JPH04236329A - 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
被測流体の質量流量を直接計測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計測する質量流量
計として、振動するセンサチューブ内に流体を流したと
きに生ずるコリコオの力を利用して質量流量を直接計測
する流量計がある。

【０００３】この種の質量流量計は、特開昭５４−５３
５７０号公報に記載の如く略Ｕ字状のセンサチューブに
流体を流し、加振器の駆動力によりセンサチューブを上
下方向に振動させる構成とされている。

【０００４】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
サチューブに捩じれが生じ、この捩じれ角は質量流量に
比例する。従って、センサチューブの入口側及び出口側
夫々の捩じれる位置に振動を検出するピックアップを設
け、両センサの出力信号の時間差を計測して上記センサ
チューブの捩じれ、つまり質量流量を計測している。

【０００５】又、上記のように構成された質量流量計で
は、センサチューブを保護するため箱状の収納ケース内
にセンサチューブを収納しており、該収納ケースはセン
サチューブが接続されたマニホールドに溶接等により固
着されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の質量
流量計では上記のようにセンサチューブを覆う収納ケー
スが溶接によりマニホールドに固定された密閉構造であ
り、且つ非分解構造であるので、組立時の溶接作業が面
倒であるばかりか、故障等により修理、点検を行うとき
収納ケースを外すことができず、メンテナンス作業を思
うようにできないといった課題がある。

【０００７】又、従来の質量流量計では、加振器及びピ
ックアップがセンサチューブ自体に支持されるように取
付けられているため、センサチューブの細径化及び流量
計の小形化が制限されていた。

【０００８】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。

【０００９】

【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と、該センサチューブを振動させ
る加振器と、該加振器により加振された該センサチュー
ブ内を流れる被測流体の流量に応じて発生するコリオリ
力による該センサチューブの変位を検出するピックアッ
プとを有する質量流量計において、前記センサチューブ
を収納する筒状の収納体と、前記センサチューブの端部
が接続され該収納体の端部開口に着脱自在に嵌合する蓋
体と、該蓋体に固定され前記収納体内に収納された前記
加振器及びピックアップを支持する支持部材と、前記蓋
体の外周と前記収納体の内壁との間をシールするシール
部材と、を備えてなる。

【００１０】

【作用】センサチューブが筒状の収納体内に収納され、
且つ収納体の端部開口に蓋体が着脱自在に取付けられる
ため、修理点検時でも容易にセンサチューブ、加振器、
ピックアップを露出させることができ、メンテナンス作
業を容易に行なえる。又収納体内には加振器及びピック
アップを支持する支持部材があるのでセンサチューブの
小径化が図れ、流量計の小計化にも対応しうる。

【００１１】

【実施例】第１図及び第２図に本発明になる質量流量計
の一実施例を示す。

【００１２】両図中、質量流量計１は大略流量計測部２
と、流量計測部２が載置された防振台３と、防振台３を
弾力的に支持する空気ばね構造の防振部材４とよりなる
。

【００１３】流量計測部２はセンサチューブ５，一対の
加振器６ａ，６ｂ，ピックアップ７ａ，７ｂを有しこれ
らが円筒状のケース（収納体）８内に収納されている。

【００１４】センサチューブ５は、側方からみると図１
に示すようにＬ字状に形成されており、垂下方向に平行
に延在する流入側の直管部５ａ，流出側の直管部５ｂと
、直管部５ａ，５ｂの下端よりＬ字状に湾曲した曲部５
ｃ，５ｄと、曲部５ｃ，５ｄとを接続するＵ字状の接続
部５ｅ（図３参照）よりなる。

【００１５】ケース８の下部開口にはＯリング１１を有
する円盤状の底板９が嵌合し、底板９の外周にはケース
８の下部開口が溶接されている。尚、底板９は防振台３
の底面側より挿入された固定ボルト（図示せず）が螺合
し、防振台３の上面に当接した状態で防振台３と固定さ
れる。

【００１６】また、ケース８上部開口には円盤状の蓋１
２が嵌合している。蓋１２は外周に溝１２ａを有し、ケ
ース８の外周より螺入されたビス１３によりケース８に
着脱自在に締結される。溝１２ａには蓋１２の外周とケ
ース８の内蓋との間をシールするＯリング１１が嵌合し
ている。蓋１２の上面には被測流体が流入する流入口１
４とセンサチューブ５を通過した被測流体が流出する流
出口１５とが穿設されている。

【００１７】１６は加振器６ａ，６ｂ，ピックアップ７
ａ，７ｂを支持する支柱（支持部材）で、上端が蓋１２
の中央孔１２ｂに嵌合し、且つ溶接等により蓋１２に固
定されている。支柱１６には水平方向に延在するベース
１７が取付けられており、このベース１７には図３，図
４に示すように加振器６ａ，６ｂ及びピックアップ７ａ
，７ｂよりなるセンサユニット２３がＸ方向に同軸的に
設けられている。

【００１８】即ち、本実施例では上記センサユニット２
３の各部材がチューブ５に設けられていないのでセンサ
チューブ５の小径化を図ることができ、装置の小型化に
も対応しうる。

