JP3245144B2 - Method for measuring the mass flow of a gaseous or vaporous fluid - Google Patents
Method for measuring the mass flow of a gaseous or vaporous fluidInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ原理によ
りガス状又は蒸気状の流体の質量流量を測定する方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the mass flow rate of a gaseous or vaporous fluid according to the Coriolis principle.
【0002】[0002]
【従来の技術】このために役立つコリオリの質量流量/
密度計は周知のように、機械的な振動を励起せしめられ
流体によって貫流される少なくとも1つの測定管を有し
ており、この測定管は曲げられているかあるいは直線状
であることができる。その詳細については後で図1に関
連して説明する。2. Description of the Related Art Coriolis mass flow rate /
The densitometer, as is known, has at least one measuring tube which is excited by mechanical vibration and is passed through by a fluid, which measuring tube can be bent or straight. The details will be described later with reference to FIG.
【0003】普通は少なくとも1つの励振器並びに少な
くとも2つの振動センサが測定管に配置されており、振
動センサは流動方向で互いに間隔をおいて配置されてい
る。測定管は、大抵はその材料及びその寸法によって前
もって定められているが流体の密度によって種々変化せ
しめられる機械的な共振周波数で振動する。別の場合に
は測定管の振動周波数は正確にその機械的な共振周波数
ではなく、その近くの周波数である。[0003] Usually, at least one exciter and at least two vibration sensors are arranged in the measuring tube, the vibration sensors being spaced from one another in the direction of flow. The measuring tube oscillates at a mechanical resonance frequency, which is often predetermined by its material and its dimensions, but varies with the density of the fluid. In other cases, the vibration frequency of the measuring tube is not exactly its mechanical resonance frequency, but a frequency near it.
【0004】振動センサはアナログのセンサ信号を発
し、これらのセンサ信号の周波数は測定管の振動周波数
と同じであり、これらのセンサ信号は、流体が測定管内
を流れる場合、互いに位相ずれを有している。これから
時間差信号、例えばセンサ信号のゼロ通過点の間の時間
差信号を導き出すことができ、この時間差信号は、例え
ば US-A 41 87 721 に記載されているように、質量流量
に対して正比例している。[0004] Vibration sensors emit analog sensor signals, the frequency of these sensor signals being the same as the vibration frequency of the measuring tube, these sensor signals being out of phase with each other when a fluid flows through the measuring tube. ing. From this, a time difference signal, for example a time difference signal between the zero crossings of the sensor signal, can be derived, which is directly proportional to the mass flow, as described, for example, in US-A 41 87 721. I have.
【0005】しかし位相ずれからは角度差も形成するこ
とができ、この角度差は、 US-A 5648 616 あるいは EP
-A 866 319 に記載されているように、測定管の共振周
波数fの2π倍で除すると、質量流量に対して正比例し
ている。[0005] However, an angle difference can also be formed from the phase shift, which is described in US-A 5648 616 or EP.
As described in -A 866 319, it is directly proportional to the mass flow rate divided by 2π times the resonance frequency f of the measuring tube.
【0006】これらの比例性は液体の質量流量の測定の
場合には常に正確に前提することができ、したがって今
日のコリオリの質量流量/密度計においては0.1%の
測定精度を保証することができる。[0006] These proportionalities can always be assumed accurately in the measurement of the mass flow of liquids, and thus guarantee a measurement accuracy of 0.1% in today's Coriolis mass flow / density meters. Can be.
