JPH04503574A - コリオリ型質量流量計及び該流量計に用いられる電気機械的装置 - 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】

電磁駆動体およびセンサ 技術分野 本発明は、コリオリ型流量計の振動導管のための電磁駆動体に関する。 従来技術 パイプラインを通って送られる材料の量を計測する必要に応答して各種の設計原 理に基づく各種の流量計が開発されている。広く利用されている流量計は容積流 を測定する。容積流量計は配送される材料の量を決定するには不正確であり、こ れは材料の密度がその温度によって変化すること、配送される流体がスラリなと の多相のものであること、または流体がマヨネーズその他の食品などの非ニユー トン流体であることによる。さらに、化学的反応の場合は反応体の質量比が重要 であり、容積流量計は殆ど役立たない。 質量流量計はパイプラインを通って送られる材料の容積ではなく質量の直接的な 指示を与えるものである。流れの質量流を測定する多くの方法は、流れに力を作 用せしめてその力に与えられる何らかの影響を測定する。 質量を測定する流量計としてフリオリ流量計が公知である。その−例が本発明出 願人の米国特許出願９２３８２７／１９８６明細書に記載されている。 多くのコリオリ質量流量計はパイプの長さ方向に垂直なピボット軸線の回りにパ イプをサイン波状に振動せしめてコリオリカを発生せしめる。この流量計ではコ リオリカは回転する導管内の物体の半径方向運動きして現れる。パイプを通って 流れる材料は半径方向に移動することになり、従って加速度を受ける。移動する 流体質量によるコリオリ反作用力が管口体に伝達され、回転平面内のコリオリカ のベクトルの方向にパイプの変形または変位をして現れる。 この振動装置における主な問題点はコリオリカ、従って変位が駆動力に対比して 、かつ大きい振動に対比して比較的小さい点にある。さらに、振動系はパイプ自 体の固有の曲げ弾性を利用するために振動のためにヒンジ点またはピボット点を 設け、これは別の回転または可撓性接手を必要とせず、機械的信頼性と耐久性と を向上する。また、振動の共振周波数を使用することにより、必要な駆動エネル ギを減少させることができる。 管へのエネルギの供給は周期的な力を作用せしめて管を振動させる駆動機構によ る。代表的な駆動機構として電気機械的駆動装置はコイルに与える電圧に比例し て運動する。振動する流量計において、作用する電圧は周期的であり、通常はサ イン波状である。前述のように入力電圧の期間、従って駆動力は管の共振周波数 に適合するものとし、振動を維持するために必要なエネルギを小とする。 この振動と管内の質量流とによるコリオリカは流量計の管上に配置されたセンサ によって測定される。ある場合にはセンサを駆動機構に近接して配置することが 望ましい。例えば、この配置はコリオリカの正確な決定を可能とする。 発明の概要 本発明の目的は電磁的駆動部とセンサとの性能を改善するにある。詳細には、近 接配置された駆動部とセンサとの間の磁気的干渉を除去し、駆動部とセンサとの 組合わせの感度を改善するにある。 本発明の上述およびその他の目的は以下に示す要件の各種の組合わせにより、達 成される。請求の範囲の記載は本発明を限定する。 本発明によれば、コリオリ質量流量計に使用するシールドされた電気機械的装置 にして、機械的エネルギと電気的エネルギとの変換を行い、基端部と末端部とを 含む流量計の末端部に相対的に運動する。コイル組立体が末端部に連結され、マ グネット組立体が基端部に連結される。コイル組立体は内部空間を限定する。 磁気的組立体が、基端部に連結され、基端部と末端部とを連結する軸線に実質的 体はコイル組立体と磁気的組立体とを囲み、シールド組立体外部の磁場を減少せ しめるに適している。 運動せしめることによって機械的エネルギが装置に与えられて、コイル組立体は は電気的エネルギに応答してコイル組立体に相対的に運動する。 別の実施例において、シールド組立体は基端部シールドと末端部シールドとを含 み、基端部シールドは電気機械的装置の基端部に取付けられ末端部シールドは電 気機械的装置の末端部に取付けられる。 本発明の別の態様において望ましい実施例として、該シールドの一方は他方のシ ールド内に嵌合して相対的に運動する。 