JPH0682061B2 - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPH0682061B2 JPH0682061B2 JP6646987A JP6646987A JPH0682061B2 JP H0682061 B2 JPH0682061 B2 JP H0682061B2 JP 6646987 A JP6646987 A JP 6646987A JP 6646987 A JP6646987 A JP 6646987A JP H0682061 B2 JPH0682061 B2 JP H0682061B2
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- JP
- Japan
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- sensor
- sensor tube
- straight pipe
- tube
- fluid
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
- G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
-
- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/8481—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point
- G01F1/8486—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having loop-shaped measuring conduits, e.g. the measuring conduits form a loop with a crossing point with multiple measuring conduits
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は質量流量計に係り、特に被測流体の質量流量を
直接計測する構成とされた質量流量計に関する。
直接計測する構成とされた質量流量計に関する。
従来の技術 被測流体の流量は流体の種類，物性（密度，粘度な
ど），プロセス条件（温度，圧力）によって影響を受け
ない質量で表わされることが望ましい。従来、被測流体
の質量流量を計測する質量流量計としては、例えば被測
流体の体積流量を計測しこの計測値を質量に換算するい
わゆる間接型質量流量計と、間接型質量流量計よりも誤
差が小さく被測流体の質量流量を直接計測するいわゆる
直接型質量流量計がある。この種の質量流量計では特に
流量をより高精度に計測できる直接型質量流量計として
各々異なった原理に基づいた種々の流量計が提案されつ
つある。また、その中の一つとして振動するセンサチュ
ーブ内に流体を流したときに生ずるコリオリの力を利用
して質量流量を直接計測する流量計がある。
ど），プロセス条件（温度，圧力）によって影響を受け
ない質量で表わされることが望ましい。従来、被測流体
の質量流量を計測する質量流量計としては、例えば被測
流体の体積流量を計測しこの計測値を質量に換算するい
わゆる間接型質量流量計と、間接型質量流量計よりも誤
差が小さく被測流体の質量流量を直接計測するいわゆる
直接型質量流量計がある。この種の質量流量計では特に
流量をより高精度に計測できる直接型質量流量計として
各々異なった原理に基づいた種々の流量計が提案されつ
つある。また、その中の一つとして振動するセンサチュ
ーブ内に流体を流したときに生ずるコリオリの力を利用
して質量流量を直接計測する流量計がある。
発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記コリオリの力を利用して流量を計測する
構成の質量流量計では、被測流体が流入するセンサチュ
ーブの形状をよりコンパクトにして装置全体を小型化す
ることが要望されている。また、上記質量流量計ではセ
ンサチューブの加工する際にセンサチューブの形状がば
らつきのないように精度良く加工することにより、ゼロ
点の安定性及びセンサチューブの変位を検出するピック
アップの出力信号の直線性の向上が要望されている。
構成の質量流量計では、被測流体が流入するセンサチュ
ーブの形状をよりコンパクトにして装置全体を小型化す
ることが要望されている。また、上記質量流量計ではセ
ンサチューブの加工する際にセンサチューブの形状がば
らつきのないように精度良く加工することにより、ゼロ
点の安定性及びセンサチューブの変位を検出するピック
アップの出力信号の直線性の向上が要望されている。