【0007】本発明者が確認したところでは、ガス状又
は蒸気状の流体を測定する場合には、前述の正確な比例
性は大抵は前提することができず、この結果精度がわず
かになる。[0007] It has been found by the present inventor that when measuring gaseous or vapor-like fluids, the above-mentioned exact proportionality can often not be assumed, which results in a small accuracy.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、コリ
オリ原理によりガス状又は蒸気状の流体の質量流量を測
定する方法が、液体の測定の場合に相応するような正確
な結果を出し得るようにすることである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for measuring the mass flow of a gaseous or vaporous fluid according to the Coriolis principle which can give accurate results which are suitable for the measurement of liquids. Is to do so.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明によれば、コリオリの質量流量/密度計の質
量流量ケースの少なくとも1つの測定管内を流れるガス
状又は蒸気状の流体の質量流量を測定する方法であっ
て、測定管は、運転中その材料及びその寸法によって前
もって定められているが、しかしながら流体の密度によ
って種々変化せしめられる振動周波数、それも測定管の
機械的な現在共振周波数と等しいかあるいはこれに近い
振動周波数で振動し、この測定管には、第1のセンサ信
号を発する第1の振動センサと第2のセンサ信号を発す
る第2の振動センサとが流動方向で互いに間隔をおいて
配置されており、かつこの測定管には励振器が配置され
ており、かつこの測定管は支持枠又は支持管によって取
り囲まれているか、あるいは支持板に振動可能に保持さ
れている形式のものにおいて、第1のセンサ信号及び第
2のセンサ信号から、センサ信号の位相ずれに関連する
信号を形成し、この信号に、流体の音速に関連する関数
を乗じるようにした。According to the present invention, a gaseous or vaporous fluid flowing through at least one measuring tube of a mass flow case of a Coriolis mass flow / density meter is provided according to the present invention. A method for measuring mass flow, in which the measuring tube is predefined in operation by its material and its dimensions, but the vibration frequency which is varied by the density of the fluid, also the mechanical current of the measuring tube It vibrates at a vibration frequency equal to or close to the resonance frequency, and a first vibration sensor that emits a first sensor signal and a second vibration sensor that emits a second sensor signal flow in the measurement tube. Are arranged at a distance from each other, and an exciter is arranged on the measuring tube, and the measuring tube is surrounded by a support frame or a supporting tube, or Alternatively, in the case where the sensor is vibrated by a support plate, a signal related to a phase shift of the sensor signal is formed from the first sensor signal and the second sensor signal. Was multiplied by a function related to.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の第1の有利な実施形態で
は、位相ずれに関連する信号は、センサ信号のゼロ通過
点の間の時間差信号である。In a first advantageous embodiment of the invention, the signal relating to the phase shift is a time difference signal between the zero crossings of the sensor signal.
【0011】本発明の第2の有利な実施形態では、位相
ずれに関連する信号は角度差であり、この角度差を振動
周波数fの2π倍で除するようにする。In a second advantageous embodiment of the invention, the signal relating to the phase shift is an angular difference, which is divided by 2π times the oscillation frequency f.
【0012】第1及び第2の実施形態においても適用す
ることのできる本発明の第3の有利な実施形態では、関
数f(c)が式: f(c)={1+b・(2π・f・d/c)2}-1 (式中:bはキャリブレーションによって調べられた、
測定管のすべての規格口径に対して同じ常数であり、d
は測定管の内径である)を有しているようにする。In a third advantageous embodiment of the invention, which can also be applied in the first and second embodiments, the function f (c) is given by the formula: f (c) = {1 + bb (2π ・ f • d / c) 2 } −1 (where b is determined by calibration,
The same constant for all standard diameters of the measuring tube, d
Is the inner diameter of the measuring tube).
【0013】本発明の別の有利な実施形態では、音速c
を、測定管の現在温度Tmに関連する関数f(Tm)によ
って近似的に表すようにし、特に関数f(Tm)が式: c=c0+c1・Tm (式中:c0,c1は流体特有の常数である)を有してい
るようにする。In another advantageous embodiment of the invention, the speed of sound c
Is approximately represented by a function f (T m ) related to the current temperature T m of the measuring tube. In particular, the function f (T m ) is obtained by the following equation: c = c 0 + c 1 · T m (where c: 0 and c 1 are constants peculiar to the fluid).
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明の利点は、流体の音速ひいては間
接的に流体の圧縮性が測定の際に一緒に考慮され、した
がってガス状又は蒸気状の流体の質量流量測定の精度を
実際上液体の測定の精度と同じにすることができること
である。An advantage of the present invention is that the speed of sound of the fluid and thus indirectly the compressibility of the fluid are also taken into account in the measurement, and thus the accuracy of the mass flow measurement of gaseous or vaporous fluids is virtually eliminated. The accuracy of the measurement can be the same.
【0015】[0015]
【実施例】ところで本発明及び別の利点は図面に示した
実施例によって、更に詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and further advantages will be explained in more detail by means of the embodiments shown in the drawings.
【0016】図1においては、部分的に断面した鉛直の
縦側面図で、本発明の方法のために適したコリオリの質
量流量/密度計の質量流量ケース1が示されており、こ
の質量流量ケースは、測定すべきガス状又は蒸気状の流
体によって流過される−しかしながら図面を見やすくす
るために図示されていない−既知の直径の管導管の経過
の中に、例えばフランジ2,3を介して挿入することが
できる。フランジによる代わりに、質量流量ケース1は
前述の管導管に別の公知の手段によって、例えばトリク
ランプ接続部あるいはねじ結合部によって、接続するこ
ともできる。FIG. 1 shows, in a vertical longitudinal side view, partially in section, a mass flow case 1 of a Coriolis mass flow / density meter suitable for the method according to the invention. The case is passed through by the gaseous or vaporous fluid to be measured--but not shown for the sake of clarity--in the course of a tube conduit of known diameter, for example via flanges 2,3. Can be inserted. Instead of a flange, the mass flow case 1 can also be connected to the aforementioned pipe conduit by other known means, for example by a tri-clamp connection or a screw connection.
