JPH0735592A - コリオリ流量計 - Google Patents
コリオリ流量計Info
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- JPH0735592A JPH0735592A JP17829793A JP17829793A JPH0735592A JP H0735592 A JPH0735592 A JP H0735592A JP 17829793 A JP17829793 A JP 17829793A JP 17829793 A JP17829793 A JP 17829793A JP H0735592 A JPH0735592 A JP H0735592A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＢＴ（カウンタバランスチューブ）の固有
振動数を測定管の固有振動数と自動的に等しくして、広
い密度範囲の流体を効率よく安定に測定する。 【構成】 流管にフランジ接合される外筒３内に、ＣＢ
Ｔ４と、該ＣＢＴ４と同軸に支持された加振器６で駆動
される質量流量測定部を軸方向に液密に移動可能に取り
付けて、制御変換器２０によりＣＢＴ４と測定管５を反
対位相で駆動する加振器６の駆動電流が最小となるよう
に周波数制御器９はＣＢＴ４が変位する方向にＣＢＴ４
と同位相又は逆位相の力を与え駆動し、ＣＢＴ４の振動
数を測定管５の固有振動と等しくする。
振動数を測定管の固有振動数と自動的に等しくして、広
い密度範囲の流体を効率よく安定に測定する。 【構成】 流管にフランジ接合される外筒３内に、ＣＢ
Ｔ４と、該ＣＢＴ４と同軸に支持された加振器６で駆動
される質量流量測定部を軸方向に液密に移動可能に取り
付けて、制御変換器２０によりＣＢＴ４と測定管５を反
対位相で駆動する加振器６の駆動電流が最小となるよう
に周波数制御器９はＣＢＴ４が変位する方向にＣＢＴ４
と同位相又は逆位相の力を与え駆動し、ＣＢＴ４の振動
数を測定管５の固有振動と等しくする。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、コリオリ流量計に関し、より詳
細には、カウンタバランス方式のコリオリ流量計および
駆動手段に関する。
細には、カウンタバランス方式のコリオリ流量計および
駆動手段に関する。
【０００２】
【従来技術】測定管を両端で支持し、支持された測定管
の中央部を軸線に垂直な方向に交番駆動している時、流
体が移動すると、測定管の中央部を中心として、流入側
と流出側に位相差が生ずる。この位相差は、コリオリの
力に基づくもので、質量流量に比例した値であり、前記
位相差を検知して質量流量を計測するコリオリ流量計は
周知である。
の中央部を軸線に垂直な方向に交番駆動している時、流
体が移動すると、測定管の中央部を中心として、流入側
と流出側に位相差が生ずる。この位相差は、コリオリの
力に基づくもので、質量流量に比例した値であり、前記
位相差を検知して質量流量を計測するコリオリ流量計は
周知である。
【０００３】上述のごとく、コリオリ流量計は、通常、
両端支持された測定管を駆動するための駆動手段を有
し、駆動エネルギを最小とする測定管の固有振動数で駆
動される。このため、測定管と駆動手段と測定管の振幅
を検出する（コリオリの検出と共用される）センサと、
センサ信号を増幅し駆動手段を駆動する増幅回路とで正
帰還ループを形成して振幅一定となるように駆動され
る。
両端支持された測定管を駆動するための駆動手段を有
し、駆動エネルギを最小とする測定管の固有振動数で駆
動される。このため、測定管と駆動手段と測定管の振幅
を検出する（コリオリの検出と共用される）センサと、
センサ信号を増幅し駆動手段を駆動する増幅回路とで正
帰還ループを形成して振幅一定となるように駆動され
る。
【０００４】駆動手段は、例えば、電磁コイルとコアと
からなり電磁コイルに交流電源を印加してコアを交番吸
引する電磁力を利用している。これらの駆動手段は、固
定された基板と、該基板と平行に基板上に両端支持され
た測定管との間にて装着される。しかし、測定管をより
効率よく駆動するために、上記基板の替りに、測定管の
固有振動数と等しい固有振動数を有する管体や柱体又は
板状体等の振動体（カウンタバランス：ＣＢ）を用い
て、該ＣＢ両端を測定管を支持する支持体に平行に支持
し、該測定管とＣＢとの間に駆動手段を装着して、駆動
手段により測定管とＣＢとを音叉（チューニングホー
ク）状に駆動する。
からなり電磁コイルに交流電源を印加してコアを交番吸
引する電磁力を利用している。これらの駆動手段は、固
定された基板と、該基板と平行に基板上に両端支持され
た測定管との間にて装着される。しかし、測定管をより
効率よく駆動するために、上記基板の替りに、測定管の
固有振動数と等しい固有振動数を有する管体や柱体又は
板状体等の振動体（カウンタバランス：ＣＢ）を用い
て、該ＣＢ両端を測定管を支持する支持体に平行に支持
し、該測定管とＣＢとの間に駆動手段を装着して、駆動
手段により測定管とＣＢとを音叉（チューニングホー
ク）状に駆動する。
【０００５】しかし、流量計は、目的に応じた流体流量
