JPH0715397B2 - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPH0715397B2 JPH0715397B2 JP16237886A JP16237886A JPH0715397B2 JP H0715397 B2 JPH0715397 B2 JP H0715397B2 JP 16237886 A JP16237886 A JP 16237886A JP 16237886 A JP16237886 A JP 16237886A JP H0715397 B2 JPH0715397 B2 JP H0715397B2
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Classifications
-
- 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
- G01F1/845—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
- G01F1/8472—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane
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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、コリオリ流量計において導管を構成する材質
と構造とに関する。
と構造とに関する。
従来技術 第４図は、コリオリ流量計の動作原理を説明するための
構成図で、図中、１は被測定流体が流れるＵ字形の導管
で、流入流出端は支持部材２に固定されている。導管１
の先端で対称軸XX′と交わる位置に支持部材２上のYY′
軸まわりに導管１を加振する磁石５が保持板６を介して
配設されており、磁石５と対向して電磁力を与える電磁
コイル４がXX′軸上に一端を支持部材２に固定された往
復動部材３の他端に配設されている。往復動部材３と導
管１とはYY′軸まわりの固有振動数を等しくしてあるの
で、支持部材２を節とした音叉状の振動（往復動部材３
と導管１とが反対位相で共振振動）することとなる。こ
のような振動のもとにＱ方向の流れを与えると、Ｕ字の
導管１を流れる流体にコリオリの力が発生する。このコ
リオリの力の大きさは駆動周波数が一定であれば、導管
１内を流れる流体の質量流量に比例する。また、力の方
向は流体の運動方向とYY′軸まわりの角速度のベクトル
積方向である。流体の流れ方向は流入側と流出側とは反
対になるので、コリオリの力は振動周波数と等しい周波
数のXX′まわりの変動トルクを発生する。このトルクは
導管１のYY′軸まわりの振動に加えられるので、光検出
器７とＵ字形の導管１の腕の対称位置に固定された遮光
板８とにより光変化として位置検出され、導管１の基準
面を通過する両腕の検出信号の時間差として求められ
る。
構成図で、図中、１は被測定流体が流れるＵ字形の導管
で、流入流出端は支持部材２に固定されている。導管１
の先端で対称軸XX′と交わる位置に支持部材２上のYY′
軸まわりに導管１を加振する磁石５が保持板６を介して
配設されており、磁石５と対向して電磁力を与える電磁
コイル４がXX′軸上に一端を支持部材２に固定された往
復動部材３の他端に配設されている。往復動部材３と導
管１とはYY′軸まわりの固有振動数を等しくしてあるの
で、支持部材２を節とした音叉状の振動（往復動部材３
と導管１とが反対位相で共振振動）することとなる。こ
のような振動のもとにＱ方向の流れを与えると、Ｕ字の
導管１を流れる流体にコリオリの力が発生する。このコ
リオリの力の大きさは駆動周波数が一定であれば、導管
１内を流れる流体の質量流量に比例する。また、力の方
向は流体の運動方向とYY′軸まわりの角速度のベクトル
積方向である。流体の流れ方向は流入側と流出側とは反
対になるので、コリオリの力は振動周波数と等しい周波
数のXX′まわりの変動トルクを発生する。このトルクは
導管１のYY′軸まわりの振動に加えられるので、光検出
器７とＵ字形の導管１の腕の対称位置に固定された遮光
板８とにより光変化として位置検出され、導管１の基準
面を通過する両腕の検出信号の時間差として求められ
る。
上記のコリオリ流量計の導管１は通常ステンレス等の耐
蝕性をもつた金属管により構成されている。
蝕性をもつた金属管により構成されている。
従来技術の問題点 流体が流れる導管を単振駆動することによりコリオリ力
を検出する方式の上記コリオリ流量計では、コリオリの
力は流速が一定であれば導管の固定軸まわりの角速度の
大きさに比例して発生するが、この力を感度良く検出す
るために、導管をＵ字形の湾曲管として、Ｕ字形導管の
対称軸まわりのモーメントに変えて静止面を導管が通過
する変位又は速度の形で検出している。Ｕ字形導管は、
このような意味で合理的なものであるが、導管は耐蝕性
のステンレス等の金属が使用されているため、金属管を
湾曲する技術に熟練を要した。即ち、湾曲管は直管をベ
ンダ等により人手により曲げて形成されるものである
が、曲げることは管体に塑性変形を与えることであり、
管体の肉厚むら，曲げ速度等により湾曲部の肉厚，形状
が異なるため加工には細心の注意が必要であり、熟練を
要し、これがまた量産化を困難にしていた。
を検出する方式の上記コリオリ流量計では、コリオリの
