JPH0650784A - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPH0650784A JPH0650784A JP22211392A JP22211392A JPH0650784A JP H0650784 A JPH0650784 A JP H0650784A JP 22211392 A JP22211392 A JP 22211392A JP 22211392 A JP22211392 A JP 22211392A JP H0650784 A JPH0650784 A JP H0650784A
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- measuring
- piezoelectric element
- tube
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定管の管径が大きい場合でも消費電流を少
なくする。 【構成】 測定管１１の振動発生手段として圧電素子で
ある積層セラミックアクチュエータ１４，１５を用いて
測定管１１の表面の腹部または節部を駆動するようにし
たことにより、アクチュエータ１４，１５に駆動されて
測定管１１が振動し、測定管１１内を流れる流体にコリ
オリ力が発生する。
なくする。 【構成】 測定管１１の振動発生手段として圧電素子で
ある積層セラミックアクチュエータ１４，１５を用いて
測定管１１の表面の腹部または節部を駆動するようにし
たことにより、アクチュエータ１４，１５に駆動されて
測定管１１が振動し、測定管１１内を流れる流体にコリ
オリ力が発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コリオリ力を利用した
質量流量計に関する。
質量流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からコリオリ力を利用した質量流量
計は各種のものが知られている。その一例として、特開
昭５４−５２５７０号公報に記載されたものがある。こ
れらのコリオリ式質量流量計は、図１７のように構成さ
れている。図において、Ｕ字形をした測定管１，２が管
３に片持ち支持されている。それにより、管３の入口４
から流入した流体は、管３に形成されているマニホルド
部５で分流されて測定管１，２へ送られる。測定管１，
２を通過した流体は、管３に形成されているマニホルド
部６で再び合流し出口７から流出する。
計は各種のものが知られている。その一例として、特開
昭５４−５２５７０号公報に記載されたものがある。こ
れらのコリオリ式質量流量計は、図１７のように構成さ
れている。図において、Ｕ字形をした測定管１，２が管
３に片持ち支持されている。それにより、管３の入口４
から流入した流体は、管３に形成されているマニホルド
部５で分流されて測定管１，２へ送られる。測定管１，
２を通過した流体は、管３に形成されているマニホルド
部６で再び合流し出口７から流出する。
【０００３】また、測定管１，２の先端には、コイルと
磁石により構成されたドライバ８が取り付けられ、測定
管１，２を互いに逆の位相で振動させる。さらに、測定
管１，２の両側の直管部の対称位置には、コイルと磁石
等により形成される速度センサ９，１０が取り付けられ
て、測定管１，２間の相対速度を検出する。なお、速度
センサ９，１０の代わりに変位センサが取り付けられる
こともある。このように構成したことにより、測定管
１，２内に流体を満たし流量を０とした状態でドライバ
８を駆動すると、測定管１，２は、撓み軸ｗ−ｗ、ｗ’
−ｗ’をそれぞれ中心として互いに逆位相で振動する。
このとき速度センサ９，１０で検出される相対速度は互
いに同位相となる。
磁石により構成されたドライバ８が取り付けられ、測定
管１，２を互いに逆の位相で振動させる。さらに、測定
管１，２の両側の直管部の対称位置には、コイルと磁石
等により形成される速度センサ９，１０が取り付けられ
て、測定管１，２間の相対速度を検出する。なお、速度
センサ９，１０の代わりに変位センサが取り付けられる
こともある。このように構成したことにより、測定管
１，２内に流体を満たし流量を０とした状態でドライバ
８を駆動すると、測定管１，２は、撓み軸ｗ−ｗ、ｗ’
−ｗ’をそれぞれ中心として互いに逆位相で振動する。
このとき速度センサ９，１０で検出される相対速度は互
いに同位相となる。
【０００４】ここで、測定管１，２内に流体を流した場
合は、振動する測定管１，２内を流れる流体に流体速度
に比例したコリオリ力が流れ方向と直角方向に発生し、
測定管１，２は、撓み軸ｗ−ｗ、ｗ’−ｗ’および捩じ
り軸ｏ−ｏ、ｏ’−ｏ’をそれぞれ中心として互いに逆
位相で振動する。それにより速度センサ９，１０で検出
される相対速度は、互いに位相のずれた信号として検出
される。検出信号の位相差（時間差）は、質量流量に比
例したコリオリ力に比例するため、検出信号の位相差を
測定することで流体の質量流量を検出することが可能と
なる。
合は、振動する測定管１，２内を流れる流体に流体速度
に比例したコリオリ力が流れ方向と直角方向に発生し、
測定管１，２は、撓み軸ｗ−ｗ、ｗ’−ｗ’および捩じ
り軸ｏ−ｏ、ｏ’−ｏ’をそれぞれ中心として互いに逆
位相で振動する。それにより速度センサ９，１０で検出
される相対速度は、互いに位相のずれた信号として検出
される。検出信号の位相差（時間差）は、質量流量に比
例したコリオリ力に比例するため、検出信号の位相差を
測定することで流体の質量流量を検出することが可能と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コイルと磁石により構成されたドライバ８は、電流によ