【0017】図1の質量流量ケース1はただ1つの直線
状の測定管4を有しており、この測定管の流体入口側の
端部はフランジ2に、例えば流体入口側の端板13を介
して固定されており、その流体出口側の端部はフランジ
3に、例えば流体出口側の端板14を介して固定されて
いる。端板13,14内には測定管4は緊密に、特に真
空密に、押し込まれており、例えば溶接、ろう接又はロ
ールがけ固定されている(この点については US-A 56 1
0 342 参照)。The mass flow case 1 of FIG. 1 has only one straight measuring tube 4 whose end on the fluid inlet side is connected to the flange 2 by, for example, an end plate 13 on the fluid inlet side. The end on the fluid outlet side is fixed to the flange 3 via, for example, an end plate 14 on the fluid outlet side. The measuring tube 4 is pressed tightly, in particular vacuum tight, into the end plates 13, 14, for example by welding, brazing or rolling (in this respect US-A 56 1).
0 342).
【0018】本発明の方法は、先願である特願平11−
550003号によるクランプ・オン型のコリオリの質
量流量ケースにおいても、あるいは EP-A 849 568 によ
るただ1つの測定管を有する質量流量ケースにおいて
も、使用することができる。ただ1つの直線状の測定管
の代わりに、コリオリの質量流量/密度計の質量流量ケ
ースは、1つの平面内で曲げられたただ1つの測定管、
例えば US-A 57 05 754に記載されているような、例え
ば円弧形の測定管を有することができる。[0018] The method of the present invention is based on Japanese Patent Application No. Hei.
It can be used either in the clamp-on type Coriolis mass flow case according to 550003 or in the mass flow case with only one measuring tube according to EP-A 849 568. Instead of just one straight measuring tube, the mass flow case of the Coriolis mass flow / density meter consists of only one measuring tube bent in one plane,
It can have a measuring tube, for example in the form of an arc, as described, for example, in US-A 57 05 754.
【0019】しかし、US-A 47 93 191 に記載されてい
るような複数の、特に2つの、真っ直ぐな測定管、ある
いは US-A 41 27 028 に記載されているような複数の、
特に2つの、曲げられた測定管も可能である。However, a plurality of, in particular two, straight measuring tubes as described in US-A 47 93 191 or a plurality of such as described in US-A 41 27 028,
In particular, two bent measuring tubes are also possible.
【0020】更に本発明の方法は、US-A 55 31 126 に
記載されているような、1つの測定管と1つのダミー管
とを有している質量流量ケースにおいても使用すること
ができる。最後に本発明の方法は、質量流量ケースが U
S-A 55 57 973 あるいは UA-A 56 75 093 に相応する少
なくとも1つのねじ形の測定管を有しているコリオリの
質量流量/密度計においても適用可能である。The method according to the invention can also be used in a mass flow case with one measuring tube and one dummy tube, as described in US Pat. No. 5,311,126. Finally, the method of the present invention provides that the mass flow case is U
It is also applicable to Coriolis mass flow / density meters having at least one threaded measuring tube corresponding to SA 55 57 973 or UA-A 56 75 093.
【0021】図1においてフランジ2,3及び端板1
3,14は支持管15に固定され、それもねじによって
固定されており、これらのねじのうちの1つのねじ5を
右上に断面で完全に見ることができる。端板13,14
は支持管15の内壁に緊密に、特に真空密に、溶接又は
ろう接しておくことができる。しかしながら、支持管1
5及び端板13,14を一体に構成することも可能であ
る。支持管15の代わりに、支持枠あるいは支持板を使
用することもできる。In FIG. 1, flanges 2 and 3 and end plate 1
3, 14 are fixed to a support tube 15, which is also fixed by screws, one of these screws 5 being completely visible in cross section in the upper right. End plates 13, 14
Can be welded or brazed tightly, in particular vacuum tight, to the inner wall of the support tube 15. However, the support tube 1
5 and the end plates 13 and 14 can be integrally formed. Instead of the support tube 15, a support frame or a support plate can be used.
【0022】測定管4を振動、特に共振振動、有利には
共振曲げ振動させる手段として、フランジ2,3及び端
板13,14の間の中央において、また支持管15と測
定管4との間の中間スペース内において配置された、例
えば電磁式の励振器16が役立ち、この励振器は測定管
4に固定された永久磁石161と支持管15に固定され
たコイル162とを有しており、これらのコイル内に永
久磁石161が突入しており、これらのコイル内で永久
磁石が往復に可動である。As a means for causing the measuring tube 4 to vibrate, in particular resonantly vibrate, preferably resonant bending, at the center between the flanges 2 and 3 and the end plates 13 and 14 and between the support tube 15 and the measuring tube 4 For example, an electromagnetic exciter 16 arranged in the intermediate space of this type, which has a permanent magnet 161 fixed to the measuring tube 4 and a coil 162 fixed to the support tube 15, Permanent magnets 161 protrude into these coils, and the permanent magnets can reciprocate in these coils.