を測定するものであるから、測定管には各種の測定流体
が流れる。この結果、両端支持された測定管の固有振動
数は、測定流体の密度に応じて変化する。また、同一流
体であっても測定流体の温度に応じて密度が変化し固有
振動数が変化する。しかし、測定流体が流れないＣＢの
固有振動数は一定であり、測定管の固有振動数との間に
固有振動数差が生じ、効率のよい駆動することができな
くなるという問題があった。
を測定するものであるから、測定管には各種の測定流体
が流れる。この結果、両端支持された測定管の固有振動
数は、測定流体の密度に応じて変化する。また、同一流
体であっても測定流体の温度に応じて密度が変化し固有
振動数が変化する。しかし、測定流体が流れないＣＢの
固有振動数は一定であり、測定管の固有振動数との間に
固有振動数差が生じ、効率のよい駆動することができな
くなるという問題があった。
【０００６】本出願人は、先に外部振動や配管ストレス
や温度変化による測定管の熱的影響を受けない直管式の
コリオリ流量計を提案した。このコリオリ流量計は、同
軸な外筒と、測定管と、測定管のカウンタバランスチュ
ーブ（ＣＢＴ）とからなる本体を有している。すなわ
ち、該本体は、両端が流管に接続される筒状の外筒と、
該外筒と同軸な直管で流体が流れる測定管と、該測定管
を同軸に支持したＣＢＴとからなり、一体構成された前
記測定管とＣＢＴとを前記外筒内軸方向に液密に移動可
能に配設されている。
や温度変化による測定管の熱的影響を受けない直管式の
コリオリ流量計を提案した。このコリオリ流量計は、同
軸な外筒と、測定管と、測定管のカウンタバランスチュ
ーブ（ＣＢＴ）とからなる本体を有している。すなわ
ち、該本体は、両端が流管に接続される筒状の外筒と、
該外筒と同軸な直管で流体が流れる測定管と、該測定管
を同軸に支持したＣＢＴとからなり、一体構成された前
記測定管とＣＢＴとを前記外筒内軸方向に液密に移動可
能に配設されている。
【０００７】測定管は、ＣＢＴとの間で電磁駆動され、
コリオリの力に基づき測定管に作用して生ずる測定管の
位相差をセンサで検知して位相差に比例した質量流量を
求めている。この構造のコリオリ流量計は、外筒だけで
配管接続されるので、要部となる測定管とＣＢＴとには
配管ストレスや曲げモーメントが作用することなく、し
かも、測定管は外筒内に移動可能に支持されているの
で、熱変形の影響を受けることがない。
コリオリの力に基づき測定管に作用して生ずる測定管の
位相差をセンサで検知して位相差に比例した質量流量を
求めている。この構造のコリオリ流量計は、外筒だけで
配管接続されるので、要部となる測定管とＣＢＴとには
配管ストレスや曲げモーメントが作用することなく、し
かも、測定管は外筒内に移動可能に支持されているの
で、熱変形の影響を受けることがない。
【０００８】測定管とＣＢＴとは形状が異なるため、各
々固有振動が異なり、測定管よりもＣＢＴの固有振動数
が高く、効率のよい駆動はできない。このため、固有振
動数の高いＣＢＴに重鍾を取り付け、質量を増大させる
ことにより、固有振動数を測定管の固有振動数と等しく
している。しかし、測定流体の密度が変化すると、測定
管の固有振動数が変化するが、その都度、重錘の重さを
調整する必要があり、この調整は煩雑であった。また、
同一流体の温度変化による密度変化に対しては、この方
法では対応できなかった。
々固有振動が異なり、測定管よりもＣＢＴの固有振動数
が高く、効率のよい駆動はできない。このため、固有振
動数の高いＣＢＴに重鍾を取り付け、質量を増大させる
ことにより、固有振動数を測定管の固有振動数と等しく
している。しかし、測定流体の密度が変化すると、測定
管の固有振動数が変化するが、その都度、重錘の重さを
調整する必要があり、この調整は煩雑であった。また、
同一流体の温度変化による密度変化に対しては、この方
法では対応できなかった。
【０００９】また、直管状の測定管と同軸でなく、測定
管を貫通して固着された支持板に測定管と平行に支持さ
れたＣＢを有する、前述の一般的なカウンタバランス方
式のコリオリ流量計や支持部材に両端が固着された湾曲
した測定管とＣＢＴが支持部材に支持される湾曲形状の
測定管を有するカウンタバランス方式のコリオリ流量計
の場合も同様の問題を有している。
管を貫通して固着された支持板に測定管と平行に支持さ
れたＣＢを有する、前述の一般的なカウンタバランス方
式のコリオリ流量計や支持部材に両端が固着された湾曲
した測定管とＣＢＴが支持部材に支持される湾曲形状の
測定管を有するカウンタバランス方式のコリオリ流量計
の場合も同様の問題を有している。
【００１０】
【目的】本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたも
ので、ＣＢと、該ＣＢに支持され、測定流体が流れる測
定管とからなる質量流量計要部において、前記測定管と
前記ＣＢとの固有振動数を自動的に等しくすることによ
り、多種類の流体又は温度の異なる同一流体でも、特別
の調整することなく、効率よく安定に駆動することがで
き、しかも、外部振動影響や温度影響のないコリオリ流
量計を提供することを目的とするものである。
ので、ＣＢと、該ＣＢに支持され、測定流体が流れる測