【００１９】支柱１６は下端にセンサチューブ５の接続
部５ｅを支持するサポート板を保持するＬ字状のブラケ
ット１９がねじ止めされ、センサチューブ５の先端部分
を支持する。又、センサチューブ５にはサポート板１８
と対向するように別のサポート板２０が固定されている
。

【００２０】又、流入側の直管部５ａの上端は筒状のス
リーブ２１に嵌入、スリーブ２１は流出口１４に連通す
る孔１４ａに嵌合する。流出側の直管部５ｂは上端がス
リーブ２２に嵌入し、スリーブ２２は流出口１５に連通
する孔１５ａに嵌合する。尚、スリーブ２１，２２はセ
ンサチューブ５を保持するとともに孔１４ａ，１５ａと
の間をシールするシール材としても機能する。

【００２１】図４に示すように加振器６ａ，６ｂは実質
電磁ソレノイドと同様な構成であり、センサチューブ５
の直管部５ａ，５ｂの内側に突出するよう設けられたマ
グネット６ａ１　，６ｂ１　と、マグネット６ａ１，６
ｂ１　を水平方向（Ｘ方向）に駆動するコイル６ａ２　
，６ｂ２　とよりなる。又、ピックアップ７ａ，７ｂは
加振器６ａ，６ｂと同様な構成であり、直管部５ａ，５
ｂの外側に突出するように設けられたマグネット７ａ１
　，７ｂ１　とマグネット７ａ１　，７ｂ１　との相対
変位に応じた電圧を発生するコイル７ａ２　，７ｂ２　
とよりなり、直管部５ａ，５ｂの水平方向の変位を検出
する。

【００２２】尚、上記コイル６ａ２　，６ｂ２　及び７
ａ２　，７ｂ２　は図５に示すようなブラケット２７の
取付部２７ａに取付けられておりブラケット２７を介し
てベース１７に固定される。

【００２３】２５は基端側のサポート板で、直管部５ａ
，５ｂに上端部分が貫通し、且つろう付け等により直管
部５ａ，５ｂ外周に固着されている。従って、加振器６
ａ，６ｂにより直管部５ａ，５ｂが水平方向に加振され
ると、直管部５ａ，５ｂはサポート板２５を支点とし、
曲部５ｃ，５ｄはサポート板２０を支点として図６に示
すように水平方向に振動する。そして、ピックアップ７
ａ，７ｂは振動する直管部５ａ，５ｂ内を流れる流量に
比例したコリオリ力による水平方向の変位を検出する。

【００２４】流量計測時は、前述の如く加振器６ａ，６
ｂがセンサチューブ５の直管部５ａ，５ｂを水平方向に
加振し、一対の直管部５ａ，５ｂが互いに近接又は離間
するように水平方向（Ｘ方向）に振動する。上流側配管
からの被測流体はこのように振動するセンサチューブ５
の直管部５ａに流入し曲部５ｃ，接続部５ｅ，曲部５ｄ
を通過して流出口１５より下流側配管へ流出する。直管
部５ａ，５ｂでは流量に比例した大きさのコリオリ力が
発生し、流入側と流出側では逆向きのコリオリ力が発生
する。

【００２５】これにより、直管部５ａと５ｂでは時間的
な遅れが生じ、これが図７に示すようなピックアップ７
ａの出力信号と７ｂの出力信号との位相差となって検出
される。尚、流量計測の原理についての詳細は同出願人
により先に出願された例えば特開昭６３−２６２５２６
号のものと同じなのでここは省略する。

【００２６】ところが、上記構成になる質量流量計１が
例えば工場等の床面に設置されていると、周辺機器から
の振動が床面２６を介して伝播される。

【００２７】しかるに、本実施例では流量計測部２の底
部に上記空気ばね構造の防振部材４が設けられているの
で、床面２６からの外部振動は防振部材４の空気圧及び
防振部材４自体の弾性により弾力的に吸収される。従っ
て、流量計測部２には外部振動（主に上下方向振動成分
）が伝播せず、防振部材４により外部振動が良好に絶縁
される。

【００２８】又、外部振動の上下方向成分が防振台３を
介してケース８，底板８，蓋１２等に伝播しても、セン
サチューブ５の直管部５ａ，５ｂが振動成分と直交する
水平方向に発生するコリオリ力による直管部５ａ，５ｂ
の変位を検出するため、外部振動の影響をほとんど受け
ることなく流量計測することができる。そのため、質量
流量計１では外部振動が伝播しやすい床面に設置された
状態でも流量を正確に計測できる。

【００２９】上記構成になる質量流量計１では、蓋１２
がケース８の上部開口に着脱自在に嵌合しているため、
ビス１３をゆるめるだけで蓋１２をケース８から外すこ
とができる。又、蓋１２にはセンサチューブ５及び支柱
１６に支持されたセンサユニット２３が一体的に組付け
られているので、組立時は蓋１２とともにセンサチュー
ブ５及びセンサユニット２３をケース８内に容易に組付
けることができる。

【００３０】しかも、蓋１２とケース８との間はＯリン
グ１１によりシールされているので、万が一センサチュ
ーブ５が破損しても漏れた液体がケース８から流出せず
に済む。