そこで、本発明は上記要望に応じた質量流量計を提供す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、一端を被測流体が流入する流入口に連通し、
他端を流出口に連通してなり、前記流入口と流出口との
間で直管状に延在する直管部にα状の曲部を形成された
センサチューブと、前記センサチューブの曲部近傍を加
振し該センサチューブを振動させる加振器と、該センサ
チューブの直管部の変位を検出するピックアップとから
なり、センサチューブの形状をコンパクトにして装置の
小型化を図るとともに、計測精度の向上を図るようにし
たものである。
他端を流出口に連通してなり、前記流入口と流出口との
間で直管状に延在する直管部にα状の曲部を形成された
センサチューブと、前記センサチューブの曲部近傍を加
振し該センサチューブを振動させる加振器と、該センサ
チューブの直管部の変位を検出するピックアップとから
なり、センサチューブの形状をコンパクトにして装置の
小型化を図るとともに、計測精度の向上を図るようにし
たものである。
実施例 第１図及び第２図に本発明になる質量流量計の一実施例
を示す。両図中、質量流量計１は被測流体の質量流量を
直接計測する構成とされた流量計である。質量流量計１
は流入口２より左，右方向に分岐した分岐管2a,2bに一
端を連通し、他端を流出口３り左，右方向に分岐する分
岐管3a,3bに連通する一対のセンサチューブ4,5を有す
る。
を示す。両図中、質量流量計１は被測流体の質量流量を
直接計測する構成とされた流量計である。質量流量計１
は流入口２より左，右方向に分岐した分岐管2a,2bに一
端を連通し、他端を流出口３り左，右方向に分岐する分
岐管3a,3bに連通する一対のセンサチューブ4,5を有す
る。
一対のセンサチューブ4,5は夫々の両端部を保持部材6,7
に保持され、保持部材6,7間で平行に延在する。一方の
センサチューブ４は流入側の保持部材６より直線状に延
在する直管部4aと、直管部4aと流出側の保持部材７との
間で直管部4aより90度折曲されるとともに管路をα状に
曲げ加工された曲部4bとよりなる。また、他方のセンサ
チューブ５は流出側の保持部材７より直線状に延在する
直管部5aと、直管部5aと流入側の保持部材６との間で直
管部5aより90度折曲されるとともに管路をα状に形成さ
れた曲部5bとよりなる。
に保持され、保持部材6,7間で平行に延在する。一方の
センサチューブ４は流入側の保持部材６より直線状に延
在する直管部4aと、直管部4aと流出側の保持部材７との
間で直管部4aより90度折曲されるとともに管路をα状に
曲げ加工された曲部4bとよりなる。また、他方のセンサ
チューブ５は流出側の保持部材７より直線状に延在する
直管部5aと、直管部5aと流入側の保持部材６との間で直
管部5aより90度折曲されるとともに管路をα状に形成さ
れた曲部5bとよりなる。
従って、センサチューブ4,5は夫々直管部4a,5aに曲部4
b,5bを設けただけであり、よりコンパクトな形状とされ
ている。そのため、質量流量計１の全体構成は小型化が
図られている。
b,5bを設けただけであり、よりコンパクトな形状とされ
ている。そのため、質量流量計１の全体構成は小型化が
図られている。
８は支柱で、一対の保持部材6,7間でセンサチューブ4,5
と平行に延在し、両端の保持部材6,7を所定離間位置に
支持する。一対のセンサチューブ4,5は保持部材6,7を介
して支柱８によって平行状態に強固に保持されている。
そのため、例え外部振動が生じても、質量流量計１は外
乱による影響を受けにくい構成となっている。
と平行に延在し、両端の保持部材6,7を所定離間位置に
支持する。一対のセンサチューブ4,5は保持部材6,7を介
して支柱８によって平行状態に強固に保持されている。
そのため、例え外部振動が生じても、質量流量計１は外
乱による影響を受けにくい構成となっている。
９は加振器で、一方のセンサチューブ４をその固有振動
に近い振動数で振動させる。この加振器９は支柱８のセ
ンサチューブ４に対向する側面8aより突出する支持部8a
1に支持された環状のコイル部9aと、コイル部9a内に嵌
入しセンサチューブ４より支柱８側に突出する支持部4c
に支持されたマグネット部9bとよりなる。
に近い振動数で振動させる。この加振器９は支柱８のセ
ンサチューブ４に対向する側面8aより突出する支持部8a
1に支持された環状のコイル部9aと、コイル部9a内に嵌
入しセンサチューブ４より支柱８側に突出する支持部4c
に支持されたマグネット部9bとよりなる。
なお、加振部９はセンサチューブ４の曲部4b近傍に配設
され、直管部4aと曲部4bとの接続部分を上，下方向（矢
印Ｘ方向）に加振する向きで設けられている。また、他
方のセンサチューブ５は加振器10によって加振され、そ
の固有振動数に近い振動数で振動する。加振器10は上記
加振器９と同一構成であり、支柱８の側面8bの支持部8b
1に支持されたコイル部10aと、センサチューブ５の支持