別の実施例において、シールド組立体は鋼などの導磁性の材料製とする。 別の実施例において磁気的組立体は磁気的部材からなり、該磁気的部材の磁気的 方向は基端部と末端部との間に延びる軸線に実質的に整合する。 さらに別の実施例において、磁気的組立体は前述第１の磁気的部材に隣接配置さ れた磁極片を含む。 別の実施例において、磁気的組立体は第２の磁気的部材を含む。第２の磁気的部 材の磁気的方向も基端部と末端部との間に延びる前述した軸線に実質的に整合し ている。 関連する態様として、該第１および第２の磁気的部材の磁気的方向は反対方向と なされる。さらに、磁気的組立体は第１および第２の磁気的部材の間に配置され たＩｉｉ極片を含む。磁極片は高い導磁性材料からつくる。 別の関連する態様として、コイル組立体は内部空間を限定し、該内部空間内に磁 気的組立体が配置される。コイル組立体は実質的に円筒形であり磁気的組立体と 磁気的に作用する。 本発明の別の態様において、フリオリ型質量流量計は、支持部と、その入口端と 出口端とが支持部に固定的に取付けられた導管の連続的なループと、を含む。 シールドされた電磁的駆動部がルーカニ作用してループを振動軸線の回りに振動 せしめる。振動を行うループの部分内の質量流の結果として生ずるコリオリカの 大きさを測定するに適したセンサが設けられる。シールドされた電磁的駆動部が 基端部と末端部とを含む。コイル組立体が末端部に連結され、磁気的組立体が基 端部に連結されてコイル組立体と共働する。シールド組立体が、コイル組立体と 磁気的組立体とを囲んでおり、シールド組立体の外部の磁場を減衰させるに適し に取付けられ、コイル組立体は末端部に取付けられる。シールド組立体がコイル 組立体と磁気的組立体とを囲み、シールド組立体の外部の磁場を減衰させるに適 している。 さらに別の実施例において、駆動部とセンサとはループに隣接して配置されてい る。流量計は、その入口端および出口端が支持部に固定的に取付けられた導管の 第２の連続的なルーズを含む。これら導管の第１および第２の連続的なループは 実質的に平行である。駆動部とセンサとは両ループ間に配置される。 本発明の別の実施例において、流量計は第２の駆動部と第２のセンサとを含んで いる。駆動部はループに沿った異なる点において、ループを振動軸線の回りに振 動的に駆動する。 本発明のさらに別の実施例において、１対の駆動部間のループの部分は実質的に 直線の部分である。 望ましい実施例の詳細な説明 ４、

【図面の簡単な説明】

図１はコリオリ質量流量計の斜視図、 図２はｒＩ！Ｊｌの装置の概略側面図、図３は図１および図２の装置の作動の３ つのモードを示す概略図、図４は本発明による電気機械的駆動部の断面図、ｒ！ ＩＪ５は図４の電気機械的駆動部の別の実施例の概略図、図６は本発明による電 気機械的センサの断面図である。 機械的構造 図示説明する管構造は流体の本流、すなわちパイプラインの直線部分の流れの方 向に関して直角配置のものである。本発明は平行形式その他の配置のものにも適 用可能である。図示する装置は、例えば石油系燃料など各種の製品の流量計とし て設計されたものである。以下に説明する流量計および電気機械的駆動部は、各 種の変形として実施することができる。 図１は２重ループ、複式駆動検出装置を示し、管の端部は流体本流に整合して連 結された単一の剛性のマニフオルドに連結され捩り負荷を受けるようになってい る。図１１図２は同一実施例を示す。 図１１図２に示す質量流量計ｌＯはパイプライン（図示しない）に挿入されるに 適した設計で、パイプラインには流量計を配置するための小さい区画が設けられ ている。パイプラインには間隔をおかれた対向するフランジ（図示しない）が設 けられ、これらが流量計の取付けフランジ１２と適合する。フランジ１２は、２ つの平行な平面的ループ１８．２０を支持する中央マニアオルトブロック１６に 連結された短いパイプ１４に溶接されている。ループ１８．２０の形状、構造は 実質的に同等である。従って説明は主としてループ１８について行い、ループ２ ０については補足的に行う。マニアオルトブロック１６は望ましくはほぼ矩形の 鋳造品で、平坦な水平な上面すなわち頂部２１と、一体の前述パイプ部１４とを 含む。ブロック１６の各部は重量低減のために肉抜きされている。