力は流速が一定であれば導管の固定軸まわりの角速度の
大きさに比例して発生するが、この力を感度良く検出す
るために、導管をＵ字形の湾曲管として、Ｕ字形導管の
対称軸まわりのモーメントに変えて静止面を導管が通過
する変位又は速度の形で検出している。Ｕ字形導管は、
このような意味で合理的なものであるが、導管は耐蝕性
のステンレス等の金属が使用されているため、金属管を
湾曲する技術に熟練を要した。即ち、湾曲管は直管をベ
ンダ等により人手により曲げて形成されるものである
が、曲げることは管体に塑性変形を与えることであり、
管体の肉厚むら，曲げ速度等により湾曲部の肉厚，形状
が異なるため加工には細心の注意が必要であり、熟練を
要し、これがまた量産化を困難にしていた。
問題点解決のための手段 導管を熱可塑性の合成樹脂で成形し、製造の合理化と品
質の均一化を計るとともに振動による合成樹脂導管の疲
労による破断を防ぎ、かつ、振動方向での剛性を低く
し、振動方向以外の方向では剛性を高くすることによる
振動エネルギーの軽減と外部振動雑音軽減を図ることを
目的として導管の振動と直交する直径方向に補強材を一
体的に配設したものである。
質の均一化を計るとともに振動による合成樹脂導管の疲
労による破断を防ぎ、かつ、振動方向での剛性を低く
し、振動方向以外の方向では剛性を高くすることによる
振動エネルギーの軽減と外部振動雑音軽減を図ることを
目的として導管の振動と直交する直径方向に補強材を一
体的に配設したものである。
実施例 第１図は、本発明の質量流量計の一実施例を説明するた
めの構造を示す図で、図中、第４図に示した従来技術と
共通する要素には、第４図の場合と同一の参照番号を付
し、その詳細な説明は省略する。第１図（Ａ）は平面図
で、基本的な構成要素は第４図と同様であるが、導管１
はポリフェニレンサルファイト（以下PPSと呼ぶ）とか
ポリフェニレンオキサイド（以下PPOと呼ぶ）のような
熱可塑性のエンジニアリングプラスチックスのＵ字形湾
曲管で支持部材２に図示しないフランジ等で固設してあ
る。この導管１はYY軸まわりに加振されるが、この加振
方向と直交する導管１の直径上、即ち、第１図（Ａ）の
紙面直径上の導管壁面に鋼板等の高弾性金属材とか、炭
素繊維のような高弾性有機材等の補強材11,12を第１図
（Ｂ）に示すようにPPS導管１と一体的にモールドして
ある。なお、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線断
面図、第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）の側面図である。補
強材11,12は、第１図（Ｄ）にしめすように、板状体11
1,121とし、この板状体の面が駆動方向ZZ′軸と直交す
るように合成樹脂の導管１の直径上の両壁面に接着また
はモールド等により一体的に配設されている。第１図
（Ｅ）は第１図（Ｄ）における板状体111,121を線材11
3,114に替えたもので、前記と同様にして接着またはモ
ールド等により一体的に配設される。第１図（Ｆ）は他
の実施例で、合成樹脂導管１を円筒状体50で被服したも
のの一部をしめしたもので、円筒状体50は合成樹脂導管
１と共にYY′軸まわりに加振することによりYY′軸に直
交するZZ′方向に振動する。円筒体50は円筒55から振動
方向ZZ′方向と直交する直径方向であるYY′と円周上の
長さｔ部分と円筒軸LL′方向に等間隔ｌで区分された長
さＷの円周部分を残した網状としたもので、上記の実施
例と同様の効果をもち耐圧性能も向上する。
めの構造を示す図で、図中、第４図に示した従来技術と
共通する要素には、第４図の場合と同一の参照番号を付
し、その詳細な説明は省略する。第１図（Ａ）は平面図
で、基本的な構成要素は第４図と同様であるが、導管１
はポリフェニレンサルファイト（以下PPSと呼ぶ）とか
ポリフェニレンオキサイド（以下PPOと呼ぶ）のような
熱可塑性のエンジニアリングプラスチックスのＵ字形湾
曲管で支持部材２に図示しないフランジ等で固設してあ
る。この導管１はYY軸まわりに加振されるが、この加振
方向と直交する導管１の直径上、即ち、第１図（Ａ）の
紙面直径上の導管壁面に鋼板等の高弾性金属材とか、炭
素繊維のような高弾性有機材等の補強材11,12を第１図
（Ｂ）に示すようにPPS導管１と一体的にモールドして
ある。なお、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線断
面図、第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）の側面図である。補
強材11,12は、第１図（Ｄ）にしめすように、板状体11
1,121とし、この板状体の面が駆動方向ZZ′軸と直交す
るように合成樹脂の導管１の直径上の両壁面に接着また
はモールド等により一体的に配設されている。第１図
（Ｅ）は第１図（Ｄ）における板状体111,121を線材11
3,114に替えたもので、前記と同様にして接着またはモ
ールド等により一体的に配設される。第１図（Ｆ）は他
の実施例で、合成樹脂導管１を円筒状体50で被服したも
のの一部をしめしたもので、円筒状体50は合成樹脂導管
１と共にYY′軸まわりに加振することによりYY′軸に直
交するZZ′方向に振動する。円筒体50は円筒55から振動
方向ZZ′方向と直交する直径方向であるYY′と円周上の
長さｔ部分と円筒軸LL′方向に等間隔ｌで区分された長
さＷの円周部分を残した網状としたもので、上記の実施
例と同様の効果をもち耐圧性能も向上する。
第２図は補強材11,12のうち、コリオリ力によるモーメ
ントの発生する対称軸XX軸に関し、小さいモーメントの
補強材12を除いた場合の実施例であり、第３図は、同形
等大の一対のPPS導管１と20とが平行にマニホルド30を
支持部材とする支持部材に固設され、マニホルド30内に
おいて導通口101,102及び201,202が開口している。これ
ら導通口を挟んでマニホルド30内には仕切板31及び仕切
板32が各々の導管1,20に対して等流量流れるようにマニ
ホルド軸に対し約45°の角度をもつて溶接されている。
上記の導管1,20には第１図の場合と同様、振動方向と直
交する導管直径上に補強材11,12及び21,22が一体的にモ
ールドされている。振動は各々の導管の先端部に配設さ
れた駆動手段である磁石と電磁コイルとにより電磁的に
駆動されるもので回転軸は流入口101、流出口102を結ぶ
線、及び、201,202を結ぶ線上にあり、マニホルド30に
対し音叉状に駆動され、コリオリのモーメントは各々XX
線上に発生する。この場合の補強材12,22は第２図に示
した実施例と同じ理由により省いてもよい。
ントの発生する対称軸XX軸に関し、小さいモーメントの
補強材12を除いた場合の実施例であり、第３図は、同形
等大の一対のPPS導管１と20とが平行にマニホルド30を
支持部材とする支持部材に固設され、マニホルド30内に
おいて導通口101,102及び201,202が開口している。これ
ら導通口を挟んでマニホルド30内には仕切板31及び仕切
板32が各々の導管1,20に対して等流量流れるようにマニ
ホルド軸に対し約45°の角度をもつて溶接されている。
上記の導管1,20には第１図の場合と同様、振動方向と直
交する導管直径上に補強材11,12及び21,22が一体的にモ
ールドされている。振動は各々の導管の先端部に配設さ
れた駆動手段である磁石と電磁コイルとにより電磁的に
駆動されるもので回転軸は流入口101、流出口102を結ぶ
線、及び、201,202を結ぶ線上にあり、マニホルド30に
対し音叉状に駆動され、コリオリのモーメントは各々XX
線上に発生する。この場合の補強材12,22は第２図に示
した実施例と同じ理由により省いてもよい。
なお、第２図，第３図について説明した補強材11,12
は、第１図（Ｄ）において説明した板状体111,121、第
１図（Ｅ）の線材113,114、及び、第１図（Ｆ）の円筒
状体50をも含むものである。
は、第１図（Ｄ）において説明した板状体111,121、第
１図（Ｅ）の線材113,114、及び、第１図（Ｆ）の円筒
状体50をも含むものである。
効果 本発明における合成樹脂導管に補強材を一体的に配設し
た導管はモールドによる製作が可能で高精度で、しかも
軽量な導管ができるので生産性も高く、安価にできる。
また、補強材が駆動方向と直角な導管直径上に一体的に
配設されているので、駆動エネルギーも小さく、コリオ
リモーメントが大きいから感度も高く、更に、高弾性補
強材により合成樹脂の疲労特性の劣る点を補強するので
信頼性も高くなる等の特徴を有する。
た導管はモールドによる製作が可能で高精度で、しかも
軽量な導管ができるので生産性も高く、安価にできる。
また、補強材が駆動方向と直角な導管直径上に一体的に
配設されているので、駆動エネルギーも小さく、コリオ
リモーメントが大きいから感度も高く、更に、高弾性補
強材により合成樹脂の疲労特性の劣る点を補強するので
信頼性も高くなる等の特徴を有する。
第１図は、本発明による質量流量計の一実施例を説明す
るための図、第２図及び第３図は、それぞれ他の実施例
を説明するための図、第４図は、従来の質量流量計の原
理構成図である。 １……合成樹脂導管、２……支持部材、11,12……補強
材、30……マニホルド、31,32……支切板、50……円筒
状体、111,121……板状体、113,114……線材。
るための図、第２図及び第３図は、それぞれ他の実施例
を説明するための図、第４図は、従来の質量流量計の原
理構成図である。 １……合成樹脂導管、２……支持部材、11,12……補強
材、30……マニホルド、31,32……支切板、50……円筒
状体、111,121……板状体、113,114……線材。
Claims (7)
- 【請求項１】支持部材と、該支持部材に流入口および流
出口近傍が支持されたＵ字状の導管と、該導管の前記支
持位置まわりに、所定の周波数および振幅で該導管を駆
動する駆動手段と、前記駆動により前記導管に作用する
コリオリの力に比例した位相差信号を検出する検出器を
有し、前記位相差信号に比例した質量流量を求める質量
流量計において、前記導管の材質を合成樹脂とし、該導
管の前記駆動方向と直角な方向の直径上の管壁面に該導
管と一体な補強材を配設し、該導管の駆動方向の剛性に
対し、駆動と直角方向の剛性を大きくしたことを特徴と
する質量流量計。 - 【請求項２】前記補強材を、前記導管の管壁から直径上
の両側に突出する板状体としたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項に記載の質量流量計。 - 【請求項３】前記補強材を、前記導管の管壁から直径上