部5cに支持されたマグネット部10bとよりなり、曲部5b
近傍に配設されている。
され、直管部4aと曲部4bとの接続部分を上，下方向（矢
印Ｘ方向）に加振する向きで設けられている。また、他
方のセンサチューブ５は加振器10によって加振され、そ
の固有振動数に近い振動数で振動する。加振器10は上記
加振器９と同一構成であり、支柱８の側面8bの支持部8b
1に支持されたコイル部10aと、センサチューブ５の支持
部5cに支持されたマグネット部10bとよりなり、曲部5b
近傍に配設されている。
従って、加振器9,10は夫コイル部9a,10aに電流を供給さ
れると磁界が発生し、これによりマグネット部9b,10bを
変位させてセンサチューブ4,5を加振する。
れると磁界が発生し、これによりマグネット部9b,10bを
変位させてセンサチューブ4,5を加振する。
11,12はピックアップで、夫々センサチューブ4,5に対向
する支柱８の側面8a,8bに設けられ、振動するるセンサ
チューブ4,5の変位を検出する。なお、ピックアップ11,
12は加振器9,10の近傍に設けられ、即ちセンサチューブ
4,5が加振されたとき直管部4a,5aの最も振幅が大きくな
る位置に対向し、直管部4a,5aの変位を検出しやすい位
置に配設されている。
する支柱８の側面8a,8bに設けられ、振動するるセンサ
チューブ4,5の変位を検出する。なお、ピックアップ11,
12は加振器9,10の近傍に設けられ、即ちセンサチューブ
4,5が加振されたとき直管部4a,5aの最も振幅が大きくな
る位置に対向し、直管部4a,5aの変位を検出しやすい位
置に配設されている。
なお、ピックアップ11,12としては、例えば近傍センサ
のような位置センサ、あるいは光センサのような距離セ
ンサ、あるいは電磁ピックアップのような速度センサが
考えられる。なお、電磁ピックアップの場合には、ピッ
クアップからの信号を積分して位置信号すなわち振幅を
検出する。
のような位置センサ、あるいは光センサのような距離セ
ンサ、あるいは電磁ピックアップのような速度センサが
考えられる。なお、電磁ピックアップの場合には、ピッ
クアップからの信号を積分して位置信号すなわち振幅を
検出する。
ここで、上記構成になる質量流量計の流量計測動作につ
き、第３図乃至第７図を併せ参照して説明する。
き、第３図乃至第７図を併せ参照して説明する。
流量計測時、被測流体は流入口２より流入し略等しい分
流比で分岐管2aと2bとに分流する。分岐管2aからの流体
はセンサチューブ４の直管部4aより曲部4bを通過して分
岐管3aに流入する。また、分岐管2bからの流体はセンサ
チューブ５の曲部5bより直管部5aを通過して分岐管3bに
流入する。一対のセンサチューブ4,,5を通過した流体は
分岐管3a,3bで合流し流出口３より流出する。
流比で分岐管2aと2bとに分流する。分岐管2aからの流体
はセンサチューブ４の直管部4aより曲部4bを通過して分
岐管3aに流入する。また、分岐管2bからの流体はセンサ
チューブ５の曲部5bより直管部5aを通過して分岐管3bに
流入する。一対のセンサチューブ4,,5を通過した流体は
分岐管3a,3bで合流し流出口３より流出する。
センサチューブ4,5は夫々曲部4b,5bの近傍を加振器9,10
により加振されると、センサチューブ4,5自体のバネ定
数とセンサチューブ4,5内を流れる流体の質量とにより
定まる固有振動数で振動する。第３図に示す如く、加振
器９にＡ点を加振されたセンサチューブ４は、保持部材
６に保持された部分を支点として、破線で示す上，下方
向に振動する。なお、直管部4aの上記振動とともに曲部
4bは弾力的にその環状部を撓わませて直管部4aの変位を
許容するる。
により加振されると、センサチューブ4,5自体のバネ定
数とセンサチューブ4,5内を流れる流体の質量とにより
定まる固有振動数で振動する。第３図に示す如く、加振
器９にＡ点を加振されたセンサチューブ４は、保持部材
６に保持された部分を支点として、破線で示す上，下方
向に振動する。なお、直管部4aの上記振動とともに曲部
4bは弾力的にその環状部を撓わませて直管部4aの変位を
許容するる。
また、直管部4bのＢ点においては、ピックアップ11がセ
ンサチューブ４の振動に伴う直管部4bの変位角θを検出
するる。なお、センサチューブ５でも上記センサチュー
ブ４と同様に加振器10により加振されて振動し、そのと
きの変位位置がピックアップ12によって検出される。
ンサチューブ４の振動に伴う直管部4bの変位角θを検出
するる。なお、センサチューブ５でも上記センサチュー
ブ４と同様に加振器10により加振されて振動し、そのと
きの変位位置がピックアップ12によって検出される。
このように、振動するセンサチューブ4,5内を被測流体
が流れると、直管部4,5ではコリオリの力が発生する。
従って、質量流量計１は、このコリオリの力によって生
