JPH0587527U - コリオリ質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 流体条件の変動によるゼロ点の変化を補正し
て、常に安定で高精度なコリオリ質量流量計。 【構成】 被測定流体が振動するパイプ１ａ，１ｂ内を
通過するときに発生するコリオリ力を検出して質量流量
を測定するコリオリ質量流量計において、内部に被測定
流体を流すことができるパイプ１ａ，１ｂとパイプ１
ａ，１ｂを振動させるための励振手段２ａ，２ｂとパイ
プ１ａ，１ｂの変位を検出するための励振検出手段３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂとその信号処理系などを有する２
組以上の流量測定システムＡ，Ｂと、この流量測定シス
テムＡ，Ｂへの被測定流体の流れを制御する流れ切り替
え手段５ａ，５ｂと、この流れ切り替え手段５ａ，５ｂ
および流量測定システムＡ，Ｂを制御する信号処理制御
部を備え、流量測定システムＡ，Ｂで流量計測を行い、
流れ方向切り替え手段５ａ，５ｂと連動して信号処理制
御部が最終流量の出力および周期的なゼロ点調節を行う
ようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コリオリ質量流量計に関し、特に流体温度や密度変化などの流体条 件に左右されない安定したゼロ点出力を可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の直管式のコリオリ質量流量計の構成図である。図４において、１ １は内部に測定流体を流すことができるパイプであり、このパイプ１１の両端は 、固定部１２，１３で固定されている。１４は固定部１２，１３の間のパイプ１ １の中央に設置された励振手段であり、パイプ１１をパイプ１１の中心軸に対し て直角方向に加振して上下に変位させる。１５，１６はパイプ１１に設置された 振動検出手段であり、パイプ１１の変位を測定する。

【０００３】 このような構成において、図５に示す振動説明図を用いて、その動作を説明す る。図４および図５において、パイプ１１の中に測定流体を流した状態で励振手 段１４で振動を与えると、図５に示すような中央部が振動の腹となる１次モード 形状でパイプ１１が振動する。この振動は、パイプ１１の上流側と下流側の微小 区間について考えると、各々固定部１２，１３付近を中心とする回転振動をして いると見做すことができる。その角速度をω、測定流体Ｆの質量流量をＱとする と、角速度ωと質量流量Ｑの積に比例したコリオリ力が各微小区間に発生し、こ れにより、パイプ１１の中央部に対して、上流部分と下流部分では、その撓み振 動が逆になる変形が発生する。この変形を振動検出手段１５，１６で測定するこ とにより、質量流量Ｑを知ることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、一般的にコリオリ力によるパイプの撓み振動振幅は非常に小さ いので、僅かでもコリオリ信号と同相成分が発生すると影響が大きい。このコリ オリ同相成分の発生要因としては、 (1)配管応力や温度や密度などの流体条件の変化で、振動にアンバランスが生じ ることによる (2)振動を検出するセンサの温度特性や周波数特性、経年変化などによる (3)回路や素子などの信号処理系の温度・周波数特性などによる などが考えられる。この内、(2)と(3)は信号処理その他の手段により、ゼロ点の 再調整の可能性が有るが、一時的に流量計測を停止する時間が存在する。また、 (1)ではコリオリ同相成分の振動が混入すると、目的の振動との区別ができず、 ゼロ点調節は非常に困難となるというそれぞれの課題があった。

【０００５】 本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、流体条件の変 動などによるゼロ点の変化を補正して、常に安定で高精度なコリオリ質量流量計 を提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 被測定流体が振動するパイプ内を通過するときに発生するコリオリ力を検出し て質量流量を測定するコリオリ質量流量計において、 内部に前記被測定流体を流すことができるパイプとこのパイプを振動させるた めの励振手段とパイプの変位を検出するための励振検出手段とその信号処理系な どを有する少なくとも２組以上の個々に独立して流量を測定できる流量測定シス テムと、この流量測定システムへの前記被測定流体の流れを制御するための１つ 以上の流れ切り替え手段と、この流れ切り替え手段および前記流量測定システム を制御するための信号処理制御部を備え、 前記流量測定システムで流量計測を行い続けると共に、前記流れ方向切り替え 手段と連動して前記信号処理制御部が最終流量の出力および周期的なゼロ点調節 を行うようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、測定流体を流れ切り替え手段を用いて、複数のパイプに流す ことにより、流量測定を絶えず行いながら流量ゼロの状態を作りだしており、オ ートゼロ点調節が可能になり、流体条件の変動などによるゼロ点の変化を補正で きる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案のコリオリ質量流量計の一実施例を示す構成図、図２はその信号 処理系のブロック図である。図１および図２において、Ａ，Ｂは個々に独立して 流量を測定できる流量測定システムであり、内部に測定流体を流すことができる パイプ１ａ，１ｂと、このパイプ１ａ，１ｂの中央に設置された励振手段２ａ， ２ｂと、パイプ１ａ，１ｂの変位を検出する振動検出手段３ａ，３ｂ，４ａ，４ ｂと、変位信号を流量信号に変換する流量変換回路８ａ，８ｂから成る。５ａ， ５ｂは測定流体を流量測定システムＡかＢのどちらかへ切り替えて流すための切 り替え弁である。６は流量系内部の振動系の固定端となる部分であり、内部と外 部の振動を絶縁する役目を果たしている。７は外界と隔離するカバーである。ま た、流量測定システムＡでは、振動検出手段３ａ，４ａから振動変位信号が流量 変換回路８ａに送られ、流量測定システムＢでは、振動検出手段３ｂ，４ｂから 振動変位信号が流量変換回路８ｂに送られる。流量変換回路８ａ，８ｂでは、流 量信号が求められ、信号処理制御部９に送信される。信号処理制御部９は、切り 替え弁５ａ，５ｂの弁切り替え制御，流量変換回路８ａ，８ｂのオフセット分の 変更（ゼロ点調整）および最終流量信号の出力が行われる。

【０００９】 このような構成において、図３は図１（図２）装置の動作を示すタイムチャー トである。図３において、 （ｔ₁時間では、） 流体はパイプ１ａをながれ、パイプ１ｂは流量ゼロである。流量測定は流量測 定システムＡで行い、その結果を最終出力とする。その間、流量測定システムＢ では、ゼロ点の調節を行う。つまり、その時の平均コリオリ同相成分出力をゼロ 点オフセット分として認識し、その時の値をゼロとする。なお、パイプ内を流体 が通る、通らないに関わらず、パイプの振動や振動検出やコリオリ同相成分の流 量変換などの流量測定システムは動作し続ける。 （時刻では、） 流体がパイプ１ｂ（流量測定システムＢ側）に流れるように、信号処理制御部 ９から切り替え弁５ａ，５ｂに切り替え命令が出される。 （ｔ₂時間では、） 流体は、流量測定システムＡ側からＢ側への切り換え過程にある。流量測定は 、流量測定システムＡとＢの両方で行い、その和を最終出力とする。 （ｔ₃時間では、） ｔ₁時間と動作が逆になる。流体はパイプ１ｂ（流量測定システムＢ側）を流 れ、パイプ１ａ（流量測定システムＡ側）では、流量ゼロである。流量測定シス テムＢの測定出力をもって最終出力とし、流量測定システムＡ側ではゼロ点調節 を行う。 （時刻では、） 流体がパイプ１ａ（流量測定システムＡ側）に流れるように、信号処理制御部 ９から切り替え弁５ａ，５ｂに切り替え命令が出される。 （ｔ₄時間では、） 流体は、流量測定システムＢ側からＡ側への切り換え過程にある。流量測定は 、流量測定システムＡ側とＢ側の両方で行い、その和を最終出力とする。 （ｔ₅時間では、） ｔ₁時間と動作は同一である。 （時刻では、） 時刻と動作は同一である。 以下、同じサイクルで上記動作が繰り返される。

【００１０】 このような上記実施例によれば、２組の流量計測システムを交互に用いて流量 測定を行うような構成としているため、メカ的な要因や振動を検出するセンサや 信号処理システムにおける要因によるコリオリ同相成分の発生によるゼロ点変動 をオートゼロ機能により排除でき、また、流量計に測定流体を流した状態のまま でゼロ点調節ができる。（一時的に計測が停止する時間が存在しない。）

【００１１】 なお、上記実施例においては、単管Ｕ字形状のパイプを用いたが、平行管など の多重管や直管やループ管など何れの形状でも良い。また、一体形の構造として 説明したが、既存の２つの質量流量計を組み合わせた構造であっても良く、既存 の質量流量計を利用できるため、僅かな付加装置で簡単に実現できる。

【００１２】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、測定流体を流 れ切り替え手段を用いて、複数のパイプに流すことにより、流量測定を絶えず行 いながら流量ゼロの状態を作りだしており、オートゼロ点調節が可能になり、流 体条件の変動などによるゼロ点の変化を補正して、常に安定で高精度なコリオリ 質量流量計を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のコリオリ質量流量計の一実施例を示す
構成図である。

【図２】本考案のコリオリ質量流量計の信号処理系のブ
ロック構成図である。

【図３】本考案のコリオリ質量流量計の動作を説明する
ためのタイムチャートである。

【図４】従来のコリオリ質量流量計の一例を示す構成図
である。

【図５】図４装置の振動説明図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 流量測定システム １ａ，１ｂ パイプ ２ａ，２ｂ 励振手段 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ 振動検出手段 ５ａ，５ｂ 切り替え弁 ８ａ，８ｂ 流量変換回路 ９ 信号処理制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体が振動するパイプ内を通過す
   るときに発生するコリオリ力を検出して質量流量を測定
   するコリオリ質量流量計において、 内部に前記被測定流体を流すことができるパイプとこの
   パイプを振動させるための励振手段とパイプの変位を検
   出するための励振検出手段とその信号処理系などを有す
   る少なくとも２組以上の個々に独立して流量を測定でき
   る流量測定システムと、この流量測定システムへの前記
   被測定流体の流れを制御するための１つ以上の流れ切り
   替え手段と、この流れ切り替え手段および前記流量測定
   システムを制御するための信号処理制御部を備え、 前記流量測定システムで流量計測を行い続けると共に、
   前記流れ方向切り替え手段と連動して前記信号処理制御
   部が最終流量の出力および周期的なゼロ点調節を行うよ
   うにしたことを特徴とするコリオリ質量流量計。