JPH0514843U - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定流体の流通する湾曲管の温度を正確に
あらわすように温度センサを固着し、被測定流体の温度
が高温や低温の場合でも正確に質量流量および密度を計
測可能にする。 【構成】 内部に支切板を有する支持管１に、前記支切
板を挟んだ位置に湾曲管６，６を開口して固着し、該湾
曲管６，６を駆動部８で共振駆動することにより発生す
るコリオリの力をコリオリセンサ９，９で検知し、検知
した質量流量又は密度を湾曲管６の管壁に温度センサ１
０を熱良導体のアルミニウムテープ１１で捲回し、湾曲
管６の温度により湾曲管６の固有振動数を補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は、コリオリ流量計に関し、より詳細には、コリオリ流量計における導 管を該導管の固有振動数で駆動し、該導管に作用するコリオリの力および導管の 温度を検出し、温度影響を受けない被測定流体の質量流量および密度を求めるコ リオリ流量計において、温度センサを導管へ介装する温度センサ取付方法に関す る。

【０００２】

【従来技術】

コリオリ流量計は、被測定流体が流通する導管の離間した２点を支持点とし、 該支持点まわりに駆動したとき、前記導管に作用するコリオリの力から質量流量 を検知する流量計である。典型的なコリオリ流量計は、流体の流通する直管又は 湾曲管等の振動管に支持点を設け、該支持点まわりに角速度ωの振動を与えたと きに流体に作用するコリオリの力が質量流量ｍに比例することを利用する質量流 量計である。前記振動管は直管の場合は一つの区間を挾んだ２点で支持されるが 、湾曲管の場合は、該湾曲管を外部配管に介装される支持管内に流れを遮断する 支切板を設け、該支切板を挾んで開口するように固着支持される。前記湾曲管の 支持管への取付は支持管への固着点を結ぶ線の方向を第１軸とし、該第１軸に直 交する軸を第２軸とした場合、湾曲管は第２軸に軸対称に配設される。前記湾曲 管は第１軸まわりに電磁石等の駆動手段により一定振幅の正弦状に振動するよう に駆動され、その結果、第１軸のまわりにコリオリの力が発生する。該コリオリ の力は湾曲管の第２軸に関する対称位置において、湾曲管の静止平面を湾曲管の 両腕が通過する時間差として計測され、該時間差は通常電磁手段により正弦信号 に変換後、両腕で検出された正弦信号の位相差を求めて、該位相差に比例した質 量流量信号に変換出力される。

【０００３】 上述のコリオリ流量計は、湾曲管の静止平面を湾曲管の両腕が通過する時間差 として計測され、この時間差測定に基づいて質量流量を求められる。これは、湾 曲管に作用する第２軸まわりのコリオリの力によるモーメントと前記湾曲管の弾 性に基づく反発力とが等しいとした等価式から湾曲管のねじれ角を求め、このね じれ角が小さいとき、質量流量計が時間差に比例する量として検知されるという 原理に基づくものである。

【０００４】 また、被測定流体の密度は、湾曲管の固有振動数は該湾曲管のばね定数と該湾 曲管の質量および湾曲管内に含まれる被測定流体の質量の和の比の平方根に比例 するが、湾曲管のばね定数および質量は既知量であるから、湾曲管の固有振動数 を計測して密度を算出される。

【０００５】 上述のごとく、質量流量計測および密度計測においては、湾曲管のヤング率が 一定であるときは正しい値の質量流量および密度が求められるが、湾曲管材のヤ ング率は温度に応じて変化する。このため、湾曲管の管壁面に白金線等の温度セ ンサを固着し、該湾曲管の温度を計測している。該温度センサの測定温度範囲は 被測定流体の温度範囲に応じて定められるが、被測定流体の温度範囲は２００℃ に及ぶことがある。 この温度を安定して測定する温度センサは、白金抵抗素子をセラミックス等の 高絶縁無機材基板間に挟持したサンドイッチ構造のものが用いられ、該温度セン サは湾曲管の管壁面にガラス繊維からなるテープを捲回することにより圧接させ て固着されるが、温度センサと湾曲管との間における密着性が悪く、接合面に温 度勾配を生ずるので充分満足される精度の温度測定はできなかった。

【０００６】

【目的】

本考案は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、湾曲管の温度を忠実に検知 することを可能とする温度センサの湾曲管への固着方法により、被測定流体の温 度が高温又は低温の場合でも正確な質量流量および密度を計測できる質量流量計 を提供することを目的としてなされたものである。

【０００７】

【構成】 本考案は、上記目的を達成するために、被測定流体が流通する導管と、該導管 における離間した２点を支持する支持手段と、前記導管の支持点まわりに該導管 の固有振動数で駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動により前記導管に作用す るコリオリの力を検知するセンサと、前記導管に介装され該導管の温度を検知す る温度センサとからなり、前記センサにより検知した前記導管の温度により該導 管のヤング率を温度補正し、コリオリの力および前記固有振動数より質量流量お よび密度を求める質量流量計において、前記導管の外壁面に温度センサを固着後 、該温度センサの非固着面と前記導管とを熱良導性金属テープで捲回したことを 特徴としたものである。以下、本考案の実施例に基づいて説明する。