ループ１８の 両端部は直線状の、望ましくは垂直な、平行な入口部および出口部すなわち脚２ ２．２４をなし、これらが互いに近接してマニアオルトの頂面２１に、例えば突 合溶接により固着される。ループ１８の下方部分は長い直線部分２６となってマ ニアオルトブロック１６の下方を通っている。ループ１８の直線部分２６は、そ れぞれ斜め部分３０．３２により直立脚２２．２４に連結される。ループ１８の 各直線部分間の接続部３０，３２は大きい半径のものとし、流れに与える抵抗を 最小とする。詳細には、直立脚２２，２４は頂部屈曲部３４．３６を介して斜め 部分３０．３２に連結され、下方直線部２６の両端は下方屈曲部３８．４０を介 して斜め部分３０．３２に連結される。 両ループ１８．２０の平行な入口出口部２２．２４は対応する孔あきの隔離板す なわちノード板４２．４４を貫通しており、板４２．４４は上方マニアオルト表 面２１と平行で、予め定めた距離だけ表面２１から離れている。板４２．４４は 管２２．２４に溶接され、応力隔離板として作用し、各ループのための共通な機 械的基礎を限定する。 電気機械的駆動部および検知部組立体がループ１８．２０間に、かつ下方屈曲部 ３８．４０上に取付けられる。各組立体は、管１８．２０間に互いに近接配置さ れた電磁駆動部４６とセンサ４８とから成る。駆動部とセンサとに対する電気的 接続は管の外面に沿って延び板４２．４４を通り電気ソケット５４に連結される リード線５０ないし５３によって行われる。 管の図２の左右両端部の駆動部４６を同一の大きさで反対符号（１８０度の位相 差）の電流で付勢すると、直線部分２６は垂直２等分平面５８（図２に示すよう に管と点Ｃで交差する）の回りに回転しようとする。この垂直２等分平面は両ル ープの直線部分について望ましくは共通対称平面とする。 駆動部への付勢電流が反復的に反転する（例えばサイン波に制御する）ことに運 動する。各直線部分２６の運動の軌跡は蝶ネクタイ形となる。実際には、下方屈 曲部３８．４０における横方向移動量は称呼直径１インチの管で直線部分２６の 長さ約６０ｃｍ（２ｆｔ）の場合、１　・６ｍｍ　（１／１６インチ）程度で、 小である。この変位が直立する平行な脚２２．２４にその軸線の回りの捩り変位 として作用し、脚２２．２４はノード板４４から変位する。ループ２０の直線部 分にも同様な補完的な振動運動が発生する。 ループ１Ｂ、２０の直線部分の運動の３つのモードが図３のａ、ｂＳｃに示され る。図３ｂに示すように各管ループは点Ｃの回りに振動する。両ループは同期し て反対方向に振動する、すなわち、ループ１８が時計方向に運動するときにはル ープ２０は反時計方向に運動する。すなわち、両ループは点Ｃの回りに位相差１ ８０度をもって駆動される。その結果、それぞれの端部、例えば図３のＡ、　Ｃ は周期的に近接し、離隔する。この形式の駆動運動によって図３３に示す方向に コリオリ効果が生ずる。コリオリ効果によってループ１８．２０の面全体が運動 しようとする。コリオリ効果は２つの直線部分２６が図３ａに示すように互いに 平行のときに最大であり、これはサイン波的に変化する角速度がそのとき最大に なることによる。各ループのコリオリ運動は反対方向であるから直線部分２６は 図３ａに示すように互いにいくらか近接し、離隔するように運動する。この装置 として望ましくない運動は、図３０に示すように両ループが同一方向に運動する ものである。この運動はループがパイプラインに直角方向に配置されているので パイプライン内の軸線方向の波によって生じやすい。 センサ４Ｂは管の直線部分の振動運動を検知し、加速度を受ける流体によって生 ずるコリオリ反作用力によって修正された振動的駆動力を表す信号を出力するよ うになされる。駆動部４６とセンサ４８とが近接配置されているから磁気的な結 合を防止するために特殊な注意が必要である。すなわち、駆動部４６の磁場によ って電圧がセンサ４８に発生して偽信号を発生する傾向がある。このために、シ ールドを駆動部とセンサとに設けてこれを防止することが望ましい。 シールドされた駆動部 図４に駆動部組立体４６の望ましい実施例を示す。勿論このシールドつき駆動部 は電気的エネルギと機械的エネルギとの変換を行う。詳細には、この駆動部は電 気的エネルギ（電気信号）を機械的エネルギ（機械的運動）に変換する。