JPH0678923B2 - 質量流量計における異常検出器 - Google Patents
質量流量計における異常検出器Info
- Publication number
- JPH0678923B2 JPH0678923B2 JP31576686A JP31576686A JPH0678923B2 JP H0678923 B2 JPH0678923 B2 JP H0678923B2 JP 31576686 A JP31576686 A JP 31576686A JP 31576686 A JP31576686 A JP 31576686A JP H0678923 B2 JPH0678923 B2 JP H0678923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conduit
- coriolis force
- signal
- mass flowmeter
- driving
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、コリオリの力を利用した質量流量計における
異常を検出し、この異常を表示又は警告する質量流量計
の異常検出器に関する。
異常を検出し、この異常を表示又は警告する質量流量計
の異常検出器に関する。
従来技術 導管を流れる流体流に対して振動を与えると、流体の流
れの向きと、導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
の質量流量に比例することが知られており、特開昭54−
52570号公報において、コリオリの力を利用した質量流
量計が開示されている。この従来技術は支持部材に流入
口および流出口をもったＵ字形の導管を固着した形状を
しており、流体は流入口を通り流出口より流出する。Ｕ
字形導管体面に対して垂直の方向に上記固着に対応する
固着線を軸として回転振動を与えると、Ｕ字形導管を流
れる流体によるコリオリの力が作用し、固着線に対して
垂直なＵ字形導管体軸に関してコリオリの力に比例した
捩り振動が生じるので、このコリオリの力を導管が基準
面を通過する時間差から求めることにより流量流を求め
るものである。また、特開昭58−156813号公報において
は、導管を直管として２点間で支持して変形振動させ、
発生するコリオリの力を２つの交流出力検出器で検出さ
れた信号の時間差から求めている。
れの向きと、導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
の質量流量に比例することが知られており、特開昭54−
52570号公報において、コリオリの力を利用した質量流
量計が開示されている。この従来技術は支持部材に流入
口および流出口をもったＵ字形の導管を固着した形状を
しており、流体は流入口を通り流出口より流出する。Ｕ
字形導管体面に対して垂直の方向に上記固着に対応する
固着線を軸として回転振動を与えると、Ｕ字形導管を流
れる流体によるコリオリの力が作用し、固着線に対して
垂直なＵ字形導管体軸に関してコリオリの力に比例した
捩り振動が生じるので、このコリオリの力を導管が基準
面を通過する時間差から求めることにより流量流を求め
るものである。また、特開昭58−156813号公報において
は、導管を直管として２点間で支持して変形振動させ、
発生するコリオリの力を２つの交流出力検出器で検出さ
れた信号の時間差から求めている。
従来例における問題点 コリオリの力を利用した質量流量計は、通常、上述した
ように導管に振動を与える方式のものが一般化してい
る。又、導管を加振する場合の振動周波数は導管の固有
振動数が選ばれる。コリオリの力は加振力に対して極め
て小さいので、高精度に検出することは困難であり外部
振動による雑音の影響を受け易い。コリオリの力の大き
さは、固有振動数が一定のときは、振幅に比例するの
で、大きい振幅で効率よく加振するため、導管の固有振
動数で駆動して、S/N比の向上を計っている。更に、導
管の肉厚を薄くし、曲げ剛性を小さくするとか、導管の
形状のコリオリの力によるモーメントを大きくし、時間
差検出信号を大きくするようにする等により検出感度を
あげる試みがなされている。上述したコリオリの力の検
出感度を向上させようとする手段と、導管の疲労強度を
あげて信頼度を向上させようとすることは矛盾するもの
であるが、危険な流体を含む多様な流体を計測する流量
計としては、導管が疲労破断することによる流体流出等
の災害は未然に防止しなければならないが、従来このよ
うな予防対策はなされていなかった。
ように導管に振動を与える方式のものが一般化してい
る。又、導管を加振する場合の振動周波数は導管の固有