【0023】図1においては励振器16は測定管4を図
平面内で曲げ振動させ、したがってこの平面内では流体
が流れている場合でもコリオリ力が生じ、このコリオリ
力は測定管4の入口側の区分と出口側の区分との間に位
相ずれを生ぜしめる。In FIG. 1, the exciter 16 causes the measuring tube 4 to bend and vibrate in the plane of the drawing, so that a Coriolis force is generated even in this plane even when a fluid is flowing. Causes a phase shift between the section on the exit side and the section on the exit side.
【0024】更に、測定管4と支持管15との間の中間
スペース内には、測定管4の振動のための第1の振動セ
ンサ17と第2の振動センサ18とが配置されている。
振動センサ17若しくは18は、端板13若しくは14
と励振器16との間に、有利には励振器から、要するに
測定管4の中央から、同じ間隔のところにある。Further, a first vibration sensor 17 and a second vibration sensor 18 for vibrating the measurement tube 4 are arranged in an intermediate space between the measurement tube 4 and the support tube 15.
The vibration sensor 17 or 18 is connected to the end plate 13 or 14
And preferably at the same distance from the exciter 16, preferably from the exciter, that is to say from the center of the measuring tube 4.
【0025】振動センサ17,18は図1では電磁的な
振動センサであって、測定管4に固定された永久磁石1
71若しくは181と、支持管15に固定されたコイル
172若しくは182とを含み、これらのコイル内には
永久磁石171若しくは181が突入していて、これら
のコイル内で往復に可動である。振動センサ17若しく
は18においては第1のセンサ信号x17若しくは第2の
センサ信号x18が生じる。The vibration sensors 17 and 18 are electromagnetic vibration sensors in FIG.
71 or 181 and a coil 172 or 182 fixed to the support tube 15, into which a permanent magnet 171 or 181 protrudes, and is movable reciprocally in these coils. The first sensor signal x 17 or the second sensor signal x 18 occurs in the vibration sensor 17 or 18.
【0026】端板13には温度フィーラ19が固定され
ており、この温度フィーラは測定管4の現在温度を表す
温度信号x19を出す。温度フィーラとしては有利にはプ
ラチナ抵抗が利用され、このプラチナ抵抗は例えば接着
によって端板13に固定されている。[0026] The end plate 13 has a temperature feeler 19 is fixed, the temperature feeler issues a temperature signal x 19 representing the current temperature of the measuring tube 4. A platinum resistor is preferably used as the temperature feeler, which is fixed to the end plate 13 by, for example, gluing.
【0027】最後に図1においてはなお支持管15に固
定されたケーシング21が示されており、このケーシン
グはなかんずく、励振器16及び振動センサ17,18
に接続されているが、しかし図面を見やすくするために
図示されていない導線の保護のために役立つ。Finally, FIG. 1 shows a casing 21 which is still fixed to the support tube 15, this casing being, inter alia, an exciter 16 and vibration sensors 17, 18.
, But serves for protection of conductors not shown for clarity of the drawing.
【0028】ケーシング21は首状の移行片22を備え
ており、この移行片に、質量流量/密度計の測定回路及
び運転回路を収容するために電子装置ケーシング23が
固定されている。移行片22及び電子装置ケーシング2
3が支持管15の振動特性に不都合な影響を及ぼすよう
な場合には、これらの移行片及び電子装置ケーシングは
質量流量ケース1とは別個に配置しておくことができ
る。その場合には、電子装置と質量流量ケース1との間
にはケーブル接続があるに過ぎない。The casing 21 has a neck-shaped transition piece 22 to which an electronic device casing 23 is fixed for receiving the measuring and operating circuits of the mass flow / density meter. Transition piece 22 and electronic device casing 2
In the event that 3 adversely affects the vibration characteristics of the support tube 15, these transition pieces and the electronics casing can be arranged separately from the mass flow case 1. In that case, there is only a cable connection between the electronic device and the mass flow case 1.