図にお いて駆動部組立体４６は流体導管１８に基端部取付はブラケット６４によって取 付けられた基端部６２と流体導管２０に束端部取付はブラケット６８によって取 付けられた末端部６６とを含む。 基端部６２は基端部シールド７０内に配置された磁気的組立体７２から成る。 基端部シールドは軟質炭素鋼製でコツプ型をなし円筒形壁７１と平坦な底７３と を有し、底７３が基端部取付はブラケット６４に取付けられる。基端部シールド の寸法は駆動部組立体の寸法、形状によって限定される。基端部シールド７０は 磁気的フラックスを磁気的組立体内に収容することを補助する磁路反射体として 作用する。シールド７０の中心部に、中心磁極片７８によって分離された１対の 磁石７５．７６を有する細長い磁石組立体７２が配置される。磁石の磁気的方向 は駆動部組立体によって限定される軸線８０−８０に沿っており、反対方向であ る。すなわち、磁石７５．７６の磁気的方向は、互いに平行で反対方向である。 図４に示す実施例において磁石７５．７６の北極は中心磁極片７８に面するよう に配置されている。当業者には別の配置、例えば南極を磁極片７８に面するよう にしてもよいことは理解されよう。磁極片は公知の任意の磁化性材料製とする。 望ましい材料は軟鋼である。この磁石７５．７６と中心磁極片７８との配置は、 磁気的７ラツクスを磁極片に近接する狭い区域に集中し、コイル組立体８２との 相互作用を最大とする。 駆動部組立体６０の末端部６６は、末端部シールド８４内に配置されたコイル組 立体８２から成る。コイル組立体８２はコイル担持体８６を含み、これはその末 端部が、非磁性リベット１０６によって流体導管２０に連結された束端部取付は ブラケット６８に取付けられた末端部シールド８４に連結されている。コイル担 持体８６の末端部にボビン９４が一体的に形成されている。コイル担持体８６は それ自体の内部に渦電流の発生を最小とするために非伝導性材料製とすることが できる。ポビン９４は巻線９６を周囲に有して、電磁コイル９Ｂを形成する。 コイルおよびコイル担持体は内部空間１００を限定し、空間１００はほぼ円筒形 部分１０２と該円筒形部分１０２からテーパしてリベット１０６に適合する円錐 台形の末端部分１０４とを有する。この円筒形の内部空間は、磁石組立体の自由 な運動を許容し磁石組立体から生ずる磁場とコイル組立体との最大の相互作用を 許容するに充分な大きさとする。 基端部シールドと末端部シールドとは互いに相対的に運動可能で、装置からの磁 気的フラックスの漏れを最小とする。このために基端部シールドと末端部シール ドとは、はぼ円筒形で互いに重なり合う形状とし、一方部材が他方部材に嵌合し て自由に運動可能とする。すなわち、シールドは差込み嵌合関係にある。図４の 実施例において両シールド部材は円筒形をなし、基端部部材は束端部部材より小 径であり、末端部部材内に嵌合して両シールドの円筒形形状により限定される軸 線８０−８０に沿って運動する。装置内へおよび装置外への磁気的ブランクスの 漏れは、両シールドおよびシールドされ囲まれた磁気的組立体によって最小とな される。末端部シールド円筒形表面に切欠き（図示しない）を設けて渦電流の形 成を防止してもよく、磁気的フラックスを減少することができる。外部磁気的フ ラックスが少ないことは、磁気的干渉なしに任意の数の駆動部およびセンサを密 接して配置することを可能とし、駆動部およびセンサは磁気的に影響しない。 この配置の別の利点として多数の磁石組立体によって直線的に増大する結果が得 られることがある。コイル内の駆動電流による基端部と末端部との間の相対的な 運動は永久的磁場を実質的に変化させず、従って直線的駆動力が達成される。 図５を参照すれば、電磁的駆動部の別の実施例が示されている。駆動部１１０は 細長い軟質炭素鋼のシールド１１２から成り、該部材の軸線１１４−１１４に沿 った断面は円形である。シールドは肩部分１１６、ｌ１８を有し、これによりシ ールドの各端部における開口面積が減少し、細長い磁気的部材１２０が貫通し運 動する開口を与える。シールドの内側表面１２２に環状の突起１２４が設けられ てシールドの中心に向って突出する。電気機械的コイル１２６が該環状の突起１ ２４上に取付けられる。シールド１２４の中心部に細長い磁気的部材１２０が配 置されている。磁気的部材１２０は２つの磁石１２８．１３０と３つの磁極片１ ３２．