JP5578819B2 - コリオリ質量流量計及びその補正方法 - Google Patents
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振動チューブが合成樹脂を主体に構成されたコリオリ質量流量計における前記振動チューブの吸湿に関連した補正方法であって、
基準温度において基準吸湿状態の前記振動チューブに基準流体を使ってコリオリ質量流量計を校正したときの前記振動チューブの固有振動数を基準流体の基準流体固有振動数とし、
前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の前記振動チューブの固有振動数を空管状態の基準空管固有振動数とし、
前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、基準流体の密度、空管内の気体の密度をメモリに記憶し、
また、計測時の計測流体の密度をメモリに記憶し、
該メモリから呼び出した前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、前記基準流体の密度、前記空管内の気体の密度に基づいて基準温度での計測流体の基準固有振動数を求め、
該計測流体の基準固有振動数と現在の固有振動数とに基づいて感度補正値を求め、
該感度補正値によって前記計測流体の基準固有振動数を補正して、該補正した係数に基づいて前記計測流体の質量流量を求めることを特徴とするコリオリ質量流量計の補正方法を提供することにより達成される。
合成樹脂を主体に構成された振動チューブ中を流れる計測流体の質量流量を、該振動チューブの振動状態を検出する一対の検出器の検出信号に基づいて求めるコリオリ質量流量計において、
基準吸湿状態の前記振動チューブの中を基準温度において所定の質量流量で流れる基準流体に対応する、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差から前記質量流量を求めるための校正係数を求めて、該校正係数を記憶する校正手段と、
計測流体の密度の入力を受け付ける手段と、
前記一対の検出器の少なくとも一方の検出信号に基づいて前記振動チューブの固有振動数を求める固有振動数算出手段と、
前記計測流体の密度と、前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、該補正値と、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差と、前記校正係数とに基づいて、計測流体の質量流量を求める手段とを備えることを特徴とするコリオリ質量流量計を提供することにより達成される。
ここに、Kcは校正係数であり、ΔTは、コリオリ力による位相差(時間)である。
「ρm」は、計測流体の密度である。
「fm」は、計測流体の固有振動数である。
「fw」は、基準流体で校正したときの基準流体固有振動数であり、この基準流体固有振動数fwは予めメモリ36に記憶される。
「fa」は、流管である振動チューブ2が空である空管状態での校正時の基準空管固有振動数であり、この基準空管固有振動数faは予めメモリ36に記憶される。
「ρw」は基準流体(例えば水)の密度であり、この基準流体の密度ρwは予めメモリ36に記憶される。
「ρa」は、校正時における空管状態の気体の密度であり、この気体の密度ρaは予めメモリ36に記憶される。
「tcw」は、基準流体校正時における流管(振動チューブ2)の温度係数である。
「tca」は、空管校正時における流管の温度係数である。
「tcm」は、流体計測における流管の温度係数である。
(2)tca=1−α・ta
(3)tcm=1−α・tm
ここに、
「tw」は、基準流体校正時における流管の温度である。
「ta」は、空管校正時における流管の温度である。
「tm」は、流体計測時における流管の温度である。
「α」は、流管の温度依存特性である。
(1)時間位相差(ΔT)は、一対の検出器22A、22Bで検出される振動チューブ2の変位又は速度の位相差(時間)を意味する。
(2)校正係数(Kc)は、校正工程により求まる感度係数Kのことである。ここに、感度係数(K)は、時間位相差ΔTに乗算することで質量流量が算出される値である。この感度係数Kは温度や吸湿状態によって変化する。校正係数Kcは、所定流量で流れる校正用の流体(水など)を校正用の一定の条件下(温度、吸湿状態など)で時間位相差ΔTを測定し、その測定値と所定流量とから算出される値である。
(4)温度補正係数は、温度による感度係数Kの変化を校正係数に反映するために校正係数Kc(または基準流量)に乗ずるための比率係数であり、予め実験により求められる値である。温度が上がることで感度係数Kが小さくなる傾向にある場合には、校正時の温度で「1」に、温度が高くなるに従って「1」から小さくなるような、温度の関数式や参照テーブルなどの形式でメモリ36に記憶される。
(6)体積流量は、密度を乗ずることで質量流量が求まる。一般的な流量計は体積流量が求まるが、コリオリ質量流量計は時間位相差ΔTにより質量流量が直接的に算出される。
(8)感度補正係数は、吸湿状態による感度係数Kの変化を校正係数に反映するために校正係数Kc(または基準流量)に乗ずるための比率係数であり、前述したように(1+ΔKw)で表すことができる。感度補正係数は予め実験によって求めることができる値である。吸湿状態が変化することで固有振動数が変化することを利用するため、少なくとも一方の検出器の検出信号22A(22B)に基づいて求められる固有振動数と基準固有振動数(校正時と同一の吸湿状態と仮定して求まる固有振動数)と変化に応じた値となる。測定される固有振動数が基準固有振動数よりも高くなることで感度係数Kが小さくなる傾向にある場合には、校正時の吸湿状態で「1」に、固有振動数が高くなるに従って「1」から小さくなるような、固有振動数及び基準固有振動数の関数式や参照テーブルなどの形式でメモリ36に記憶される
この場合には、ユーザは計測流体の密度値を密度入力手段40(図4)を使ってコリオリ質量流量計100に入力する(S302)。