る駆動方式であるため、適用管径が大きくなると、消費
電流が大きくなると言う問題があった。本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、大径の測定管であっても消費電流を少なくす
ることができる質量流量計を提供することにある。
コイルと磁石により構成されたドライバ８は、電流によ
る駆動方式であるため、適用管径が大きくなると、消費
電流が大きくなると言う問題があった。本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、大径の測定管であっても消費電流を少なくす
ることができる質量流量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、振動する測定管内を流れる流体に発
生するコリオリ力を利用して質量流量を測定する質量流
量計において、振動発生手段として圧電素子を用いたこ
とを特徴とする。
に、第１の発明は、振動する測定管内を流れる流体に発
生するコリオリ力を利用して質量流量を測定する質量流
量計において、振動発生手段として圧電素子を用いたこ
とを特徴とする。
【０００７】第２の発明は、第１の発明において、測定
管を直管とし、圧電素子の歪み方向を測定管の長手方向
として測定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両
端作動部を取り付けたことを特徴とする。
管を直管とし、圧電素子の歪み方向を測定管の長手方向
として測定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両
端作動部を取り付けたことを特徴とする。
【０００８】第３の発明は、第１の発明において、圧電
素子の歪み方向を測定管の長手方向として測定管の振動
の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を
取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定した
ことを特徴とする。
素子の歪み方向を測定管の長手方向として測定管の振動
の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を
取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定した
ことを特徴とする。
【０００９】第４の発明は、第１の発明において、圧電
素子の歪み方向を測定管の半径方向として測定管の振動
の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を
取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定した
ことを特徴とする。
素子の歪み方向を測定管の半径方向として測定管の振動
の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を
取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定した
ことを特徴とする。
【００１０】第５の発明は、第１の発明において、測定
管を複数本平行に配設し、圧電素子の歪み方向を測定管
の半径方向として測定管の振動の節に位置する部分の近
傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとともに他端
を他の測定管の同位置に固定したことを特徴とする。
管を複数本平行に配設し、圧電素子の歪み方向を測定管
の半径方向として測定管の振動の節に位置する部分の近
傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとともに他端
を他の測定管の同位置に固定したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】第１の発明においては、振動発生手段として圧
電素子が用いられたことにより、圧電素子に駆動されて
測定管が振動し、測定管内を流れる流体にコリオリ力が
発生する。
電素子が用いられたことにより、圧電素子に駆動されて
測定管が振動し、測定管内を流れる流体にコリオリ力が
発生する。
【００１２】第２の発明においては、測定管が直管とさ
れ、圧電素子の歪み方向が測定管の長手方向とされ、測
定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両端作動部
が取り付けられる。それにより測定管は腹の位置で圧電
素子により駆動されて振動する。
れ、圧電素子の歪み方向が測定管の長手方向とされ、測
定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両端作動部
が取り付けられる。それにより測定管は腹の位置で圧電
素子により駆動されて振動する。
【００１３】第３の発明においては、圧電素子の歪み方
向が測定管の長手方向とされ、測定管の振動の節に位置
する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端が取り付けら
れるとともに他端が測定管の支持部側に固定される。そ
れにより測定管は節の位置の近傍で圧電素子により駆動
されて振動する。
向が測定管の長手方向とされ、測定管の振動の節に位置
する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端が取り付けら
れるとともに他端が測定管の支持部側に固定される。そ
れにより測定管は節の位置の近傍で圧電素子により駆動
されて振動する。
【００１４】第４の発明においては、圧電素子の歪み方
向が測定管の半径方向にされ、測定管の振動の節に位置
する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端が取り付けら
れるとともに他端が測定管の支持部側に固定される。そ
れにより測定管は節の位置の近傍で圧電素子に駆動され
て振動する。
向が測定管の半径方向にされ、測定管の振動の節に位置
する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端が取り付けら
れるとともに他端が測定管の支持部側に固定される。そ
れにより測定管は節の位置の近傍で圧電素子に駆動され
て振動する。
【００１５】第５の発明においては、測定管が複数本平
行に配設され、圧電素子の歪み方向が測定管の半径方向
にされ、測定管の振動の節に位置する部分の近傍に圧電
素子の作動部の一端が取り付けられるとともに他端が他
の測定管の同位置に固定される。それにより測定管は節
の位置の近傍で圧電素子に駆動されて振動する。
行に配設され、圧電素子の歪み方向が測定管の半径方向
にされ、測定管の振動の節に位置する部分の近傍に圧電
素子の作動部の一端が取り付けられるとともに他端が他
の測定管の同位置に固定される。それにより測定管は節
の位置の近傍で圧電素子に駆動されて振動する。
【００１６】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は第２の発明に係る第１の実施例の構成を示す
外観図である。図において、測定管１１は直管により形
成され、その両端部がハウジング１２，１３により支持
され、中央の上下側面に圧電素子である積層セラミック
アクチュエータ１４，１５が取り付けられる。アクチュ
エータ１４，１５が取り付けられる測定管１１の中央部
は測定管１１が振動する際の腹にあたる位置である。
る。図１は第２の発明に係る第１の実施例の構成を示す
外観図である。図において、測定管１１は直管により形
成され、その両端部がハウジング１２，１３により支持
され、中央の上下側面に圧電素子である積層セラミック
アクチュエータ１４，１５が取り付けられる。アクチュ
エータ１４，１５が取り付けられる測定管１１の中央部
は測定管１１が振動する際の腹にあたる位置である。
【００１７】アクチュエータ１４，１５の具体的な取り
付けは、図１３に示すように構成されている。測定管１
１に断面Ｌ形をした固定具１６〜１９が一体的に固定さ
れ、この固定具１６，１７および１８，１９の間にアク
チュエータ１４，１５が接合される。アクチュエータ１
４，１５は電圧が印加されたときに測定管１１の長手方
向に歪みを発生する方向に取り付けられる。歪みは、そ
の印加電圧の極性により、伸びる場合と縮む場合があ
る。
付けは、図１３に示すように構成されている。測定管１
１に断面Ｌ形をした固定具１６〜１９が一体的に固定さ
れ、この固定具１６，１７および１８，１９の間にアク
チュエータ１４，１５が接合される。アクチュエータ１
４，１５は電圧が印加されたときに測定管１１の長手方
向に歪みを発生する方向に取り付けられる。歪みは、そ
の印加電圧の極性により、伸びる場合と縮む場合があ
る。
【００１８】そこでアクチュエータ１４，１５の歪み方
向が互いに反対となるようにそれぞれ電圧を印加する
と、上部の固定具１６，１７が長手方向に拡げらると
き、下部の固定具１８，１９は狭められて、測定管１１
は上方に撓む。また、印加電圧の極性を反転すると、歪
みが反転して測定管１１は下方に撓む。このようにアク
チュエータ１４，１５を測定管１１の共振周波数で交互
に伸縮させることで測定管１１は上下交互に湾曲し振動
を発生する。
向が互いに反対となるようにそれぞれ電圧を印加する
と、上部の固定具１６，１７が長手方向に拡げらると
き、下部の固定具１８，１９は狭められて、測定管１１
は上方に撓む。また、印加電圧の極性を反転すると、歪
みが反転して測定管１１は下方に撓む。このようにアク
チュエータ１４，１５を測定管１１の共振周波数で交互
に伸縮させることで測定管１１は上下交互に湾曲し振動
を発生する。
【００１９】その結果、測定管１１内を矢印方向へ流れ
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。なお、アクチュエータ１
４，１５は、測定管１１の上下いずれか片面に取り付け
るだけとすることも可能である。
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。なお、アクチュエータ１
４，１５は、測定管１１の上下いずれか片面に取り付け
るだけとすることも可能である。
【００２０】図２は第２の発明に係る第２の実施例の構
成を示す外観図である。この実施例が第１の実施例と異
なる点は、第１の実施例における測定管１１を複数本に
してそれぞれにアクチュエータを取り付けたことにあ
り、共通する部分には共通の番号を付して説明を省略す
る。この実施例では、例えば並行する２本の測定管１１
を互いに反対の位相で振動させ、両者の相対速度を速度
センサ等で検出すると、測定管１１が１本の場合に比べ
検出信号のゲインが２倍となる。
成を示す外観図である。この実施例が第１の実施例と異
なる点は、第１の実施例における測定管１１を複数本に
してそれぞれにアクチュエータを取り付けたことにあ
り、共通する部分には共通の番号を付して説明を省略す
る。この実施例では、例えば並行する２本の測定管１１
を互いに反対の位相で振動させ、両者の相対速度を速度
センサ等で検出すると、測定管１１が１本の場合に比べ
検出信号のゲインが２倍となる。
【００２１】図３は第３の発明に係る第３の実施例の構
成を示す外観図である。この実施例が第２の発明の実施
