JPH0424514A - Mass flowmeter - Google Patents

Mass flowmeter

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Publication number
JPH0424514A
JPH0424514A JP12954490A JP12954490A JPH0424514A JP H0424514 A JPH0424514 A JP H0424514A JP 12954490 A JP12954490 A JP 12954490A JP 12954490 A JP12954490 A JP 12954490A JP H0424514 A JPH0424514 A JP H0424514A
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JP
Japan
Prior art keywords
sensor tube
sensor
tubes
tube
straight pipe
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Pending
Application number
JP12954490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Hasegawa
広明 長谷川
Shigeru Nishiyama
繁 西山
Yuji Shinoda
信太 裕治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0424514A publication Critical patent/JPH0424514A/en
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Abstract

PURPOSE:To remove the effects of external vibration noises and to improve measuring accuracy and response by fixing only magnetic bodies to a sensor tube, fixing an exciting means which attracts the magnetic bodies to a non- vibrating part which is not associated with the vibrations of the sensor tube, vibrating the tubes, and detecting the displacement. CONSTITUTION:A pair of sensor tubes 2 and 3 are shaker with the phase difference of 180 deg., respectively. Coriolis force is generated at straight tube parts 2a and 2b of the upper tube and straight tube parts 3a and 3b of the lower tube 3. The displacements -delta and +delta of the straight tube parts are detected as the signals of the time difference with pickups 9 and 10 based on the Coriolis force, and the signal is made proportional to a flow rate. At this time, compact, light-weight magnetic bodies 12 are fixed to the tubes 2 and 3 in shakers 13 and 14. The tubes 2 and 3 can be vibrated only by fixing an exciting element 11 to an outflow tube 6. An unnecessary weight is not added to the tubes 2 and 3. Therefore, the flowmeter becomes hard to be affected by the external vibration noises, and high accuracy and high response are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は質量流量計に係り、特にセンサチューブを振動
させることにより、流体の質量流量を計測する質量流量
計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a mass flow meter, and more particularly to a mass flow meter that measures the mass flow rate of a fluid by vibrating a sensor tube.

従来の技術 被測流体の流量は流体の種類、物性(密度、粘度など)
、プロセス条件(温度、圧力)によって影響を受けない
質量で表わされることか望ましい。
Conventional technology The flow rate of the fluid to be measured depends on the type of fluid and its physical properties (density, viscosity, etc.)
, it is desirable that it be expressed as a mass that is not affected by process conditions (temperature, pressure).

そのため、被測流体の質量流量を計測する種々の質量流
量計が開発されつつあり、その中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
カを利用して質量流量計測する流量計がある。
For this reason, various mass flowmeters are being developed to measure the mass flow rate of the fluid to be measured, and one of them measures mass flow rate using Coriolis generated when fluid flows through a vibrating sensor tube. There is a flow meter.

この種の質量流量計においては、一対のセンサーチュー
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。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。
In this type of mass flowmeter, fluid is caused to flow through a pair of sensor tubes, and the pair of sensor tubes are vibrated toward and away from each other by the driving force of an exciter (excitation coil). Since the Coriolis force acts in the direction of vibration of the sensor tube and is in opposite directions on the inlet and outlet sides, the sensor tube is twisted, and this twist angle is proportional to the mass flow rate. Therefore, a pickup (vibration sensor) for detecting vibration is installed at the twisting position on the inlet side and outlet side of a pair of sensor tubes, and the time difference between the output detection signals of both sensors is measured. Measuring flow rate.

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加振器はコイル部と、
マグネット部とより構成され、コイル部をセンサチュー
ブの一方に固定し、マグネット部をセンサチューブのコ
イル部に対向する部分に固定して、コイル部に通電する
ことによりマグネット部とコイル部とを互いに吸引させ
ることによりセンサチューブを振動させていたため、セ
ンサチューブに加振器を構成するコイル及びマグネット
の重量が直接かかり、特に小容量化や微小流量計測のた
め、センサチューブを小型化すると加振器の重量がセン
サチューブの重量より大きくなり外的な振動ノイズの影
響を受けやすくなり、したかって、計測精度及び応答性
を劣化させてしまう等の問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in conventional mass flowmeters, the exciter is connected to the coil section,
The coil part is fixed to one side of the sensor tube, the magnet part is fixed to the part of the sensor tube opposite to the coil part, and the magnet part and the coil part are connected to each other by energizing the coil part. Since the sensor tube was vibrated by suction, the weight of the coil and magnet that make up the vibrator was directly applied to the sensor tube.In particular, when the sensor tube was downsized to reduce the capacity and measure minute flow rates, the vibrator The weight of the sensor tube becomes larger than the weight of the sensor tube, making it susceptible to external vibration noise, resulting in problems such as deterioration of measurement accuracy and responsiveness.

