JP3336927B2 - コリオリ質量流量計 - Google Patents
コリオリ質量流量計Info
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Description
性、耐振性が向上されるコリオリ質量流量計に関するも
のである。
従来例の構成説明図で、例えば、特開平6−10951
2号の従来例に示されている。図において、1はフラン
ジ2に、両端が取付けられた振動チューブである。フラ
ンジ2は管路Aへ振動チューブ1を取付けるためのもの
である。
励振器である。4,5は振動チューブ1の両側にそれぞ
れ設けられた振動検出センサである。6は、振動チュー
ブ1の両端が固定されるハウジングである。
定流体が流され、励振器3が駆動される。励振器3の振
動方向の角速度『ω』、測定流体の流速『V』(以
下『』で囲まれた記号はベクトル量を表す。)とする
と、
を測定すれば、質量流量が測定出来る。
従来例の構成説明図である。本従来例では、振動チュー
ブ1を2管式にしたものである。
1本直管式コリオリ質量流量計では、振動チューブを両
端で固定しているが、限られた大きさの流量計では端点
を完全固定にすることはできず、わずかに振動してしま
う。
考えられる。内部を流体が流れる振動チューブ1を図9
のように変形(近似的に1次モード共振状態)させる
と、変形によりチューブの長さが長くなるので、振動チ
ューブの軸方向に引っ張り応力が発生する。
t、400Lの振動チューブ1の、中央部分を1mm変
形させると、図9のように軸方向に7.5kgfの大きさの
引っ張り力が発生する。
させた場合、プラスとマイナスの変形最大の時に、引っ
張り力も最大になり、変形のない基本形状の時は、引っ
張り力は最小でゼロである。
大、最小を2回繰り返す。すなわち、振動チューブ1の
軸方向の引っ張り力は、励振周波数の2倍の周波数で発
生する。この引っ張り力による振動があると、以下のよ
うな問題が発生する。
り、励振振動以外の余計な振動ノイズの影響を受けやす
くなる。 (2)励振に大きなエネルギーが必要になり、消費電力
が増加する。
境変化や外的要因により、振動の漏れ程度も大きく変わ
り、振動チューブの振動状況も変化し、零点やスパンが
変化しやすくなる。すなわち、これらの環境変化や外的
要因に対し、不安定で、耐振性、精度が悪いコリオリ流
量計になりがちである。
ブ1が互いに反対方向に振動することで、分岐部で力が
打ち消しあって、図10,11に示す如く、音叉の原理
により振動が外に漏れにくい構造となつている。
構造は取れなくなる。
る。本発明の目的は、高精度で、安定性、耐振性が向上
されるコリオリ質量流量計を提供するにある。
に、本発明は、 (1)上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準
軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周
線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブ内に測
定流体が流れ、該測定流体の流れと前記振動チューブの
角振動によって生じるコリオリ力により、該振動チュー
ブを変形振動させるコリオリ質量流量計において、前記
振動チューブが非励振状態で直管状であり励振状態で前
記基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上にある
ように振動チューブに励振時に励振成分と所定のバイア
ス成分とを印加する励振装置を具備したことを特徴とす
るコリオリ質量流量計。 (2)上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準
軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周
線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブ内に測
定流体が流れ、該測定流体の流れと前記振動チューブの
角振動によって生じるコリオリ力により、該振動チュー
ブを変形振動させるコリオリ質量流量計において、 前記
振動チューブの振動に伴ってこの振動チューブの両固定
端近傍に前記基準軸を中心に発生する回転成分を打ち消
し振動の節を構成する振動補償体を具備したことを特徴
とするコリオリ質量流量計。を構成したものである。
が流され、励振器が駆動されると、コリオリ力が働く、
このコリオリ力に比例した振動の振幅を測定すれば、質
量流量が測定出来る。
下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸として、この基準軸
の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で、単振動ある
いは円運動をすることで、外部との振動絶縁が高められ
る。以下、実施例に基づき詳細に説明する。
構成説明図、図2は図1の動作説明図、図3は振動チュ
ーブ11の振動の様子を示す斜視図である。図におい
て、図7と同一記号の構成は同一機能を表わす。以下、
図7と相違部分のみ説明する。
直管状であり、励振状態で基準軸14の各点からそれぞ
れ所定距離の円周線上にあるように、振動チューブ11
に励振時に励振成分と所定のバイアス成分とを印加する
励振装置である。
では、振動チューブ11は基準軸14上に、完全な直管
として存在する。初期状態では、図2のAの位置に振動
チューブ11は存在する。
りのバイアス成分が加わり、基準軸14から半径Rの位
置に移動する。励振中の振動チューブ11は、B→C→
D→C→B→C→ のように位置を変えていく。
ーブ11をY方向、Z方向で、完全に対称な形状にする
ことができる。非励振時の初期形状が非対称な振動チュ
ーブ11であると、Y方向の振動とZ方向の振動の共振
周波数等が微妙に異なるので、高いQ値で安定した円周
面内振動を実現するのが難しい。
分けて考えても完全な対称なので、理想的な円周面内振
動が可能で、振動絶縁性を高めたコリオリ質量流量計が
得られる。振動絶縁が高まることにより、流量計内部の
振動が安定になり、高精度で安定したコリオリ質量流量
計を実現出来る。
で、振動ノイズの影響を受けにくくなり、低消費電力を
実現し、振動の漏れ量の変化によるゼロ点やスパン変化