【0029】図2はブロック線図の形式で、前述の種々
の構造の測定管を有している質量流量/密度計のための
本発明の方法を実施するために測定回路を示す。この測
定回路は、前述のセンサ信号x18,x19から質量流量信
号“qf”及び密度信号“σ”を生ぜしめる部分回路3
1を含んでいる。部分回路31としては、適当な規定さ
れているどのような回路でも使用することができ、特に
既に最初に述べた US-A 56 48 616 に記載されている回
路を使用することができる。FIG. 2 shows, in the form of a block diagram, a measuring circuit for implementing the method according to the invention for a mass flow / density meter having measuring tubes of the various constructions described above. This measuring circuit includes a sub-circuit 3 for generating a mass flow signal “q f ” and a density signal “σ” from the aforementioned sensor signals x 18 and x 19.
Contains one. As the partial circuit 31, any suitable defined circuit can be used, in particular the circuit described in US Pat. No. 5,648,616, which has already been mentioned above.
【0030】液体が測定管4を流れる場合には、質量流
量信号“qf”は普通は既に液体の質量流量q′、つま
り測定結果を表す。このことは物理的に次のことに帰す
ることができる。すなわち液体測定の場合には実際上常
に次の条件が満たされていることである: (2π・f・d)/c≪1 (1) (式中、cは流体、この場合液体の音速であり、dは測
定管4の壁厚であり、fは測定管の現在振動周波数であ
る)したがって液体に対しては次式: qf=C・δγ=(C・δφ)/(2πf) (2) (式中、Cはキャリブレーションによって調べられた定
数、いわゆるキャリブレーション定数であり、δγは最
初に述べた時間差、例えばセンサ信号x17,x18のゼロ
通過点の間の時間差であり、δφは最初に述べた角度差
である)が通用する。[0030] When the liquid flows through the measurement tube 4, the mass flow rate signal "q f" is usually already represents the mass flow rate q ', that is the measurement result of the liquid. This can be physically attributed to the following. That is, in the case of liquid measurement, the following condition is practically always satisfied: (2π · f · d) / c≪1 (1) (where c is a fluid, in this case the sound velocity of the liquid) And d is the wall thickness of the measuring tube 4 and f is the current vibration frequency of the measuring tube). Thus, for liquids: q f = C · δγ = (C · δφ) / (2πf) ( 2) (where C is a constant determined by calibration, a so-called calibration constant, and δγ is the first-mentioned time difference, for example, the time difference between the zero crossing points of the sensor signals x 17 and x 18 , δφ is the angle difference described first).
【0031】これに対し、本発明の方法に相応する図2
の回路装置においては、ガス状又は蒸気状の流体の質量
流量信号qを表す最終的な質量流量信号“q”が生ぜし
められる前に、質量流量信号“qf”がいわば付加的に
修正される。On the other hand, FIG. 2 corresponding to the method of the present invention
In the circuit arrangement, before the gaseous or final mass flow rate signal representative of the mass flow rate signal q of vaporous fluid "q" is caused, the mass flow rate signal "q f" is as it were additionally modified You.
【0032】信号qfは流体の音速cに関連する関数f
(c)で乗ぜられる。この関数は例えば式: f(c)={1+b・(2π・f・d/c)2}−1 (3) (式中:bはキャリブレーションによって調べられた、
測定管のすべての規格口径に対して同じ常数であり、d
は測定管の内径である)を有している。The signal q f is a function f related to the sound velocity c of the fluid.
Multiplied by (c). This function is, for example, the formula: f (c) = {1 + b · (2π · f · d / c) 2} −1 (3) (where b is checked by calibration,
The same constant for all standard diameters of the measuring tube, d
Is the inner diameter of the measuring tube).
【0033】図2の実施例では質量流量qは次式:In the embodiment of FIG. 2, the mass flow q is:
【0034】[0034]
【数1】 (Equation 1)
【0035】に従う。[0035]
【0036】式(4)においてはc0,c1はガスに特有
な定数又は蒸気に特有な定数であって、次表に記したガ
スに対して記入した値を有している。この場合、温度信
号x 19は摂氏で測定されている温度に比例していること
が前提されている。In equation (4), c0, C1Is specific to gas
Constants or constants specific to steam.
Have the values entered for the In this case, the temperature signal
No. x 19Is proportional to the temperature measured in Celsius
Is assumed.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】部分回路31からの質量流量信号“qf”
は第1の除算回路32の被除数入力点に供給される。第
1の除算回路の出力点には質量流量信号“q”が生じ
る。除算回路の除数入力点には第1の加算回路33の出
力が供給される。この加算回路の第1の入力点には数1
を表す信号“1”が供給される。The mass flow signal “q f ” from the partial circuit 31
Is supplied to the dividend input point of the first division circuit 32. At the output of the first division circuit a mass flow signal "q" is generated. The output of the first adder circuit 33 is supplied to the divisor input point of the divider circuit. The first input point of this adder circuit is
Is supplied.
