JPH0436410Y2

JPH0436410Y2 -

Info

Publication number: JPH0436410Y2
Application number: JP2193687U
Authority: JP
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1992-08-27
Also published as: JPS63129826U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、略同形等大の湾曲導管からなり、音
叉状に振動させ該湾曲導管のコリオリの力による
捩り変位の関数として質量流量を求めるコリオリ
の力式流量計に関する。

従来技術流管を流れる流体流に対して振動を与えると、
流体流の流水の向きと流管の振動軸とに対して直
角方向にコリオリの力が発生し、このコリオリの
力が振動周波数と流体の質量流量とに比例するこ
とが知られており、この原理に基づいたコリオリ
の力式の質量流量計が開示されている（特開昭59
−92314号公報参照）。

第３図は、従来のコリオリの力式流量計の一例
を示す斜視図で、図中、１は流管、２は該流管１
を図示しない被測定流体管路に接続するためのフ
ランジ、３は管路１内に設けられた仕切板、４は
管路１の管壁に設けられたボス、５，６は湾曲導
管、７は支持板、８はマグネツトブラケツト、９
はコイルブラケツト、１０は駆動マグネツト、１
１は駆動コイル、１２は検出マグネツト、１３は
センサコイル、１４は駆動コイル用導線、１５は
センサコイル用導線で、周知のように、一方のフ
ランジ２から流管１内に導入された被測定流体
は、該流管１内の一方の仕切板３で仕切られて湾
曲導管５，６に導かれ、該流管１内において、他
の仕切板３によつて逆方向への流れが阻止され、
他のフランジ２を通して図示しない被測定流体管
路に流出される。なお、仕切板３は湾曲導管５，
６に等流量流れるように配設されている。

而して、コリオリの力式流量計は、前述の原理
にもとづいて、湾曲導管内を流体が流れるときに
該湾曲導管に作用するコリオリの力を検出して被
測定流体の質量流量を計測するものであるが、流
体に対する振動は、流管１を固定節部として片持
ばり状に伸びる湾曲導管５，６を、該湾曲導管
５，６に各々接続されたマグネツトブラケツト８
及びコイルブラケツト９に対向して配設された駆
動マグネツト１０と駆動コイル１１との電磁力に
より行われる。湾曲導管５，６の支持板７におけ
る固着点P₁，P₂を結んだ第１軸Ｐまわりの固有
振動数は実質的に等しく選ばれており、図示しな
い制御駆動装置により、音叉状に一定振幅で駆動
される。マグネツトブラケツト８に穿孔された開
孔１６は各々湾曲導管の固有振動数を等しくする
ため、予測にもとづいて穿孔面積が定められたも
のである。湾曲導管５，６は音叉状に固有振動数
で駆動されるため、小さい電磁力により効率的に
加振される。コリオリの力は、湾曲導管５，６に
おいて、第１の軸Ｐに直交する対称軸である第２
軸Ｒまわりの回転力をもたらす。この回転力は、
湾曲導管５，６の駆動振動数と等しい周波数をも
つている。従つて、コリオリの力による第２軸Ｒ
まわりの湾曲導管５，６の変位は駆動変位と重畳
される。しかし、コリオリの力による変位は、駆
動変位と比較して極めて小さいので、コリオリの
力である変位を精度よく検出することは困難であ
るが、従来技術では、この問題を解決するため湾
曲導管５，６の静止位置で定められた基準面を、
該導管５，６が通過する時間差として計測するこ
とにより高精度な計測を可能にしている。この時
間差は、湾曲導管５の左右対称位置に配設された
検出マグネツト１２と該検出マグネツト１２と対
向しかつ湾曲導管６に配設されたセンサコイル１
３との相対運動によつて生ずる正弦波信号の位相
差として求めている。

従来技術の問題点上述した従来技術の湾曲導管５，６は同形等大
であるが、実際の湾曲導管は同一寸法であつて
も、肉厚の変化、材質の多少の差等により固有振
動数を決定する質量、弾性係数などが異なる他、
寸法形状の誤差等も加わり、固有振動数を正確に
一致させることは困難である。更に、これら湾曲
導管に装着されるブラケツト、駆動要素、検出要
素、配線材等の付加要素等によつても固有振動数
に差が生じるが、これらの差を開孔１６等によつ
て無くして固有振動数を等しくすることを試みて
いるが、実際には、予測補正することは困難で、
固有振動数を合致させる調整に多くの時間を要
し、非能率であつた。また各振動サイクルにおい
て安定した位相差を得るためには、安定した正弦
波信号が必要であるが、湾曲導管５，６の固有振
動数が異ると、これら異つた信号が干渉して高調
波信号が重畳した検出信号となるため、安定した
位相差が得られず、その結果精度も不安定で信頼
性の高い計測はできないという問題点があつた。