を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。軸対称な
ので、振動量を大きくすれば、単振動ではなく、基準軸
回りの回転運動も容易に実現できるコリオリ質量流量計
が得られる。
図5は図4の動作説明図である。41は、振動チューブ
11の振動に伴って、この振動チューブ11の両固定端
近傍に、基準軸を中心に発生する回転成分を打ち消し振
動の節を構成する補償振動体である。
し、振動チューブ11の両端近傍で、振動チューブ11
に結合される。振動チューブ11は、固定端12,13
近傍では、基準軸14を中心とするねじれ振動が主体的
な振動である。
回転をする補償振動体41を取り付けることによって、
振動がキャンセルしあい、固定端12,13付近での振
動チューブ11の振動を無くし、外部への振動の漏れが
無くなり、振動系の外部からの絶縁を図っている。
で、基準軸14のまわりのねじれ成分について、振動を
キャンセル出来、コリオリ質量流量計の外部に、余計な
振動を漏らすことがなくなり、振動の絶縁がより高めら
れる。
り、コリオリ質量流量計内部の振動が一層安定になり、
高精度で安定したコリオリ質量流量計が得られる。
図で、上流側固定端12近傍の拡大図である。本実施例
においては、アーム状の補償振動体42を使用した例で
ある。図に示したように、補償振動体42には、必要に
応じて、振動チューブ11のねじれと逆の振動を強制的
に発生させる加振器43を設置しても良い。
は、振幅の大きさを示している。補償振動体42と振動
チューブ11の連結部分が振動の節となるように補償振
動体42を設計すれば、補償振動体42から固定端12
にかけての振動チューブ11にも振動は伝わらないコリ
オリ質量流量計が得られる。
によれば、振動チューブは、基準軸から等距離にある円
周面内のみでの振動なので、振動チューブの位置がどこ
であっても、振動チューブの長さが変わることはない。
である。すなわち、軸方向の力が変化することによる、
振動の漏れを無くすことができる。振動絶縁が高まるこ
とにより、流量計内部の振動が安定になり、高精度で安
定したコリオリ質量流量計を実現出来る。
で、振動ノイズの影響を受けにくくなり、低消費電力を
実現し、振動の漏れ量の変化によるゼロ点やスパン変化
を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。
わってもその影響が相対的に少なく、振動が安定なの
で、外部振動ノイズに強いコリオリ質量流量計が得られ
る。
現できるので、低消費電流のコリオリ質量流量計が得ら
れる。
化したり、上下流で散逸量のバランスが崩れると、内部
の振動系に影響が及び、ゼロ点やスパンが変動してしま
う。本発明では、常に内部に振動が閉じこもっているの
で、その心配がなく、高精度なコリオリ質量流量計が得
られる。
所定形状に湾曲されていれば、周囲温度変化に対して、
湾曲部分で吸収出来、温度特性が良好なコリオリ質量流
量計が得られる。なお、湾曲部分のわずかな変化は、出
力特性には影響しない。
方向、Z方向で、完全に対称な形状にすることができ
る。非励振時の初期形状が非対称な振動チューブである
と、Y方向の振動とZ方向の振動の共振周波数等が微妙
に異なるので、高いQ値で安定した円周面内振動を実現
するのが難しい。
けて考えても完全な対称なので、理想的な円周面内振動
を高いQ値で実現できるコリオリ質量流量計が得られ
る。軸対称なので、振動量を大きくすれば、単振動では
なく、基準軸回りの回転運動も容易に実現できるコリオ
リ質量流量計が得られる。
設けられたので、基準軸のまわりのねじれ成分につい
て、振動をキャンセル出来、コリオリ質量流量計の外部
に、余計な振動を漏らすことがなくなり、振動の絶縁が
より高められる。
り、コリオリ質量流量計内部の振動が一層安定になり、
高精度で安定したコリオリ質量流量計が得られる。
性、耐振性が向上されるコリオリ質量流量計を実現する
ことが出来る。
明図である。
成説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線
を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離
の円周線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブ
内に測定流体が流れ、該測定流体の流れと前記振動チュ
ーブの角振動によって生じるコリオリ力により、該振動
チューブを変形振動させるコリオリ質量流量計におい
て、前記 振動チューブが非励振状態で直管状であり励振状態
で前記基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上に
あるように振動チューブに励振時に励振成分と所定のバ
イアス成分とを印加する励振装置を具備したことを特徴
とするコリオリ質量流量計。 - 【請求項2】上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線
を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離
の円周線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブ
内に測定流体が流れ、該測定流体の流れと前記振動チュ
ーブの角振動によって生じるコリオリ力により、該振動
チューブを変形振動させるコリオリ質量流量計におい
て、 前記振動チューブの振動に伴ってこの振動チューブの両
固定端近傍に前記基準軸を中心に発生する回転成分を打
ち消し振動の節を構成する振動補償体を具備したことを
特徴とするコリオリ質量流量計。
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11108723A JPH11108723A (ja) | 1999-04-23 |
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1997
- 1997-09-30 JP JP26553297A patent/JP3336927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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