【0039】この加算回路の第2の入力点には第1の乗
算回路34の出力が供給される。この乗算回路の第1の
入力点には前述の定数bを表す信号“b”が供給され
る。この定数はキャリブレーション中に調べられるの
で、この信号“b”は、キャリブレーション値に対して
普通であるように、電子的なメモリ内に、例えばEEP
ROM内に記憶される。このメモリから信号“b”は乗
算回路34の前述の入力点に供給される。The output of the first multiplying circuit 34 is supplied to a second input point of the adding circuit. A signal "b" representing the aforementioned constant b is supplied to a first input point of the multiplication circuit. Since this constant is checked during calibration, this signal "b" is stored in an electronic memory, such as an EEP, as is usual for calibration values.
It is stored in the ROM. From this memory, the signal "b" is supplied to the aforementioned input point of the multiplication circuit 34.
【0040】乗算回路34の第2の入力点には第2の乗
算回路35の出力が供給され、この第2の乗算回路の第
1及び第2の入力点には同一の信号が供給され、換言す
ればこれらの信号は第2の除算回路36の1つの出力点
から供給される。乗算回路35はしたがって除算回路3
6の出力信号のための二乗回路として作用する。この除
算回路は第1の被除数入力点を有しており、この被除数
入力点には測定管4の現在振動周波数fを表す信号
“f”が供給される。この信号はセンサ信号x17,x18
から普通の形式で形成することができる(例えば前述の
US-A 56 48 616 参照)。The output of the second multiplier 35 is supplied to a second input point of the multiplier 34, and the same signal is supplied to the first and second input points of the second multiplier. In other words, these signals are supplied from one output point of the second division circuit 36. The multiplication circuit 35 is therefore a division circuit 3
6 acts as a squaring circuit for the output signal. This division circuit has a first dividend input point, to which a signal “f” representing the current vibration frequency f of the measuring tube 4 is supplied. This signal is a sensor signal x 17 , x 18
Can be formed in an ordinary format from (for example,
See US-A 56 48 616).
【0041】除算回路36は更に第2の入力点を有して
おり、この入力点には、測定管4の壁厚dを表す信号
“d”が供給される。この信号は、実地において生ずる
すべての壁厚dの値が記憶されている第1の電子的メモ
リ37、例えばEEPROMからのものである。すなわ
ち壁厚dは測定管4の直径に応じて種々に変化し、測定
管の直径は質量流量ケースが挿入されている前述の管導
管の規格値に応じて種々に変化する。メモリ37のセレ
クト入力点には第1のセレクト信号s1が持続的に供給
され、このセレクト信号によってコリオリの質量流量/
密度計のメーカは各型のために壁厚dの値をインプット
する。The dividing circuit 36 further has a second input point, to which a signal "d" representing the wall thickness d of the measuring tube 4 is supplied. This signal is from a first electronic memory 37, for example an EEPROM, in which all values of the wall thickness d occurring in the field are stored. That is, the wall thickness d changes variously according to the diameter of the measuring pipe 4, and the diameter of the measuring pipe changes variously according to the standard value of the above-mentioned pipe conduit in which the mass flow rate case is inserted. A first select signal s 1 is continuously supplied to a select input point of the memory 37, and the select signal causes the Coriolis mass flow rate /
The densitometer manufacturer inputs the value of the wall thickness d for each type.
【0042】除算回路36は最後に除数入力点を有して
おり、この除数入力点に第2の加算回路38の出力が供
給される。この加算回路の第1の入力点は第3の乗算回
路39の出力点に接続されており、この乗算回路の第1
の入力点は前述の温度信号x 19を供給され、その第2の
入力点は第2の電子的メモリ40の第1の出力点に接続
されている。このメモリは例えばやはりEEPROMで
あることができる。The division circuit 36 has a divisor input point at the end.
The output of the second adder circuit 38 is supplied to the divisor input point.
Be paid. The first input point of this adder circuit is a third multiplication circuit.
Connected to the output point of the path 39.
Is the temperature signal x 19And its second
The input point is connected to the first output point of the second electronic memory 40
Have been. This memory is, for example, an EEPROM
There can be.
【0043】メモリ40内には信号“c0”,“c1”が
記憶されており、これらの信号は前述の表に記入されて
いる定数c0,c1の値を表す。メモリ40の第1の出力
点には信号“c1”があり、第2の出力点には信号
“c0”がある。この第2の出力点は加算回路38の第
2の入力点に接続されている。更にメモリ40は、第2
のセレクト信号s2を供給されるセレクト入力点を有し
ており、この第2のセレクト信号によってコリオリの質
量流量/密度計の利用者は丁度測定しようとする流体に
所属する信号“c0”,“c1”の読み出しを調整する。The signals "c 0 " and "c 1 " are stored in the memory 40, and these signals represent the values of the constants c 0 and c 1 entered in the above-mentioned table. The first output point of the memory 40 has a signal "c 1 " and the second output point has a signal "c 0 ". This second output point is connected to a second input point of the adder circuit 38. Further, the memory 40 has a second
It has a select input points that are supplied with the select signal s 2, the second select signal the user of the Coriolis mass flow / density meter by a signal belonging to a fluid to be just measured "c 0" , “C 1 ” is adjusted.
