JPH04220529A - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は質量流量計に係り、特に
被測流体が流れるセンサチューブの異常を監視するよう
構成した質量流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】被測流体の質量流量を直接計測する質量
流量計の一つとして、振動するセンサチューブ内に流体
を流したときに生ずるコリオリの力を利用して質量流量
を計測する流量計がある。

【０００３】この種の質量流量計においては、一対のセ
ンサチューブに流体を流し、加振器（励磁コイル）の駆
動力により一対のセンサチューブを互いに近接、離間す
る方向に振動させる構成とされている。コリオリの力は
センサチューブの振動方向に働き、かつ入口側と出口側
とで逆向きであるのでセンサチューブに捩れが生じ、こ
の捩れ角は質量流量に比例する。

【０００４】従って、一対のセンサチューブの入口側及
び出口側夫々の捩れる位置に振動を検出するピックアッ
プ（振動センサ）を設け、両センサの出力検出信号の時
間差を計測して上記センサチューブの捩れ、つまり質量
流量を計測している。

【０００５】又、上記構成とされた質量流量計において
は、センサチューブ、ピックアップ及び加振器等を保護
するための箱状のカバーが設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記質量流量計ではセ
ンサチューブを共振状態に振動させているので、長期間
使用するとセンサチューブのつけ根部分あるいは溶接部
分に応力が作用してセンサチューブにひび割れが生ずる
ことがある。その場合、センサチューブ内の流体がカバ
ー内に流出するとともにセンサチューブの振動が安定し
なくなる。

【０００７】ところが、センサチューブはカバー内に収
納されているので外観から確認することができないため
、従来はセンサチューブの共振状態を監視することによ
り異常発生を検知するようにしていた。

【０００８】しかしながら流体中に混入した気泡がセン
サチューブ内で滞溜した場合にもセンサチューブの共振
状態が変化するため、センサチューブでひび割れが生じ
たのか、あるいはセンサチューブ内に気体が滞溜したの
かを判断できなかった。

【０００９】そのため、質量流量計でセンサチューブの
振動の異常発生を検知しても作業員がカバーを外して調
べるまでその原因が確認できず、異常発生時の処置が遅
れたり、適切な対応策がとられていないといった課題が
あった。

【００１０】そこで、本発明は上記課題を解決した質量
流量計を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測流体が通
過するセンサチューブを振動させ、被測流体の流量に応
じて発生するコリオリ力によるセンサチューブの変位を
検出して流量を計測する質量流量計において、前記セン
サチューブの破損とともに断線する細線状の導電体を前
記センサチューブに設け、前記導電体に微小電流を通電
して該微小電流又は電圧の変化により前記センサチュー
ブの破損を検出する検出手段を備えてなる。

【００１２】

【作用】センサチューブが破損すると、センサチューブ
に設けられた細線状の導電体が断線するため、導電体を
流れる電流又は電圧がゼロになる。検出手段により導電
体の電流値又は電圧値を監視し、センサチューブが破損
して流体が漏れていることを直接検出できる。

【００１３】

【実施例】図１及び図２に本発明になる質量流量計の一
実施例を示す。

【００１４】両図中、質量流量計１は配管２の途中にポ
ンプ３、元弁４と併せて設けてあり、箱状の密閉構造と
されたカバー（筺体）１Ａ内に被測流体が流れる一対の
センサチューブ５，６を収納してなる。

【００１５】この質量流量計１は共振状態で振動する一
対のセンサチューブ５，６に流体を流したときに生ずる
コリオリ力によるセンサチューブ５，６の変位を検出し
て流量を計測するコリオリ式の流量計である。そのため
、センサチューブ５，６はカバー１Ａにより結露、塵埃
あるいは外力等から保護されている。

【００１６】センサチューブ５，６は、側面図上はＵ字
状に、平面図上はＪ字状に屈曲されて、管７に対して対
称に取り付けてある。

【００１７】８，９は加振器であり、自励発振回路１３
により夫々センサチューブ５，６を矢印Ｘ方向に振動さ
せる。

【００１８】１０，１１はピックアップであり、センサ
チューブ５，６の矢印Ｘ方向の振動を検出する。

【００１９】上流側配管（図示せず）を通って供給され
た流体は、質量流量計１内を矢印■で示すように分岐し
て夫々センサチューブ５，６内を矢印■で示すように流
れ、矢印■で示すように合流されて管７内に入り、管７
内を矢印■で示すように流れて下流側配管１２に到る。

【００２０】流体が振動しているセンサチューブ５，６
内を流れるときコリオリの力が生じ、これにより、セン
サチューブ５，６の振動に時間差を生じる。

【００２１】センサチューブ５，６の振動がピックアッ
プ１０，１１により検出され、この振動の時間差が、時
間差−電圧変換回路（図示せず）により電圧に変換され
、更にはＶ−Ｆ変換回路（図示せず）により周波数に変
換され、次段の流量演算回路（図示せず）を経て、流量
信号となる。

【００２２】センサチューブ５，６の外周には図２に示
す如く、センサチューブ５，６の破損（ひび割れ、切断
等）を検出するための信号線１４，１５が螺旋状に巻き
付けられている。この信号線１４，１５は直径がおよそ
１０μｍ程度の細線であり強度的に弱くセンサチューブ
５，６が破損するとともに断線するようにつくられてい
る。

【００２３】尚、信号線１４，１５は夫々図３に示す如
くフィルム状の接着テープ１６により、センサチューブ
５，６の外周に密着するように固定される。又、この接
着テープ１６自体も薄くセンサチューブ５，６の破損に
より切断しやすい材質により形成されている。

【００２４】センサチューブ５に巻き付けられた信号線
１４は、一端がセンサチューブ５の流入側端部より引き
出され、他端がセンサチューブ５の流出側端部より引き
出されて第１の断線検出器１７に接続されている。

【００２５】又、センサチユーブ６に巻き付けられた信
号線１５は、一端がセンサチューブ６の流入側端部より
引き出され、他端がセンサチューブ６の流出側より引き
出されて第２の断線検出器１８に接続されている。

【００２６】上記断線検出器１７，１８は、信号線１４
，１５に微小電流を通電し、信号線１４，１５の電流値
又は電圧値を監視している。

【００２７】信号線１４，１５には微小電流が流されて
いるだけなのでセンサチューブ破損検出用に使用される
消費電力が少なくて済み、例えば質量流量計１が現場設
置形でバッテリ駆動式の場合でも、長時間センサチュー
ブ５，６の破損を監視することができる。

【００２８】センサチューブ５，６が破損し信号線１４
，１５が断線したとき、断線検出器１７，１８は制御回
路１９にセンサチューブ破損検出信号を出力する。

【００２９】制御回路１９は断線検出器１７，１８から
の信号があると、警報装置２０より警報を発し、同時に
元弁４を閉弁させる。これにより、作業者は質量流量計
１のセンサチューブ５，６が破損したことを直ちに知る
ことができる。又、元弁４が閉弁することにより、セン
サチューブ５，６への流体供給が停止し、それ以上破損
箇所から流体が漏れることが防止される。

【００３０】さらに、制御回路１９は断線検出器１７，
１８からの信号に応じて、表示部２１に破損したセンサ
チューブ５，６を表示する。すなわち、表示部２１には
どのセンサチューブ５，６が破損したのか表示されるた
め、作業者は表示部２１により修理すべきセンサチュー
ブを確認することができる。よって、作業者は質量流量
計１の設置場所へ行く前にセンサチューブ５，６の破損
状況がわかり、破損状況に応じた処置を速やかに講ずる
ことができる。

【００３１】尚、信号線１４，１５は図３に示すものに
限らず、信号線１４，１５の代わりに例えば図４に示す
ような絶縁性フイルムよりなる接着テープ２２内に導電
パターン２３を印刷した信号線２４を使用しても良い。

【００３２】又、信号線１４，１５は、上記のようにセ
ンサチューブ５，６の外周に螺旋状に巻き付けても良い
が、これ以外にも例えば図５に示すようにセンサチュー
ブ５，６の長手方向に延在するようにセンサチューブ５
，６の外周に複数本平行に設けるようにしても良い。

【００３３】上記実施例の変形例として、上記質量流量
計１の被測流体が流れる接液部分のうち、少なくともセ
ンサチューブ５，６を合成樹脂により成形する。この場
合、センサチューブ５，６の材質としては例えば耐食性
に優れた四ふっ化エチレン樹脂が使用される。

【００３４】そのため、被測流体が腐食性流体であって
も、通常の流体と同様流量計測することができる。又、
センサチューブ５，６が合成樹脂により成形されるため
、センサチューブ５，６を複雑な形状に成形することも
可能であり、図１に示すようなＪ字状に曲げられた形状
でも金属パイプを曲げ加工する場合よりも容易に成形す
ることができ、しかも肉厚及び形状寸法を高精度に保つ
ことができる。従って、センサチューブ５，６の寸法形
状のバラツキが少ないので量産性に優れ流量計測特性の
安定化が図れる。

【００３５】このように、センサチューブ５，６を合成
樹脂により一体成形する際、図６に示すようにセンサチ
ューブ５，６自体に上記信号線１４，１５の代わりに導
電線２５をインサート成形することができる。そのため
、上記実施例のように信号線１４，１５をセンサチュー
ブ５，６の外周に接着するといった作業が不要になる。

【００３６】尚、上記実施例ではＪ字状に曲げられたセ
ンサチューブを例に挙げて説明したが、本発明はこれ以
外の形状とされたセンサチューブを有する質量流量計に
も適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる質量流量計は
、センサチューブに細線状の導電体を設けてなるため、
センサチューブの破損状態を直接監視することができ、
センサチューブが破損してひび割れ又は切断すると、導
電体が断線し、これにより検出手段がセンサチューブの
破損を検出することができる。しかも、箱状のカバー内
に収納されたセンサチューブを見なくともセンサチュー
ブの破損を知ることができるので、センサチューブ内に
気泡が滞溜したか、あるいはセンサチューブが破損した
のか迷うことがなく、修理作業を速やかに行え、センサ
チューブから漏れた流体がカバー内に充満し、カバーが
流体圧力で破れ、流体が外部に流出するといった事故を
防止することができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる質量流量計の一実施例の斜視図で
ある。

【図２】センサチューブに巻き付けられた信号線を拡大
して示す斜視図である。

【図３】信号線を拡大して示す斜視図である。

【図４】信号線の変形例を示す斜視図である。

【図５】信号線の接着パターンの変形例を示す斜視図で
ある。

【図６】センサチューブを合成樹脂により成形した場合
の変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　質量流量計 ４　　元弁 ５，６　　センサチューブ ８，９　　加振器 １０，１１　　ピックアップ １４，１５　　信号線 １６，２２　　接着テープ １７，１８　　断線検出器 １９　　制御回路 ２０　　警報装置 ２１　　表示部 ２２　　導電パターン ２５　　導電線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被測流体が通過するセンサチューブを
   振動させ、被測流体の流量に応じて発生するコリオリ力
   によるセンサチューブの変位を検出して流量を計測する
   質量流量計において、前記センサチューブの破損ととも
   に断線する細線状の導電体を前記センサチューブに設け
   、前記導電体に微小電流を通電して該微小電流又は電圧
   の変化により前記センサチューブの破損を検出する検出
   手段を備えてなることを特徴とする質量流量計。