振動数が選ばれる。コリオリの力は加振力に対して極め
て小さいので、高精度に検出することは困難であり外部
振動による雑音の影響を受け易い。コリオリの力の大き
さは、固有振動数が一定のときは、振幅に比例するの
で、大きい振幅で効率よく加振するため、導管の固有振
動数で駆動して、S/N比の向上を計っている。更に、導
管の肉厚を薄くし、曲げ剛性を小さくするとか、導管の
形状のコリオリの力によるモーメントを大きくし、時間
差検出信号を大きくするようにする等により検出感度を
あげる試みがなされている。上述したコリオリの力の検
出感度を向上させようとする手段と、導管の疲労強度を
あげて信頼度を向上させようとすることは矛盾するもの
であるが、危険な流体を含む多様な流体を計測する流量
計としては、導管が疲労破断することによる流体流出等
の災害は未然に防止しなければならないが、従来このよ
うな予防対策はなされていなかった。
問題点解決の手段 本発明は、上述したコリオリの力式質量流量計の異常を
検出して、導管の疲労破断による流体流出を防ぐための
警報を発信することを目的としてなされたものである。
流体が流通されている導管は耐蝕性のあるステンレス管
体が使用されることが多く、この導管は固有振動周波数
の一定振幅で駆動されるが、この導管が金属組織として
安定な場合は駆動エネルギーは一定であるが、疲労が始
まり、金属組織内の転位の進行と、転位面間の滑り等の
ため、内部摩擦が増大し、一定振動で駆動するためのエ
ネルギが増大することに着目し、例えば、電磁駆動する
場合の電流又は電圧値が所定レベルを越えたとき警報を
発するようにしたものである。
検出して、導管の疲労破断による流体流出を防ぐための
警報を発信することを目的としてなされたものである。
流体が流通されている導管は耐蝕性のあるステンレス管
体が使用されることが多く、この導管は固有振動周波数
の一定振幅で駆動されるが、この導管が金属組織として
安定な場合は駆動エネルギーは一定であるが、疲労が始
まり、金属組織内の転位の進行と、転位面間の滑り等の
ため、内部摩擦が増大し、一定振動で駆動するためのエ
ネルギが増大することに着目し、例えば、電磁駆動する
場合の電流又は電圧値が所定レベルを越えたとき警報を
発するようにしたものである。
実施例 第２図は、本発明の実施例を説明するための前提となる
Ｕ字形導管をもつコリオリの力式質量流量計の一例を示
す平面図、図中、Ｕ字形導管１が支持部材２に軸XX′を
対称軸として固着支持されるとともに、軸XX′方向に延
びる往復動部材３の一端が支持部材２に固着されてい
る。この往復動部材３の他端には、導管１の固着点を結
ぶ軸YY′回りの導管１の固有振動数と実質的に等しい振
動数で加振する駆動コイル４が配設されている。この駆
動コイル４の軸上に磁石５が導管１に保持板６を介して
装着されており、図示しない駆動源により、紙面と垂直
方向に吸引反発され、この結果、導管１は軸YY′の回り
に駆動される。これにより、Ｑ方向に流れる流体に対し
てコリオリの力が作用し、XX′軸まわりに回転力が生ず
る。これを導管１の両腕に対称的に固設されたピックア
ップコイル８により、該ピックアップコイル８と固定さ
れた磁石７との相対運動によって生ずる電気信号の時間
差としてコリオリの力を求めている。
Ｕ字形導管をもつコリオリの力式質量流量計の一例を示
す平面図、図中、Ｕ字形導管１が支持部材２に軸XX′を
対称軸として固着支持されるとともに、軸XX′方向に延
びる往復動部材３の一端が支持部材２に固着されてい
る。この往復動部材３の他端には、導管１の固着点を結
ぶ軸YY′回りの導管１の固有振動数と実質的に等しい振
動数で加振する駆動コイル４が配設されている。この駆
動コイル４の軸上に磁石５が導管１に保持板６を介して
装着されており、図示しない駆動源により、紙面と垂直
方向に吸引反発され、この結果、導管１は軸YY′の回り
に駆動される。これにより、Ｑ方向に流れる流体に対し
てコリオリの力が作用し、XX′軸まわりに回転力が生ず
る。これを導管１の両腕に対称的に固設されたピックア
ップコイル８により、該ピックアップコイル８と固定さ
れた磁石７との相対運動によって生ずる電気信号の時間
差としてコリオリの力を求めている。
第１図は、本発明の一実施例を示すために叙上の質量流
量計の動作を信号の流れの面から説明するブロック図
で、図において、導管１の左右に配設されたピックアッ
プコイル８から導管１の速度に比例した正弦波信号が出
力され、この正弦波信号をインテグレータ11で積分する
ことにより位置信号に変換して位相差検出回路12により
時間差を求めて質量信号とし、増幅回路13を径て端子14
より流量信号を出力する。同時に、ピックアップコイル