(2-1)計測流体の密度に関し、その代表的な温度と密度との関係を記載した表をユーザが手元に有している又は既に知られている場合には、この表に記載の温度と密度との関係を線形補正して、コリオリ質量流量計100の使用環境の温度の密度値を求め、そして、この密度値を、ユーザが密度入力手段40(図4)を使ってコリオリ質量流量計100に入力する(S304)。
(2-2)代表的な温度と密度との関係を記載した計測流体の表をユーザが手元に無い場合やそのような表が利用できない場合には、計量容器に所定量の計測流体を入れて重さを計測することで計測流体の密度を計算で求め、この密度値を、ユーザが密度入力手段40(図4)を使ってコリオリ質量流量計100に入力する(S305)。
前述した密度算出機能を使ってコリオリ質量流量計100の内部で算出した密度値を取り込む(S306)。
2 振動チューブ
12 加振器
22 検出器
32 算出手段(マイコン)
34 検出回路
36 メモリ
40 密度入力手段
Claims (8)
- 振動チューブが合成樹脂を主体に構成されたコリオリ質量流量計における前記振動チューブの吸湿に関連した補正方法であって、
基準温度において基準吸湿状態の前記振動チューブに基準流体を使ってコリオリ質量流量計を校正したときの前記振動チューブの固有振動数を基準流体の基準流体固有振動数とし、
前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の前記振動チューブの固有振動数を空管状態の基準空管固有振動数とし、
前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、基準流体の密度、空管内の気体の密度をメモリに記憶し、
また、計測時の計測流体の密度をメモリに記憶し、
該メモリから呼び出した前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、前記基準流体の密度、前記空管内の気体の密度に基づいて基準温度での計測流体の基準固有振動数を求め、
該計測流体の基準固有振動数と現在の固有振動数とに基づいて感度補正値を求め、
該感度補正値によって前記計測流体の基準固有振動数を補正して、該補正した係数に基づいて前記計測流体の質量流量を求めることを特徴とするコリオリ質量流量計の補正方法。 - 請求項1に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記計測流体の密度はユーザが入力した値である、コリオリ質量流量計の補正方法。 - 請求項1に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記計測流体の密度が演算によって求められる、コリオリ質量流量計の補正方法。 - 請求項2又は3に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記コリオリ質量流量計がモニタを有し、
該モニタに、前記質量流量が数値表示される、コリオリ質量流量計の補正方法。 - 合成樹脂を主体に構成された振動チューブ中を流れる計測流体の質量流量を、該振動チューブの振動状態を検出する一対の検出器の検出信号に基づいて求めるコリオリ質量流量計において、
基準吸湿状態の前記振動チューブの中を基準温度において所定の質量流量で流れる基準流体に対応する、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差から前記質量流量を求めるための校正係数を求めて、該校正係数を記憶する校正手段と、
計測流体の密度の入力を受け付ける手段と、
前記一対の検出器の少なくとも一方の検出信号に基づいて前記振動チューブの固有振動数を求める固有振動数算出手段と、
前記計測流体の密度と、前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、該補正値と、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差と、前記校正係数とに基づいて、計測流体の質量流量を求める手段とを備えることを特徴とするコリオリ質量流量計。 - 請求項5に記載のコリオリ質量流量計において、
前記基準温度において基準流体が充満したときの前記基準吸湿状態の固有振動数である基準流体固有振動数と、前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の振動チューブの固有振動数である基準空管固有振動数と、基準流体の密度と、空管内の気体の密度とを記憶するメモリを更に有し、
前記計測流体の質量流量を求める手段は、前記計測流体の密度と前記基準流体固有振動数と前記基準空管固有振動数と前記基準流体の密度と前記空管内の気体の密度とに基づいて、前記基準温度における計測流体が充満したときの前記基準吸湿状態の振動チューブの固有振動数を推定し、該推定した固有振動数と前記固有振動数算出手段により求めた振動チューブの固有振動数との違いに基づいて補正値を求める、コリオリ質量流量計。 - 請求項5又は請求項6に記載のコリオリ質量流量計において、
前記振動チューブの温度を検出する温度検出器と、
第1の補正モードと第2の補正モードとから何れか一方の補正モードを指定する選択指定を受け付ける手段と、を更に有し、
前記計測流体の質量流量を求める手段は、前記第1の補正モードが選択されたときは、前記計測流体の密度と前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、前記第2の補正モードが選択されたときは、前記振動チューブの温度に基づいて補正値を求める、コリオリ質量流量計。 - 請求項7に記載のコリオリ質量流量計において、
前記第1の補正モードが選択されたときは、前記質量流量と前記入力された密度とから体積流量を求め、前記第2の補正モードが選択されたときは、前記固有振動数算出手段により求めた前記振動チューブの固有振動数に基づいて計測流体の密度を求め、当該求めた計測流体の密度と前記質量流量とから体積流量を求める体積流量算出手段を更に有する、コリオリ質量流量計。
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