１３４．１３６とから成る。中央磁極片１３２の両側に前述２つの磁石１ ２Ｂ、１３０が配置され、その磁気的方向は平行で互いに反対方向であって、磁 気的部材の軸線１１４−１１４に平行である。ＢＯ２の実施例において、各磁石 １２８．１３０の北極が互いに対面している。所望により、南極を対面させても よい。該磁石１２Ｂ、１３０の磁極片１３２とは反対側の端部に磁極片１３４． １３６がそれぞれ取付けられる。磁石１２８．１３０と磁極片１３２．１３４． １３６とは細長い磁石組立体を形成し、これは高い効率と直線性とを示す。 電磁的設計 この電磁的装置の設計はコイルに供給される電流を最小として最大の力を発生せ しめるようにする。力は次の式で示される。 Ｎ：コイルの巻数 １：コイルの１巻き当りの平均長さくｍ）■：コイルの電流（アンペア） Ｂニアラックスの半径方向密度（テスラ）Ｂを最大とし力の直線性を維持するた めに図４、図５に示すように２つの磁石を背中合せに磁極片と共に配置する必要 がある。この配置により、７ラツクスはコイルの占める区域内に半径方向に変化 せしめられる。磁極片とシールドとの間の空気ギャップは永久磁石の運動時に変 化しないので、非直線性が減少する。 図５の実施例は軟質炭素鋼のシェルと３つの磁極片と２つの永久磁石とコイルと から成る。この実施例は半径方向フラックスをコイル区域に集め、これにより所 定のコイル電流により最大の駆動力を得る。 コイルのインダクタンスとコイル区域の平均半径方向７ラツクスとを算出するた めに限定素子解析プログラムを使用した。設定された電流量に対する最大の力を 得るために最適の電磁石の設計をこのモデルを使用してめた。数値モデルにおい て軟質炭素鋼の透磁性を１００とし、永久磁石および空気を１とした。永久磁石 のレマネンスは０・９テスラであった。計算の結果として平均の７ラツクス密度 は、４７７・２ミリテスラであった。コイルを組立体の中心に位置する永久磁石 のストリンズとしてシミュレートしてコイルのインダクタンスを計算した。 シミュレートしたコイルによるフラックス分布を計算した。７ラツクスと半径方 向距離との間の数学的関係をめた。幾何学的関係として式７式％（２） を使用した。ここにｙはフラックス、Ｘは距離、ｋとｎとはプログラムによって 定まる常数である。 式２にエリ平均、つ、２り７が算出され、有効な半径方向距離が決定される。該 有効距離はコイル７ラツクスの有効環状面積（Ａ、）とコイルフラックスの有効 通路長さく１．）とを推定するために使用される。インダクタンス（Ｌ）はこれ ここに、Ｎはコイルの巻数、μは自由空間の透磁率である。図５の結果は、Ｎを ４５０としたとき、７・４６５ｍＨとなった。 モデルの結果を実証するために電磁的装置をつくった。磁極片とシェルとの間の 空気間隙はプラスチック管によって埋められ、プラスチック管はコイルに適合し 組立体を中心決めする。磁石ワイヤが４５０回この管に巻かれてコイル組立体を 形成する。小さい孔（例えば図４の孔１０９）がシェルの一端に形成されて、７ ラツクス密度を測定するホール効果検知部の挿入を可能とする。レマネンス値が ０・８５ないし０・９３の２つの稀土類磁石が使用された。磁石はその直径が２ ０　ｍ　ｍ　ｓ長さが１０ｍｍであった。測定された最大７ラツクス密度は約５ ００ガウスであった。インピーダンス・ブリッジ装置により測定したインダクタ ンスは７・７５ｍＨであった。実験の結果は限定素子方法で予測した値と非常に 近接しており、理論的作業の信頼性が明らかとなされた。 本質的に安全な質量流量計は、これが可燃性環境でガスを発火せしめることがな いように安全要求を満足するために低電流制限を有する必要がある。供給電流の 値を決定する要素としてコイルのインダクタンス、抵抗、バリアの抵抗、供給電 圧、ケーブル特性などがある。大型コリオリ質量流量計、例えば直径３インチの 流体導管の場合は、管が厚く短い（装置を小型とするために必要である）場合に は大きい駆動力が必要である。これは大きい供給電流を必要としく安全要求が満 足されなくなる。別法として薄い壁の長い管を使用して力を減少せしめることが できる。この場合、計器は大型となり、高圧が使用できない。従って、本発明に よる装置の利点は明らかであり、小さい電流で大きい力を発生し、比較的小型で 頑丈な装置が得られる。 シ　−　ル　ド　さ　れ　た　セ　ン　サシールドされたセンサ組立体４８は駆 動部４６と類似して、図６に示される。 センサ組立体４８は駆動部４６と同様に、電気的エネルギと機械的エネルギとの 変換を行う。該センサはＩ！械的エネルギ（機械的運動）を電気的エネルギ（電 気信号）に効果的に変換する点で電気機械的駆動部と相違する。該シールドされ ｔこセンサ組立体は流管１８に基端部取付はブラケット１５４によって取付けら れた基端部１５２と、流管２０に束端部取付はブラケット１５８によって取付け られた末端部１５’６とを含む。 基端部１５２は非磁性リベット１６２によって基端部シールド１６０内に位置決 めされたコイル組立体１６２′を含む。シールドは軟質炭素鋼製でコ・７プ型を なし、円筒形の壁１６１と、基端部取付はブラケット１５４に取付けられた平坦 な底部１６３とを含む。基端部シールド部材の寸法はセンサ組立体全体の寸法、 形状によって決定される。コイル組立体の末端部に一体のボビン１６９があり、 それを囲むワイヤが電磁コイル１７１を形成する。コイル組立体を昇磁材料から 形成して渦電流の形成を防止してもよい。該コイル組立体は、はぼ円筒形の部分 １７０．１７１と円錐台形部分１７２．１７３とを含み、円錐台形部分１７３は 円筒形部分１７１からテーバしてリベット１６２を収容する開口１６６に延びて いる。はぼ円筒形の内部空間は磁石組立体の運動を許容するに充分に大であるが 磁石組立体から出る磁場とコイル組立体との間の最大の相互作用のためには小で ある。 末端部１５６は、末端部シールド部材１７６と基端部シールド内に配置された磁 気的組立体１７Ｂとを含む。シールド部材１７６は軟質炭素鋼から作られて、は ぼコツプ形をなして円筒形のｆｉ１８０と平坦な底１８２とを有し、底１８２は 束端部取付はブラケｙト１５８に取付けられる。末端部シールドの寸法はセンサ 組立体全体の寸法、形状によって決定される。シールド部材１７６の中央部には 磁石１８２と磁極片１８４とを有する細長い磁石組立体１７８が配置される。該 磁石１７８の磁気的方向はセンサ組立体により限定される軸線１８６−１８６に 沿っている。 前述したシールドされた駆動部と同様に、シールドされたセンサの基端部および 末端部シールド部材は相対的に運動可能で、磁気的フラックスの装置内への、お よび装置外への脱出を最小とするようになされる。これは基端部および末端部シ ールド部材を円筒形の形状とし、両部材が差込み嵌合して相対的に運動可能とす る。図６の実施例において両部材は円筒形であって、末端部シールド部材は基端 部シールド部材よりも小径で基端部シールド部材内に嵌合しその軸線に沿って相 対的に運動可能となされる。両シールド部材はシールドされ取囲まれた磁気的組 立体を与えることにより、装置の磁気的フラックスの漏れを最小とする。外部磁 気的７ラツクスが存在しないことは任意の数の駆動部およびセンサの密接配置を 相互干渉なしに許容し、基端部駆動部およびセンサが互いに磁気的に作用するこ とが防止される。 上述以外の多くの変形、付加または省略を図示説明した実施例に施すことも、請 求の範囲に記載された本発明またはその均等品の精神または範囲内において実施 することができる。 ＦＩＧ。２ ＦＩＧ、３ａ　ＦＩＧ、３ｂ　ＦＩＧ、３゜発明の要約 コリオリ質量流量計に使用され、機械的エネルギと電気的エネルギとの相互変換 を行う、シールドつき電気機械的装置であって、その末端部に連結されたコイル 組立体と、その基端部に連結された磁気的組立体とを有する。磁気的組立体はコ イル組立体と共働するに適している。シールド組立体がコイル組立体と磁気的組 立体とを囲んで該シールド組立体外部の磁場を減少せしめる。 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． コリオリ質量流量計に使用されて機械的エネルギと電気的エネルギとの変 換を行うシールドつき電気機械的装置にして、基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にして、シールド組立体の外部の磁場を減少せ しめるに適し、前記基部に連結された基端部シールドおよび前記末端部に連結さ れた末端部シールドとを含むシールド組立体と、を含み、前記シールドの一方は 他方のシールド内に嵌め合して相対的に運動可能となされていることを特徴とす る電気機械的装置。 ２．　請求項１に記載の電気機械的装置にして、シールド組立体が透磁性材料を 含むことを特徴とする電気機械的装置。 ３　請求項２に記載の電気機械的装置にして、シールド組立体が銅を含むことを 特徴とする電気機械的装置。 ４．　請求項１に記載の電気機械的装置にして、磁気的組立体が磁気的部材を含 むことを特徴とする電気機械的装置。 ５．請求項４に記載の電気機械的装置にして、該磁気的部材の磁気的方向が前記 基端部と末端部との間に延長する軸線に実質的に整合していることを特徴とする 電気機械的装置。 ６．　請求項４に記載の電気機械的装置にして、磁気的組立体が該磁気的部材に 隣接して配置された磁極片を含むことを特徴とする電気機械的装置。 ７．　コリオリ質量流量計に使用されて機械的エネルギと電気的エネルギとの変 換を行うシールドつき電気機械的装置にして、基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にして、シールド組立体の外部の磁場を減少せ しめるに適した前記シールド組立体とを含み、前記磁気的組立体が第１および第 ２の磁気的部材と磁極片とを含み、該磁極片は第１の磁気的部材に隣接して配置 され、前記第２の磁気的部材は磁極片に隣接して配置されている、ことを特徴と する前記電気機械的装置。 ８．　請求項７に記載の電気機械的装置にして、第１および第２の磁気的部材の 磁気的方向は基端部と末端部との間に延長する軸線に実質的に整合している、こ とを特徴とする前記電気機械的装置。 ９．　請求項８に記載の電気機械的装置にして、第１および第２の磁気的部材の 磁気的方向が互いに反対方向であることを特徴とする前記電気機械的装置。 １０．請求項７に記載の電気機械的装置にして、第１および第２の磁気的部材お よび磁極片が基端部と末端部との間に延長する軸線に実質的に整合している、こ とを特徴とする前記電気機械的装置。 １１．請求項１０に記載の電気機械的装置にして、それぞれ第１および第２の磁 気的部材に隣接して端部磁極片が設けられ、該端部磁極片は基端部と末端部との 間に延長する軸線上に配置されていることを特徴とする電気機械的装置。 １２．請求項１１に記載の電気機械的装置にして、前記磁極片および端部磁極片 が高透磁性材料を含むことを特徴とする電気機械的装置。 １３．請求項１１に記載の電気機械的装置にして、高透磁性材料が鋼であること を特徴とする電気機械的装置。 １４．請求項１に記載の電気機械的装置にして、前記コイル組立体が内部空間を 限定し、磁気的組立体が該内部空間内に配置されていることを特徴とする電気機 械的装置。 １５．請求項１４に記載の電気機械的装置にして、前記コイル組立体が実質的に 円筒形で、磁気的組立体磁気的に相互作用することを特徴とする電気機械的装置 。 １６．コリオリ質量流量計にして、 支持部と、 それぞれの入口および出口端が該支持部に固着的に取付けられた２つの連続的な 平行な導管ループと、 該ループ間に配置されループに作用してループをそれぞれの振動軸線の回りに振 動せしめるシールドつき電磁的駆動部とを含み、該電磁的駆動部が、前記ループ の一方に連結された基端部と、前記ループの他方に連結された末端部と、 前記末端部に連結されたコイル組立体と、前記基端部に連結されコイル組立体と 共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気的組立体どを取囲むシールド組立 体にして、該シールド組立体の外部の磁場を減少せしめるに適し、基端部に取付 けられた基端部シールドと、末端部に取付けられた末端部シールドとを含むシー ルド組立体とを含み、前記シールドの一方は他方のシールド内に嵌合して相対的 に運動可能となされており、 振動運動を行う前記ループの部分内の質量流の結果として発生するコリオリカの 大きさを測定するに適したセンサが設けられていることを特徴とする前記コリオ リ質量流量計。 １７．請求項１６に記載のコリオリ質量流量計にして、センサが基端部と末端部 と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にして、シールド組立体の外部の磁場を減少せ しめるに適した前記シールド組立体と、を含むことを特徴とする前記コリオリ質 量流量計。 １８．コリオリ質量流量計にして、 支持部と、 入口端と出口端とが支持部に固着的に取付けられた連続的なループの導管と、該 ループを振動軸線の回りに振動せしめるように該ループに作用するシールドつき 電磁的駆動部と、を含み、該駆動部が基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にして、シールド組立体の外部の磁場を減少せ しめるに適した前記シールド組立体と、を含み、振動運動を受ける前記ループの 部分の質量流によって生ずるコリオリカの大きさを測定するに適したセンサにし て、 基端部と未端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にして、シールド組立体の外部の磁場を減少せ しめるに適した前記シールド組立体と、を含むセンサを含み、 前記駆動部とセンサとが隣接配置されている前記コリオリ質量流量計。 １９．　請求項１８に記載のコリオリ質量流量計にして、入口および出口端が支 持部に固着的に取付けられた第２の連続的なループの導管を含むことを特徴とす る前記コリオリ質量流量計。 ２０．請求項１９に記載のコリオリ質量流量計にして、前記ループと第２のルー プとが実質的に平行であることを特徴とする前記コリオリ質量流量計。 ２１．　請求項１９に記載のコリオリ質量流量計にして、前記駆動部とセンサと が前記ループと第２のループとの間に配置されていることを特徴とする前記コリ オリ重量流量計。 ２２．請求項２１に記載のコリオリ質量流量計にして、前記駆動部とセンサとの 基端部が前記ループの一方に連結され、前記駆動部とセンサとの末端部が前記ル ープの他方に連結されていることを特徴とする前記コリオリ質量流量計。 ２３．コリオリ質量流量計にして、 支持部と、 入口および出口端が支持部に固着的に取付けられた連続的なループの導管と該ル ープに作用してループを振動軸線の回りに振動せしめる、シールドつきの電磁的 駆動部にして、 基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にしてシールド組立体の外部の磁場を減少せし めるに適した前記シールド組立体と、を含む前記電磁的駆動部と、 振動連動を受ける前記ループの部分内の質量流によって生ずるコリオリカの大き さを測定するに適したセンサにして、基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にしてシールド組立体の外部の磁場を減少せし めるに適した前記シールド組立体と、を含む前記センサとを含み、さらに、 入口および出口端が支持部に固着的に取付けられた第２の連続的なループを含ん でおり、 前記駆動部とセンサとは前記ループと第２のループとの間に配置され、駆動部と センサとの基端部は前記ループの一方に取付けられ、駆動部とセンサとの末端部 は前記ループの他方に取付けられ、前記駆動部とセンサとは隣接配置されている ことを特徴とする流量計。 ２４．コリオリ質量流量計にして、 支持部と、 入口および出口端が支持部に固着的に取付けられた連続的なループの導管と該ル ープに作用してループを振動軸線の回りに振動せしめる、シールドつきの電磁的 駆動部にして、 基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にしてシールド組立体の外部の磁場を減少せし めるに適した前記シールド組立体と、を含む前記電磁的駆動部と、 振動運動を受ける前記ループの部分内の質量流によって生ずるコリオリカの大き さを測定するに適したセンサにして、基端部と末端部と、 末端部に連結されたコイル組立体と、 基端部に連結されコイル組立体と共働する磁気的組立体と、コイル組立体と磁気 的組立体とを囲むシールド組立体にしてシールド組立体の外部の磁場を減少せし めるに適した前記シールド組立体と、を含む前記センサとを含み、さらに、 第２の駆動部とセンサとが設けられ、両駆動部は前記ループをその振動軸線の回 りにループに沿った異なる点においてループを駆動することを特徴とする前記質 量流量計。 ２５．請求項２４に記載のコリオリ質量流量計にして、前記両駆動部間の前記ル ープの部分は実質的に直線部分となされていることを特徴とする前記コリオリ質 量流量計。