JP2014041152A - Method and apparatus for force balancing of coriolis flowmeter - Google Patents

Method and apparatus for force balancing of coriolis flowmeter Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coriolis flowmeter which prevents vibrations caused by an unbalanced center of mass of a drive mechanism.SOLUTION: The coriolis flowmeter comprises: at least one flow conduit 103; a drive mechanism coupled to the at least one flow conduit; and a balance mechanism 501 coupled to the at least one flow conduit. The balance mechanism 501 is sized and located such that the momentum of the balance mechanism 501 perpendicular to a drive motion and the momentum of the drive mechanism have equal magnitude and opposite directions.

Description

本発明は、コリオリ流量計の力の釣合を取ることに関するものである。   The present invention relates to balancing the force of a Coriolis flow meter.

コリオリ質量流量計などのように、流管を振動させるようにしたセンサは、一般的に、振動させている流管の中に物質を流し、その流管の運動を検出することによって、センサとして機能するものである。流管に取付けた運動トランスデューサから送出される信号に処理を施すことによって、その流管の中を流動している物質の、例えば質量流量や密度などの様々な特性を測定することができ、それらを測定することができるのは、流管とその中を流れている物質とから成る振動系は、一般的に、その振動モードが、その流管と物質とから成る振動系全体の質量、剛性、それに減衰特性の影響を受けるからである。   A sensor that vibrates a flow tube, such as a Coriolis mass flow meter, generally passes a substance into the vibrating flow tube and detects the movement of the flow tube as a sensor. It functions. By processing the signal sent from the motion transducer attached to the flow tube, it is possible to measure various properties, such as mass flow rate and density, of the material flowing in the flow tube. The vibration system consisting of a flow tube and the substance flowing through it can generally measure the mass and rigidity of the entire vibration system consisting of the flow tube and the substance. This is because it is affected by the attenuation characteristic.

コリオリ質量流量計は1本または複数本の流管を備えている。その典型的な使用法は、コリオリ質量流量計の流管をパイプラインなどの輸送系統に組込み、その輸送系統によって輸送されている例えば流体やスラリーなどの物質が、そのコリオリ質量流量計の流管の中を流れるようにするというものである。コリオリ質量流量計の各流管は、その固有振動のモードとして、複数の振動モードを持つものであり、それら振動モードには、単純曲げ振動、単純ひねり振動、単純ねじり振動などの振動モードに加えて、それら振動モードが複合した複合振動モードもある。コリオリ質量流量計を用いて測定を行う場合の典型的な測定法は、物質を流している状態にある流管を励振して、1つまたは複数の振動モードで振動させ、そのときの流管の運動を、その流管の長手方向に間隔をおいた複数の測定箇所で測定するというものである。流管を励振する手段としては、一般的に、電気機械的デバイスなどから成るアクチュエータが用いられ、その具体的な一例を挙げるならば、ボイスコイル型の駆動機構などが使用されている。この励振によって、流管に周期的な摂動を発生させ、そして、複数のトランスデューサ取付箇所において夫々に検出される流管の運動の間に存在する、時間遅れないし位相差を測定することにより、質量流量などを求めることができる。   The Coriolis mass flow meter includes one or more flow tubes. Its typical use is to incorporate a Coriolis mass flow meter flow tube into a pipeline or other transport system, and for example, a substance such as a fluid or slurry transported by the transport system is connected to the Coriolis mass flow meter flow tube. It is to make it flow through. Each flow tube of the Coriolis mass flowmeter has a plurality of vibration modes as its natural vibration modes. These vibration modes include vibration modes such as simple bending vibration, simple twist vibration, and simple torsion vibration. There is also a composite vibration mode in which these vibration modes are combined. A typical measurement method in the case of performing measurement using a Coriolis mass flowmeter is to excite a flow tube in a state where a substance is flowing to vibrate in one or a plurality of vibration modes, and then the flow tube at that time. Is measured at a plurality of measurement points spaced in the longitudinal direction of the flow tube. As a means for exciting the flow tube, an actuator composed of an electromechanical device or the like is generally used, and as a specific example, a voice coil type driving mechanism or the like is used. This excitation causes periodic perturbations in the flow tube, and measures the time delay or phase difference that exists during the flow tube motion detected at each of the transducer mounting points. The flow rate can be obtained.

この時間遅れは非常に小さく、ナノ秒単位で測定されるほどの小さな時間遅れであることも珍しくはない。従って、トランスデューサの出力は非常に高精度であることが要求される。トランスデューサの精度は、コリオリ質量流量計の構造に非線形性や非対称性があると損なわれ、また、外力により運動が発生することによっても損なわれる。例えば、コリオリ質量流量計の構成部品のうちに、釣合の取れていない構成部品があると、それによってコリオリ質量流量計のケースやフランジに、そのコリオリ質量流量計の駆動振動周波数の振動が発生することがあり、また、コリオリ質量流量計がその駆動振動周波数でパイプラインを振動させることがある。このような振動が発生すると、そのために、時間遅れを表している信号に摂動が発生し、発生するその摂動の大きさは、取付構造の剛性に応じたものとなる。しかるに、取付構造の剛性は、大抵の場合、正確に把握することが不可能である上に、経年変化の影響も受け、更に、温度によっても変化することがあるため、釣合の取れていない構成部品の影響を払拭することは不可能であり、また、釣合の取れていない構成部品が存在していると、それによってコリオリ質量流量計の性能に大きな悪影響が及ぶおそれがある。釣合の取れていないことに起因する振動による悪影響、並びに取付構造の剛性の変化による悪影響は、コリオリ流量計の構造そのものを釣合の取れたものとした上で、信号処理技術を用いて不都合な運動成分の影響を補償することによって低減することができる。   This time delay is very small, and it is not uncommon for the time delay to be measured in nanoseconds. Therefore, the output of the transducer is required to be very accurate. The accuracy of the transducer is lost when the structure of the Coriolis mass flowmeter has non-linearity or asymmetry, and is also lost by movement caused by an external force. For example, if there is an unbalanced component among the components of a Coriolis mass flow meter, this causes vibration at the drive vibration frequency of the Coriolis mass flow meter in the case or flange of the Coriolis mass flow meter. And the Coriolis mass flow meter may vibrate the pipeline at its drive vibration frequency. When such vibration occurs, perturbation occurs in the signal representing the time delay, and the magnitude of the generated perturbation depends on the rigidity of the mounting structure. However, the rigidity of the mounting structure cannot be accurately grasped in most cases, is affected by aging, and may change depending on the temperature. It is not possible to wipe out the effects of the components, and the presence of unbalanced components can have a significant adverse effect on the performance of the Coriolis mass flow meter. The adverse effects of vibrations due to unbalance and the adverse effects of changes in the rigidity of the mounting structure are inconvenient using signal processing technology after the Coriolis flowmeter structure itself is balanced. It can be reduced by compensating for the influence of various motion components.