ずる一対のセンサチューブ4,5の変位差がセンサチュー
ブ4,5を流れる流体の質量流量に比例することを利用し
て質量流量を計測する。
が流れると、直管部4,5ではコリオリの力が発生する。
従って、質量流量計１は、このコリオリの力によって生
ずる一対のセンサチューブ4,5の変位差がセンサチュー
ブ4,5を流れる流体の質量流量に比例することを利用し
て質量流量を計測する。
第４図に示す如く、一方のセンサチューブ４に角振動ω
を与えると、センサチューブ４内を流れる流体のmvに比
例したコリオリの力Fcが加振方向と逆方向に発生する。
また、第５図に示す如く、他方のセンサチューブ５に上
記同様な角振動ωを与えると、上記センサチューブ５の
流れに対し流体の流れ方向が逆向きとなるため、流体の
mvに比例したコリオリの力Fcが加振方向に発生する。
を与えると、センサチューブ４内を流れる流体のmvに比
例したコリオリの力Fcが加振方向と逆方向に発生する。
また、第５図に示す如く、他方のセンサチューブ５に上
記同様な角振動ωを与えると、上記センサチューブ５の
流れに対し流体の流れ方向が逆向きとなるため、流体の
mvに比例したコリオリの力Fcが加振方向に発生する。
従って、センサチューブ４と５とには夫々同じ大きさの
コリオリの力Fcが夫々逆向きに作用する。即ち、一方の
センサチューブ４では直管部4aの振幅を小さくする方向
でコリオリ力が作用し、また他方のセンサチューブ５で
は直管部5aの振幅を大きくする方向でコリオリ力が作用
する。被測流体の流量に応じて上記のよように動作する
一対のセンサチューブ4,5の変位はピックアップ11,12の
出力信号によって得られる。
コリオリの力Fcが夫々逆向きに作用する。即ち、一方の
センサチューブ４では直管部4aの振幅を小さくする方向
でコリオリ力が作用し、また他方のセンサチューブ５で
は直管部5aの振幅を大きくする方向でコリオリ力が作用
する。被測流体の流量に応じて上記のよように動作する
一対のセンサチューブ4,5の変位はピックアップ11,12の
出力信号によって得られる。
センサチューブ4,5内を流れる流体の流量がゼロのとき
は、センサチューブ4,5を加振してもコリオリ力が生じ
ない。そのため、第６図に示す如く、ピックアップ11の
出力信号（線図Ｉに示す）とピックアップ12の出力信号
（線図IIに示す）とは、その振幅が同一となる。
は、センサチューブ4,5を加振してもコリオリ力が生じ
ない。そのため、第６図に示す如く、ピックアップ11の
出力信号（線図Ｉに示す）とピックアップ12の出力信号
（線図IIに示す）とは、その振幅が同一となる。
また、センサチューブ4,5に流体が流れるときは、上記
の如く、センサチューブ4,5にコリオリ力が作用する。
そのため、第７図に示す如くピックアップ11の出力信号
（線図IIIに示す）とピックアップ12の出力信号（線図I
Vに示す）との間には、Δｈの振幅差が生ずる。この差
Δｈはセンサチューブ4,5内を通過する質量流量に比例
する。
の如く、センサチューブ4,5にコリオリ力が作用する。
そのため、第７図に示す如くピックアップ11の出力信号
（線図IIIに示す）とピックアップ12の出力信号（線図I
Vに示す）との間には、Δｈの振幅差が生ずる。この差
Δｈはセンサチューブ4,5内を通過する質量流量に比例
する。
従って、質量流量計１は上記ピックアップ11,12の出力
信号の差Δｈを求めることによりセンサチューブ4,5内
を流れる流体の質量流量を直接計測することができる。
信号の差Δｈを求めることによりセンサチューブ4,5内
を流れる流体の質量流量を直接計測することができる。
なお、管路形状のばらつきがほとんどないセンサチュー
ブ4,5の直管部4a,5aでコリオリ力が生ずるため、センサ
チューブ4,5を加工する際の加工精度あるいは加工後の
ばらつき等が流量計測時に影響しないで済む。よって、
センサチューブ4,,5に作用するコリオリ力の発生による
センサチューブ4,5の変位を安定的に検出でき、ゼロ点
を安定させるとともに検出した信号出力の直線性の向上
が図られている。
ブ4,5の直管部4a,5aでコリオリ力が生ずるため、センサ
チューブ4,5を加工する際の加工精度あるいは加工後の
ばらつき等が流量計測時に影響しないで済む。よって、
センサチューブ4,,5に作用するコリオリ力の発生による
センサチューブ4,5の変位を安定的に検出でき、ゼロ点
を安定させるとともに検出した信号出力の直線性の向上
が図られている。
発明の効果 上述の如く、本発明になるる質量流量計は直管状のセン
サチューブを使用するためセンサチューブが大型化せ
ず、装置全体の小型化を図ることができる。さらに、セ
ンサチューブの直管状部でコリオリ力を発生させて流量
計測を行なうため、管路形状がばらつくおそれがなくコ
リオリ力発生部が管路の加工精度による影響を受けずに
済み、そのため、ピックアップの検出信号の安定化を図
ることができ、即ちゼロ点を安定させとともにピックア
ップの信号の直線性を向上させより精度度良く流量計測
することができる等の特長を有する。
サチューブを使用するためセンサチューブが大型化せ
ず、装置全体の小型化を図ることができる。さらに、セ
ンサチューブの直管状部でコリオリ力を発生させて流量
計測を行なうため、管路形状がばらつくおそれがなくコ
リオリ力発生部が管路の加工精度による影響を受けずに
済み、そのため、ピックアップの検出信号の安定化を図
ることができ、即ちゼロ点を安定させとともにピックア
ップの信号の直線性を向上させより精度度良く流量計測
することができる等の特長を有する。
第１図は本発明になる質量流量計の一実施例の平面図、
第２図は第１図に示す質量流量計の斜視図、第３図はセ
ンサチューブの動作を説明するための側面図、第４図及
び第５図は夫々一対のセンサチューブで発生するコリオ
リの力を説明するための図、第６図は流量がゼロのとき
のピックアップの出力信号の波形図、第７図は流量に応
じたピックアップの出力信号の振幅差を示す線図であ
る。 １……質量流量計、4,5……センサチューブ、4a,5a……
直管部、4b,5b……曲部、6,7……保持部材、８……支
柱、9,10……加振器、11,12……ピックアップ。
第２図は第１図に示す質量流量計の斜視図、第３図はセ
ンサチューブの動作を説明するための側面図、第４図及
び第５図は夫々一対のセンサチューブで発生するコリオ
リの力を説明するための図、第６図は流量がゼロのとき
のピックアップの出力信号の波形図、第７図は流量に応
じたピックアップの出力信号の振幅差を示す線図であ
る。 １……質量流量計、4,5……センサチューブ、4a,5a……
直管部、4b,5b……曲部、6,7……保持部材、８……支
柱、9,10……加振器、11,12……ピックアップ。
Claims (1)
- 【請求項１】一端を被測流体が流入する流入口に連通
し、他端を流出口に連通してなり、前記流入口と流出口
との間で直管状に延在する直管部にα状の曲部を形成さ
れたセンサチューブと、前記センサチューブの曲部近傍
を加振し該センサチューブを振動させる加振器と、該セ
ンサチューブの直管部の変位を検出するピックアップと
からなることを特徴とする質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6646987A JPH0682061B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6646987A JPH0682061B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63233328A JPS63233328A (ja) | 1988-09-29 |
| JPH0682061B2 true JPH0682061B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=13316676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6646987A Expired - Lifetime JPH0682061B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682061B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330826U (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-26 | ||
| EP0596178B1 (de) * | 1992-11-06 | 1995-02-01 | Endress + Hauser Flowtec AG | Coriolis-Massendurchflussmesser |
| MX2010012017A (es) | 2008-05-09 | 2010-12-01 | Micro Motion Inc | Medidor de flujo coriolis de tubo doble con una placa estacionaria central que sirve como soporte para los componentes impulsor y captor. |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP6646987A patent/JPH0682061B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63233328A (ja) | 1988-09-29 |
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