８の信号がリニア増幅器20により増幅され、この信号を
受けて駆動回路16を介して駆動コイル４が正弦駆動さ
れ、これによりピックアップコイル８−リニア増幅器20
−駆動回路16−導管１−往復動部材３−駆動コイル４−
磁石５−導管１−ピックアップコイル８からなる正帰還
用ループにより固有振動数の正弦振動する。駆動信号増
幅制御回路15は、前記正帰還ループが発振することを抑
制し一定振幅の振動を継続するための振幅制御回路であ
り、インテグレータ11の信号を整流して得た直流信号
と、一定振動値に相当する基準電圧と比較する比較増幅
器（図示せず）等から成り、前記直流信号と基準電圧と
の差信号により駆動回路16を駆動するものである。従っ
て、該駆動回路16への入力信号は被測定流体の密度が一
定で、導管１が疲労しない正常時では一定の値となって
いるが、疲労により導管１の内部摩擦が増加した場合
は、その分大きい信号となる。本発明においては、この
信号の変化に着目して、被測定流体の密度範囲による駆
動信号振幅制御回路15からの出力信号を勘案して振幅限
界値設定器17の基準電圧を設定して、この設定値と前記
駆動信号振幅制御回路15の出力信号とをコンパレータ18
で比較し、設定値を越えたとき端子19よりアラーム信号
を発信して警報するものである。なお、以上には、本発
明をＵ字形導管１をもったコリオリの力式質量流量計に
適用した場合について述べたが、導管が直管の場合、お
よび、その他の形状のものでも導管を正弦駆動として生
ずるコリオリの力を検出する方式のものであれば、導管
の疲労による駆動エネルギは増大するものであり、本発
明は、このような物理量を発生する方式のコリオリの力
式質量流量計すべてについて適用できるものである。
量計の動作を信号の流れの面から説明するブロック図
で、図において、導管１の左右に配設されたピックアッ
プコイル８から導管１の速度に比例した正弦波信号が出
力され、この正弦波信号をインテグレータ11で積分する
ことにより位置信号に変換して位相差検出回路12により
時間差を求めて質量信号とし、増幅回路13を径て端子14
より流量信号を出力する。同時に、ピックアップコイル
８の信号がリニア増幅器20により増幅され、この信号を
受けて駆動回路16を介して駆動コイル４が正弦駆動さ
れ、これによりピックアップコイル８−リニア増幅器20
−駆動回路16−導管１−往復動部材３−駆動コイル４−
磁石５−導管１−ピックアップコイル８からなる正帰還
用ループにより固有振動数の正弦振動する。駆動信号増
幅制御回路15は、前記正帰還ループが発振することを抑
制し一定振幅の振動を継続するための振幅制御回路であ
り、インテグレータ11の信号を整流して得た直流信号
と、一定振動値に相当する基準電圧と比較する比較増幅
器（図示せず）等から成り、前記直流信号と基準電圧と
の差信号により駆動回路16を駆動するものである。従っ
て、該駆動回路16への入力信号は被測定流体の密度が一
定で、導管１が疲労しない正常時では一定の値となって
いるが、疲労により導管１の内部摩擦が増加した場合
は、その分大きい信号となる。本発明においては、この
信号の変化に着目して、被測定流体の密度範囲による駆
動信号振幅制御回路15からの出力信号を勘案して振幅限
界値設定器17の基準電圧を設定して、この設定値と前記
駆動信号振幅制御回路15の出力信号とをコンパレータ18
で比較し、設定値を越えたとき端子19よりアラーム信号
を発信して警報するものである。なお、以上には、本発
明をＵ字形導管１をもったコリオリの力式質量流量計に
適用した場合について述べたが、導管が直管の場合、お
よび、その他の形状のものでも導管を正弦駆動として生
ずるコリオリの力を検出する方式のものであれば、導管
の疲労による駆動エネルギは増大するものであり、本発
明は、このような物理量を発生する方式のコリオリの力
式質量流量計すべてについて適用できるものである。
効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、流体が流通
する導管を一定振幅の固有振動数で駆動することにより
発生するコリオリの力式質量流量計において、駆動装置
を一定振幅で駆動を継続するために補給する電圧又は電
流値が導管の疲労により生ずる導管の内部損失分だけ増
加するという簡単な原理によって安価に質量流量計の異
常を検出でき、導管が疲労破断して危険な流体が流出す
る等の問題を未然に防止することができる。
する導管を一定振幅の固有振動数で駆動することにより
発生するコリオリの力式質量流量計において、駆動装置
を一定振幅で駆動を継続するために補給する電圧又は電
流値が導管の疲労により生ずる導管の内部損失分だけ増
加するという簡単な原理によって安価に質量流量計の異