定管とからなる質量流量計要部において、前記測定管と
前記ＣＢとの固有振動数を自動的に等しくすることによ
り、多種類の流体又は温度の異なる同一流体でも、特別
の調整することなく、効率よく安定に駆動することがで
き、しかも、外部振動影響や温度影響のないコリオリ流
量計を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
支持部材と、該支持部材に両端が支持され測定流体が流
れる測定管と、両端が前記支持部材に支持されるカウン
タバランスと、該カウンタバランスと前記測定管とに配
設され該測定管を長手直角方向に駆動する加振器と、前
記測定管に作用するコリオリの力に応じ前記カウンタバ
ランスとの間に生ずる変位を検知するセンサと、前記カ
ウンタバランスを前記測定管が流体の密度に応じて変化
する固有振動数と等しい振動数で変位方向に駆動する周
波数制御器とを具備したこと、更には、（２）前記
（１）において、前記カウンタバランスをチューブとし
たこと、更には、（３）前記（１）において、前記カウ
ンタバランスを直管としたこと、更には、（４）前記
（１）乃至（３）のいずれかにおいて、両端が流管に接
続され、前記測定管と同軸に筒状の外筒を配設したこ
と、更には、（５）前記（１）において、両端が流管に
接続され、前記測定管の両端部で前記測定管に固着され
る枠体と、該枠体内で前記測定管両端部に固着される支
持板と、該支持板間に前記カウンタバランスの両端を固
着したこと、更には、（６）前記（１）において、前記
測定管を湾曲管としたこと、更には、（７）前記（５）
において、前記カウンタバランスを湾曲管としたこと、
更には、（８）前記（１）乃至（５）のいずれかにおい
て、一体構成された前記測定管とカウンタバランスとを
互いに逆位相で駆動する加振器の駆動電流を検知し、該
駆動電流を最小とするようにして流体の密度に応じて変
化する前記測定管の振動数で前記カウンタバランスを該
カウンタバランスの変位方向に駆動する周波数制御器を
具備したこと、更には、（９）前記（１）乃至（８）の
い灘れかにおいて、前記カウンタバランスを所定条件に
おける測定管の固有振動数と等しい振動数とするための
重錘を予め前記カウンタバランス中央外壁面に固着した
ことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のコリ
オリ流量計。を特徴とするものである。以下、本発明の
実施例に基づいて説明する。
支持部材と、該支持部材に両端が支持され測定流体が流
れる測定管と、両端が前記支持部材に支持されるカウン
タバランスと、該カウンタバランスと前記測定管とに配
設され該測定管を長手直角方向に駆動する加振器と、前
記測定管に作用するコリオリの力に応じ前記カウンタバ
ランスとの間に生ずる変位を検知するセンサと、前記カ
ウンタバランスを前記測定管が流体の密度に応じて変化
する固有振動数と等しい振動数で変位方向に駆動する周
波数制御器とを具備したこと、更には、（２）前記
（１）において、前記カウンタバランスをチューブとし
たこと、更には、（３）前記（１）において、前記カウ
ンタバランスを直管としたこと、更には、（４）前記
（１）乃至（３）のいずれかにおいて、両端が流管に接
続され、前記測定管と同軸に筒状の外筒を配設したこ
と、更には、（５）前記（１）において、両端が流管に
接続され、前記測定管の両端部で前記測定管に固着され
る枠体と、該枠体内で前記測定管両端部に固着される支
持板と、該支持板間に前記カウンタバランスの両端を固
着したこと、更には、（６）前記（１）において、前記
測定管を湾曲管としたこと、更には、（７）前記（５）
において、前記カウンタバランスを湾曲管としたこと、
更には、（８）前記（１）乃至（５）のいずれかにおい
て、一体構成された前記測定管とカウンタバランスとを
互いに逆位相で駆動する加振器の駆動電流を検知し、該
駆動電流を最小とするようにして流体の密度に応じて変
化する前記測定管の振動数で前記カウンタバランスを該
カウンタバランスの変位方向に駆動する周波数制御器を
具備したこと、更には、（９）前記（１）乃至（８）の
い灘れかにおいて、前記カウンタバランスを所定条件に
おける測定管の固有振動数と等しい振動数とするための
重錘を予め前記カウンタバランス中央外壁面に固着した
ことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のコリ
オリ流量計。を特徴とするものである。以下、本発明の
実施例に基づいて説明する。
【００１２】図１は、本発明によるコリオリ流量計の一
例を説明するための構成図であり、図中、１はフラン
ジ、２は端面板、３は外筒、４はＣＢＴ（カウンタバラ
ンスチューブ）、５は測定管、６は加振器、７,８はセ
ンサ、９は周波数制御器、１０は板ばね、１１はシール
リング、２０は制御変換器、２１は流量出力端である。
例を説明するための構成図であり、図中、１はフラン
ジ、２は端面板、３は外筒、４はＣＢＴ（カウンタバラ
ンスチューブ）、５は測定管、６は加振器、７,８はセ
ンサ、９は周波数制御器、１０は板ばね、１１はシール
リング、２０は制御変換器、２１は流量出力端である。