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、精度及び応答
性のよい質量流量計を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a mass flowmeter with good accuracy and responsiveness.

課題を解決するための手段 本発明は被測流体か通過するセンサチューブを加振手段
により振動させ、被測流体の流量に応じて発生するコリ
オリ力により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、前記加振手段をセンサチュ
ーブに固定された磁性体と、前記センサチューブの振動
に関与しない非振動部に固定され前記磁性体を吸引する
励振手段により構成してなる。
Means for Solving the Problems The present invention vibrates the sensor tube through which the fluid to be measured passes using an excitation means, and detects the displacement of the sensor tube by the Coriolis force generated in accordance with the flow rate of the fluid to be measured, thereby measuring the flow rate. In the mass flowmeter, the vibration excitation means is constituted by a magnetic body fixed to the sensor tube, and an excitation means fixed to a non-vibration part that does not participate in the vibration of the sensor tube and attracts the magnetic body.

作用 センサチューブには磁性体を固定するたけでよく、その
磁性体を吸引する励振手段はセンサチューブの振動に関
与しない非振動部12に固定して、励振手段により磁性
体を吸引、開放することによりセンサチューブを振動さ
せることかできる。
It is only necessary to fix the magnetic material to the working sensor tube, and the excitation means for attracting the magnetic material is fixed to the non-vibrating part 12 that does not take part in the vibration of the sensor tube, and the magnetic material is attracted and released by the excitation means. This allows the sensor tube to vibrate.

実施例 第1図乃至第4図に本発明になる質量流量計の一実施例
を示す。
Embodiment FIGS. 1 to 4 show an embodiment of a mass flowmeter according to the present invention.

各図中、質量流量計1は一対のセンサチューブ2.3か
マニホールド4に組付けられてなる。マニホールド4は
流入管5と流出管6との間に設けられ、流入管5に接続
された流入路4aと、流出管6に接続された流出路4b
とを有する。又、流入路4aは左右に分岐する接続口4
a+、4azに連通している。
In each figure, a mass flowmeter 1 is assembled to a pair of sensor tubes 2.3 or a manifold 4. The manifold 4 is provided between an inflow pipe 5 and an outflow pipe 6, and has an inflow path 4a connected to the inflow pipe 5 and an outflow path 4b connected to the outflow pipe 6.
and has. In addition, the inflow path 4a has a connection port 4 that branches left and right.
It communicates with a+ and 4az.

なお、流出路4bも流入路4aと同様に分岐した接続口
4bz、  4b、と連通している。
Note that the outflow path 4b also communicates with the branched connection ports 4bz and 4b similarly to the inflow path 4a.

センサチューブ2は、その基端を流入路4aの接続口4
a+に接続され、配管方向に延在する直管部2aと、基
端を流出路4bの接続口4b、に接続され、直管部2a
と平行に延在する直管部2bと、直管部2a、2bの先
端で折り返すように曲げられた曲部2c、2dと、この
曲部2cと2dとを接続するU字上の接着部(管路)2
eよりなる。
The sensor tube 2 has its base end connected to the connection port 4 of the inflow path 4a.
a+, and extends in the piping direction; and the straight pipe part 2a, whose base end is connected to the connection port 4b of the outflow path 4b.
A straight pipe section 2b extending parallel to the straight pipe section 2b, curved sections 2c and 2d bent back at the tips of the straight pipe sections 2a and 2b, and a U-shaped adhesive section connecting the curved sections 2c and 2d. (pipeline) 2
Consists of e.

又、センサチューブ3は上記センサチューブ2と同一形
状に形成され、直管部3a、3bか流出管6及び直管部
2a、2bと平行となるようにセンサチューブ2と上、
下対称に配設されている。
The sensor tube 3 is formed in the same shape as the sensor tube 2, and is connected to the sensor tube 2 and above so that the straight pipe parts 3a and 3b are parallel to the outflow pipe 6 and the straight pipe parts 2a and 2b.
They are arranged symmetrically below.

なお、センサチューブ2,3の接続部2e、3e間は保
持部材8により接続保持されている。
Note that the connecting portions 2e and 3e of the sensor tubes 2 and 3 are connected and held by a holding member 8.

保持部材8は流出管6か貫通するリング部8aの外周に
センサチューブ2,3の接続部2e3eの中間位置に接
続固定される接続部8b。
The holding member 8 has a connecting portion 8b that is connected and fixed to the outer periphery of a ring portion 8a through which the outflow pipe 6 passes, at an intermediate position between the connecting portions 2e3e of the sensor tubes 2 and 3.

8cを有してなる。即ち、保持部材8は流出管6を間に
介して対向する接続部2e、3eを相互に保持している
8c. That is, the holding member 8 mutually holds the opposing connecting parts 2e and 3e with the outflow pipe 6 interposed therebetween.