【0044】図2の部分回路32〜40に供給される信
号がデジタル信号である場合には、その機能は相応して
プログラミングされたマイクロプロセッサによって実現
することができる。部分回路31が例えば前述の US-A
56 48 616 に記載されている回路の1つのようにアナロ
グ信号を発する場合には、部分回路31の出力点と除算
回路32の入力点との間にはアナログ/デジタル変換器
を設けることができる。If the signals supplied to the sub-circuits 32 to 40 in FIG. 2 are digital signals, the function can be realized by a correspondingly programmed microprocessor. The partial circuit 31 is, for example, the aforementioned US-A
In the case where an analog signal is generated as in one of the circuits described in U.S. Pat. No. 5,648,616, an analog / digital converter can be provided between the output point of the partial circuit 31 and the input point of the division circuit 32. .
【0045】これに対し部分回路31が、例えばUS-A 5
6 48 616 に記載されている回路のほかの回路あるいは
前述の EP-A 866 319 の回路のようにデジタル信号を生
ぜしめる場合には、アナログ/デジタル変換器は必要で
ない。On the other hand, the partial circuit 31 is, for example, a US-A 5
An analog-to-digital converter is not required if a digital signal is to be generated, as in the other circuits described in 6 48 616 or in the circuit of EP-A 866 319 mentioned above.
【0046】図2においては音速cは、音速の温度関連
性のために項c0+c1・x19が利用されることによっ
て、考慮されている。しかしながら例えば次式(5)及
び(6)のようなほかの項も温度関連性のために可能で
ある: c=z0+z1・Tm+z2・p+z3・Tm ′ (5) (式中、z0,z1,z2,z3は測定すべき流体に特有の
定数であり、pは圧力センサによって測定される流体圧
力である)あるいは c=k0・(Tm)1/2 (6) (式中、k0はやはり測定すべき流体に特有の常数であ
る) 式(5),(6)が音速cの考慮のために使用される場
合には、式(5),(6)のそれぞれ右側を式(4)の
分母項c0+c1・x19の代わりに使用することができ、
その際Tmに対してはやはり温度信号x19を選ぶことが
できる。The speed of sound c in FIG. 2, by a term c0 + c 1 · x 19 is utilized for temperature related speed of sound, is considered. However, other terms are also possible due to temperature relevance, for example: (5) and (6): c = z 0 + z 1 · T m + z 2 · p + z 3 · T m ′ (5) ( Where z 0 , z 1 , z 2 , z 3 are constants specific to the fluid to be measured and p is the fluid pressure measured by the pressure sensor) or c = k 0 · (T m ) 1 / 2 (6) (where k 0 is also a constant specific to the fluid to be measured) If equations (5) and (6) are used for consideration of sound velocity c, equation (5) ) And (6) can be used in place of the denominator term c 0 + c 1 · x 19 in equation (4),
It can be selected also temperature signal x 19 for that time T m.
【図1】測定管を有する質量流量計の質量流量ケースの
部分的に断面した縦側面図である。FIG. 1 is a partially sectional longitudinal side view of a mass flow case of a mass flow meter having a measuring tube.