【００１３】図１において、フランジ１,１と外筒３と
は同軸一体に取り付けられ、フランジ１,１は、測定流
体が流れる流管（図示せず）に接合される。また、外筒
３は剛性の高い外周壁を有している。ＣＢＴ４は、測定
管５と長さが等しく測定管５より大径な管体で、ＣＢＴ
４と測定管５とは端面板２,２に同軸に固着されてい
る。
は同軸一体に取り付けられ、フランジ１,１は、測定流
体が流れる流管（図示せず）に接合される。また、外筒
３は剛性の高い外周壁を有している。ＣＢＴ４は、測定
管５と長さが等しく測定管５より大径な管体で、ＣＢＴ
４と測定管５とは端面板２,２に同軸に固着されてい
る。
【００１４】また、ＣＢＴ４と測定管５とを同軸に固着
した端面板２,２には、フランジ１側に同軸に伸びるガ
イド筒２ｂが形成され、端面板２,２の外周面２ａは、
外筒３の側面に形成された筒状のガイド面３ａと、端面
板２，２のガイド筒２ｂはフランジ１の流路方向に形成
された筒状のガイド面１ａとで弾性的に支持されてお
り、軸方向に板ばね１０，１０で張設され、移動可能に
配設され、外乱振動や配管ストレスおよび温度膨張等の
影響を除去し、測定管５やＣＢＴ４等の振動体は隔離さ
れ、マスバランスを保ったチューニングフォークとして
安定振動を維持する。このとき、測定管５は流管と同軸
に接続され、測定管５内に測定流体が流れるが、測定流
体は、シールリング１１，１１でシールされ、外筒３内
に流出しないようになっている。
した端面板２,２には、フランジ１側に同軸に伸びるガ
イド筒２ｂが形成され、端面板２,２の外周面２ａは、
外筒３の側面に形成された筒状のガイド面３ａと、端面
板２，２のガイド筒２ｂはフランジ１の流路方向に形成
された筒状のガイド面１ａとで弾性的に支持されてお
り、軸方向に板ばね１０，１０で張設され、移動可能に
配設され、外乱振動や配管ストレスおよび温度膨張等の
影響を除去し、測定管５やＣＢＴ４等の振動体は隔離さ
れ、マスバランスを保ったチューニングフォークとして
安定振動を維持する。このとき、測定管５は流管と同軸
に接続され、測定管５内に測定流体が流れるが、測定流
体は、シールリング１１，１１でシールされ、外筒３内
に流出しないようになっている。
【００１５】ＣＢＴ４と測定管５との中央位置には、加
振器６が取り付けられ、更に加振器６の対称位置には測
定管５に作用するコリオリの力に比例した位相差を検出
する一対のセンサ７,８が取り付けられている。また、
外筒３とＣＢＴ４との中央部には、周波数制御器９が取
り付けられて、後述する制御変換器２０により測定管５
の固有振動数と等しい振動数でＣＢＴ４が駆動制御され
る。
振器６が取り付けられ、更に加振器６の対称位置には測
定管５に作用するコリオリの力に比例した位相差を検出
する一対のセンサ７,８が取り付けられている。また、
外筒３とＣＢＴ４との中央部には、周波数制御器９が取
り付けられて、後述する制御変換器２０により測定管５
の固有振動数と等しい振動数でＣＢＴ４が駆動制御され
る。
【００１６】図１に示したコリオリ流量計は、流管に接
合されるフランジ１,１と一体な外筒３が配管ストレス
を受けるが、質量流量計の要部となるＣＢＴ４および測
定管５は、端面板２,２に接合され、軸と直角方向に弾
性的に、又軸方向に液密に移動可能に支持されているの
で、配管ストレスや環境変化による熱変形を受けること
なく、これら外乱に対し、安定した流量計測ができる。
加振器６は、ＣＢＴ４と測定管５の中央に取り付けら
れ、周波数制御器９が作動していないときは、ＣＢＴ４
と測定管５とは、ＣＢＴ４と測定管５とのばね定数によ
り定められる各々の固有振動数の中間で反対位相で駆動
される。
合されるフランジ１,１と一体な外筒３が配管ストレス
を受けるが、質量流量計の要部となるＣＢＴ４および測
定管５は、端面板２,２に接合され、軸と直角方向に弾
性的に、又軸方向に液密に移動可能に支持されているの
で、配管ストレスや環境変化による熱変形を受けること
なく、これら外乱に対し、安定した流量計測ができる。
加振器６は、ＣＢＴ４と測定管５の中央に取り付けら
れ、周波数制御器９が作動していないときは、ＣＢＴ４
と測定管５とは、ＣＢＴ４と測定管５とのばね定数によ
り定められる各々の固有振動数の中間で反対位相で駆動
される。
【００１７】加振器６は、電磁コイルと継鉄（コア）と
からなり、電磁コイルに印加される電流に応じてコアが
電磁吸引される。センサ７,８は同一構造のもので、検
出コイルと、該検出コイルと対向して配設される永久磁
石とからなっており、例えば、検出コイルはＣＢＴ４
に、永久磁石は測定管５に取り付けられている。
からなり、電磁コイルに印加される電流に応じてコアが
電磁吸引される。センサ７,８は同一構造のもので、検
出コイルと、該検出コイルと対向して配設される永久磁
石とからなっており、例えば、検出コイルはＣＢＴ４
に、永久磁石は測定管５に取り付けられている。
【００１８】測定開始の時点で、制御変換器２０の電源
が入力されたとき、一方のセンサ、例えばセンサ７によ
り検出された振動、すなわち、ＣＢＴ４と測定管５とに
より定められる周波数の振動信号は、信号線７ａを介し
て制御変換器２０に入力される。この振動信号は、制御