尚、リング部8aの内径D1は流出管6の外径りよりも
大径であり、流出量6の外周とリング部8aの内周との
間には隙間が介在している。従って、一対のセンサチュ
ーブ2,3の接続部2e。
Note that the inner diameter D1 of the ring portion 8a is larger than the outer diameter of the outflow pipe 6, and a gap exists between the outer circumference of the outflow amount 6 and the inner circumference of the ring portion 8a. Therefore, the connecting portion 2e of the pair of sensor tubes 2 and 3.

3eは流出管6と非接触状態で所定の位置に保持されて
おり、流出管6からの配管振動はセンサチューブ2,3
に直接伝達されないようになっている。
3e is held at a predetermined position without contacting the outflow pipe 6, and the piping vibration from the outflow pipe 6 is transmitted to the sensor tubes 2 and 3.
is not directly transmitted to.

また、センサチューブ2,3は保持部材8の接続固定に
より流出管6を基準にして接続部2e3eの離間位置か
バラツキなく所定の位置に位置決めされる。このように
、保持部材8によりセンサチューブ2,3の先端の接続
部2e、3eか離間しているにも拘らず設計された所定
位置に保持されることになり、接続部2e、3eに連続
する直管部2a、2b及び3a、3bの離間位置か所定
位置に位置決めされるとともに各直管部2a。
In addition, the sensor tubes 2 and 3 are fixedly connected and fixed by the holding member 8, so that the connecting portions 2e3e are positioned at predetermined positions without any variation with respect to the outflow pipe 6. In this way, the holding member 8 holds the connecting parts 2e and 3e at the tips of the sensor tubes 2 and 3 at the designed predetermined positions even though they are separated, and the connecting parts 2e and 3e are connected to each other. The straight pipe parts 2a, 2b and 3a, 3b are positioned at predetermined positions, and each straight pipe part 2a.

2b、3a、3bの平行度が保たれる。従って、センサ
チューブ2.3を製作する際各直管部2a。
The parallelism of 2b, 3a, and 3b is maintained. Therefore, when manufacturing the sensor tube 2.3, each straight tube section 2a.

2b、3a、3bの延在位置又は平行度か若干ずれてし
まったとしても、上記保持部材8が接続部2e、3a間
を接続保持することにより上記直管部2 a、2 b+
  3 a、3 bの組付加工誤差を無くすように直管
部2a、2b、3a、3bの組付位置を補正することか
できる。
Even if the extending positions or parallelism of the connecting portions 2b, 3a, 3b are slightly deviated, the holding member 8 connects and holds the connecting portions 2e, 3a, thereby maintaining the straight pipe portions 2a, 2b+.
The assembly positions of the straight pipe portions 2a, 2b, 3a, and 3b can be corrected so as to eliminate the assembly processing errors of 3a and 3b.

従って、保持部材8はセンサチューブ2,3を組付ける
際接続部2e、3e間を保持するとともに、各直管部2
a、2b、3a、3b(7)延在位置及び平行度を位置
決めするための組付用ゲージとしても機能しうる。
Therefore, the holding member 8 holds the connection parts 2e and 3e when the sensor tubes 2 and 3 are assembled, and also holds each straight pipe part 2.
a, 2b, 3a, 3b (7) It can also function as an assembly gauge for positioning the extension position and parallelism.

即ち、センサチューブ2.3か正しい位置に組付けられ
るので、後述するピックアップ9.lOのコイル部とマ
グネット部との位置関係を正確に規制することが可能と
なる。よって、組立完了後ピックアップ9.10のコイ
ル部とマグネット部との相対位置を調整する手間が不要
となる。
That is, since the sensor tube 2.3 is assembled in the correct position, the pickup 9. which will be described later. It becomes possible to accurately regulate the positional relationship between the coil part and the magnet part of IO. Therefore, it is not necessary to adjust the relative positions of the coil section and the magnet section of the pickup 9, 10 after assembly is completed.

一対のセンサーチューブ2,3の直管部2a。A straight pipe portion 2a of a pair of sensor tubes 2 and 3.

2 b+  3 a、3 bは支持板7を貫通し、支持
板7に溶接で固定されるとともに、その端部はマニホー
ルド4の各接続口4al r  4bl +  4at
 +4b2に接続固定されている。
2 b + 3 a, 3 b pass through the support plate 7 and are fixed to the support plate 7 by welding, and their ends are connected to each connection port 4 al r 4 bl + 4 at of the manifold 4
It is fixedly connected to +4b2.