の外側に突出する板状体としたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項に記載の質量流量計。 - 【請求項４】前記補強材を、前記導管の直径上の両側管
壁面に沿って配設された線材としたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項に記載の質量流量計。 - 【請求項５】前記補強材を、前記導管の直径上の外側管
壁面に沿って配設された線材としたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項に記載の質量流量計。 - 【請求項６】前記補強材を、前記導管の外周壁面を被覆
する網状の管状体とし、該網状の管状体は、振動方向と
直角な径方向および長さ方向に所定間隔をもった周方向
の部分を残して空洞状としたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項に記載の質量流量計。 - 【請求項７】中間に流体の流れを遮断する支切板を有す
る筒状の流路管兼支持部材と、該支持部材に前記支切板
を挟んで開口支持され、各々の支持位置まわりの固有振
動数が等しい互いに平行な二本のＵ字状の導管と、該導
管を前記支持位置まわりに反対位相で共振駆動する駆動
手段と、該共振駆動により前記導管に作用するコリオリ
の力による位相差信号を検出する検出器を有し、前記位
相差信号に比例した質量流量を求める質量流量計におい
て、前記導管を樹脂材とし、該導管の前記駆動方向と直
角な方向の直径上の管壁面に、駆動方向の剛性に対し、
駆動と直角方向の剛性を大きくする補強材を該導管と一
体に配設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 |
|---|---|---|---|
| JP16237886A JPH0715397B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16237886A JPH0715397B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318219A JPS6318219A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0715397B2 true JPH0715397B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15753438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16237886A Expired - Lifetime JPH0715397B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715397B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145422A (ja) * | 2001-11-26 | 2010-07-01 | Emerson Electric Co | コリオリ流量計 |
| WO2012062550A1 (de) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Messwandler vom vibrationstyp für ein in einem flexiblen schlauch strömendes fluid |
| EP3721181A1 (en) * | 2017-12-05 | 2020-10-14 | Cytiva Sweden AB | Coriolis flow sensor assembly |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9911805A (pt) | 1998-07-02 | 2001-03-27 | Ind Res Ltd | Fluxìmetro de efeito de coriolis |
| US6450042B1 (en) * | 2000-03-02 | 2002-09-17 | Micro Motion, Inc. | Apparatus for and a method of fabricating a coriolis flowmeter formed primarily of plastic |
| JP5960371B1 (ja) * | 2016-02-15 | 2016-08-02 | 株式会社アツデン | コリオリ式質量流量計 |
| US10209113B2 (en) * | 2015-11-24 | 2019-02-19 | Malema Engineering Corporation | Integrated coriolis mass flow meters |
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-
1986
- 1986-07-10 JP JP16237886A patent/JPH0715397B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JPS6318219A (ja) | 1988-01-26 |
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