【００３１】又、センサユニット２３の加振器６ａ，６
ｂ，ピックアップ７，７ｂが故障しても、ビス１３をゆ
るめるだけで、ケース８より蓋１２及びセンサチューブ
５，センサユニット２３を外すことができるので、修理
、点検等のメンテナンス作業が容易に行なえる。

【００３２】図８及び図９に本発明の変形例を示す。 尚、図８及び図９において同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。

【００３３】両図中、ケース８の上部開口には蓋１２が
着脱自在に取付けられ、ケース８の下部開口には底板９
が上記蓋１２と同様着脱自在に取付けられている。即ち
、蓋１２及び底板９はビス１３の締め付けによりケース
８に固定され、且つＯリング１１により蓋１２及び底板
９とケース１８との間がシールされている。

【００３４】加振器６ａ，６ｂはブラケット３０，３１
を介して支柱１６に支持され、ピックアップ７ａ，７ｂ
はブラケット３２，３３を介して支柱１６に支持されて
いる。

【００３５】蓋１２は上部にケース８が嵌合する取付部
３４を有する。この取付部３４の外周にはＯリング溝３
５と、複数のねじ孔３６とが設けられている。又、蓋１
２の外周の側壁には流入口１４と流出口１５とが１８０
度の方向に開口している。そして、スリーブ２１，２２
が嵌合する孔１４ａ，１５ａと流出口１４，流出口１５
との間はＬ字状の通路３７，３８を介して連通している
。

【００３６】上記構成になる質量流量計３９は、上部に
取付部３４を有するとともに、蓋１２の外周に流入口１
４，流出口１５を有するため、図９に示すように複数個
種重することが可能となる。即ち、第１の質量流量計３
９Ａの底板９Ａは防振台３に固定され、第１の質量流量
計３９Ａの蓋１２Ａの溝３５にはＯリング１１が装着さ
れる。そして、第１の質量流量計３９Ａの上部には第２
の質量流量計３９Ｂが積み重ねられる。

【００３７】その際第２の質量流量計３９Ｂのケース１
８Ｂの下部開口は第１の質量流量計３９Ａの蓋１２Ａの
取付部３４に嵌合し、段部３４ａに当接する。この状態
で、ビス１３がケース１８Ｂの外側より蓋１２Ａのねじ
孔３６にねじ込まれケース１８Ｂと蓋１２Ａとが固着さ
れる。

【００３８】このように、複数の質量流量計３９を縦に
積み重ねることにより１台の設置スペースに複数台の質
量流量計３９を設置することが可能となり、省スペース
化を図ることができる。

【００３９】又、質量流量計３９は３台以上を積み重ね
るようにしても良いのは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる質量流量計は
、センサチューブを収納する筒状の収納体の端部開口に
蓋体が着脱自在に設けられ、且つ蓋体と収納体との間を
シールするシール部材を有するため、例えばセンサチュ
ーブで、加振器、ピックアップ等を点検修理する際、こ
れらの機器を収納体より容易に行うことができる。 又、組立時溶接作業が不要となりビスを締め付けるだけ
で収納体と蓋体とを固着することができ、組立作業を容
易に行うことができ組立性の向上を図ることができる。 さらに、加振器、ピックアップが支持部材に支持されて
いるので、センサチューブの小径化を図ることができ、
装置の小型化にも対応しう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側面から
見た縦断面図である。

【図２】図１に示す質量流量計を正面から見た縦断面図
である。

【図３】図２に示す質量流量計のＩＩＩ−ＩＩＩ　横断
面図である。

【図４】センサユニットを拡大して示す拡大平面図であ
る。

【図５】センサユニットのコイルを保持するブラケット
の斜視図である。

【図６】センサチューブの振動動作を示す斜視図である
。

【図７】質量計測時のピックアップの出力を示す波形図
である。

【図８】本発明の変形例の縦断面図である。

【図９】質量流量計を積み重ねた状態を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１，３９　　質量流量計 ２　　流量計測部 ３　　防振台 ４　　防振部材 ５　　センサチューブ ６ａ，６ｂ　　加振器 ７ａ，７ｂ　　ピックアップ ８　　ケース ９　　底板 １１　　Ｏリング １２　　蓋 １３　　ビス １４　　流入口 １５　　流出口 １６　　支柱 １７　　ベース １８，２０，２５　　サポート板 ２３　　センサユニット

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と
   、該センサチューブを振動させる加振器と、該加振器に
   より加振された該センサチューブ内を流れる被測流体の
   流量に応じて発生するコリオリ力による該センサチュー
   ブの変位を検出するピックアップとを有する質量流量計
   において、前記センサチューブを収納する筒状の収納体
   と、該センサチューブの両端が接続され該収納体の端部
   開口に着脱自在に嵌合する蓋体と、該蓋体に固定され前
   記収納体内に収納された前記加振器及びピックアップを
   支持する支持部材と、前記蓋体の外周と前記収納体の内
   壁との間をシールするシール部材と、を備えてなること
   を特徴とする質量流量計。