従って、センサチューブ2は流出管6の一方の側方の配
管方向に延在して設けられ、センサチューブ3も流出管
6の他方の側方の配管方向に延在して設けられているの
で、質量流量計1は一対のセンサチューブ2,3を有す
るにもかかわらず設置スペースが小さくて済み、コンパ
クトな構成となっている。
Therefore, the sensor tube 2 is provided extending in the piping direction on one side of the outflow pipe 6, and the sensor tube 3 is also provided extending in the piping direction on the other side of the outflow pipe 6. Although the mass flowmeter 1 includes a pair of sensor tubes 2 and 3, it requires only a small installation space and has a compact configuration.

さらに、質量流量計1ではセンサチューブ2゜3が流出
管6の近傍で配管方向に延在するよう設けられているの
で、配管振動の影響を受けにくい構成となっていて、流
量をより精度良く計測しうる。
Furthermore, in the mass flowmeter 1, the sensor tube 2゜3 is provided near the outflow pipe 6 so as to extend in the piping direction, making it less susceptible to piping vibrations and measuring the flow rate more accurately. Can be measured.

なお、支持板7の中央には孔7aか穿設されており、流
出管6はこの孔7aを貫通する。
Note that a hole 7a is bored in the center of the support plate 7, and the outflow pipe 6 passes through this hole 7a.

流入側の直管部2aと3aとの間、及び流出側の直管部
2bと3bとの間にはピックアップ9゜lOか配設され
ている。
A pickup 9°lO is provided between the straight pipe sections 2a and 3a on the inflow side and between the straight pipe sections 2b and 3b on the outflow side.

なお、ピックアップ9,10は夫々同一構成であるので
一方のピックアップ9につき説明する。
Note that since the pickups 9 and 10 have the same configuration, only one pickup 9 will be described.

第8図中、ピックアップ9はセンサチューブ3の直管部
3aの途中より上方に突出するブラケット15に保持さ
れたコイル部9aと、コイル部9aに上、下方向で対向
するようにコ字状のブラケット16に設けられたマグネ
ット9b、9cとよりなる。なお、ブラケット16は上
方向に延在し、センサチューブ2の直管部2aに接続さ
れている。
In FIG. 8, the pickup 9 has a coil portion 9a held by a bracket 15 that protrudes upward from the middle of the straight pipe portion 3a of the sensor tube 3, and has a U-shape so as to face the coil portion 9a upwardly and downwardly. It consists of magnets 9b and 9c provided on the bracket 16. Note that the bracket 16 extends upward and is connected to the straight pipe portion 2a of the sensor tube 2.

従って、センサチューブ2,3か振動すると、直管部3
aに設けられたコイル部9aかマグネット9b、90間
で矢印X方向に相対的に変位する。
Therefore, when the sensor tubes 2 and 3 vibrate, the straight tube section 3
The coil portion 9a provided in the magnet 9a is relatively displaced in the direction of the arrow X between the magnets 9b and 90.

そのため、コイル部9aには直管部2a、3aの相対変
位に応じた起電力か発生し、ピックアップ9はコイル部
9aの電圧より直管部3aの変位を検出する。尚、ピッ
クアップ9.lOを支持するための支持部材は不要であ
る。また、ピックアップ9.lOは電磁式のものに限る
ことはなく光センサ等を用いた光学式のものでもよい。
Therefore, an electromotive force corresponding to the relative displacement of the straight pipe parts 2a and 3a is generated in the coil part 9a, and the pickup 9 detects the displacement of the straight pipe part 3a from the voltage of the coil part 9a. In addition, pickup 9. No support member is required to support IO. Also, pickup 9. The lO is not limited to an electromagnetic type, but may be an optical type using an optical sensor or the like.

13.14は加振器で、直管部2aと2bとの先端間、
直管部3aと3bとの先端間に設けられている。
13.14 is an exciter, between the tips of the straight pipe parts 2a and 2b,
It is provided between the tips of the straight pipe portions 3a and 3b.

加振器13は第5図に示すように磁性体12及び励振素
子11よりなる。磁性体12はセンサチューブ2の直管
部2aに互いに対向するように固定される。また励振素
子11はドライブコイル11aをヨーク部材11bに巻
回し、ドライブコイルlla及びヨーク部材11bをコ
イルカバー11c内に固定してなる。コイルカバー11
cは流出管6に固定され、励振素子をセンサチューブ2
の直管部2aの磁性体12の間に配置する。加振器13
はドライブコイルllaに通電することによりヨーク部
材11b及び磁性体12を通る磁気回路を形成し、磁性
体12をヨーク部材11bに吸引させることによりセン
サチューブ2をたわませることができる。
The vibrator 13 consists of a magnetic body 12 and an excitation element 11, as shown in FIG. The magnetic bodies 12 are fixed to the straight pipe portion 2a of the sensor tube 2 so as to face each other. Further, the excitation element 11 is formed by winding a drive coil 11a around a yoke member 11b, and fixing the drive coil lla and the yoke member 11b inside a coil cover 11c. Coil cover 11
c is fixed to the outflow pipe 6, and the excitation element is connected to the sensor tube 2.
It is arranged between the magnetic bodies 12 of the straight pipe portion 2a. Vibrator 13
By energizing the drive coil lla, a magnetic circuit passing through the yoke member 11b and the magnetic body 12 is formed, and the sensor tube 2 can be deflected by attracting the magnetic body 12 to the yoke member 11b.