例と異なる点は、アクチュエータの設置位置を、測定管
の両端がハウジングに支持される部分にしたことであ
る。すなわち、図において測定管２１は直管により形成
され、その両端部がハウジング２２，２３により支持さ
れ、測定管２１の両端の上下面に積層セラミックアクチ
ュエータ２４〜２７が取り付けられる。
成を示す外観図である。この実施例が第２の発明の実施
例と異なる点は、アクチュエータの設置位置を、測定管
の両端がハウジングに支持される部分にしたことであ
る。すなわち、図において測定管２１は直管により形成
され、その両端部がハウジング２２，２３により支持さ
れ、測定管２１の両端の上下面に積層セラミックアクチ
ュエータ２４〜２７が取り付けられる。
【００２２】アクチュエータ２４〜２７の具体的な取り
付けは、図１４に示すように構成されている。断面Ｌ形
をした固定具２８、２９が測定管２１に一体的に固定さ
れ、これら固定具２８，２９とハウジング２２との間に
それぞれアクチュエータ２４，２５が接合される。アク
チュエータ２４，２５は電圧が印加されたときに測定管
２１の長手方向に歪みを発生する方向に取り付けられ
る。ここでアクチュエータ２４，２５の歪み方向が互い
に反対となるようにそれぞれ電圧を印加すると、固定具
２８，２９はハウジング２２に対し、一方は長手方向に
拡げられ、他方は狭められる。
付けは、図１４に示すように構成されている。断面Ｌ形
をした固定具２８、２９が測定管２１に一体的に固定さ
れ、これら固定具２８，２９とハウジング２２との間に
それぞれアクチュエータ２４，２５が接合される。アク
チュエータ２４，２５は電圧が印加されたときに測定管
２１の長手方向に歪みを発生する方向に取り付けられ
る。ここでアクチュエータ２４，２５の歪み方向が互い
に反対となるようにそれぞれ電圧を印加すると、固定具
２８，２９はハウジング２２に対し、一方は長手方向に
拡げられ、他方は狭められる。
【００２３】このとき、ハウジング２３側のアクチュエ
ータ２６，２７についても同じように電圧印加すると、
測定管２１の上面と下面とでは相反する方向の力を受け
て一方の側に撓む。また、印加電圧の極性を反転する
と、歪みが反転して逆方向に撓む。このようにアクチュ
エータ２４〜２７をそれぞれ測定管２１の共振周波数で
交互に伸縮させることで測定管２１は上下交互に湾曲し
て振動を発生する。その結果、測定管２１内を矢印方向
へ流れる流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形
する。それを図示しない速度センサ等で検出することに
より、流体の質量流量が測定される。
ータ２６，２７についても同じように電圧印加すると、
測定管２１の上面と下面とでは相反する方向の力を受け
て一方の側に撓む。また、印加電圧の極性を反転する
と、歪みが反転して逆方向に撓む。このようにアクチュ
エータ２４〜２７をそれぞれ測定管２１の共振周波数で
交互に伸縮させることで測定管２１は上下交互に湾曲し
て振動を発生する。その結果、測定管２１内を矢印方向
へ流れる流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形
する。それを図示しない速度センサ等で検出することに
より、流体の質量流量が測定される。
【００２４】この実施例では、湾曲して振動する測定管
２１がハウジング２２，２３に支持される両端の節の部
分で、それぞれアクチュエータ２４〜２７により駆動さ
れることにより安定した振動が得られ、測定値が安定す
る。なお、アクチュエータ２４〜２７は測定管２１の上
下いずれか一面だけに取り付けることも可能である。
２１がハウジング２２，２３に支持される両端の節の部
分で、それぞれアクチュエータ２４〜２７により駆動さ
れることにより安定した振動が得られ、測定値が安定す
る。なお、アクチュエータ２４〜２７は測定管２１の上
下いずれか一面だけに取り付けることも可能である。
【００２５】図４は第３の発明に係る第４の実施例の構
成を示す外観図である。この実施例が第３の実施例と異
なる点は、第３の実施例における測定管２１を複数本に
してそれぞれにアクチュエータを取り付けた点であり、
共通する部分には共通の番号を付して説明を省略する。
この実施例では、例えば並行する２本の測定管２１を互
いに反対の位相で振動させ、両者の相対速度を速度セン
サ等で検出すると、測定管２１が１本の場合に比べ検出
信号のゲインが２倍になる。
成を示す外観図である。この実施例が第３の実施例と異
なる点は、第３の実施例における測定管２１を複数本に
してそれぞれにアクチュエータを取り付けた点であり、
共通する部分には共通の番号を付して説明を省略する。
この実施例では、例えば並行する２本の測定管２１を互
いに反対の位相で振動させ、両者の相対速度を速度セン
サ等で検出すると、測定管２１が１本の場合に比べ検出
信号のゲインが２倍になる。
【００２６】図５、図６は第３の発明に係る第５の実施
例の構成を示す外観図である。この実施例が第３の実施
例と異なる点は、測定管３１をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング３２により支持したものである。す
なわち、測定管３１は図６に示されるように片持ち支持
される。この実施例では共通する部分には共通の番号を
付して説明を省略する。この実施例では、測定管３１が
片持ち支持されているため、測定管３１の中央部つまり
Ｕ字管の先端が自由となり、わずかな力でも振動が発生
する。それにより、測定管３１が発生するコリオリ力に
敏感に反応し、検出精度が向上する。
例の構成を示す外観図である。この実施例が第３の実施