【図2】例えば図1の質量流量計のための本発明の方法
を実施する測定回路をブロック線図の形で示した図であ
る。2 shows, in the form of a block diagram, a measuring circuit for implementing the method according to the invention, for example for the mass flow meter of FIG. 1;
1 質量流量ケース、 2 フランジ、 3 フラン
ジ、 4 測定管、 5ねじ、 13 流体入口側の端
板、 14 流体出口側の端板、 15 支持管、 1
6 励振器、 17 振動センサ、 18 振動セン
サ、 19 温度フィーラ、 21 ケーシング、 2
2 移行片、 23 電子装置ケーシング、 31 部
分回路、 32 第1の除算回路、 33 第1の加算
回路、 34 第1の乗算回路、 35 第2の乗算回
路、 36 第2の除算回路、 37 第1の電子的メ
モリ、 38 第2の加算回路、 39 第3の乗算回
路、40 第2の電子的メモリ、 161 永久磁石、
162 コイル、 171 永久磁石、 172 コ
イル、 181 永久磁石、 182 コイル、b 定
数信号、 c0 定数信号、 c1 定数信号、 d 壁
厚信号、 f 現在振動周波数信号、 q 質量流量信
号、 qf 質量流量信号、 s1 第1のセレクト信
号、 s2 第2のセレクト信号、 x17 センサ信
号、 x18 センサ信号、 x19 温度信号、 σ 密
度信号Reference Signs List 1 mass flow case, 2 flange, 3 flange, 4 measuring tube, 5 screw, 13 end plate on fluid inlet side, 14 end plate on fluid outlet side, 15 support tube, 1
6 Exciter, 17 Vibration sensor, 18 Vibration sensor, 19 Temperature feeler, 21 Casing, 2
2 transition piece, 23 electronic device casing, 31 partial circuit, 32 first division circuit, 33 first addition circuit, 34 first multiplication circuit, 35 second multiplication circuit, 36 second division circuit, 37th division circuit 1 electronic memory, 38 second adding circuit, 39 third multiplying circuit, 40 second electronic memory, 161 permanent magnet,
162 coil, 171 permanent magnet, 172 coil, 181 permanent magnet, 182 coil, b constant signal, c 0 constant signal, c 1 constant signal, d wall thickness signal, f current vibration frequency signal, q mass flow signal, q f mass flow signal, s 1 first select signal, s 2 second select signal, x 17 sensor signal, x 18 sensor signal, x 19 temperature signal, sigma density signal
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−6754(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/84 Continuation of the front page (56) References JP-A-11-6754 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01F 1/84
Claims (6)
ケース(1)の少なくとも1つの測定管(4)内を流れ
るガス状又は蒸気状の流体の質量流量を測定する方法で
あって、測定管は、運転中その材料及びその寸法によっ
て前もって定められており、流体の密度によって種々変
化せしめられる振動周波数f、それも測定管の機械的な
現在共振周波数と等しいかあるいはこれに近い振動周波
数で振動し、この測定管には、第1のセンサ信号(x
17)を発する第1の振動センサ(17)と第2のセン
サ信号(x18)を発する第2の振動センサ(18)と
が流動方向で互いに間隔をおいて配置されており、かつ
この測定管には励振器(16)が配置されており、かつ
この測定管は支持枠又は支持管(15)によって取り囲
まれているか、あるいは支持板に振動可能に保持されて
いる形式のものにおいて、第1のセンサ信号(x17)
及び第2のセンサ信号(x18)から、センサ信号の位
相ずれに関連する信号qfを形成し、この信号に、流体
の音速cに関連する関数f(c)を乗じるようにする、
ガス状又は蒸気状の流体の質量流量を測定する方法。1. A method for measuring the mass flow rate of a gaseous or vaporous fluid flowing in at least one measuring tube (4) of a Coriolis mass flow / density meter mass flow case (1). The tube is pre-determined during operation by its material and its dimensions and has a vibration frequency f which is varied depending on the density of the fluid, also at a vibration frequency equal to or close to the current mechanical resonance frequency of the measuring tube. Oscillates and a first sensor signal (x
17) a first vibration sensor which emits (17) a second sensor signal (second vibration sensor which emits x 18) (18) are spaced from one another in the flow direction, and the measurement An exciter (16) is arranged in the tube, and the measuring tube is of the type surrounded by a support frame or a support tube (15) or held oscillatingly on a support plate. 1 sensor signal (x 17 )
And from the second sensor signal (x 18 ), form a signal q f related to the phase shift of the sensor signal and multiply this signal by a function f (c) related to the sound velocity c of the fluid,
A method for measuring the mass flow of a gaseous or vaporous fluid.
のゼロ通過点の間の時間差信号δγであるようにする、
請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the signal related to the phase shift is a time difference signal δγ between zero crossings of the sensor signal.
The method of claim 1.
あり、この角度差を振動周波数fの2π倍で除するよう
にする、請求項1記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the signal related to the phase shift is an angle difference δφ, and the angle difference is divided by 2π times the vibration frequency f.
測定管のすべての規格口径に対して同じ常数であり、d
は測定管の内径である)を有しているようにする、請求
項1から3までのいずれか1項記載の方法。4. The function f (c) is calculated by the formula: f (c) = {1 + b · (2π · f · d / c) 2 } −1 (where b is checked by calibration,
The same constant for all standard diameters of the measuring tube, d
Is the inner diameter of the measuring tube).
に関連する関数f(Tm)によって近似的に表すように
する、請求項3記載の方法。5. The sound velocity c is determined by measuring the current temperature T m of the measuring tube (4).
4. The method according to claim 3, wherein the function is approximately represented by a function f (T m ) related to.
るようにする、請求項5記載の方法。6. The function f (T m ) having the formula: c = c 0 + c 1 · T m (where c 0 and c 1 are fluid-specific constants). Item 6. The method according to Item 5.
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