【０００８】 図１は、本考案の質量流量計における一実施例を説明するための図で、図中、 １は支持管、２はフランジ、３は支持板、４は電線取出口、５は基板、５ａは電 線孔、６は湾曲管、７は押え板、８は駆動部、９はコリオリセンサ、１０は温度 センサ、１１はアルミニウムテープ、１２はリード線、１３はリード線押えテー プである。

【０００９】 図示において、支持管１は、被測流体の流通する配管（図示せず）に介装する ためのフランジ２を有する管体で、内部に支切板（図示せず）が設けられている 。湾曲管６，６はＵ字管状の中空管で互いに平行な面となるように押え板７，７ に保持され支持管１内に支切板を挾んで開口し固着される。湾曲管６，６は支切 板を挟んで支持管１に開口するので支持管１の一方のフランジ２よりに流入する 流体は湾曲管６，６に均等に分流されて他方のフランジ２より流出する。駆動部 ８は湾曲管６，６の先端部に各々固着された駆動コイルとプランジャとからなり 、湾曲管６，６は軸Ｘ−Ｘ廻りに近接離間するような音叉状振動すなわち共振周 波数で駆動される。コリオリセンサ９，９は湾曲管６，６の両腕の対向する位置 に検出コイルと磁石とを一対として設けられたセンサで、軸Ｙ−Ｙまわりに発生 するコリオリの力を、湾曲管９，９が静止状態で形成する基準面を該湾曲管９， ９が通過する正弦波形の位相差（時間差）として検知するためのものである。

【００１０】 温度センサ１０は、白金抵抗線または白金抵抗箔をセラミックス等の対熱性絶 縁基板で挟持してサンドイッチ状にしてリード線を設けたものである。 図２は図１のＡ部を拡大した図、更に図３は図２の矢印Ｚ方向からみた図であ り、図中、１０ａは温度センサのリード線で、図１と同じ作用をする部分には等 しい符号を付している。

【００１１】 図示において、押え板７と基板５との区間において、温度センサ１０を湾曲管 ６の管壁面に密接するように、該温度センサ１０の非接触面と管壁面とに熱良導 性の、例えばアルミニウム箔テープを捲回して固着したものである。該温度セン サ１０のリード線１０ａはリード線１２に接続され、駆動部８およびコリオリセ ンサ９のリード線と共に基板５上にテープ１３により係止される。係止されたリ ード線１２は電線孔５ａを通って電線取出口４より外部のコリオリ流量計変換器 （図示せず）に接続される。

【００１２】 上述の如く、熱良導性の箔より温度センサ１０を湾曲管６壁面に圧接固着する ことにより、該湾曲管６の熱は温度センサ１０へ急速に伝導され、温度センサ１ ０の内外面より均一に加熱されるので、温度センサ１０は正確に湾曲管６の温度 を指示する。実験によれば、流体温度が２００℃のとき、湾曲管６と温度センサ １０との温度差は従来は±３℃の変化があったのに対し、本考案では±０.５℃ 以下であり、被測定流体の質量流量および温度影響を大きく受ける密度計測にお いても充分満足する誤差値であった。なお、アルミニウムテープ１１は、アルミ ニウムに限らず銅テープ又はアルミニウム箔、銅箔その他熱良導性の薄板であれ ばよい。また、湾曲管は単なる直管であり、所定区間で支持された導管で、駆動 手段，検出手段も図１と等価なものである。コリオリ流量計であれば、本定案の 温度センサは適用できる。

【００１３】

【効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によると、コリオリの力を発生する湾 曲管の温度を温度センサが忠実に検知するので、被測定流体の温度が高温又は低 温の場合でもコリオリ流量計の振動管のヤング率が温度補正されて質量流量およ び密度が正しく演算表示されるので測定精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の質量流量計における一実施例を説明
するための図である。

【図２】 図１のＡ部を拡大した図である。

【図３】 図２の矢印Ｚ方向からみた図である。

【符号の説明】

１…支持管、２…フランジ、３…支持板、４…電線取出
口、５…基板、５ａ…電線孔、６…湾曲管、７…押え
板、８…駆動部、９…コリオリセンサ、１０…温度セン
サ、１１…アルミニウムテープ、１２…リード線、１３
…リード線押えテープ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体が流通する導管と、該導管に
   おける離間した２点を支持する支持手段と、前記導管の
   支持点まわりに該導管の固有振動数で駆動する駆動手段
   と、該駆動手段の駆動により前記導管に作用するコリオ
   リの力を検知するセンサと、前記導管に介装され該導管
   の温度を検知する温度センサとからなり、前記センサに
   より検知した前記導管の温度により該導管のヤング率を
   温度補正し、コリオリの力および前記固有振動数より質
   量流量および密度を求める質量流量計において、前記導
   管の外壁面に温度センサを固着後、該温度センサの非固
   着面と前記導管とを熱良導性金属テープで捲回したこと
   を特徴とした質量流量計。