問題点解決のための手段本考案は、湾曲導管に固有振動数の差がある場
合、該湾曲導管を支持、固設している流管が振動
し、その振幅又は振動加速度は各々の湾曲導管の
固有振動数の差に比例するという本出願人の実験
結果に基づいて、流管の振動、振幅又は振動加速
度を測定し、流管の振動、振幅又は振動加速度が
零とするように湾曲導管の固有振動数を等しくす
る調整を行なうことを目的としてなされたもので
ある。

実施例第１図は、本考案のコリオリの力式流量計を示
すもので、第３図に示した従来技術と同一の構成
を示す部分には、第３図の場合と同一の参照番号
を付し、その説明を省略する。而して、第１図に
示した流量計において、検出マグネツト１２とセ
ンサコイル１３との微小振動によりセンサコイル
１３に発生した微小出力電圧を、図示しない基準
電圧と比較増幅して駆動コイル１１に印加して正
帰還ループを形成して湾曲導管が一定振幅となる
ように制御している。即ち、湾曲導管の固有振動
数で駆動される。

第２図において、質量をｍ、縦弾性係数をＥ、
断面２次モーメントをＪ、固着点Ａから質点まで
の距離をｌとし、固有振動数をf_p、ばね定数をＫ
とすると、Ｋ＝3EJ／l³ ……(2) である。

従つて、固有振動数f_pはであらわされる。即ち、質量ｍの質点の位置を移
動させて固定すれば固有振動数f_pは変化する。本
案においてはマグネツトブラケツト８の開口１６
を予め大きい面積として質量を小さくし、固有振
動数を湾曲導管６の固有振動数よりも大きくし、
これに一定附加質量を対称軸Ｒ−Ｒ上に移動可能
に配設し、導管１の振動振幅又は振動加速度が零
となるように調整できるようにして、湾曲導管
５，６の固有振動数を等しくするものである。そ
のため、湾曲導管５の対称軸Ｒ−Ｒ上において、
湾曲導管５の対称軸点２３およびマグネツトブラ
ケツト８と湾曲導管５との交点２４間にねじ２０
を溶着するが、溶着前、該ねじ２０には微小質量
ｍのナツト２１及び２１をロツクして固定するロ
ツクナツト２２を螺着しており、ナツト２１及び
ロツクナツト２２を流管１の振動振幅又は振動加
速度が零となる位置に移動固定するものである。
なお以上には、湾曲導管５，６として、流管１内
に配設された支切板３を挟んで支持されるＵ字形
導管を使用した例について説明したが、本考案に
おいては、これに限られるものではなく、お互い
に平行して配設される同形等大の導管を音叉状に
振動させたことにより発生するコリオリの力を利
用した流量計にも適用できるものである。

効果上述のように、本考案によると、一方の湾曲導
管の固有振動数を予め大きくなるように該湾曲導
管以外のブラケツト等の支持部材を軽量構造とし
ておき、固有振動数を移動可能な一定質量を湾曲
導管の対称軸上に配設し、該対称軸上において、
流管振動のないように固設することにより、簡単
に各々の湾曲導管の固有振動数を一致させること
ができ、このことにより湾曲導管を正しく音叉状
に加振することができ、効率がよく、従つて、低
い加振エネルギでＳ／Ｎの優れたコリオリの力を
検出することができ、短時間に高精度な質量流量
計の調整ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるコリオリの力式質量流
量計の一実施例を説明するための図、第２図は、
本考案の動作原理を説明するための図、第３図
は、従来のコリオリの力式流量計の一例を説明す
るための図である。１……流管、５，６……湾曲導管、８……マグ
ネツトブラケツト、９……コイルブラケツト、１
０……駆動マグネツト、１１……駆動コイル、１
２……センサコイル、１３……検出マグネツト、
２０……ねじ、２１，２２……ナツト、２２……
ロツクナツト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

流管軸に直交する軸を対称軸として湾曲した略
同形等大の一対の湾曲導管を平行して支持し、前
記流管内を流通する流体を、各々の湾曲導管に等
流量に分流し、該湾曲導管を音叉状に加振し、
各々の湾曲導管の作用するコリオリの力による該
湾曲導管の対称軸まわりのねじり変位に比例した
物理量から質量流量を求める流量計において、何
れかの湾曲導管内部の対称軸上に一定質量を移動
可能に固設し、前記流管の振動を零とし、加振力
を最低とすることを特徴とするコリオリの力式流
量計。