尚、加振器14は上記加振器13と同一構成であるので
、その説明は省略する。加振器13のドライブコイルに
第6図(A)に示すようなタイミングで通電を行ない、
加振器14のドライブコイルllaには第6図(B)に
示すようなタイミングで通電を行い、第7図に示すよう
にセンサチューブ2.3を位相180°異ならせて振動
させる。
Incidentally, since the vibrator 14 has the same configuration as the vibrator 13 described above, a description thereof will be omitted. The drive coil of the vibrator 13 is energized at the timing shown in FIG. 6(A),
The drive coil lla of the vibrator 14 is energized at the timing shown in FIG. 6(B), and the sensor tubes 2.3 are vibrated with a phase difference of 180° as shown in FIG.

次に、上記構成になる質量流量計の計測動作につき説明
する。
Next, the measurement operation of the mass flowmeter having the above configuration will be explained.

流量計測時、一対のセンサチューブ2,3は上記加振器
13.14の動作により内部に流体が流れている状態で
180°位相を異ならせ加振される。流入管5よりマニ
ホールド4の流入路4aに流入した被測流体は、分流し
てセンサチューブ2゜3の直管部2a、3aに流入し、
曲部2c、3c。
When measuring the flow rate, the pair of sensor tubes 2 and 3 are vibrated with a 180° phase difference by the operation of the vibrator 13, 3 while fluid is flowing inside. The fluid to be measured that flows into the inflow path 4a of the manifold 4 from the inflow pipe 5 is divided and flows into the straight pipe portions 2a and 3a of the sensor tube 2.3.
Curved sections 2c and 3c.

接続部2e、3e、曲部2d、3dを通過して直管部2
b、3bに至り、マニホールド4の流出路4bで合流し
て流出管6より流出する。又、センサチューブ2,3は
加振器 13.14により加振されているので、センサ
チューブ2.3のばね定数とセンサチューブ2.3内を
流れる流量によって決まる固有振動数で矢印X方向に振
動する。
The straight pipe part 2 passes through the connecting parts 2e and 3e and the curved parts 2d and 3d.
b, 3b, merge at the outflow path 4b of the manifold 4, and flow out from the outflow pipe 6. Also, since the sensor tubes 2 and 3 are vibrated by the vibrator 13.14, they vibrate in the direction of the arrow X at a natural frequency determined by the spring constant of the sensor tube 2.3 and the flow rate flowing inside the sensor tube 2.3. Vibrate.

まず、一対のセンサチューブ2.3のうち上方のセンサ
チューブ2の動作について説明する。
First, the operation of the upper sensor tube 2 of the pair of sensor tubes 2.3 will be explained.

なお、直管部2a、2b及び3a、3bは振動する際、
互いに離間する方向に弾性変形した後、直管部2a、2
b、3a、3b自体の弾性復元力で互いに近接する方向
に変形する。
In addition, when the straight pipe parts 2a, 2b and 3a, 3b vibrate,
After being elastically deformed in the direction of separating from each other, the straight pipe portions 2a, 2
b, 3a, and 3b are deformed in the direction of approaching each other by their own elastic restoring force.

第10図に示す如く、直管部2a、2bは支持板7で固
定されているため、支持板7の貫通部分を支点として先
端に行くほど矢印X方向に大きく振動する。従って、直
管部2a、2bでは上記振動に伴って角速度ωの変形か
生ずる。また、曲部2c、2d接続部2eはU状に曲げ
られているため、加振器13か矢印X方向の加振動作を
しても曲部2c、2dが加振方向に撓み、直管部2a。
As shown in FIG. 10, since the straight pipe portions 2a and 2b are fixed by the support plate 7, they vibrate more strongly in the direction of the arrow X toward the tip using the penetrating portion of the support plate 7 as a fulcrum. Therefore, deformation of the angular velocity ω occurs in the straight pipe portions 2a and 2b due to the above-mentioned vibration. In addition, since the curved portions 2c and 2d connecting portion 2e are bent into a U shape, even if the vibration exciter 13 performs vibration operation in the direction of arrow X, the curved portions 2c and 2d will bend in the vibration direction, causing the straight Part 2a.

2bの先端側の変位を許容する。Displacement of the distal end side of 2b is allowed.