常を検出でき、導管が疲労破断して危険な流体が流出す
る等の問題を未然に防止することができる。
第１図は、本発明の一実施例を説明するための電気的ブ
ロック図、第２図は、コリオリの力式質量流量計の一例
を示す平面図である。 １…導管,2…支持部部,3…往復動部材,4…駆動コイル,
5,7…磁石,8…ピックアップコイル,15…駆動信号振幅制
御回路,16…駆動回路,17…振幅限界値設定器,18…コン
パレータ,19…アラーム出力端子。
ロック図、第２図は、コリオリの力式質量流量計の一例
を示す平面図である。 １…導管,2…支持部部,3…往復動部材,4…駆動コイル,
5,7…磁石,8…ピックアップコイル,15…駆動信号振幅制
御回路,16…駆動回路,17…振幅限界値設定器,18…コン
パレータ,19…アラーム出力端子。
Claims (1)
- 【請求項１】流体が流通する導管と、該導管を支持する
支持手段と、支持区間を一定振幅の固有振動数で導管軸
に直交する方向に駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆
動により生ずるコリオリの力を検出する検出手段とから
なり、コリオリの力に比例した質量流量を求める質量流
量計において、前記駆動手段の駆動信号を該駆動信号の
規定値として定められた基準値と比較し、該駆動信号が
該基準値を越えた時に警報の発信およびまたは駆動を停
止することを特徴とする質量流量計における異常検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31576686A JPH0678923B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 質量流量計における異常検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31576686A JPH0678923B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 質量流量計における異常検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63165718A JPS63165718A (ja) | 1988-07-09 |
| JPH0678923B2 true JPH0678923B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=18069286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31576686A Expired - Lifetime JPH0678923B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 質量流量計における異常検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678923B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02221818A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-04 | Tokico Ltd | 質量流量計 |
| JPH07113562B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1995-12-06 | トキコ株式会社 | 質量流量計 |
| JPH0357919A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-13 | Tokico Ltd | 質量流量計 |
| JPH0377021A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Tokico Ltd | 質量流量計 |
| JP4911219B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2012-04-04 | 横河電機株式会社 | コリオリ質量流量計 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP31576686A patent/JPH0678923B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63165718A (ja) | 1988-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |