも大きい長さLを有し、この長さLが曲げモードの運動の方向に沿って延び、幅Wが曲げモードの方向に対しておおむね直角となっている。このようなアプローチに従えば、ハウジング200の慣性モーメントが大きくなり、また図7に示されているように、ハウジング内に複数のモードの振動を誘発する周波数がドライブモードを誘発する周波数を超えるようになる。
In this formula:
fi = natural frequency for generating a certain mode I = moment of inertia along the direction of the mode E = modulus of elasticity ρ = material density A = cross-sectional area of the beam I = mode number λi = eigenvalues
Although the above equation is modeled on the natural frequency of a cantilever, it is useful to show that there is a relationship between the natural frequency that produces a mode of vibration and the moment of inertia. More specifically, from the above equation, it can be seen that as the moment of inertia increases, any frequency that induces vibrations in any mode increases. Thus, according to one aspect of this embodiment, the technical idea of the present invention may be used such that multiple modes of vibration of the
上述の実施形態では、ハウジングの曲げモードの振動に問題が生じる傾向があるが、一または複数のどのようなモードの振動がドライブモードと交差する傾向があるのかは、例えば導管の形状、ハウジングの形状、個々のドライブモード、流体密度および温度の如き複数の要因に依存する。したがって、どのようなハウジング形状が周波数の交差を回避するために用いられうるかは本発明の技術範囲内においても変わる。例えば、本実施形態では、横長形状を有したハウジング200が示されているが、周波数の交差を回避するための他の構成を用いることも本発明の技術範囲内に含まれる。一例では、ハウジング200内に生成さられるいかなるモードの周波数であってもそれに対応する動作条件の下で生成されるドライブモードの周波数を超えるよう、壁210の厚みまたは断面形状を選択することが可能である。さらに他の一例では、図8に示されているように、ねじれモードがドライブモードありかつハウジング内にねじれモードを誘発する周波数がドライブ周波数と交差する傾向がありうる場合、補剛部材400を例えば溶接によってハウジング300へ固定することが可能である。補剛部材400は、限定するわけではないが例えば図8に示されている横長の環状の形状を含むハウジング300に剛性を付与するいかなる形状を有していてもよい。
In the above-described embodiment, problems tend to occur in the vibration of the bending mode of the housing, but what mode of vibration or vibrations tend to intersect the drive mode can be determined by, for example, the shape of the conduit, the housing Depends on several factors such as shape, individual drive mode, fluid density and temperature. Accordingly, what housing shapes can be used to avoid frequency crossings also varies within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the
本明細書には、本発明の最良の形態を実施または利用する方法を当業者に教示するための特定の実施形態が記載されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例も本発明の技術範囲内に含まれる。 This written description sets forth specific embodiments to teach those skilled in the art how to make or use the best mode of the invention. To teach the principles of the invention, some of the prior art has been simplified or omitted. As will be apparent to those skilled in the art, variations on these embodiments are also within the scope of the present invention.
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内の含まれるものとして本発明者により考えられているすべての実施形態を完全に網羅するものではない。さらに正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちの一部の構成要素をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施形態を作成してもよいし、また、このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内および教示範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術および教示の範囲に含まれるさらなる実施形態を作成するために、上述の実施形態を全体的にまたは部分的に組み合わせてもよい。 The detailed description of the above embodiments is not intended to be exhaustive of all embodiments that are considered by the inventors to be included within the scope of the present invention. More precisely, as will be apparent to those skilled in the art, some of the components of the above-described embodiments may be combined or removed in various ways to create further embodiments, and Further embodiments are within the scope and teachings of the present invention. Also, as will be apparent to those skilled in the art, the above-described embodiments may be combined in whole or in part to create further embodiments that fall within the scope of the technology and teachings of the present invention.
以上のように、本発明の特定の実施形態または実施例が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲内においてさまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述のおよび添付の図面に記載の実施形態とは異なる実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明の技術範囲は添付の請求項によって決められる。 While specific embodiments or examples of the invention have been described for purposes of illustration as described above, various modifications may be made within the scope of the invention as will be apparent to those skilled in the art. The teachings described herein may be applied to embodiments that differ from the embodiments described above and illustrated in the accompanying drawings. Accordingly, the scope of the invention is determined by the appended claims.
Claims (18)
少なくとも1つのドライブ(104)と、
少なくとも1つのピックオフ(105、105’)と、
前記少なくとも1つのドライブ(104)、前記少なくとも1つのピックオフ(105、105’)、および前記少なくとも1つの導管(103A、103B)の少なくとも一部分を取り囲む少なくとも1つのハウジング(200)と、を備えており、
前記少なくとも1つのドライブ(104)が一または複数のドライブ周波数で前記少なくとも1つの導管(103A、103B)を振動させ、前記少なくとも1つのピックオフ(105、105’)が前記少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成されており、
前記少なくとも1つのハウジング(200)の複数のモードの振動が前記一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されてなる、振動式流れデバイス(5)。 At least one conduit (103A, 103B);
At least one drive (104);
At least one pick-off (105, 105 ');
And at least one drive (104), the at least one pickoff (105, 105 ′), and at least one housing (200) surrounding at least a portion of the at least one conduit (103A, 103B). ,
The at least one drive (104) vibrates the at least one conduit (103A, 103B) at one or more drive frequencies, and the at least one pickoff (105, 105 ′) causes movement of the at least one conduit. Configured to measure,
An oscillating flow device (5) configured to cause multiple modes of vibration of the at least one housing (200) to occur at a frequency exceeding the one or more drive frequencies.
少なくとも1つのドライブ(104)と、
少なくとも1つのピックオフ(105、105’)と、
前記少なくとも1つの導管(103A、103B)の少なくとも一部分を取り囲む少なくとも1つのハウジング(200)と、を備えており、
前記少なくとも1つのドライブ(104)が前記少なくとも1つの導管(103A、103B)を一または複数のドライブ周波数を有した曲げ振動モードで振動させ、前記少なくとも1つのピックオフ(105、105’)が前記少なくとも1つの導管の運動を測定するように構成されており、
前記少なくとも1つのハウジング(200)の複数のモードの振動が前記一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように構成されており、
前記少なくとも1つのハウジング(200)が、前記曲げモードの運動の方向に対しておおむね平行な方向に沿って延びる断面長(L)と、前記曲げモードの運動の方向に対しておおむね直角な方向に沿って延びる断面幅(W)とを有し、前記断面長(L)の寸法が前記断面幅(W)の寸法を超えている、振動式流れデバイス(5)。 At least one conduit (103A, 103B);
At least one drive (104);
At least one pick-off (105, 105 ');
At least one housing (200) surrounding at least a portion of the at least one conduit (103A, 103B);
The at least one drive (104) vibrates the at least one conduit (103A, 103B) in a bending vibration mode having one or more drive frequencies, and the at least one pickoff (105, 105 ′) is the at least one Configured to measure the motion of one conduit,
A plurality of modes of vibration of the at least one housing (200) are configured to occur at a frequency exceeding the one or more drive frequencies;
The at least one housing (200) has a cross-sectional length (L) extending along a direction generally parallel to the direction of motion of the bending mode and a direction generally perpendicular to the direction of motion of the bending mode. An oscillating flow device (5) having a cross-sectional width (W) extending along a dimension of the cross-sectional length (L) exceeding a dimension of the cross-sectional width (W).
前記少なくとも1つの導管(103A、103B)の少なくとも一部分を取り囲むように構成された少なくとも1つのハウジング(200)を設けるステップとを含んでおり、
前記少なくとも1つのドライブ(104)が一または複数のドライブ周波数で前記少なくとも1つの導管(103A、103B)を振動させるように構成され、前記少なくとも1つのピックオフ(105、105’)が前記少なくとも1つの導管(103A、103B)の運動を測定するように構成されており、
前記少なくとも1つのハウジング(200)の複数のモードの振動が前記一または複数のドライブ周波数を超える周波数で生じるように、前記ハウジング(200)が構成される、振動式流れデバイス(5)を製作する方法。 Providing at least one conduit (103A, 103B), at least one drive (104) and at least one pickoff (105, 105 ′);
Providing at least one housing (200) configured to surround at least a portion of said at least one conduit (103A, 103B);
The at least one drive (104) is configured to vibrate the at least one conduit (103A, 103B) at one or more drive frequencies, and the at least one pickoff (105, 105 ′) is the at least one drive Configured to measure the movement of the conduit (103A, 103B);
Fabricating an oscillating flow device (5) in which the housing (200) is configured such that multiple modes of vibration of the at least one housing (200) occur at a frequency that exceeds the one or more drive frequencies. Method.
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CN112105896A (en) * | 2017-12-05 | 2020-12-18 | 通用电气健康护理生物科学股份公司 | Interface for coriolis flow sensing assembly |
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2013
- 2013-02-27 JP JP2013037143A patent/JP2013136461A/en not_active Withdrawn
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CN112105896A (en) * | 2017-12-05 | 2020-12-18 | 通用电气健康护理生物科学股份公司 | Interface for coriolis flow sensing assembly |
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