上記の如く、振動するセンサチューブ2内に流体が流れ
ると、流入側の直管部2aにおいてはその先端へいくほ
ど振幅が大きくなるため、流体には振動方向の加速度が
与えられる。また、流出側の直管部2bにおいては、マ
ニホールド4側へ戻るほど矢印X方向の速度か徐々に減
少するため、流体には加速度がつく。 このように、セ
ンサチューブ2の振動に伴って流体に加速度がつくと、
加速度の方向と逆の方向コリオリカ(F c)か生ずる
As described above, when fluid flows into the vibrating sensor tube 2, the amplitude increases toward the tip of the straight pipe portion 2a on the inflow side, so that the fluid is given acceleration in the vibration direction. Furthermore, in the straight pipe portion 2b on the outflow side, the velocity in the direction of arrow X gradually decreases as it returns to the manifold 4 side, so that the fluid is accelerated. In this way, when the fluid is accelerated due to the vibration of the sensor tube 2,
Coriolis (F c) occurs in the direction opposite to the direction of acceleration.

第9図(A)、(B)に示す如く、流入側の直管部2a
が角速度−ωで矢印x1方向に変位し、流出側の直管部
2bが角速度子ωで矢印X2方向に変位したとする。こ
のように、直管部2a。
As shown in FIGS. 9(A) and 9(B), the straight pipe section 2a on the inflow side
Suppose that the straight pipe portion 2b on the outflow side is displaced in the direction of arrow X2 at an angular velocity of −ω and the straight pipe portion 2b on the outflow side is displaced in the direction of arrow X2 at an angular velocity of −ω. In this way, the straight pipe portion 2a.

2bか互いに離間する方向に変位する1行程においては
、第10図(A)、  (B)に示すように直管部2a
、2bで矢印X2方向のコリオリカFcが発生する。よ
って、直管部2a、2bは2点鎖線で示す本来の変位位
置よりも夫々実線で示す位置に−δ、十δずれる。
10(A) and (B), the straight pipe portion 2a
, 2b, Coriolis Fc occurs in the direction of arrow X2. Therefore, the straight pipe portions 2a and 2b are shifted by −δ and 10δ from the original displacement positions shown by two-dot chain lines to the positions shown by solid lines, respectively.

次に、第9図(C)、(D)に示す如く、流入側の直管
部2aが角速度子ωて矢印X2方向に変位し、流入側の
直管部2bか角速度ωて矢印X方向に変位したとする。
Next, as shown in FIGS. 9(C) and (D), the straight pipe section 2a on the inflow side is displaced in the direction of arrow X2 with an angular velocity ω, and the straight pipe part 2b on the inflow side is displaced in the direction of arrow X with an angular velocity ω. Suppose that it is displaced to .

このように、直管部2a。In this way, the straight pipe portion 2a.

2bが互いに近接する方向に変位する1行程においては
、第10図(C)、  (D)に示す如く直管部2a、
2bて矢印X1方向のコリオリカFcか発生する。従っ
て、直管部2a、2bは2点鎖線(本来の変位位置)よ
り実線で示す位置に一δ。
10(C) and (D), the straight pipe portions 2a,
2b, Coriolis Fc is generated in the direction of arrow X1. Therefore, the straight pipe portions 2a and 2b are moved by 1 δ from the two-dot chain line (original displacement position) to the position shown by the solid line.

十δずれる。deviates by 10δ.

尚、一対のセンサチューブ2.3は夫々180゜の位相
差でもって加振されており、例えば上側のセンサチュー
ブ2の直管部2a、2b間か離間するとき、下側のセン
サチューブ3の直間部3a3b間か近接する。
The pair of sensor tubes 2.3 are each excited with a phase difference of 180 degrees. For example, when the straight pipe portions 2a and 2b of the upper sensor tube 2 are separated, the lower sensor tube 3 is vibrated. The direct portions 3a3b are close to each other.

即ち、センサチューブ2か第9図(A)。That is, the sensor tube 2 is shown in FIG. 9(A).

(B)に示すように変位するとき、センサチューブ3が
第9図(C)、(D)に示すように変位する。よって、
上側のセンサチューブ2の直管部2a、2bでは第1O
図(A)、(B)に示すようにコリオリカか発生し、下
側のセンサチューブ3の直管部3a、3bでは第10図
(C)。
When the sensor tube 3 is displaced as shown in FIG. 9(B), the sensor tube 3 is displaced as shown in FIGS. 9(C) and 9(D). Therefore,
In the straight pipe portions 2a and 2b of the upper sensor tube 2, the first O
Coriolis occurs as shown in Figures (A) and (B), and in the straight pipe portions 3a and 3b of the lower sensor tube 3, as shown in Figure 10 (C).

(D)に示すようなコリオリカか生じる。Coriolis as shown in (D) is produced.

上記コリオリカFcは、ピックアップ9,10により直
管部2a、2bの変位−δ、十δの大きさ、あるいは直
管部2a、2bの位相角度差を検出することにより求ま
る。またコリオリカFcはFc=2ωmvで表わされ、
質量流量(mv)は角速度ω及びコリオリカFcを求め
ることにより得られる。
The above-mentioned Coriolis Fc is determined by detecting the magnitude of the displacement -δ and +δ of the straight pipe portions 2a and 2b or the phase angle difference between the straight pipe portions 2a and 2b using the pickups 9 and 10. Moreover, Coriolika Fc is expressed as Fc=2ωmv,
The mass flow rate (mv) is obtained by determining the angular velocity ω and Coriolis Fc.

ピックアップ9,10は直管部2a、2bの変位−δ、
十δを時間差の信号として検出する。
The pickups 9 and 10 are configured to detect the displacement -δ of the straight pipe portions 2a and 2b,
10 δ is detected as a time difference signal.

よって、ピックアップ9.10のコイル部で得られる電
圧がある基準電圧から異なるある電圧に変化するまでの
時間を計測し、この時間か流量に比例する。
Therefore, the time required for the voltage obtained at the coil portion of the pickup 9 or 10 to change from a certain reference voltage to a different voltage is measured, and this time is proportional to the flow rate.

なお、ピックアップ9,10の信号は整形、増幅された
のち、時間積分により質量流量に比例した電圧信号とな
る。さらに、この電圧信号は周波数信号に変換され、出
力回路(図示せず)より電圧パルス信号及びアナログ信
号として出力される。
Note that the signals from the pickups 9 and 10 are shaped and amplified, and then become voltage signals proportional to the mass flow rate through time integration. Furthermore, this voltage signal is converted into a frequency signal, and outputted as a voltage pulse signal and an analog signal from an output circuit (not shown).

質量流量計1ではセンサチューブ2.3に生ずるコリオ
リカによる直管部2a、3a及び2b3bの変位が2倍
となって検出てき、流量を精度良く計測できる。また、
上記コリオリカの発生に伴うセンサチューブ2.3の位
相差を検出する際、外部振動(振動ノイズ)か入力され
ても相殺され外部振動の影響を受けることなく安定に流
量を計測できる。
The mass flowmeter 1 detects twice the displacement of the straight pipe portions 2a, 3a, and 2b3b due to Coriolis generated in the sensor tube 2.3, and can measure the flow rate with high accuracy. Also,
When detecting the phase difference of the sensor tube 2.3 due to the occurrence of Coriolis, even if external vibration (vibration noise) is input, it is canceled out and the flow rate can be stably measured without being affected by external vibration.

さらに、一対のセンサチューブ2,3の接続部2e、3
a間は流出管6は非接触とされた保持部材8により所定
離間位置に保持されているので、流出間6の振動が保持
部材8を介してセンサチューブ2,3に伝達されること
はない。従って、質量流量計1ににおいてはセンサチュ
ーブ2,3に伝達される配管振動マニホールド4を介す
ることになり、その間に減衰される。そのため、ピック
アップ9.10か振動ノイズ検知したとしても、それは
極めて微小であり、流量計測上許容しうる程度である。
Furthermore, the connecting portions 2e and 3 of the pair of sensor tubes 2 and 3
Since the outflow pipe 6 is held at a predetermined spaced position by the non-contact holding member 8 during the interval a, vibrations in the outflow pipe 6 are not transmitted to the sensor tubes 2 and 3 via the holding member 8. . Therefore, in the mass flowmeter 1, the vibration is transmitted to the sensor tubes 2 and 3 via the pipe vibration manifold 4, and is attenuated therebetween. Therefore, even if the pickup 9.10 detects vibration noise, it is extremely small and tolerable in terms of flow rate measurement.

また、加振器13.14においては第5図に示すように
センサチューブ2.3には小型軽量の磁性体12を固定
するたけて励振素子11は流出管6に固定するだけて励
振素子11は流出管6に固定することによりセンサチュ
ーブ2゜3を振動させることができ、センサチューブ2
゜3に不要な重量か付加されなくなり、したがって、外
的な振動ノイズの影響が受けにくくなり、高精度及び高
い反応性といった高性能化か実現できる。
In addition, in the exciter 13.14, as shown in FIG. can vibrate the sensor tube 2゜3 by fixing it to the outflow pipe 6.
No unnecessary weight is added to ゜3, therefore, it is less susceptible to external vibration noise, and high performance such as high precision and high reactivity can be achieved.

また逆にセンサチューブ2,3を細くしても、高い精度
で計測か行なえ小容量、微小流量計測か可能となる。
On the other hand, even if the sensor tubes 2 and 3 are made thinner, it is possible to perform measurements with high accuracy and to measure small volumes and minute flow rates.

なお、本実施例では磁性体12は平板状であったか磁性
体12は平板状に限ることはなく円筒状、半円筒状、楕
円円筒状、でもよく要は励振素子11に吸引されやすい
形状であればよい。さらに磁性体12をシート状に形成
し、センサチューブに容易に貼り付ける構成とすること
もでき、組立性も向上させることかできる。
In this embodiment, the magnetic body 12 was in the shape of a flat plate.The magnetic body 12 is not limited to the shape of a flat plate, but may be cylindrical, semi-cylindrical, elliptical, or cylindrical, and may have any shape that is easily attracted to the excitation element 11. Bye. Furthermore, the magnetic material 12 can be formed into a sheet and can be easily attached to the sensor tube, thereby improving assembly efficiency.

なお、本実施例では2本のセンサチューブを用いて、質
量流量を計測する構成の質量流量計について説明したか
、これに限ることはなく、例えば第11図に示すように
センサチューブ2″を1本て構成した質量流量計にも適
用できる。この場合、励振素子11には第12図に示す
ようなタイミングで通電か行なわれる。
In this embodiment, a mass flowmeter configured to measure mass flow rate using two sensor tubes has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. The present invention can also be applied to a mass flowmeter composed of a single tube. In this case, the excitation element 11 is energized at the timing shown in FIG.

発明の効果 上述の如く、本発明によればセンサチューブには磁性体
を固定するたけて振動を行なわせることかできるため、
センサチューブに不要の重量かかかることかなく、した
かって計測精度及び応答性を向上させることかできる等
の特長を有する。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the magnetic material can be fixed to the sensor tube and the sensor tube can be made to vibrate.
It has the advantage of not adding unnecessary weight to the sensor tube, thereby improving measurement accuracy and responsiveness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明になる質量流量計の一実施例の斜視図、
第2図は質量流量計の一部切截底面図、第3図は質量流
量計の一部切截正面図、第4図は第1図中1−1線に沿
う断面図、第5図は本発明の一実施例の要部の断面図、
第6図は加振器駆動波形図、第7図は加振器の動作を説
明するための断面図、第8図はピックアップの拡大図、
第9図、第10図は流量計測時のセンサチューブの動作
を説明するための工程図、第11図は他の実施倖斜視図
、第12図は他の実施例の加振器の駆即号波形図である
。 1・・・質量流量計、23・・・センサチューブ、1・
・・励振素子、lla・・・ドライブコイル、llbl
−ヨー材、llc・・・コイルカバー 12・・・在住
、13.14・・・加振器。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a mass flowmeter according to the present invention;
Figure 2 is a partially cutaway bottom view of the mass flowmeter, Figure 3 is a partially cutaway front view of the mass flowmeter, Figure 4 is a sectional view taken along line 1-1 in Figure 1, and Figure 5. is a sectional view of a main part of an embodiment of the present invention,
Fig. 6 is an exciter drive waveform diagram, Fig. 7 is a sectional view to explain the operation of the exciter, Fig. 8 is an enlarged view of the pickup,
Fig. 9 and Fig. 10 are process diagrams for explaining the operation of the sensor tube during flow rate measurement, Fig. 11 is a perspective view of another implementation, and Fig. 12 is a driving diagram of the vibrator of another embodiment. FIG. 1...Mass flow meter, 23...Sensor tube, 1.
...Excitation element, lla...Drive coil, llbl
- Yaw material, LLC...Coil cover 12...Residence, 13.14...Exciter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  被測流体が通過するセンサチューブを加振手段により
振動させ、該被測流体の流量に応じて発生するコリオリ
力により該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、前記加振手段を前記センサチ
ューブに固定された磁性体と、 前記センサチューブの振動に関与しない非振動部に固定
され、前記磁性体を吸引する励振手段とより構成し、前
記励振手段により前記磁性体を吸引及び開放することに
より前記センサチューブを振動させることを特徴とする
質量流量計。
[Scope of Claims] A mass that measures the flow rate by vibrating a sensor tube through which a fluid to be measured passes by an excitation means and detecting the displacement of the sensor tube by the Coriolis force generated in accordance with the flow rate of the fluid to be measured. In the flowmeter, the excitation means includes a magnetic body fixed to the sensor tube, and an excitation means fixed to a non-vibrating part that does not participate in the vibration of the sensor tube and attracts the magnetic body, and the excitation means A mass flowmeter characterized in that the sensor tube is vibrated by attracting and releasing the magnetic body by a means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012510072A (en) * 2008-12-10 2012-04-26 マイクロ モーション インコーポレイテッド Method and apparatus for vibrating a flow tube of a vibratory flow meter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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