例と異なる点は、測定管３１をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング３２により支持したものである。す
なわち、測定管３１は図６に示されるように片持ち支持
される。この実施例では共通する部分には共通の番号を
付して説明を省略する。この実施例では、測定管３１が
片持ち支持されているため、測定管３１の中央部つまり
Ｕ字管の先端が自由となり、わずかな力でも振動が発生
する。それにより、測定管３１が発生するコリオリ力に
敏感に反応し、検出精度が向上する。
【００２７】図７は第４の発明に係る第６の実施例の構
成を示す外観図である。この実施例が第３の発明の実施
例と異なる点は、アクチュエータの歪み方向を測定管４
１の半径方向としたことである。すなわち、図において
測定管４１は直管により形成され、その両端部がハウジ
ング４２により支持され、測定管４１の両端の下面に積
層セラミックアクチュエータ４３，４４がそれぞれ取り
付けられる。
成を示す外観図である。この実施例が第３の発明の実施
例と異なる点は、アクチュエータの歪み方向を測定管４
１の半径方向としたことである。すなわち、図において
測定管４１は直管により形成され、その両端部がハウジ
ング４２により支持され、測定管４１の両端の下面に積
層セラミックアクチュエータ４３，４４がそれぞれ取り
付けられる。
【００２８】アクチュエータ４３，４４の具体的な取り
付けは、図１５に示すように構成されている。測定管４
１の端部には固定リング４５が嵌合され、アクチュエー
タ４３の上端がこの固定リング４５に接合され、下端が
固定板４６を介してハウジング４２に接合されている。
アクチュエータ４３は電圧が印加されると、測定管４１
の半径方向に歪みを発生する。
付けは、図１５に示すように構成されている。測定管４
１の端部には固定リング４５が嵌合され、アクチュエー
タ４３の上端がこの固定リング４５に接合され、下端が
固定板４６を介してハウジング４２に接合されている。
アクチュエータ４３は電圧が印加されると、測定管４１
の半径方向に歪みを発生する。
【００２９】ここでアクチュエータ４３が伸びるように
電圧を印加すると、下端をハウジング４２に支持されて
いるため、アクチュエータ４３は固定リング４５を上方
へ押し上げようとする。このとき、ハウジング４２の反
対側、すなわち測定管４１の他端部に支持されたアクチ
ュエータ４４についても同じように電圧印加すると、測
定管４１は両端で上方へ押し上げられて、上方へ撓む。
電圧を印加すると、下端をハウジング４２に支持されて
いるため、アクチュエータ４３は固定リング４５を上方
へ押し上げようとする。このとき、ハウジング４２の反
対側、すなわち測定管４１の他端部に支持されたアクチ
ュエータ４４についても同じように電圧印加すると、測
定管４１は両端で上方へ押し上げられて、上方へ撓む。
【００３０】また、印加電圧の極性を反転すると、歪み
が反転して下方向に撓む。それにより、アクチュエータ
４３，４４をそれぞれ測定管４１の共振周波数で交互に
伸縮させることで測定管４１は上下交互に湾曲して振動
を発生する。その結果、測定管４１内を矢印方向へ流れ
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。この実施例では、湾曲し
て振動する測定管４１がハウジング４２に支持される両
端の節の部分で、それぞれアクチュエータ４３，４４に
駆動されて安定した振動が得られ、測定値が安定する。
が反転して下方向に撓む。それにより、アクチュエータ
４３，４４をそれぞれ測定管４１の共振周波数で交互に
伸縮させることで測定管４１は上下交互に湾曲して振動
を発生する。その結果、測定管４１内を矢印方向へ流れ
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。この実施例では、湾曲し
て振動する測定管４１がハウジング４２に支持される両
端の節の部分で、それぞれアクチュエータ４３，４４に
駆動されて安定した振動が得られ、測定値が安定する。
【００３１】図８、図９は第４の発明に係る第７の実施
例の構成を示す外観図である。この実施例が第６の実施
例と異なる点は、測定管５１をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング５２により支持したものである。す
なわち、測定管５１は図９に示されるように片持ち支持
される。測定管５１の両端の下面とハウジング５２の間
に積層セラミックアクチュエータ５３，５４が第６の実
施例と同様にして取り付けられる。この実施例では、測
定管５１が片持ち支持されているため、測定管５１の中
央部つまりＵ字管の先端が自由となり、わずかな力でも
振動が発生する。それにより、測定管５１は発生するコ
リオリ力に敏感に反応し、検出精度が向上する。
例の構成を示す外観図である。この実施例が第６の実施
例と異なる点は、測定管５１をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング５２により支持したものである。す
なわち、測定管５１は図９に示されるように片持ち支持
される。測定管５１の両端の下面とハウジング５２の間
に積層セラミックアクチュエータ５３，５４が第６の実
施例と同様にして取り付けられる。この実施例では、測
定管５１が片持ち支持されているため、測定管５１の中
央部つまりＵ字管の先端が自由となり、わずかな力でも
振動が発生する。それにより、測定管５１は発生するコ
リオリ力に敏感に反応し、検出精度が向上する。
【００３２】図１０は第５の発明に係る第８の実施例の
構成を示す外観図である。この実施例が第４の発明の実
施例と異なる点は、測定管を複数本配設し、アクチュエ
ータを測定管と測定管の間に設置したことである。すな