変換器２０内で直流変換され、変換して得られた直流レ
ベルに反比例したゲインコントロールされて駆動線６ａ
を介して加振器６を駆動する上記閉ループにより一定振
幅で駆動される。
が入力されたとき、一方のセンサ、例えばセンサ７によ
り検出された振動、すなわち、ＣＢＴ４と測定管５とに
より定められる周波数の振動信号は、信号線７ａを介し
て制御変換器２０に入力される。この振動信号は、制御
変換器２０内で直流変換され、変換して得られた直流レ
ベルに反比例したゲインコントロールされて駆動線６ａ
を介して加振器６を駆動する上記閉ループにより一定振
幅で駆動される。
【００１９】ＣＢＴ４および測定管５は、端面板２,２
に両端を固着されているので、長さは等しい。この状態
におけるＣＢＴ４の固有振動数をｆS，ばね定数をＫS，
質量をＭSとし、測定管５の固有振動数をｆM，ばね定数
をＫM，質量をＭM，測定管５内に収容された測定流体の
質量をＭLとすると、
に両端を固着されているので、長さは等しい。この状態
におけるＣＢＴ４の固有振動数をｆS，ばね定数をＫS，
質量をＭSとし、測定管５の固有振動数をｆM，ばね定数
をＫM，質量をＭM，測定管５内に収容された測定流体の
質量をＭLとすると、
【００２０】
【数１】
【００２１】であらわされるが一般的には、（ＫS／
ＭS）＞（ＫM／ＭM＋ＭL）であるから、 ｆS＞ｆM …（３） で、ＣＢＴ４の固有振動数ｆSは測定管５の固有振動数
ｆMよりも大きい。従って、ＣＢＴに重錘を付加し、Ｃ
ＢＴの固有振動数ｆSと測定管の固有振動数ｆMとを略等
しくｆS≒ｆMとなるようにする。
ＭS）＞（ＫM／ＭM＋ＭL）であるから、 ｆS＞ｆM …（３） で、ＣＢＴ４の固有振動数ｆSは測定管５の固有振動数
ｆMよりも大きい。従って、ＣＢＴに重錘を付加し、Ｃ
ＢＴの固有振動数ｆSと測定管の固有振動数ｆMとを略等
しくｆS≒ｆMとなるようにする。
【００２２】これに対し、チューニングフォークの原理
により、ＣＢＴ４の固有振動数ｆSと測定管５の固有振
動数ｆMとを等しくｆS＝ｆMとすると、ＣＢＴ４と測定
管５とを一定振幅反対位相で駆動する加振器６の駆動エ
ネルギー、すなわち、駆動電流は最低となる。ｆS＝ｆM
とするためには、ＣＢＴ４のばね定数ＫSを小さくする
か、質量ＭSを大きくするかの何れかを選択する必要が
ある。本発明においては、ＣＢＴ４のばね定数ＫSを等
価的に低下させるものである。
により、ＣＢＴ４の固有振動数ｆSと測定管５の固有振
動数ｆMとを等しくｆS＝ｆMとすると、ＣＢＴ４と測定
管５とを一定振幅反対位相で駆動する加振器６の駆動エ
ネルギー、すなわち、駆動電流は最低となる。ｆS＝ｆM
とするためには、ＣＢＴ４のばね定数ＫSを小さくする
か、質量ＭSを大きくするかの何れかを選択する必要が
ある。本発明においては、ＣＢＴ４のばね定数ＫSを等
価的に低下させるものである。
【００２３】図２は、本発明に係るＣＢＴと測定管との
駆動方法を説明するための図であり、図２（ａ）は測定
管５の振動波形Ｗ5、図２（ｂ）はＣＢＴ４の振動波形
Ｗ4を示し、Ｄ5，Ｄ5ｓは測定管の駆動電圧波形、Ｄ4，
Ｄ4ｓはＣＢＴの周波数制御電圧波形である（図２
（ｃ）,（ｄ））。
駆動方法を説明するための図であり、図２（ａ）は測定
管５の振動波形Ｗ5、図２（ｂ）はＣＢＴ４の振動波形
Ｗ4を示し、Ｄ5，Ｄ5ｓは測定管の駆動電圧波形、Ｄ4，
Ｄ4ｓはＣＢＴの周波数制御電圧波形である（図２
（ｃ）,（ｄ））。
【００２４】図２に示すように、ＣＢＴ４の振動波形Ｗ
4と測定管５の振動波形Ｗ5とは、位相が１８０°異って
いる。図２（ａ）において、測定管５を駆動して得られ
る振動波形Ｗ5は、図２（ｃ）に示す振動波形Ｗ5よりも
９０°位相が進んだ駆動電圧波形Ｄ5ｓ（駆動電圧波形
Ｄ5ｓは、正弦波で示したが、矩形波Ｄ5でもよい）で駆
動される。すなわち、振動波形Ｗ5がピーク値となる速
度最低のときは、駆動電圧波形Ｄ5ｓは零電圧となり、
振動波形Ｗ5が速度最高の零レベルを通過するときは、
駆動電圧波形Ｄ5ｓは最大振幅となる。
4と測定管５の振動波形Ｗ5とは、位相が１８０°異って
いる。図２（ａ）において、測定管５を駆動して得られ
る振動波形Ｗ5は、図２（ｃ）に示す振動波形Ｗ5よりも
９０°位相が進んだ駆動電圧波形Ｄ5ｓ（駆動電圧波形
Ｄ5ｓは、正弦波で示したが、矩形波Ｄ5でもよい）で駆
動される。すなわち、振動波形Ｗ5がピーク値となる速
度最低のときは、駆動電圧波形Ｄ5ｓは零電圧となり、
振動波形Ｗ5が速度最高の零レベルを通過するときは、
駆動電圧波形Ｄ5ｓは最大振幅となる。
【００２５】これに対して、図２（ｂ）に示したＣＢＴ
４側では、ＣＢＴ４ばね定数ＫSを見掛け上小さくする
ように駆動される。ばね定数ＫSを小さくすると、同一
の力で加振したとき、振幅が大きくなる。逆に、振幅を
大きくする方向に加振すると、ばね定数ＫSは見掛け上
小さくなる。このため、図２（ｄ）に示すように振動波
形Ｗ4と駆動電圧波形Ｄ4ｓとは同位相で、振動波形Ｗ4
が負である（０〜ｔ1）時では、ＣＢＴ４に負の力（−
Ｆ）が作用し、正である（ｔ1〜ｔ2）時では、ＣＢＴ４
に正の力（＋Ｆ）が作用する。逆にＣＢＴ４のばね定数
Ｋｓを大きくする場合は、駆動電圧Ｄ4ｓの位相を逆に
すればよい。
４側では、ＣＢＴ４ばね定数ＫSを見掛け上小さくする
ように駆動される。ばね定数ＫSを小さくすると、同一
の力で加振したとき、振幅が大きくなる。逆に、振幅を
大きくする方向に加振すると、ばね定数ＫSは見掛け上
小さくなる。このため、図２（ｄ）に示すように振動波
形Ｗ4と駆動電圧波形Ｄ4ｓとは同位相で、振動波形Ｗ4
が負である（０〜ｔ1）時では、ＣＢＴ４に負の力（−
Ｆ）が作用し、正である（ｔ1〜ｔ2）時では、ＣＢＴ４
に正の力（＋Ｆ）が作用する。逆にＣＢＴ４のばね定数
Ｋｓを大きくする場合は、駆動電圧Ｄ4ｓの位相を逆に
すればよい。
【００２６】周波数制御器９には、駆動電圧波形Ｄ4ｓ
の電圧が印加されるが、この電圧波形Ｄ4ｓの大きさ
は、制御演算器２０で加振器５の駆動電流が最小となる
ように定められる。この状態では、ＣＢＴ４の固有振動
数ｆSと測定管５の固有振動数ｆMとが等しく、ｆS＝ｆM
となる。
の電圧が印加されるが、この電圧波形Ｄ4ｓの大きさ
は、制御演算器２０で加振器５の駆動電流が最小となる
ように定められる。この状態では、ＣＢＴ４の固有振動
数ｆSと測定管５の固有振動数ｆMとが等しく、ｆS＝ｆM
となる。
【００２７】図３は、本発明によるコリオリ流量計の他
の実施例を説明するための図であり、図中、１２は重
錘、１３はキャップで、図１と同じ作用をする部分に
は、図１と同一の参照番号を付している。
の実施例を説明するための図であり、図中、１２は重
錘、１３はキャップで、図１と同じ作用をする部分に
は、図１と同一の参照番号を付している。
【００２８】重錘１２は、ＣＢＴ４の中央に取り付けら
れ、測定管５内に測定流体がない場合、或いは、所定の
測定流体が流入している場合の測定管５とＣＢＴ４の固
有振動数が等くなるように予め定めたもので、重錘１２
は、キャップ１３を取り外した外筒３の透孔からＣＢＴ
４にねじ止め固定され、所定重量となるように調整され
る。
れ、測定管５内に測定流体がない場合、或いは、所定の
測定流体が流入している場合の測定管５とＣＢＴ４の固
有振動数が等くなるように予め定めたもので、重錘１２
は、キャップ１３を取り外した外筒３の透孔からＣＢＴ
４にねじ止め固定され、所定重量となるように調整され
る。
【００２９】重錘１２を調整することにより、通常の流
量測定においては、周波数制御器９に印加される駆動電
圧波形Ｄ4ｓは小さくなり、又、調整した流体密度が高
くなっても低くなってもよく測定流体の測定可能な密度
範囲が広くなる。また、前記（２）式より測定流体の密
度を知ることができる。以上は、ＣＢＴと測定管５とが
同軸な直管状のコリオリ流量計について述べたが、一般
的なカウンタバランス方式のコリオリ流量計についても
同様に適用できる。
量測定においては、周波数制御器９に印加される駆動電
圧波形Ｄ4ｓは小さくなり、又、調整した流体密度が高
くなっても低くなってもよく測定流体の測定可能な密度
範囲が広くなる。また、前記（２）式より測定流体の密
度を知ることができる。以上は、ＣＢＴと測定管５とが
同軸な直管状のコリオリ流量計について述べたが、一般
的なカウンタバランス方式のコリオリ流量計についても
同様に適用できる。
【００３０】図４は、本発明によるコリオリ流量計の、
他の実施例を説明するための構成図であり、図中、３０
は測定管、３１は枠体、３２，３３は支持板、３４はＣ
Ｂ（カウンタバランス）で、図１と同じ作用する部分に
は図１と同一の参照番号を付している。
他の実施例を説明するための構成図であり、図中、３０
は測定管、３１は枠体、３２，３３は支持板、３４はＣ
Ｂ（カウンタバランス）で、図１と同じ作用する部分に
は図１と同一の参照番号を付している。
【００３１】図４は一般的な直管方式のカウンタバラン
ス方式のコリオリ流量計で、図において、測定管３０
は、配管に対しフランジ３０ａ，３０ｂで接続され、両
端近傍に枠体３１が固着されている。枠体３１内の測定
管３０には、測定管３０を貫通固着された支持板３２，
３３が所定間隔を隔てて配設され、支持板３２，３３に
は流体が流れないＣＢ３４が測定管３０と平行に固着さ
れている。加振器６は測定管３０の中央にＣＢ３４との
間に固着されており、センサ７，８も同様に加振器６に
関し対称位置に固着されている。ここでは、周波数制御
器９は、枠体３１とＣＢ３４との間に取り付けられ、Ｃ
Ｂ３４を測定管３０の固有振動数と同一周波数となるよ
うにＣＢ３４の変位方向に駆動する。
ス方式のコリオリ流量計で、図において、測定管３０
は、配管に対しフランジ３０ａ，３０ｂで接続され、両
端近傍に枠体３１が固着されている。枠体３１内の測定
管３０には、測定管３０を貫通固着された支持板３２，
３３が所定間隔を隔てて配設され、支持板３２，３３に
は流体が流れないＣＢ３４が測定管３０と平行に固着さ
れている。加振器６は測定管３０の中央にＣＢ３４との
間に固着されており、センサ７，８も同様に加振器６に
関し対称位置に固着されている。ここでは、周波数制御
器９は、枠体３１とＣＢ３４との間に取り付けられ、Ｃ
Ｂ３４を測定管３０の固有振動数と同一周波数となるよ
うにＣＢ３４の変位方向に駆動する。
【００３２】図５は、本発明によるコリオリ流量計の更
に、他の実施例を説明するための構成斜視図であり、図
中、４０は湾曲測定管、４１は支持部材、４２はＣＢＴ
で、図１と同じ作用する部分には図１と同一の参照番号
を付している。
に、他の実施例を説明するための構成斜視図であり、図
中、４０は湾曲測定管、４１は支持部材、４２はＣＢＴ
で、図１と同じ作用する部分には図１と同一の参照番号
を付している。
【００３３】流体が矢印Ｑ方向に流れる測定管４０は、
支持部材４１にＹ−Ｙ線上で貫通固着され、直交軸Ｘ−
Ｘ線に対称に配設されている。測定流体が流れないＣＢ
４２は測定管４０と平行に支持部材４１に固着されてい
る。加振器６は軸Ｘ−Ｘ線上に測定管４０とＣＢ４２と
の間に固着され音叉状に反対位相で加振される。センサ
７，８は軸Ｘ−Ｘと対称で軸Ｙ−Ｙ線と平行な位置に配
設され、周波数制御器９はＣＢ４２と支持部材４１との
間に配設され、測定管４０と同一周波数となるようにＣ
Ｂ４２と同一変位方向に駆動される。
支持部材４１にＹ−Ｙ線上で貫通固着され、直交軸Ｘ−
Ｘ線に対称に配設されている。測定流体が流れないＣＢ
４２は測定管４０と平行に支持部材４１に固着されてい
る。加振器６は軸Ｘ−Ｘ線上に測定管４０とＣＢ４２と
の間に固着され音叉状に反対位相で加振される。センサ
７，８は軸Ｘ−Ｘと対称で軸Ｙ−Ｙ線と平行な位置に配
設され、周波数制御器９はＣＢ４２と支持部材４１との
間に配設され、測定管４０と同一周波数となるようにＣ
Ｂ４２と同一変位方向に駆動される。
【００３４】
【効果】ＣＢＴと該ＣＢＴに同軸に支持された測定管
を、質量流量計測部として、これを流管にフランジ接続
される外筒内に軸方向に液密に移動可能に配設し、ＣＢ
Ｔの固有振動数を測定管の固有振動数と常に等しくする
ようにしたので、多種類の流体又は同一流体で温度の異
なる場合でも、ＣＢＴ重量を特別の調整することなく、
効率よく安定に駆動することができ、外部振動や温度影
響のないコリオリ流量計を提供でき、また、測定流体の
密度を高精度で算出することができる。
を、質量流量計測部として、これを流管にフランジ接続
される外筒内に軸方向に液密に移動可能に配設し、ＣＢ
Ｔの固有振動数を測定管の固有振動数と常に等しくする
ようにしたので、多種類の流体又は同一流体で温度の異
なる場合でも、ＣＢＴ重量を特別の調整することなく、
効率よく安定に駆動することができ、外部振動や温度影
響のないコリオリ流量計を提供でき、また、測定流体の
密度を高精度で算出することができる。
【図１】 本発明によるコリオリ流量計の一例を説明す
るための構成図である。
るための構成図である。
【図２】 本発明に係るＣＢＴと測定管との駆動方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】 本発明によるコリオリ流量計の、他の実施例
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図４】 本発明によるコリオリ流量計の、他の実施例
を説明するための構成図である。
を説明するための構成図である。
【図５】 本発明によるコリオリ流量計の更に、他の実
施例を説明するための構成斜視図である。
施例を説明するための構成斜視図である。
１…フランジ、２…端面板、３…外筒、４，３４，４２
…カウンタバランスチューブ（ＣＢＴ）、５…測定管、
６…加振器、７,８…センサ、９…周波数制御器、１０
…板ばね、１１…シールリング、１２…重錘、１３…キ
ャップ、２０…制御変換器、２１…流量出力端、３１…
枠体、３２，３３…支持板、４０…湾曲測定管、４１…
支持部材。
…カウンタバランスチューブ（ＣＢＴ）、５…測定管、
６…加振器、７,８…センサ、９…周波数制御器、１０
…板ばね、１１…シールリング、１２…重錘、１３…キ
ャップ、２０…制御変換器、２１…流量出力端、３１…
枠体、３２，３３…支持板、４０…湾曲測定管、４１…
支持部材。
Claims (9)
- 【請求項１】 支持部材と、該支持部材に両端が支持さ
れ測定流体が流れる測定管と、両端が前記支持部材に支
持されるカウンタバランスと、該カウンタバランスと前
記測定管とに配設され該測定管を長手直角方向に駆動す
る加振器と、前記測定管に作用するコリオリの力に応じ
前記カウンタバランスとの間に生ずる変位を検知するセ
ンサと、前記カウンタバランスを前記測定管が流体の密
度に応じて変化する固有振動数と等しい振動数で変位方
向に駆動する周波数制御器とを具備したことを特徴とす
るコリオリ流量計。 - 【請求項２】 前記カウンタバランスをチューブとした
ことを特徴とする請求項１記載のコリオリ流量計。 - 【請求項３】 前記カウンタバランスを直管としたこと
を特徴とする請求項１記載のコリオリ流量計。 - 【請求項４】 両端が流管に接続され、前記測定管と同
軸に筒状の外筒を配設したことを特徴とする請求項１乃
至３いずれかに記載のコリオリ流量計。 - 【請求項５】 両端が流管に接続され、前記測定管の両
端部で前記測定管に固着される枠体と、該枠体内で前記
測定管両端部に固着される支持板と、該支持板間に前記
カウンタバランスの両端を固着したことを特徴とする請
求項１記載のコリオリ流量計。 - 【請求項６】 前記測定管を湾曲管としたことを特徴と
する請求項１記載のコリオリ流量計。 - 【請求項７】 前記カウンタバランスを湾曲管としたこ
とを特徴とする請求項５記載のコリオリ流量計。 - 【請求項８】 一体構成された前記測定管とカウンタバ
ランスとを互いに逆位相で駆動する加振器の駆動電流を
検知し、該駆動電流を最小とするようにして流体の密度
に応じて変化する前記測定管の振動数で前記カウンタバ
ランスを該カウンタバランスの変位方向に駆動する周波
数制御器を具備したことを特徴とする請求項１乃至５い
ずれかに記載のコリオリ流量計。 - 【請求項９】 前記カウンタバランスを所定条件におけ
る測定管の固有振動数と等しい振動数とするための重錘
を予め前記カウンタバランス中央外壁面に固着したこと
を特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のコリオリ
流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17829793A JP2801842B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | コリオリ流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17829793A JP2801842B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | コリオリ流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735592A true JPH0735592A (ja) | 1995-02-07 |
| JP2801842B2 JP2801842B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=16046014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17829793A Expired - Lifetime JP2801842B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | コリオリ流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2801842B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19632500A1 (de) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | Krohne Ag | Massendurchflußmeßgerät |
| DE19840782A1 (de) * | 1998-09-08 | 2000-03-30 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| JP2011237353A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Yokogawa Electric Corp | コリオリ流量計 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP17829793A patent/JP2801842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19632500A1 (de) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | Krohne Ag | Massendurchflußmeßgerät |
| DE19632500C2 (de) * | 1996-08-12 | 1999-10-28 | Krohne Ag Basel | Massendurchflußmeßgerät |
| US6082202A (en) * | 1996-08-12 | 2000-07-04 | Krohne A. G. | Mass flow rate measuring instrument |
| DE19840782A1 (de) * | 1998-09-08 | 2000-03-30 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| DE19840782C2 (de) * | 1998-09-08 | 2001-09-06 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| JP2011237353A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Yokogawa Electric Corp | コリオリ流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2801842B2 (ja) | 1998-09-21 |
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