以上の説明において釣合の取れている振動といえるのは、一方向の振動、即ち、Z方向
の振動だけである。ここでいうZ方向とは、流管を振動させて変位させる方向のことである。その他の方向、即ち、パイプラインの延在方向であるX方向と、Z方向及びX方向の双方に対して垂直な方向であるY方向とに関しては、釣合の取れていない振動になる。この基準座標系が重要な意味を持つのは、コリオリ流量計においては、Y方向に作用する正弦波状に変化する二次的な力が発生するからである。このY方向の二次的な力のために、コリオリ流量計は釣合の取れていないY方向の振動を発生し、その振動がコリオリ流量計に誤差を生じさせる。
In the above description, it can be said that only one direction of vibration, that is, vibration in the Z direction can be said to be balanced. Here, the Z direction is a direction in which the flow tube is vibrated and displaced. In other directions, that is, the X direction, which is the pipeline extending direction, and the Y direction, which is a direction perpendicular to both the Z direction and the X direction, vibrations are not balanced. The reason why this reference coordinate system is important is that, in the Coriolis flowmeter, a secondary force that changes in a sine wave shape acting in the Y direction is generated. Because of this secondary force in the Y direction, the Coriolis flowmeter generates unbalanced Y-direction vibrations that cause errors in the Coriolis flowmeters.

この二次的な力の発生原因の1つは、コリオリ流量計の駆動機構の構成部品であるアセンブリの質量中心の位置である。典型的な駆動機構は、一方の流管に取付けられたマグネット・アセンブリと、他方の流管に取付けられたコイル・アセンブリとを含んでいる。そして、駆動機構のマグネット・アセンブリの質量中心が、そのマグネット・アセンブリが取付けられている流管の中心線を含むXY平面上に位置していないことによって、また、駆動機構のコイル・アセンブリの質量中心が、そのコイル・アセンブリが取付けられている流管の中心線を含むXY平面上に位置していないことによって、Y方向の振動が発生する。流管どうしの衝突を避けるために、一方の流管の中心線を含むXY平面と、他方の流管の中心線を含むXY平面との間には、ある程度の大きさの間隔を確保しておく必要がある。それに加えて、マグネット・アセンブリ及び/またはコイル・アセンブリの質量中心を、それらアセンブリが取付けられている流管の中心線を含むXY平面からオフセットさせておく必要もあり、それが必要であるのは、コイルの位置が、マグネットの先端に対して同心的な位置に、即ち、磁界中の最適位置にくるようにせねばならないからである。   One cause of the generation of this secondary force is the position of the center of mass of the assembly that is a component of the drive mechanism of the Coriolis flowmeter. A typical drive mechanism includes a magnet assembly attached to one flow tube and a coil assembly attached to the other flow tube. The mass center of the magnet assembly of the drive mechanism is not located on the XY plane including the center line of the flow tube to which the magnet assembly is attached, and the mass of the coil assembly of the drive mechanism is also determined. Because the center is not located on the XY plane that includes the centerline of the flow tube to which the coil assembly is attached, vibration in the Y direction occurs. In order to avoid collision between the flow tubes, a certain amount of space is secured between the XY plane including the center line of one flow tube and the XY plane including the center line of the other flow tube. It is necessary to keep. In addition, the mass center of the magnet assembly and / or coil assembly must be offset from the XY plane that includes the centerline of the flow tube to which they are attached, which is necessary. This is because the position of the coil must be concentric with the tip of the magnet, that is, the optimum position in the magnetic field.

流管を駆動して振動させたとき、その流管は、厳密に平行移動的な運動をするのではなく、その流管の固定部位に曲げ変形を生じることにより、周期的な屈曲振動をする。この屈曲運動は、その流管の固定部位を回転中心とした回転振動によって近似することができる。そして、そのように近似した場合、その流管の振動は、回転中心CRを持ち小さな角度範囲で周期的に運動する回転振動と見なすことができる。また、その回転振動の角振幅は、Z方向の振動振幅の目標値と、その回転振動の回転中心から駆動機構の取付位置における流管の中心までの距離dとによって決まる。従って、この回転振動の角振幅Δθは、下記の(1)式で与えられる。   When a flow tube is driven to vibrate, the flow tube does not move exactly in parallel movement, but undergoes bending deformation at the fixed part of the flow tube, thereby causing periodic bending vibration. . This bending motion can be approximated by rotational vibration with the fixed portion of the flow tube as the center of rotation. When approximated as such, the vibration of the flow tube can be regarded as a rotational vibration having a rotation center CR and periodically moving in a small angle range. The angular amplitude of the rotational vibration is determined by the target value of the vibration amplitude in the Z direction and the distance d from the rotational center of the rotational vibration to the center of the flow tube at the mounting position of the drive mechanism. Therefore, the angular amplitude Δθ of this rotational vibration is given by the following equation (1).

駆動機構構成部品(マグネット・アセンブリまたはコイル・アセンブリ)の質量中心が流管の中心線に対してオフセットしているために、駆動機構構成部品の質量中心の振動には、Y方向の振動成分が含まれている。駆動機構構成部品の質量中心は、通常、流管の中心線からZ方向へ、少なくとも流管の半径に対応した距離だけオフセットしている。そして、この流管の中心線からのオフセットを角度で表したオフセット角φは、無視することのできない大きさを持つ。駆動機構構成部品の質量中心は、そのオフセットした位置を中立点として、流管と同じ角振幅Δθをもって振動する。この振動に伴う駆動機構構成部品の質量中心の運動を、その質量中心と回転中心CRとを結ぶ直線に対して垂直な運動で近似するならば、駆動機構構成部品の質量中心のY方向の運動成分ΔYmは、下記の(2)式で与えられる。   Since the center of mass of the drive mechanism component (magnet assembly or coil assembly) is offset with respect to the center line of the flow tube, the vibration at the center of mass of the drive mechanism component has a vibration component in the Y direction. include. The center of mass of the drive mechanism component is usually offset from the centerline of the flowtube in the Z direction by a distance corresponding at least to the radius of the flowtube. The offset angle φ representing the offset from the center line of the flow tube as an angle has a size that cannot be ignored. The center of mass of the drive mechanism component vibrates with the offset position as a neutral point and the same angular amplitude Δθ as the flow tube. If the motion of the center of mass of the drive mechanism component accompanying this vibration is approximated by a motion perpendicular to the straight line connecting the center of mass and the rotation center CR, the motion of the mass center of the drive mechanism component in the Y direction The component ΔYm is given by the following equation (2).

このように、駆動機構構成部品の質量中心の運動が、Y方向の運動成分を含んでいるために、コリオリ流量計全体がY方向に振動することになる。ここで、コリオリ流量計が自由運動可能な状態で支持されているものとするならば、運動量保存の法則から、コリオリ流量計全体のY方向の振動の振幅は、駆動機構のY方向の振動の振幅に、この駆動機構の質量をコリオリ流量計の質量で除した商である質量比を乗じた大きさになる。従って、コリオリ流量計全体がY方向に振動することは、流管をZ方向に振動させていることと、駆動機構構成要素の質量中心が角方向にオフセットしていることとの、2つの事項から必然的に帰着する結果である。このように、流管の振動とコリオリ流量計全体の不都合なY方向の振動とが、互いに関連性を有することから、コリオリ流量計のY方向の振動を減衰させようとすると、流管のZ方向の振動までも減衰させてしまうことになる。また、コリオリ流量計の取付構造の剛性を高めれば、流管の振動周波数を上昇させてしまい、その剛性を低下させれば、流管の振動周波数を低下させてしまうことになる。取付構造の剛性を変化させることによって流管の振動周波数が変動することは、Y方向に大きな振幅で振動するコリオリ流量計について行った実験において実際に観察されている。このことは問題であり、なぜならば、流管の振動周波数は、流体の密度を求めるための基礎データとして用いられるものであり、また、その振動周波数は、流管の剛性を示すものでもあるからである。取付構造の剛性を変化させたならば、それによって流管の剛性が変化し、その結果、コリオリ流量計の較正係数も変化してしまう。更に、駆動機構が発生する振動は、コリオリ流量計の周囲環境と密接な関連性を持つものであるため、コリオリ流量計のゼロ点(流れが存在しないときの流量信号値)も不安定になる。   Thus, since the movement of the center of mass of the drive mechanism component includes the Y-direction motion component, the entire Coriolis flowmeter vibrates in the Y direction. Here, assuming that the Coriolis flowmeter is supported in a freely movable state, from the law of conservation of momentum, the amplitude of the vibration in the Y direction of the entire Coriolis flowmeter is the vibration of the drive mechanism in the Y direction. The amplitude is multiplied by the mass ratio which is the quotient obtained by dividing the mass of the drive mechanism by the mass of the Coriolis flowmeter. Therefore, the entire Coriolis flowmeter vibrates in the Y direction, which means that the flow tube is vibrated in the Z direction and the mass center of the drive mechanism component is offset in the angular direction. It is a result that will inevitably result from. Thus, since the vibration of the flow tube and the unfavorable Y-direction vibration of the entire Coriolis flow meter are related to each other, when attempting to attenuate the Y-direction vibration of the Coriolis flow meter, Z of the flow tube Even vibrations in the direction are attenuated. Further, if the rigidity of the Coriolis flow meter mounting structure is increased, the vibration frequency of the flow tube is increased, and if the rigidity is decreased, the vibration frequency of the flow tube is decreased. The fact that the vibration frequency of the flow tube fluctuates by changing the rigidity of the mounting structure has been actually observed in an experiment conducted on a Coriolis flowmeter that vibrates with a large amplitude in the Y direction. This is a problem because the vibration frequency of the flow tube is used as basic data for determining the density of the fluid, and the vibration frequency also indicates the rigidity of the flow tube. It is. If the stiffness of the mounting structure is changed, it will change the stiffness of the flow tube and, as a result, the Coriolis flow meter calibration factor. Furthermore, since the vibration generated by the drive mechanism is closely related to the surrounding environment of the Coriolis flow meter, the zero point of the Coriolis flow meter (flow signal value when there is no flow) becomes unstable. .

本発明は、駆動機構の影響を打ち消せるように大きさ及び取付位置を選定した釣合機構を用いて、釣合の取れていない振動の力に起因する以上の問題の解決を図るものである。   The present invention intends to solve the above problems caused by unbalanced vibration forces using a balance mechanism whose size and mounting position are selected so as to cancel the influence of the drive mechanism. .

釣合機構の具体的な構成例のうちには、その釣合機構が、流管に取付けたY方向釣合質量から成るものがあり、このY方向釣合質量は、流管の駆動機構構成部品と反対側の側面に取付けられている。そして、駆動機構構成部品の質量とこのY方向釣合質量との合成質量中心が、流管の中心線を含むXY平面上に位置するように、このY方向釣合質量の大きさ及び取付位置が選定されている。   Among the specific configuration examples of the balance mechanism, there is one in which the balance mechanism is composed of a Y-direction balance mass attached to the flow tube, and this Y-direction balance mass is the configuration of the flow tube drive mechanism. Installed on the side opposite the part. And the size and mounting position of this Y-direction balance mass so that the combined mass center of the mass of the drive mechanism component and this Y-direction balance mass is located on the XY plane including the center line of the flow tube Is selected.

また、釣合機構の具体的な構成例のうちには、動的Y方向釣合機構と呼ばれる釣合機構を流管上に構成し得るようにしたものがある。この動的Y方向釣合機構は、板ばねの一端に釣合質量を連結し、その板ばねの他端を流管の駆動機構に近接した箇所に連結することにより構成されている。この動的Y方向釣合機構は、マグネットの質量中心の位置、コイルの質量中心の位置、それにコリオリ流量計の構造(単管式か複管式か)に応じて、1本の流管上に構成されることもあり、2本の流管上に構成されることもある。   In addition, among specific configuration examples of the balancing mechanism, there is a configuration in which a balancing mechanism called a dynamic Y-direction balancing mechanism can be configured on the flow tube. This dynamic Y-direction balance mechanism is configured by connecting a balance mass to one end of a leaf spring and connecting the other end of the leaf spring to a location close to the drive mechanism of the flow tube. This dynamic Y-direction balancing mechanism is based on the position of the center of mass of the magnet, the position of the center of mass of the coil, and the structure of the Coriolis flow meter (single tube or double tube). Or may be configured on two flow tubes.

動的Y方向釣合機構は、流管のZ方向の運動を利用して動的Y方向釣合質量をY方向に振動させることによって機能するものである。設計に際しては、この動的Y方向釣合質量のY方向の運動量と、駆動機構構成部品のY方向の運動量とが、互いに相殺するようにしておき、それによって、コリオリ流量計のケース並びにコリオリ流量計の周囲環境の部材が振動するのを防止することができる。また、これと同じ原理により、周囲環境の部材の振動や、周囲環境の部材による振動減衰作用が、コリオリ流量計に影響するのを防止することも可能である。   The dynamic Y-direction balancing mechanism functions by vibrating the dynamic Y-direction balancing mass in the Y direction using the Z-direction motion of the flow tube. In designing, the momentum in the Y direction of the dynamic Y-direction balancing mass and the momentum in the Y direction of the drive mechanism components cancel each other, so that the case of the Coriolis flowmeter and the Coriolis flow rate are set. It can prevent that the member of the surrounding environment of a meter vibrates. Further, based on the same principle as this, it is possible to prevent the vibration of the member in the surrounding environment and the vibration damping action by the member in the surrounding environment from affecting the Coriolis flowmeter.

本発明の1つの局面として、コリオリ流量計があり、このコリオリ流量計は、
少なくとも1本の流管と、
前記少なくとも1本の流管に取付けられた駆動機構と、
前記少なくとも1本の流管に取付けられた釣合機構とを備え、
前記釣合機構の駆動運動に直交する方向の運動量と前記駆動機構の運動量とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるように、前記釣合機構の大きさ及び取付位置が選定されている、
ことを特徴とするコリオリ流量計である。
As one aspect of the present invention, there is a Coriolis flow meter.
At least one flow tube;
A drive mechanism attached to the at least one flow tube;
A balancing mechanism attached to the at least one flow tube,
The size and mounting position of the balance mechanism are selected so that the momentum in the direction orthogonal to the drive motion of the balance mechanism and the momentum of the drive mechanism are equal in size and opposite to each other. Yes,
This is a Coriolis flowmeter characterized by the above.

前記釣合機構が、釣合質量から成るものとすることが好ましい。   It is preferable that the balance mechanism is composed of a balance mass.

前記駆動機構と前記釣合機構との合成質量中心が、前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面の近傍に位置しており、中心線を含む平面が駆動運動に直交するように、前記釣合機構の大きさ及び取付位置を選定しておくことが好ましい。   The combined mass center of the drive mechanism and the balance mechanism is located in the vicinity of the plane including the center line of the at least one flow tube, and the plane including the center line is orthogonal to the drive motion. It is preferable to select the size and mounting position of the balance mechanism.

前記釣合機構が、板ばねを介して前記少なくとも1本の流管に取付けられた釣合質量から成るものとすることが好ましい。   The balancing mechanism preferably comprises a balancing mass attached to the at least one flow tube via a leaf spring.

前記釣合機構の固有振動周波数が前記コリオリ流量計の駆動振動周波数より低くなるように、前記板ばねの剛性及び前記釣合質量の大きさを選定しておくことが好ましい。   It is preferable to select the rigidity of the leaf spring and the size of the balance mass so that the natural vibration frequency of the balance mechanism is lower than the drive vibration frequency of the Coriolis flowmeter.

前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管とは異なった位相で振動するようにすることが好ましい。   It is preferable that the balance mechanism vibrate with a phase different from that of the at least one flow tube.

前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けられており、且つ、前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面に対して約45°の角度で延在しているようにすることが好ましい。   The balancing mechanism is attached to a side surface of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism, and is about 45 ° with respect to a plane including a center line of the at least one flow tube. It is preferable to extend at an angle.

前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けられているようにすることが好ましい。   It is preferable that the balance mechanism is attached to a side surface of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism.

本発明のもう1つの局面として、少なくとも1本の流管を備えたコリオリ流量計の力の釣合を取る方法があり、この方法は、
前記少なくとも1本の流管に駆動機構を取付けるステップと、
前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付けるステップと、
前記釣合機構の運動量と前記駆動機構の運動量とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるように、前記釣合機構の取付位置及び大きさを選定するステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
Another aspect of the present invention is a method of balancing the force of a Coriolis flow meter with at least one flow tube,
Attaching a drive mechanism to the at least one flow tube;
Attaching a balancing mechanism to the at least one flow tube;
Selecting the mounting position and size of the balancing mechanism such that the momentum of the balancing mechanism and the momentum of the driving mechanism are equal in magnitude and opposite to each other;
It is the method characterized by including.

前記方法は、前記釣合機構を釣合質量で構成するステップを含むものとすることが好ましい。   Preferably, the method includes the step of configuring the balancing mechanism with a balancing mass.

前記方法は、前記駆動機構と前記釣合機構との合成質量中心が、前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面の近傍に位置しており、中心線を含む平面が駆動運動に直交するように、前記釣合機構の取付位置及び大きさを選定するステップを含むものとすることが好ましい。   In the method, the combined mass center of the driving mechanism and the balancing mechanism is located in the vicinity of the plane including the center line of the at least one flow tube, and the plane including the center line is orthogonal to the driving motion. Thus, it is preferable to include a step of selecting the mounting position and size of the balancing mechanism.

前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付ける前記ステップが、板ばねを介して前記少なくとも1本の流管に釣合質量を取付けるステップから成るものとすることが好ましい。   Preferably, the step of attaching the balancing mechanism to the at least one flow tube comprises the step of attaching a balancing mass to the at least one flow tube via a leaf spring.

前記方法は、前記釣合機構の固有振動周波数が前記コリオリ流量計の駆動振動周波数よ
り低くなるように、前記板ばねの剛性及び前記釣合質量の大きさを選定するステップを含むものとすることが好ましい。
Preferably, the method includes a step of selecting a rigidity of the leaf spring and a size of the balance mass so that a natural vibration frequency of the balance mechanism is lower than a drive vibration frequency of the Coriolis flowmeter. .

前記方法は、前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管とは異なった位相で振動させるステップを含むものとすることが好ましい。   Preferably, the method includes oscillating the balancing mechanism in a phase different from that of the at least one flow tube.

前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付ける前記ステップが、
前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けるステップと、
前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面に対して約45°の角度で延在させるステップと、
から成るものとすることが好ましい。
The step of attaching a balancing mechanism to the at least one flow tube;
Attaching the balancing mechanism to a side of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism;
Extending the balancing mechanism at an angle of about 45 ° relative to a plane including a centerline of the at least one flow tube;
It is preferable to consist of.

前記方法は、前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けるステップを含むものとすることが好ましい。   Preferably, the method includes the step of attaching the balancing mechanism to a side surface of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism.

コリオリ流量計を示した図である。It is the figure which showed the Coriolis flowmeter. コリオリ流量計の駆動機構を示した図である。It is the figure which showed the drive mechanism of the Coriolis flowmeter. コリオリ流量計の流管のX軸断面を示した図である。It is the figure which showed the X-axis cross section of the flow tube of a Coriolis flowmeter. 本発明の第1実施例における釣合機構を示した図である。It is the figure which showed the balance mechanism in 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例における釣合機構を示した図である。It is the figure which showed the balance mechanism in 2nd Example of this invention.

図1〜図5並びに以下の説明は、本発明の具体的な実施例を示すことで、本発明を実施するための最良の形態をいかにして製作し使用するかを、当業者に教示することを目的としたものである。従って、本発明の原理を教示するためのものであるから、本発明の具体的な構成のうち、従来から存在する構成については、それを簡略に示すにとどめることもあり、また、全く示さずに省略することもある。ただし、当業者であれば、本発明の範囲に含まれ得る、以下に示す実施例の様々な変更例にも想到するのは当然のことである。また、当業者であれば、以下に示す数多くの特徴を様々に組合せることによって、本発明の多くの変更例を構成し得るということも理解するはずである。それゆえ、本発明は、以下に説明する具体的な実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されたところのもの、並びに、その均等物に相当するものに限定されるものである。   1-5 and the following description illustrate specific embodiments of the invention to teach those skilled in the art how to make and use the best mode for carrying out the invention. It is for the purpose. Therefore, since the present invention is intended to teach the principle of the present invention, among the specific configurations of the present invention, the existing configurations may be simply shown or not shown at all. May be omitted. However, it is natural for those skilled in the art to come up with various modifications of the embodiments shown below that can be included in the scope of the present invention. Those skilled in the art should also understand that many variations of the present invention can be constructed by various combinations of the many features described below. Therefore, the present invention is not limited to the specific embodiments described below, but is limited to those described in the claims and equivalents thereof. It is.

図1は、コリオリ流量計5を示した図であり、このコリオリ流量計5は、流量計アセンブリ10と、流量計電子回路部20とを備えている。流量計電子回路部20は、リード線100を介して流量計アセンブリ10に接続されており、また、信号経路26を介して、密度、質量流量、体積流量、累積質量流量、それに温度などをはじめとする様々な情報を送出するように構成されている。尚、当業者には容易に理解されるように、本発明は様々な種類のコリオリ流量計に適用することができ、特に、コリオリ流量計に装備されている駆動機構の個数、ピックオフ・センサの個数、流管の本数などに関する制約は存在せず、また、コリオリ流量計が機能する際の振動モードに関する制約もない。   FIG. 1 is a view showing a Coriolis flow meter 5, and the Coriolis flow meter 5 includes a flow meter assembly 10 and a flow meter electronic circuit unit 20. The flow meter electronics 20 is connected to the flow meter assembly 10 via a lead 100, and includes a density, mass flow, volume flow, cumulative mass flow, temperature, etc. via a signal path 26. It is configured to send various information. As will be readily understood by those skilled in the art, the present invention can be applied to various types of Coriolis flowmeters, in particular, the number of drive mechanisms provided in the Coriolis flowmeters, There are no restrictions on the number, the number of flow tubes, etc., and there is no restriction on the vibration mode when the Coriolis flowmeter functions.

流量計アセンブリ10は、一対のフランジ101及び101’と、マニホルド102及び102’と、駆動機構104と、ピックオフ・センサ105及び105’と、流管103A及び103Bとを備えている。駆動機構104並びにピックオフ・センサ105及び105’は、流管103A及び103Bに取付けられている。   The flow meter assembly 10 includes a pair of flanges 101 and 101 ', manifolds 102 and 102', drive mechanism 104, pick-off sensors 105 and 105 ', and flow tubes 103A and 103B. Drive mechanism 104 and pickoff sensors 105 and 105 'are attached to flow tubes 103A and 103B.

フランジ101及び101’は、夫々が、マニホルド102及び102’に固設されている。マニホルド102及び102’は、夫々が、スペーサ106の両端に装備されている。スペーサ106は、マニホルド102とマニホルド102’との間の間隔を維持すると共に、流管103A及び103Bに不都合な振動が発生するのを防止する機能を果たしている。流量計アセンブリ10を、測定対象の物質が流れているパイプライン系統(不図示)に組込んだ場合には、そのパイプライン系統を流れている物質が、フランジ101を通って流量計アセンブリ10の中へ流入する。流入した物質は、その全量が流入側マニホルド102を通過し、この流入側マニホルド102から、流管103Aの中と、流管10
3Bの中とへ、分かれて流入する。流管103Aを通過した物質と、流管103Bを通過した物質とは、いずれも流出側マニホルド102’へ流入し、そして、この流出側マニホルド102’からフランジ101’を通って流出することで、流量計アセンブリ10から出て行く。
The flanges 101 and 101 ′ are fixed to the manifolds 102 and 102 ′, respectively. Manifolds 102 and 102 ′ are mounted at both ends of spacer 106, respectively. The spacer 106 functions to maintain an interval between the manifold 102 and the manifold 102 'and to prevent undesired vibrations in the flow tubes 103A and 103B. When the flow meter assembly 10 is incorporated into a pipeline system (not shown) in which the substance to be measured flows, the material flowing through the pipeline system passes through the flange 101 and flows into the flow meter assembly 10. Flows in. The entire amount of the inflowing substance passes through the inflow side manifold 102, and from the inflow side manifold 102, into the flow pipe 103A and the flow pipe 10
It flows separately into 3B. Both the material that has passed through the flow tube 103A and the material that has passed through the flow tube 103B flow into the outflow manifold 102 ′ and out through the flange 101 ′ from the outflow manifold 102 ′. Exit from the flow meter assembly 10.

流管103A及び103Bは、流管103Aが屈曲軸心W−Wを中心として屈曲変形する際のこの流管103Aの質量分布、慣性モーメント、及び弾性率と、流管103Bが屈曲軸心W’−W’を中心として屈曲変形する際のこの流管103Bの質量分布、慣性モーメント、及び弾性率とが、互いに略々等しくなるように、適切に設計され且つ流入側マニホルド102及び流出側マニホルド102’に適切に取付けられている。また、流管103A及び103Bは、互いに実質的に並列的に延在するようにして、マニホルド102及び102’から延出している。   The flow tubes 103A and 103B have the mass distribution, moment of inertia, and elastic modulus of the flow tube 103A when the flow tube 103A is bent and deformed about the bending axis WW, and the flow tube 103B is bent about the bending axis W ′. The mass distribution, the moment of inertia, and the elastic modulus of the flow tube 103B at the time of bending deformation about −W ′ are appropriately designed so as to be substantially equal to each other, and the inflow side manifold 102 and the outflow side manifold 102 are 'Properly installed. Also, the flow tubes 103A and 103B extend from the manifolds 102 and 102 'so as to extend substantially parallel to each other.

流管103A及び103Bは、駆動機構104によって互いに逆向きに駆動され、それによって、流管103Aは屈曲軸心W−Wを中心として屈曲変形するように振動し、流管103Bは屈曲軸心W’−W’を中心として屈曲変形するように振動する。この振動モードを、コリオリ流量計の一次屈曲振動モードという。様々な構成の駆動機構が公知となっており、駆動機構104は、それら公知の駆動機構のうちから適当なものを選択して用いればよい。その具体例を挙げるならば、例えば、駆動機構104を、流管103Aに取付けたマグネットと、このマグネットに対向させて流管103Bに取付けたコイルとで構成したものとしてもよい。この構成によれば、マグネットに対向させたコイルに交流電流を供給することで、双方の流管を振動させることができる。また、そのための適当な駆動信号を、流量計電子回路部20が、リード線110を介して駆動機構104へ供給するようにすればよい。尚、図1に関する以上の説明は、コリオリ流量計の動作の具体例を示すための説明であり、本発明の教示が、以上に説明したものだけに限定されるというものではない。   The flow tubes 103A and 103B are driven in opposite directions by the drive mechanism 104, whereby the flow tube 103A vibrates so as to bend and deform around the bending axis W-W, and the flow tube 103B has the bending axis W. It vibrates so as to bend and deform around “−W”. This vibration mode is referred to as a primary bending vibration mode of the Coriolis flow meter. Various drive mechanisms are known, and the drive mechanism 104 may be selected from the known drive mechanisms. As a specific example, for example, the drive mechanism 104 may be configured by a magnet attached to the flow tube 103A and a coil attached to the flow tube 103B so as to face the magnet. According to this structure, both flow tubes can be vibrated by supplying an alternating current to the coil opposed to the magnet. Further, an appropriate drive signal for this purpose may be supplied from the flowmeter electronic circuit unit 20 to the drive mechanism 104 via the lead wire 110. The above explanation regarding FIG. 1 is an explanation for showing a specific example of the operation of the Coriolis flowmeter, and the teaching of the present invention is not limited to the above explanation.

流量計電子回路部20は、センサ信号がリード線111及び111’を介して伝達されるように構成されている。また、流量計電子回路部20は、駆動機構104に流管103A及び103Bを振動させるための駆動信号が、リード線110を介して供給されるように構成されている。更に、流量計電子回路部20は、ピックオフ・センサ105から送出される左側速度信号と、ピックオフ・センサ105’から送出される右側速度信号とに信号処理を施して、質量流量を算出するように構成されている。尚、信号経路26は、流量計電子回路部20とオペレータとの間のインターフェースのための入出力手段として機能するものである。   The flow meter electronic circuit unit 20 is configured to transmit the sensor signal via the lead wires 111 and 111 ′. Further, the flowmeter electronic circuit unit 20 is configured such that a drive signal for vibrating the flow tubes 103A and 103B is supplied to the drive mechanism 104 via the lead wire 110. Further, the flowmeter electronic circuit unit 20 performs signal processing on the left speed signal sent from the pickoff sensor 105 and the right speed signal sent from the pickoff sensor 105 ′ so as to calculate the mass flow rate. It is configured. The signal path 26 functions as an input / output means for an interface between the flowmeter electronic circuit unit 20 and the operator.

図2は、好適実施例に係るコリオリ流量計5に用いられる駆動機構104を示した図である。この好適実施例において、駆動機構104は、コイル・アセンブリと、マグネット・アセンブリとで構成されている。ただし、当業者には容易に理解されるように、図示したものとは異なった構成の駆動機構を使用することも可能である。   FIG. 2 is a diagram showing a drive mechanism 104 used in the Coriolis flow meter 5 according to the preferred embodiment. In this preferred embodiment, the drive mechanism 104 comprises a coil assembly and a magnet assembly. However, as will be readily understood by those skilled in the art, it is possible to use a drive mechanism having a configuration different from that shown in the figure.

駆動機構104は、マグネット・アセンブリ210と、コイル・アセンブリ220とで構成されている。マグネット・アセンブリ210の一対のブラケット部211と、コイル・アセンブリ220の一対のブラケット部211とは、互いに反対側へ、即ち外側へ向かって延出している。各一対のブラケット部211は、平板状のベース部材から外側へ向かって延出した一対の突出片であり、それら突出片は、流管103Aないし103Bの外周面が嵌合する彎曲した縁部290が下辺に形成されている。溶接などの適当な接合手段を用いて、それらブラケット部211の彎曲した縁部290を流管103Aないし103Bの外周面に接合することによって、この駆動機構104がコリオリ流量計5に取付けられる。   The drive mechanism 104 includes a magnet assembly 210 and a coil assembly 220. The pair of bracket portions 211 of the magnet assembly 210 and the pair of bracket portions 211 of the coil assembly 220 extend toward opposite sides, that is, outward. Each pair of bracket portions 211 is a pair of protruding pieces extending outward from the flat base member, and these protruding pieces are curved edges 290 into which the outer peripheral surfaces of the flow tubes 103A to 103B are fitted. Is formed on the lower side. The drive mechanism 104 is attached to the Coriolis flow meter 5 by joining the bent edge portions 290 of the bracket portions 211 to the outer peripheral surfaces of the flow tubes 103A to 103B using an appropriate joining means such as welding.

マグネット・アセンブリ210は、そのベース部材として、磁束を導くヨーク202を備えている。このヨーク202の第1側面から、上述した一対のブラケット部211が延出している。また、このヨーク202の第2側面の両側端から外側へ向かって、一対の壁部213,214が延出している。それら壁部213,214によってマグネット203の磁界の方向が規制され、その磁界の方向がコイル204の巻線の延在方向に対して垂直な方向となるようにしてある。   The magnet assembly 210 includes a yoke 202 that guides magnetic flux as a base member. The pair of bracket portions 211 described above extends from the first side surface of the yoke 202. In addition, a pair of wall portions 213 and 214 extend outward from both side ends of the second side surface of the yoke 202. The wall portions 213 and 214 regulate the direction of the magnetic field of the magnet 203 so that the direction of the magnetic field is perpendicular to the extending direction of the winding of the coil 204.

マグネット203は、第1端と第2端とを有する略々円筒形の永久磁石である。マグネット203は、マグネット・スリーブ(不図示)の中に嵌合されている。更に、マグネット203が嵌合されたそのマグネット・スリーブが、ヨーク202の第2側面に固定されることによって、マグネット203がマグネット・アセンブリ210に固定されている。マグネット203の第2端には、通常、磁極片(不図示)が取付けられ、この磁極片(不図示)は、キャップ型の部材であって、マグネット203の第2端に嵌着されて、磁界の方向をコイル204の中へ導くものである。   The magnet 203 is a substantially cylindrical permanent magnet having a first end and a second end. The magnet 203 is fitted in a magnet sleeve (not shown). Further, the magnet sleeve fitted with the magnet 203 is fixed to the second side surface of the yoke 202, whereby the magnet 203 is fixed to the magnet assembly 210. A magnetic pole piece (not shown) is usually attached to the second end of the magnet 203, and this magnetic pole piece (not shown) is a cap-shaped member that is fitted to the second end of the magnet 203, The direction of the magnetic field is guided into the coil 204.

コイル・アセンブリ220は、コイル204とコイル・ボビン205とを備えている。コイル・ボビン205は、ブラケット211に取付けられている。コイル・ボビン205は、第1面から突出したスプールを備えており、このスプールの周囲にコイル204が巻回されている。また、コイル204は、マグネット203に対向するようにしてコイル・ボビン205に取付けられている。コイル204にはリード線110が接続されており、このリード線110を介してコイル204へ交流電流が供給される。そして、交流電流が供給されると、コイル204とマグネット203とは、互いに吸引し、また排斥し、それによって流管103Aと流管103Bとが互いに逆向きに振動する。   The coil assembly 220 includes a coil 204 and a coil bobbin 205. The coil bobbin 205 is attached to the bracket 211. The coil bobbin 205 includes a spool protruding from the first surface, and the coil 204 is wound around the spool. The coil 204 is attached to the coil bobbin 205 so as to face the magnet 203. A lead wire 110 is connected to the coil 204, and an alternating current is supplied to the coil 204 via the lead wire 110. Then, when an alternating current is supplied, the coil 204 and the magnet 203 are attracted to each other and rejected, so that the flow tube 103A and the flow tube 103B vibrate in opposite directions.

図3は、流管103のX軸断面を示した模式図である。流管103には駆動機構104が取付けられている。駆動機構104は流管103に対してオフセットして取付けられており、そのオフセット角をφで表している。流管103はZ方向に振動し、その振動振幅をΔZで表している。流管103は、Z方向に平行移動的な運動をするとき、実際には、この流管103の固定部位を回転中心とした回転運動をする。その回転中心をCRで表しており、また、そのように回転運動をして振動するときの角振幅をΔθで表している。この流管103の回転振動に伴って駆動機構104も、即ち駆動機構104の質量中心CMも回転振動をし、その角振幅は流管103の角振幅と等しいため、同じくΔθで表されている。ただし、駆動機構構成部品104は、流管103に対してオフセット角φをもってオフセットして取付けられているため、駆動機構構成部品104の質量中心CMの振動は傾斜した直線Lに沿った振動になる。そのため、駆動機構構成部品104の質量中心CMの運動は、上下方向の運動成分ΔYmを含むものとなる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an X-axis cross section of the flow tube 103. A driving mechanism 104 is attached to the flow tube 103. The drive mechanism 104 is attached to the flow tube 103 with an offset, and the offset angle is represented by φ. The flow tube 103 vibrates in the Z direction, and the vibration amplitude is represented by ΔZ. When the flow tube 103 moves parallel to the Z direction, the flow tube 103 actually rotates about the fixed portion of the flow tube 103 as a rotation center. The center of rotation is represented by CR, and the angular amplitude when it vibrates in such a rotational motion is represented by Δθ. Along with the rotational vibration of the flow tube 103, the drive mechanism 104, that is, the mass center CM of the drive mechanism 104 also rotationally vibrates, and its angular amplitude is equal to the angular amplitude of the flow tube 103. . However, since the drive mechanism component 104 is mounted with an offset angle φ with respect to the flow tube 103, the vibration of the center of mass CM of the drive mechanism component 104 is along the inclined straight line L. . Therefore, the motion of the center of mass CM of the drive mechanism component 104 includes the vertical motion component ΔYm.

図4は、本発明の第1実施例における釣合機構400を示した図である。この釣合機構400は、流管103A及び103Bに取付けられた釣合錘401及び402で構成されている。釣合錘401及び402を取付ける方法としては、機械的な取付方法、ロウ付けによる方法、接着剤を用いた方法などをはじめとする様々な方法を用いることができる。図中のCMb1は、釣合錘401の質量中心である。釣合錘401に関しては、この釣合
錘401の質量中心CMb1とコイル・アセンブリの質量中心CMcとの合成質量中心CC
1が、流管103Aの中心線を含むXY平面上に位置するように、釣合錘401の大き
さ及び取付位置を選定してある。また、図中のCMb2は、釣合錘402の質量中心である。釣合錘402に関しては、この釣合錘402の質量中心CMb2とマグネット・アセンブリの質量中心CMmとの合成質量中心CCM2が、流管103Bの中心線を含むXY平面上に位置するように、釣合錘402の大きさ及び取付位置を選定してある。これら釣合錘の特性は、各流管において、その流管に取付けられている釣合錘の質量にその釣合錘のY方
向の速度成分を乗じた積と、その流管に取付けられている駆動機構構成部品の質量にその駆動機構構成部品のY方向の速度成分を乗じた積とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるというものであり、これを数式で表すと下記の(3)式になる。
FIG. 4 is a view showing a balancing mechanism 400 in the first embodiment of the present invention. The balance mechanism 400 is composed of balance weights 401 and 402 attached to the flow tubes 103A and 103B. As a method for attaching the counterweights 401 and 402, various methods including a mechanical attachment method, a brazing method, a method using an adhesive, and the like can be used. CM b1 in the figure is the center of mass of the counterweight 401. For the counterweight 401, the synthetic mass center CC of the center of mass CM c center of mass CM b1 and coil assembly of the counterweight 401
M 1 is to be positioned on an XY plane including the central line of the flow tube 103A, it is selected the size and mounting position of the counterweight 401. Further, CM b2 in the figure is the center of mass of the counterweight 402. For the counterweight 402, so that the synthetic centroid CCM 2 the center of mass CM b2 and center of mass CM m of the magnet assembly of the counterweight 402 is positioned on an XY plane including the central line of the flow tube 103B In addition, the size and mounting position of the counterweight 402 are selected. The characteristics of these counterweights are that, in each flow tube, the product obtained by multiplying the mass of the counterweight attached to the flow tube by the velocity component in the Y direction of the counterweight is attached to the flow tube. The product obtained by multiplying the mass of the drive mechanism component by the velocity component in the Y direction of the drive mechanism component is equal in size and opposite to each other. (3)

また、別の言葉で言い表すならば、各流管において、その流管に取付けられている釣合錘の運動量と、その流管に取付けられている駆動機構アセンブリの運動量とが、互いに相殺されるのであり、これを数式で表すと下記の(4)式になる。   In other words, in each flow tube, the momentum of the counterweight attached to the flow tube and the momentum of the drive mechanism assembly attached to the flow tube cancel each other. This is expressed by the following equation (4).

図5は、本発明の第2実施例における釣合機構500を示した図である。この釣合機構500は、板ばね504及び505を介して流管103A及び103Bに取付けられた釣合錘501及び502で構成されている。板ばね504は、XY平面に対して約45°の角度で延在するようにして、流管103Aのコイル・アセンブリ220と反対側の側面に取付けられている。板ばね504の剛性及び釣合錘501の質量は、この動的Y方向釣合錘501の一次固有振動周波数(飛び込み板のように振動する振動モードでの固有振動周波数)が、コリオリ流量計の駆動振動周波数より低くなるように選定してある。このように、釣合錘501の一次固有振動周波数を、励振振動周波数(駆動振動周波数)より低くすることにより、釣合錘501は、流管103Aと異なった位相で振動するようになる。即ち、流管103Aが左方(−Z方向)へ運動するとき、動的Y方向釣合錘501は流管103Aに対して相対的に右方(+Z方向)へ運動する。ただし、板ばね504がXY平面に対して約45°の角度で延在しているため、釣合錘501は、この板ばね504によって運動方向が規制され、右方(+Z方向)へ運動するときには同時に下方(−Y方向)へも運動することを強制される。これによって好適な結果が得られるのは、流管103Aが左方へ運動するとき、この流管103Aに対してオフセットして取付けられているコイル・アセンブリ220は、左方(−Z方向)へ運動すると同時に、上方(+Y方向)へも運動するからである。そのため、設計に際して、動的Y方向釣合錘のY方向の運動量(質量×速度)と、オフセットさせて取付ける駆動機構構成部品のY方向の運動量とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるように、質量及びばね定数を選定することによって、コリオリ流量計全体としてのY方向の外部振動を略々完全に排除することが可能となる。また、流管103Bにも、同じ設計原理を適用する。   FIG. 5 is a view showing a balancing mechanism 500 in the second embodiment of the present invention. The balance mechanism 500 includes balance weights 501 and 502 attached to the flow tubes 103A and 103B via leaf springs 504 and 505. The leaf spring 504 is attached to the side surface of the flow tube 103A opposite to the coil assembly 220 so as to extend at an angle of about 45 ° with respect to the XY plane. The rigidity of the leaf spring 504 and the mass of the counterweight 501 are such that the primary natural vibration frequency of the dynamic Y-direction counterweight 501 (the natural vibration frequency in a vibration mode that vibrates like a diving plate) is the same as that of the Coriolis flowmeter. It is selected to be lower than the drive vibration frequency. Thus, by making the primary natural vibration frequency of the counterweight 501 lower than the excitation vibration frequency (drive vibration frequency), the counterweight 501 comes to vibrate with a phase different from that of the flow tube 103A. That is, when the flow tube 103A moves to the left (−Z direction), the dynamic Y-direction counterweight 501 moves to the right (+ Z direction) relative to the flow tube 103A. However, since the leaf spring 504 extends at an angle of about 45 ° with respect to the XY plane, the movement direction of the counterweight 501 is restricted by the leaf spring 504 and moves to the right (+ Z direction). Sometimes it is forced to move downward (-Y direction) at the same time. This provides good results because when the flow tube 103A moves to the left, the coil assembly 220 mounted offset to the flow tube 103A is to the left (-Z direction). It is because it moves upward (+ Y direction) at the same time. Therefore, when designing, the momentum in the Y direction (mass × speed) of the dynamic Y-direction counterweight and the momentum in the Y direction of the drive mechanism components that are mounted with an offset are equal in magnitude and opposite to each other. Thus, by selecting the mass and the spring constant, external vibration in the Y direction as the entire Coriolis flow meter can be almost completely eliminated. The same design principle is applied to the flow tube 103B.

第2実施例は、更にその他の利点も有している。釣合錘501及び502は、板ばね504及び505を介して流管103A及び103Bに取付けられているため、流管103A及び103Bとは異なった位相で振動する。そのため流管103A及び103Bには、釣合錘の全質量のうちの、非常に僅かな質量だけしか結合されずに済む。   The second embodiment further has other advantages. Since the counterweights 501 and 502 are attached to the flow tubes 103A and 103B via the leaf springs 504 and 505, they vibrate at a phase different from that of the flow tubes 103A and 103B. Therefore, only a very small mass of the total mass of the counterweight is required to be connected to the flow tubes 103A and 103B.

以上に説明した実施例の作用効果は、駆動機構構成部品の質量中心がオフセットしていることの影響を補償することだけにとどまらない。例えば、マニホルドを構成している部材が、流管から作用する力によって弾性変形するような場合には、コリオリ流量計のフランジが、Y方向に振動することがある。そこで、そのフランジの振動と、駆動機構構成部品の質量中心がオフセットしていることに起因して発生する振動とが同位相である場合には、釣合錘の質量を増大させることによって、マニホルドの弾性変形に起因して発生する分の振動も併せて打消すことができる。これとは逆に、マニホルドの弾性変形に起因して
発生するフランジの振動が、駆動機構構成部品の質量中心がオフセットしていることに起因して発生する振動と位相が異なる場合には、釣合錘の質量を減少させればよい。
The operational effects of the embodiment described above are not limited to compensating for the influence of the offset of the center of mass of the drive mechanism component. For example, when the member constituting the manifold is elastically deformed by a force acting from the flow tube, the flange of the Coriolis flow meter may vibrate in the Y direction. Therefore, if the vibration of the flange and the vibration generated due to the offset of the center of mass of the drive mechanism component are in phase, increasing the mass of the counterweight causes the manifold to It is also possible to cancel the vibration generated due to the elastic deformation. On the contrary, if the flange vibration caused by the elastic deformation of the manifold is out of phase with the vibration caused by the offset of the center of mass of the drive mechanism component, What is necessary is just to reduce the mass of the weight.

Claims (16)

少なくとも1本の流管と、
前記少なくとも1本の流管に取付けられた駆動機構と、
前記少なくとも1本の流管に取付けられた釣合機構とを備え、
前記釣合機構の駆動運動に直交する方向の運動量と前記駆動機構の運動量とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるように、前記釣合機構の大きさ及び取付位置が選定されている、
ことを特徴とするコリオリ流量計。
At least one flow tube;
A drive mechanism attached to the at least one flow tube;
A balancing mechanism attached to the at least one flow tube,
The size and mounting position of the balance mechanism are selected so that the momentum in the direction orthogonal to the drive motion of the balance mechanism and the momentum of the drive mechanism are equal in size and opposite to each other. Yes,
Coriolis flowmeter characterized by that.
前記釣合機構が、釣合質量から成ることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   2. The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein the balance mechanism comprises a balance mass. 前記駆動機構と前記釣合機構との合成質量中心が、前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面の近傍に位置しており、前記中心線を含む平面が前記駆動運動に直交するように、前記釣合機構の大きさ及び取付位置が選定されていることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   The composite mass center of the drive mechanism and the balance mechanism is positioned in the vicinity of the plane including the center line of the at least one flow tube, and the plane including the center line is orthogonal to the drive motion. 2. The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein a size and a mounting position of the balance mechanism are selected. 前記釣合機構が、板ばねを介して前記少なくとも1本の流管に取付けられた釣合質量から成ることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   2. A Coriolis flow meter according to claim 1, wherein the balance mechanism comprises a balance mass attached to the at least one flow tube via a leaf spring. 前記釣合機構の固有振動周波数が前記コリオリ流量計の駆動振動周波数より低くなるように、前記板ばねの剛性及び前記釣合質量の大きさが選定されていることを特徴とする請求項4記載のコリオリ流量計。   The rigidity of the leaf spring and the size of the balance mass are selected so that the natural vibration frequency of the balance mechanism is lower than the drive vibration frequency of the Coriolis flowmeter. Coriolis flow meter. 前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管とは異なった位相で振動するようにしてあることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   2. The Coriolis flow meter according to claim 1, wherein the balance mechanism vibrates at a phase different from that of the at least one flow tube. 前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けられており、且つ、前記少なくとも1本の流管の前記中心線を含む平面に対して約45°の角度で延在していることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   The balancing mechanism is attached to a side surface of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism, and is about 45 ° with respect to a plane including the center line of the at least one flow tube. The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein the Coriolis flowmeter extends at an angle of. 前記釣合機構が、前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けられていることを特徴とする請求項1記載のコリオリ流量計。   The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein the balance mechanism is attached to a side surface of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism. 少なくとも1本の流管を備えたコリオリ流量計の力の釣合を取る方法において、
前記少なくとも1本の流管に駆動機構を取付けるステップと、
前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付けるステップと、
前記釣合機構の駆動運動に直交する方向の運動量と前記駆動機構の運動量とが、互いに大きさが等しく、互いに逆向きになるように、前記釣合機構の取付位置及び大きさを選定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
In a method of balancing the force of a Coriolis flow meter with at least one flow tube,
Attaching a drive mechanism to the at least one flow tube;
Attaching a balancing mechanism to the at least one flow tube;
Selecting the mounting position and size of the balancing mechanism such that the momentum in the direction orthogonal to the driving motion of the balancing mechanism and the momentum of the driving mechanism are equal to each other and opposite to each other. When,
A method comprising the steps of:
前記釣合機構を釣合質量で構成するステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。   The method of claim 9 including the step of configuring the balancing mechanism with a balancing mass. 前記駆動機構と前記釣合機構との合成質量中心が、前記少なくとも1本の流管の中心線を含む平面の近傍に位置しており、前記中心線を含む平面が前記駆動運動に直交するように、前記釣合機構の取付位置及び大きさを選定するステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。   The composite mass center of the drive mechanism and the balance mechanism is positioned in the vicinity of the plane including the center line of the at least one flow tube, and the plane including the center line is orthogonal to the drive motion. The method according to claim 9, further comprising the step of selecting a mounting position and a size of the balance mechanism. 前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付ける前記ステップが、板ばねを介して前記少なくとも1本の流管に釣合質量を取付けるステップから成ることを特徴とする請求項9記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the step of attaching a balancing mechanism to the at least one flow tube comprises attaching a balancing mass to the at least one flow tube via a leaf spring. 前記釣合機構の固有振動周波数が前記コリオリ流量計の駆動振動周波数より低くなるように、前記板ばねの剛性及び前記釣合質量の大きさを選定するステップを含むことを特徴とする請求項12記載の方法。   The step of selecting the rigidity of the leaf spring and the size of the balance mass so that the natural vibration frequency of the balance mechanism is lower than the drive vibration frequency of the Coriolis flowmeter. The method described. 前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管とは異なった位相で振動させるステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。   The method of claim 9, comprising oscillating the balancing mechanism in a phase different from that of the at least one flow tube. 前記少なくとも1本の流管に釣合機構を取付ける前記ステップが、
前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けるステップと、
前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の前記中心線を含む平面に対して約45°の角度で延在させるステップと、
から成ることを特徴とする請求項9記載の方法。
The step of attaching a balancing mechanism to the at least one flow tube;
Attaching the balancing mechanism to a side of the at least one flow tube opposite to the drive mechanism;
Extending the balancing mechanism at an angle of about 45 ° relative to a plane including the centerline of the at least one flow tube;
10. The method of claim 9, comprising:
前記釣合機構を前記少なくとも1本の流管の前記駆動機構と反対側の側面に取付けるステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。   The method of claim 9, comprising attaching the balancing mechanism to a side of the at least one flow tube opposite the drive mechanism.
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