わち、図に示すように、２本に分流された測定管６１，
６２は両端をハウジング６３，６４に支持されて平行に
配設されるとともに、両端で測定管６１，６２の間に積
層セラミックアクチュエータ６５，６６がそれぞれ接合
される。
構成を示す外観図である。この実施例が第４の発明の実
施例と異なる点は、測定管を複数本配設し、アクチュエ
ータを測定管と測定管の間に設置したことである。すな
わち、図に示すように、２本に分流された測定管６１，
６２は両端をハウジング６３，６４に支持されて平行に
配設されるとともに、両端で測定管６１，６２の間に積
層セラミックアクチュエータ６５，６６がそれぞれ接合
される。
【００３３】アクチュエータ６５，６６の具体的な取り
付けは、図１６に示すように構成されている。測定管６
１，６２の端部にはそれぞれ固定リング６９，７０が嵌
合され、その間にアクチュエータ６５が接合されてい
る。アクチュエータ６５は電圧が印加されると、測定管
６１，６２の半径方向に歪みを発生する。ここでアクチ
ュエータ６５が伸びるように電圧を印加すると、測定管
６１は押し上げられ、測定管６２は押し下げられる。こ
のとき、ハウジング６４側のアクチュエータ６６につい
ても同じように電圧印加すると、測定管６１は上方へ、
測定管６２は下方へそれぞれ撓む。すなわち、測定管６
１と測定管６２との間が拡がる。
付けは、図１６に示すように構成されている。測定管６
１，６２の端部にはそれぞれ固定リング６９，７０が嵌
合され、その間にアクチュエータ６５が接合されてい
る。アクチュエータ６５は電圧が印加されると、測定管
６１，６２の半径方向に歪みを発生する。ここでアクチ
ュエータ６５が伸びるように電圧を印加すると、測定管
６１は押し上げられ、測定管６２は押し下げられる。こ
のとき、ハウジング６４側のアクチュエータ６６につい
ても同じように電圧印加すると、測定管６１は上方へ、
測定管６２は下方へそれぞれ撓む。すなわち、測定管６
１と測定管６２との間が拡がる。
【００３４】また、印加電圧の極性を反転すると、歪み
が反転して、測定管６１は下方へ、測定管６２は下方へ
それぞれ撓み、測定管６１と測定管６２との間が狭ま
る。それにより、アクチュエータ６５，６６をそれぞれ
測定管６１，６２の共振周波数で交互に伸縮させること
で測定管６１，６２は上下に開閉動作をして振動を発生
する。その結果、測定管６１，６２内を矢印方向へ流れ
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。なお、図中の６７，６８
はフローデバイダである。
が反転して、測定管６１は下方へ、測定管６２は下方へ
それぞれ撓み、測定管６１と測定管６２との間が狭ま
る。それにより、アクチュエータ６５，６６をそれぞれ
測定管６１，６２の共振周波数で交互に伸縮させること
で測定管６１，６２は上下に開閉動作をして振動を発生
する。その結果、測定管６１，６２内を矢印方向へ流れ
る流体にコリオリ力が発生し、振動の位相が変形する。
それを図示しない速度センサ等で検出することにより、
流体の質量流量が測定される。なお、図中の６７，６８
はフローデバイダである。
【００３５】この実施例では、湾曲して振動する測定管
６１，６２がハウジング６３，６４に支持される両端の
節の部分でそれぞれアクチュエータ６５，６６に駆動さ
れて安定した振動が得られ測定値が安定する。同時に、
両者の相対速度を速度センサ等で検出すると、測定管が
１本の場合に比べ検出信号のゲインが２倍となる。
６１，６２がハウジング６３，６４に支持される両端の
節の部分でそれぞれアクチュエータ６５，６６に駆動さ
れて安定した振動が得られ測定値が安定する。同時に、
両者の相対速度を速度センサ等で検出すると、測定管が
１本の場合に比べ検出信号のゲインが２倍となる。
【００３６】図１１，図１２は第５の発明に係る第９の
実施例の構成を示す外観図である。この実施例が第８の
実施例と異なる点は、測定管をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング７３により支持したものである。す
なわち、測定管７１，７２は図１２に示されるように片
持ち支持される。
実施例の構成を示す外観図である。この実施例が第８の
実施例と異なる点は、測定管をＵ字管にして、その両端
を同一のハウジング７３により支持したものである。す
なわち、測定管７１，７２は図１２に示されるように片
持ち支持される。
【００３７】この実施例では、測定管７１，７２が片持
ち支持されているため、測定管７１，７２の中央部つま
りＵ字管の先端が自由となり、わずかな力でも振動が発
生する。それにより、測定管７１，７２は、発生するコ
リオリ力に敏感に反応し、検出精度が向上する。以上の
各実施例は、測定管に振動を発生させるため積層セラミ
ックアクチュエータを用いたが、圧電効果のある素子で
あれば他のものでも使用可能である。
ち支持されているため、測定管７１，７２の中央部つま
りＵ字管の先端が自由となり、わずかな力でも振動が発
生する。それにより、測定管７１，７２は、発生するコ
リオリ力に敏感に反応し、検出精度が向上する。以上の
各実施例は、測定管に振動を発生させるため積層セラミ
ックアクチュエータを用いたが、圧電効果のある素子で
あれば他のものでも使用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
振動発生手段として圧電素子を用いたことにより、圧電
素子に駆動されて測定管が振動し、測定管内を流れる流
体にコリオリ力が発生する。それにより、従来の磁石と
コイルからなるドライバーに比べ、消費電流が少なくな
る。
振動発生手段として圧電素子を用いたことにより、圧電
素子に駆動されて測定管が振動し、測定管内を流れる流
体にコリオリ力が発生する。それにより、従来の磁石と
コイルからなるドライバーに比べ、消費電流が少なくな
る。
【００３９】第２の発明によれば、測定管を直管とする
とともに、圧電素子の歪み方向を測定管の長手方向と
し、測定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両端
作動部を取り付ける。それにより、測定管は腹の位置で
圧電素子により駆動され、効率良く振動する。
とともに、圧電素子の歪み方向を測定管の長手方向と
し、測定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の両端
作動部を取り付ける。それにより、測定管は腹の位置で
圧電素子により駆動され、効率良く振動する。
【００４０】第３の発明によれば、圧電素子の歪み方向
を測定管の長手方向とし、測定管の振動の節に位置する
部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとと
もに他端を測定管の支持部側に固定する。それにより測
定管は振幅の小さい節の位置の近傍で圧電素子により駆
動されて安定した振動が得られる。
を測定管の長手方向とし、測定管の振動の節に位置する
部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとと
もに他端を測定管の支持部側に固定する。それにより測
定管は振幅の小さい節の位置の近傍で圧電素子により駆
動されて安定した振動が得られる。
【００４１】第４の発明によれば、圧電素子の歪み方向
を測定管の半径方向とし、測定管の振動の節に位置する
部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとと
もに他端を測定管の支持部側に固定する。それにより測
定管は振幅の小さい節の位置の近傍で圧電素子により駆
動されて安定した振動が得られる。
を測定管の半径方向とし、測定管の振動の節に位置する
部分の近傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとと
もに他端を測定管の支持部側に固定する。それにより測
定管は振幅の小さい節の位置の近傍で圧電素子により駆
動されて安定した振動が得られる。
【００４２】第５の発明によれば、測定管を複数本平行
に配設し、圧電素子の歪み方向を測定管の半径方向と
し、測定管の振動の節に位置する部分の近傍に圧電素子
の作動部の一端を取り付けるとともに他端を他の測定管
の同位置に固定する。それにより測定管は振幅の小さい
節の位置の近傍で圧電素子により駆動されて安定した振
動が得られる。
に配設し、圧電素子の歪み方向を測定管の半径方向と
し、測定管の振動の節に位置する部分の近傍に圧電素子
の作動部の一端を取り付けるとともに他端を他の測定管
の同位置に固定する。それにより測定管は振幅の小さい
節の位置の近傍で圧電素子により駆動されて安定した振
動が得られる。
【図１】第２の発明に係る第１の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図２】第２の発明に係る第２の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図３】第３の発明に係る第３の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図４】第３の発明に係る第４の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図５】第３の発明に係る第５の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】第４の発明に係る第６の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図８】第４の発明に係る第７の実施例の構成を示す外
観図である。
観図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】第５の発明に係る第８の実施例の構成を示す
外観図である。
外観図である。
【図１１】第５の発明に係る第９の実施例の構成を示す
外観図である。
外観図である。
【図１２】図１１の側面図である。
【図１３】図１の要部の拡大図である。
【図１４】図３の要部の拡大図である。
【図１５】図７の要部の拡大図である。
【図１６】図１０の要部の拡大図である。
【図１７】従来例の外観斜視図である。
１１ 測定管 １２，１３ ハウジング １４，１５ 積層セラミックアクチュエータ １６〜１９ 固定具 ２１ 測定管 ２２，２３ ハウジング ２４〜２７ 積層セラミックアクチュエータ ２８，２９ 固定具 ３１ 測定管 ３２ ハウジング ４１ 測定管 ４２ ハウジング ４３，４４ 積層セラミックアクチュエータ ４５ 固定リング ４６ 固定板 ５１ 測定管 ５２ ハウジング ５３，５４ 積層セラミックアクチュエータ ６１，６２ 測定管 ６３，６４ ハウジング ６５，６６ 積層セラミックアクチュエータ ６９，７０ 固定リング ７１，７２ 測定管 ７３ ハウジング
Claims (5)
- 【請求項１】 振動する測定管内を流れる流体に発生す
るコリオリ力を利用して質量流量を測定する質量流量計
において、振動発生手段として圧電素子を用いたことを
特徴とする質量流量計。 - 【請求項２】 請求項１記載の質量流量計において、測
定管を直管とし、圧電素子の歪み方向を測定管の長手方
向とし、測定管の振動の腹に位置する部分に圧電素子の
両端作動部を取り付けたことを特徴とする質量流量計。 - 【請求項３】 請求項１記載の質量流量計において、圧
電素子の歪み方向を測定管の長手方向とし、測定管の振
動の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端
を取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定し
たことを特徴とする質量流量計。 - 【請求項４】 請求項１記載の質量流量計において、圧
電素子の歪み方向を測定管の半径方向とし、測定管の振
動の節に位置する部分の近傍に圧電素子の作動部の一端
を取り付けるとともに他端を測定管の支持部側に固定し
たことを特徴とする質量流量計。 - 【請求項５】 請求項１記載の質量流量計において、測
定管を複数本平行に配設し、圧電素子の歪み方向を測定
管の半径方向とし、測定管の振動の節に位置する部分の
近傍に圧電素子の作動部の一端を取り付けるとともに他
端を他の測定管の同位置に固定したことを特徴とする質
量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22211392A JPH0650784A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22211392A JPH0650784A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650784A true JPH0650784A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16777356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22211392A Withdrawn JPH0650784A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650784A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620079C2 (de) * | 1996-05-20 | 2001-08-23 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| JP2008268227A (ja) * | 1998-12-08 | 2008-11-06 | Emerson Electric Co | コリオリ質量流量センサ |
| JP2009300462A (ja) * | 2000-08-18 | 2009-12-24 | Emerson Electric Co | コリオリ質量流量センサ |
| WO2020053033A1 (fr) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Commissariat a l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif de mesure de débit massique |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP22211392A patent/JPH0650784A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620079C2 (de) * | 1996-05-20 | 2001-08-23 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| JP2008268227A (ja) * | 1998-12-08 | 2008-11-06 | Emerson Electric Co | コリオリ質量流量センサ |
| EP2071297A2 (en) * | 1998-12-08 | 2009-06-17 | Emerson Electric Co. | Coriolis Mass Flow Controller |
| EP2071297A3 (en) * | 1998-12-08 | 2009-12-09 | Emerson Electric Co. | Coriolis Mass Flow Controller |
| JP2009300462A (ja) * | 2000-08-18 | 2009-12-24 | Emerson Electric Co | コリオリ質量流量センサ |
| EP1182433B1 (en) * | 2000-08-18 | 2019-01-23 | Emerson Electric Co. | Coriolis mass flow sensor |
| WO2020053033A1 (fr) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Commissariat a l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif de mesure de débit massique |
| FR3086055A1 (fr) * | 2018-09-13 | 2020-03-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de mesure de debit massique |
| US11644355B2 (en) | 2018-09-13 | 2023-05-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Mass flow rate measurement device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |