JPH08219841A - Coriolis flow meter - Google Patents

Coriolis flow meter

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JPH08219841A
JPH08219841A JP2664495A JP2664495A JPH08219841A JP H08219841 A JPH08219841 A JP H08219841A JP 2664495 A JP2664495 A JP 2664495A JP 2664495 A JP2664495 A JP 2664495A JP H08219841 A JPH08219841 A JP H08219841A
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coriolis flowmeter
counterbalance
tube
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孝史 遠藤
Kenichi Matsuoka
健一 松岡
Kimihiro Ichinose
公宏 一瀬
Hidemi Seki
日出海 関
Shingo Gomi
信吾 五味
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Abstract

PURPOSE: To enable stable flow measurement hardly affected with disturbance by providing brace bars supporting a flow tube and a counter balance in the vicinity of the inside of both sides coupling blocks. CONSTITUTION: Both ends of a flow tube 3 and a counterbalance 4 are fixed to coupling blocks 12a, 12b in parallel, and the flow tube 3 and the counterbalance 4 are supported by brace bars 13a, 13b at insides of both blocks 12a, 12b. Thereby, when the flow tube 3 and the counter balance 4 are two points- supported by the blocks 12a, 12b and the brace bars 13a, 13b and resonance driven, the supporting positions become stable so as not to receive outside effect. Constant elasticity or low linear expansion coefficient material is used as the material of the counterbalance 4 so that the counterbalance 4 side as a vibration element is allowed not to receive any vibration heat effect, and the temperature correction of frequency characteristics is conducted based on the detected temperature of the flow tube 3 with an excellent heat response so that a mass amount or density is measured with an excellent response so as to improve accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コリオリ流量計に関
し、より詳細には、コリオリの力を利用して質量流量を
求める直管状のフローチューブを、該フローチューブと
平行に両端固定されたカウンタバランスとの間で交番駆
動する方式の直管状コリオリ流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Coriolis flowmeter, and more particularly to a counter having a straight tubular flow tube for obtaining a mass flow rate utilizing Coriolis force and having both ends fixed in parallel with the flow tube. The present invention relates to a straight tube Coriolis flowmeter of an alternating drive type with a balance.

【0002】[0002]

【従来の技術】質量流量mの流体が流れるフローチュー
ブを両端支持して支持点まわりに角速度ωで交番振動を
与えたとき、フローチューブに質量流量mと角速度ωの
ベクトル積に比例したコリオリの力Fが作用する。フロ
ーチューブは、このコリオリの力Fにより変形され、コ
リオリの力に比例した位相差が生ずる。コリオリ流量計
は、この位相差を検出して質量流量mを求める質量流量
計で、更に角速度ωを支持点まわりの固有振動数ω0
選ぶことにより、ω0から流体の密度ρを計測すること
ができる。このように、フローチューブは、コリオリ流
量計のコリオリの力を発生させ、更には、密度を求める
要部をなすもので、形状として直管と湾曲管に大別され
る。
2. Description of the Related Art When a flow tube with a mass flow rate of m is supported at both ends and an alternating vibration is applied around the support point at an angular velocity of ω, the flow tube has a Coriolis proportional to the vector product of the mass flow rate of m and the angular velocity of ω. Force F acts. The flow tube is deformed by this Coriolis force F, and a phase difference proportional to the Coriolis force is generated. The Coriolis flowmeter is a mass flowmeter that detects the phase difference to determine the mass flow rate m, and further selects the angular velocity ω as the natural frequency ω 0 around the support point to measure the fluid density ρ from ω 0. be able to. As described above, the flow tube is a main part for generating the Coriolis force of the Coriolis flowmeter and for obtaining the density, and is roughly classified into a straight tube and a curved tube in shape.

【0003】直管方式のコリオリ流量計は、言うまでも
なく、最も単純な形状をもったもので、小形で、メンテ
ナンスし易いという特徴をもっているが、コリオリの力
に応動する直管は曲げ剛性が大きいので、感度が小さ
く、SN比の面で不利である。最も単純にSN比をあげ
るためには、フローチューブを薄肉長尺にすることが考
えられるが、薄肉チューブは流体の圧力影響を受け易
く、長尺にすると、熱膨張影響を受けて固有振動数ω0
が変化し、コリオリの力の発生原理に基づいて求めよう
とする質量流量mに誤差が生ずる。
Needless to say, the straight pipe type Coriolis flowmeter has the simplest shape and is small and easy to maintain. However, the straight pipe which responds to the Coriolis force has a large bending rigidity. Therefore, the sensitivity is low and it is disadvantageous in terms of SN ratio. The simplest way to increase the signal-to-noise ratio is to make the flow tube thin and long, but the thin tube is easily affected by the pressure of the fluid, and if it is made long, the natural frequency is affected by thermal expansion and the natural frequency. ω 0
Changes, causing an error in the mass flow rate m to be obtained based on the principle of Coriolis force generation.

【0004】本発明者らは、上述した直管式のコリオリ
流量計の欠点を取り除くために、下記のコリオリ流量計
を提案した。
The present inventors have proposed the following Coriolis flowmeter in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the straight pipe type Coriolis flowmeter.

【0005】図5は、従来の直管式のコリオリ流量計を
説明するための図で、図5(a)は図5(b)の矢視A
−A線断面図、図5(b)は図5(a)の矢視B−B線
断面図であり、図中、1は外筒、2a,2bは接続フラ
ンジ、3はフローチューブ、4はカウンタバランス、5
a,5bは連結ブロック、6は駆動部、7,8は検出
部、9は重錘である。
FIG. 5 is a view for explaining a conventional straight pipe type Coriolis flowmeter, and FIG. 5A is a view A in FIG. 5B.
5A is a sectional view taken along the line BB in FIG. 5A, in which 1 is an outer cylinder, 2a and 2b are connection flanges, 3 is a flow tube, and 4 is a flow tube. Is counter balance, 5
Reference numerals a and 5b are connection blocks, 6 is a drive unit, 7 and 8 are detection units, and 9 is a weight.

【0006】図5に示したコリオリ流量計は、フローチ
ューブ3とカウンタバランス4とを同軸に両端固定し、
カウンタバランス4の中央部に重錘9を固着して、各々
の固有振動数が等しくなるように調整して、駆動部6に
よりフローチューブ3とカウンタバランス4とを共振駆
動し、検出部7,8によりフローチューブ3のコリオリ
の力による位相差信号を検出するようにしたものであ
る。
In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5, the flow tube 3 and the counter balance 4 are coaxially fixed at both ends,
A weight 9 is fixed to the central portion of the counter balance 4 and adjusted so that the natural frequencies of the weights are equal to each other, and the drive tube 6 drives the flow tube 3 and the counter balance 4 to resonate. 8, the phase difference signal due to the Coriolis force of the flow tube 3 is detected.

【0007】すなわち、共振駆動によりフローチューブ
3を大振幅で効率よく駆動することにより、高感度にコ
リオリ力を検出可能とし、更に、フローチューブ3の両
端をラッパ状に拡張した形状とすることにより、軸方向
の剛性を実質的に低くして流体温度変化によるフローチ
ューブ3の熱膨張,収縮による長さ変化影響を取り除
き、温度変化に対し、安定した計測結果が得られるよう
にして両端固定したフローチューブのコリオリ流量計の
欠点を取り除いている。
That is, the Coriolis force can be detected with high sensitivity by efficiently driving the flow tube 3 with a large amplitude by the resonance drive, and further, both ends of the flow tube 3 are expanded into a trumpet shape. , The rigidity in the axial direction was substantially lowered to remove the influence of the length change due to the thermal expansion and contraction of the flow tube 3 due to the change of the fluid temperature, and the both ends were fixed so that the stable measurement result was obtained with respect to the temperature change. The shortcomings of the Coriolis flowmeter in the flow tube are eliminated.

【0008】一方、図5に示したコリオリ流量計の振動
系の構成をみると、フローチューブ3は、カウンタバラ
ンス4とともに連結ブロック5a,5bにより固定支持
されており、更に、フローチューブ3の両端が拡張形状
の端部3a,3bで接続フランジ2a,2b内周壁に接
続されている。このフローチューブ3の振動モードは、
図4(a)に示すように、フローチューブ3は点P,Q
で固定支持され、更に、延長部はB位置で固定され、駆
動によりP,Q間は、破線で示したカウンタバランス4
とで共振駆動され、両端側にNa、中央にMaの3つの
曲率を有して振動する。
On the other hand, looking at the configuration of the vibration system of the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5, the flow tube 3 is fixedly supported by the connecting blocks 5a and 5b together with the counterbalance 4, and further, both ends of the flow tube 3 are supported. Is connected to the inner peripheral wall of the connection flanges 2a and 2b at the ends 3a and 3b of the expanded shape. The vibration mode of this flow tube 3 is
As shown in FIG. 4A, the flow tube 3 has points P and Q.
It is fixedly supported by, and the extension is fixed at the B position, and the counter balance 4 shown by the broken line between P and Q is driven.
It is resonantly driven by and vibrates with three curvatures of Na at both ends and Ma at the center.

【0009】すなわち、図5に示したコリオリ流量計
は、共振駆動により小さいエネルギーで効率よく駆動さ
れ、しかも、B,P間では小剛性の振動であるから、固
定位置B近傍における応力も小さく、長期安定した計測
が可能となる。
That is, the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5 is efficiently driven by resonance driving with a smaller energy, and since the vibration between B and P has a small rigidity, the stress in the vicinity of the fixed position B is also small, It enables long-term stable measurement.

【0010】また、コリオリ流量計は、物理,化学的に
性状の異なった流体の流量を計測するものである。例え
ば、室温と温度の異なる流体が流れると、フローチュー
ブは、直ちに熱応答し、流体温度となるが、カウンタバ
ランス4の温度は、流体温度変化に対して緩慢に変化
し、このため、初期においては、フローチューブ3,カ
ウンタバランス4の管材のヤング率が温度変化に応じて
変化する。
Further, the Coriolis flowmeter measures the flow rates of fluids having different physical and chemical properties. For example, when a fluid having a temperature different from room temperature flows, the flow tube immediately responds to heat and reaches the fluid temperature, but the temperature of the counter balance 4 changes slowly with respect to the fluid temperature change. Indicates that the Young's modulus of the tube material of the flow tube 3 and the counter balance 4 changes according to the temperature change.

【0011】計測時のフローチューブ3と、カウンタバ
ランス4の固有振動数f1,f2は、次のようにあらわさ
れる。
The natural frequencies f 1 and f 2 of the flow tube 3 and the counter balance 4 at the time of measurement are expressed as follows.

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】ここで、(1),(2)において、f1=f
2となるように質量MBが調整されている。
Here, in (1) and (2), f 1 = f
The mass M B is adjusted to be 2 .

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の直
管式のコリオリ流量計は、拡張部を有する低剛性のフロ
ーチューブ3bにより軸方向に移動可能に支持されてい
るので、連結ブロック5a,5bは図4(a)のP
(Q)で固定支持されているので、連結ブロック5a,
5bは回転モーメントを受け、また、3個の曲率Na,
Ma,Naをフローチューブ3に与えるため、連結ブロ
ック5a,5b自身の剛性の変化影響を受け易く、しか
も、連結ブロック5a,5bによる支持部は、外乱によ
り移動し易く、零点および計量値にバラツキが生ずる。
The conventional straight pipe type Coriolis flowmeter shown in FIG. 5 is supported by a low-rigidity flow tube 3b having an expansion portion so as to be movable in the axial direction, and therefore, the connecting block. 5a and 5b are P in FIG.
Since it is fixedly supported by (Q), the connecting block 5a,
5b receives a rotational moment, and also has three curvatures Na,
Since Ma and Na are given to the flow tube 3, the rigidity of the connecting blocks 5a and 5b itself is easily affected, and the supporting portions of the connecting blocks 5a and 5b are easily moved due to disturbance, and the zero point and the measured value vary. Occurs.

【0015】また、測定流体の温度が変化すると、ヤン
グ率が変化してばね定数Kが変化し、フローチューブ
3,カウンタバランス4は、(1),(2)式に従って
固有振動数f1,f2が変化する。すなわち、フローチュ
ーブ3の温度は、直ちに流体温度と等しくなるように応
動するが、カウンタバランス4の温度は、緩慢に変化す
る。この結果、連成周期も緩慢に変化し、安定するまで
に時間を要する。従って、カウンタバランス4を流体温
度により補正しても、周期は、緩慢に変化し、応答性の
よい補正が不可能である。
When the temperature of the fluid to be measured changes, the Young's modulus also changes and the spring constant K changes, and the flow tube 3 and the counter balance 4 have their natural frequencies f 1 and f 1 according to the equations (1) and (2). f 2 changes. That is, the temperature of the flow tube 3 immediately responds so as to be equal to the fluid temperature, but the temperature of the counter balance 4 changes slowly. As a result, the coupled cycle also changes slowly, and it takes time to stabilize. Therefore, even if the counter balance 4 is corrected by the fluid temperature, the cycle changes slowly, and it is impossible to correct the response with good response.

【0016】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、直管方式のコリオリ流量計の長所を生か
し、小形な流量計とするとともに、感度が低いという欠
点を高感度に改善するとともに、フローチューブの支持
位置の不安定要因を取り除き、また、流体の温度変化に
よる特性変化を応答よく補正可能とする直管式のコリオ
リ流量計を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and makes use of the advantages of a straight pipe type Coriolis flowmeter to provide a small flowmeter, and to improve the drawback of low sensitivity to high sensitivity. At the same time, it is an object of the present invention to provide a straight pipe type Coriolis flowmeter capable of removing the instability factor of the support position of the flow tube and correcting the characteristic change due to the temperature change of the fluid with good response.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)流管に液密に両端固着された直管
状のフローチューブと、該フローチューブ両端近傍で連
結ブロックを介して該フローチューブと同軸又は軸平行
に両端固着されたカウンタバランスとを有し、前記フロ
ーチューブとカウンタバランスとを前記連結ブロックま
わりに反対位相で駆動したとき、前記フローチューブに
作用するコリオリの力から質量流量を求める直管式のコ
リオリ流量計において、両側の前記連結ブロック内側近
傍に前記フローチューブとカウンタバランスとを支持す
る1又は複数対のブレースバーを設けたこと、更には、
(2)前記(1)において、前記フローチューブの両端
が固着された流管と連結ブロックとの間に、該フローチ
ューブを軸方向に液密に移動可能な可撓管を設け、一体
形成された前記フローチューブとカウンタバランスの何
れかに各々の固有振動数を等しくする重錘を有し、軸方
向に柔で駆動方向に剛に支持したこと、更には、(3)
前記(1)又は(2)において、前記カウンタバランス
を1又は複数の直管,柱状体、又は板状体とし、該カウ
ンタバランスを前記フローチューブと対称となる位置に
配置したこと、更には、(4)前記(1)乃至(3)の
何れかにおいて、前記カウンタバランスの材料を恒弾性
材料又は低線膨張係数材料としたことを特徴としたもの
である。
In order to solve the above problems, the present invention provides (1) a straight tubular flow tube liquid-tightly fixed at both ends to a flow tube, and a connecting block near both ends of the flow tube. Of the Coriolis acting on the flow tube when the flow tube and the counter balance are driven in opposite phases around the connection block. In a straight pipe type Coriolis flow meter for obtaining a mass flow rate from a force, one or a plurality of pairs of brace bars for supporting the flow tube and counter balance are provided in the vicinity of the inside of the connecting block on both sides, and further,
(2) In (1) above, a flexible tube that is fluid-tightly movable in the axial direction of the flow tube is provided between the flow tube to which both ends of the flow tube are fixed and the connection block. In addition, each of the flow tube and the counter balance has a weight for equalizing its natural frequency, and the weight is supported flexibly in the axial direction and rigid in the driving direction. Further, (3)
In (1) or (2) above, the counterbalance is one or a plurality of straight pipes, columnar bodies, or plate-like bodies, and the counterbalance is arranged at a position symmetrical with the flow tube. (4) In any one of (1) to (3) above, the material of the counter balance is a constant elastic material or a low linear expansion coefficient material.

【0018】[0018]

【作用】離間した二つの連結ブロックに直管状のフロー
チューブとカウンタバランスを平行して両端を固定し、
更に前記連結ブロック両内側でフローチューブとカウン
タバランスとをブレースバーで支持することにより、連
結ブロックとブレースバーとにより二点支持し、フロー
チューブとカウンタバランスとを共振駆動したときの支
持位置を外部影響を受けない安定なものとする。更に
は、カウンタバランスの材料を恒弾性又は低線膨張係数
材とすることにより、振動要素としてのカウンタバラン
ス側の振動熱影響をなくし、熱応答性のよいフローチュ
ーブの検出温度に基づいて周波数特性の温度補正を行
い、応答よく質量流量や密度を計測し、精度を向上させ
る。
[Operation] A straight flow tube and a counterbalance are fixed in parallel to two spaced connection blocks and both ends are fixed.
Further, by supporting the flow tube and the counter balance on both inner sides of the connecting block with brace bars, the connecting block and the brace bar are supported at two points, and the supporting position when the flow tube and the counter balance are resonantly driven is external. It shall be stable and not affected. Furthermore, by making the material of the counterbalance a constant elasticity or low linear expansion coefficient material, the influence of vibration heat on the counterbalance side as a vibrating element is eliminated, and the frequency characteristic is based on the temperature detected by the flow tube with good thermal response. The temperature is corrected and the mass flow rate and density are measured with good response to improve the accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

〔実施例1,2〕(請求項1,2に対応) 以下、本発明のコリオリ流量計を図に基づいて説明す
る。まず、フローチューブの交番駆動における支持位置
の安定手段、次に、熱応答性改善手段について述べる。
Examples 1 and 2 (corresponding to claims 1 and 2) Hereinafter, the Coriolis flowmeter of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the means for stabilizing the support position in the alternating drive of the flow tube, and the means for improving the thermal response will be described.

【0020】図1は、本発明によるコリオリ流量計で、
図1(a)は図1(b)の矢視A−A線断面図、図1
(b)は図1(a)の矢視B−B線断面図であり、図6
に示したコリオリ流量計と同様な直管式のもので、図
中、10a,10bはブレースバー(Brace Bar)で、
図5と同様の作用をする部分には、図5と同じ参照番号
が付してある。
FIG. 1 shows a Coriolis flowmeter according to the present invention.
1A is a sectional view taken along the line AA of FIG.
6B is a sectional view taken along the line BB of FIG.
It is a straight pipe type similar to the Coriolis flowmeter shown in, and in the figure, 10a and 10b are brace bars.
The same reference numerals as those in FIG. 5 are attached to the portions having the same functions as those in FIG.

【0021】図1に示したコリオリ流量計は、図5に示
したコリオリ流量計と同様に、フローチューブ3とカウ
ンタバランス4が連結ブロック5a,5bに同軸に連結
支持されており、該同軸連結部材は、フローチューブ3
が連結ブロック5a,5bを貫通して、ラッパ状に拡張
された両端部で接続フランジ2a,2bの内壁面に固着
支持されている。
In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 1, similarly to the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5, the flow tube 3 and the counterbalance 4 are coaxially supported by the connecting blocks 5a and 5b, and the coaxial connection is made. The member is the flow tube 3
Penetrates the connecting blocks 5a and 5b and is fixedly supported on the inner wall surfaces of the connection flanges 2a and 2b at both ends expanded in a trumpet shape.

【0022】更に、連結ブロック5a,5bで同軸に連
結支持されたフローチューブ3とカウンタバランス4と
は、連結ブロック5a,5bに近接した内側の区間で、
平板状のブレースバー10aと10bとにより支持され
ている。ブレースバー10aと10bとで支持されたフ
ローチューブ3とカウンタバランス4の何れか、例え
ば、図においては、カウンタバランス4の中央部に各々
の固有振動数を等しく調整するための重錘9が設けら
れ、また、フローチューブ3とカウンタバランス4を共
振駆動するための駆動部6,コリオリの力による位相差
信号を検出する検出部7,8が設けられている。
Further, the flow tube 3 and the counterbalance 4 which are coaxially connected and supported by the connecting blocks 5a and 5b are inner sections close to the connecting blocks 5a and 5b.
It is supported by flat brace bars 10a and 10b. One of the flow tube 3 and the counter balance 4 supported by the brace bars 10a and 10b, for example, in the figure, a weight 9 is provided at the center of the counter balance 4 for equalizing the natural frequencies of the respective weights. Further, a drive unit 6 for resonantly driving the flow tube 3 and the counter balance 4 and detection units 7 and 8 for detecting a phase difference signal due to Coriolis force are provided.

【0023】図2に示したコリオリ流量計は、他の実施
例を説明するための図で、図2(a)は図2(b)の矢
視A−A線断面図、図2(b)は図2(a)の矢視A−
A線断面図であり、図中、11はカウンタバランス、1
2a,12bは連結ブロック、13a,13bはブレー
スバーである。
The Coriolis flowmeter shown in FIG. 2 is a view for explaining another embodiment. FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2B, and FIG. ) Is the arrow A- of FIG.
It is a sectional view taken along the line A, in which 11 is a counter balance and 1
2a and 12b are connecting blocks, and 13a and 13b are brace bars.

【0024】図2に示したコリオリ流量計は、フローチ
ューブ3とカウンタバランス11とが異軸平行に連結ブ
ロック12a,12bに連結支持され、該連結ブロック
12a,12b近傍内側でフローチューブ3とカウンタ
バランス11とを支持した構造をもっており、連結支持
部材は、図1と同様にフローチューブ3の拡張形状端部
3a,3bで接続フランジ2a,2b内壁に固着支持さ
れている。
In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 2, the flow tube 3 and the counter balance 11 are connected to and supported by the connecting blocks 12a and 12b in parallel with different axes, and the flow tube 3 and the counter are located inside the connecting blocks 12a and 12b. The balance support 11 is supported, and the connection support member is fixedly supported on the inner walls of the connection flanges 2a and 2b at the expanded end portions 3a and 3b of the flow tube 3 as in FIG.

【0025】図1,図2に示した直管式のコリオリ流量
計は、駆動部9で共振駆動されたとき、同様の振動モー
ドをもっており、これを図4(b),(c),(d)に基
づいて説明する。
The straight tube type Coriolis flowmeter shown in FIGS. 1 and 2 has a similar vibration mode when it is resonantly driven by the drive unit 9, and this is shown in FIGS. 4 (b), (c), ( Description will be made based on d).

【0026】図4(b)は、自由支持による振動で1個
の曲率Mbを有し、支持は1点支持であり、図4(a)
に示すように、固定支持した場合の支持部の特性変化の
影響を受けにくく、安定した振動を得ることができる。
図4(c)は、ブレースバー10a(13a),10b
(13b)間の振動モードを示す図であり、駆動部9に
よる振幅dの共振駆動により、ブレースバー10a(1
3a),10b(13b)間のフローチューブ3は1個
の曲率Mcを有して単振運動し、ブレースバー10a
(13a),連結ブロック5a(12a)間では、曲率
Mcと反対側の曲率Ncをもって運動する。
FIG. 4 (b) has one curvature Mb due to vibration by free support, and the support is one point support.
As shown in FIG. 7, it is difficult to be affected by the characteristic change of the supporting portion when fixedly supported, and stable vibration can be obtained.
FIG. 4C shows the brace bars 10a (13a) and 10b.
FIG. 13 is a diagram showing a vibration mode between (13b), where the brace bar 10a (1
The flow tube 3 between 3a) and 10b (13b) has a single curvature Mc and performs a single vibration motion.
(13a) and the connecting block 5a (12a) have a curvature Nc opposite to the curvature Mc.

【0027】区間P,C間は小さい距離の区間で、しか
もブレースバー10a(13a),10b(13b)は
振動によりばね作用により支持点P,Q点まわりに回転
するので、位置P,Qは、安定した位置で、しかも効率
よく低エネルギーで回転駆動される。
The intervals between the sections P and C are small, and since the brace bars 10a (13a) and 10b (13b) rotate about the support points P and Q by the spring action due to the vibration, the positions P and Q are changed. , It can be rotated at a stable position and efficiently with low energy.

【0028】図4(d)は、連結ブロックの間にブレー
スバーを複数設け、各々フローチューブ3とカウンタバ
ランス4(11)(図示せず)をPa,PbおよびQ
a,Qb間で支持した場合の振動モードを示すものであ
る。
In FIG. 4 (d), a plurality of brace bars are provided between the connecting blocks, and the flow tube 3 and the counter balance 4 (11) (not shown) are respectively provided with Pa, Pb and Q.
It shows a vibration mode when it is supported between a and Qb.

【0029】図4(d)の場合の振動も図3(c)の場
合と同様、フローチューブ3は内側のブレースバーによ
る支持位置間で一つの曲率Mdを有する単振運動し、P
b,Qbの位置移動することなく、効率よく駆動され
る。更に、固定端の特性変化は、ブレースバーの数に応
じて順次減少するので、Pb,Qb間はより安定した振
動となり、安定した質量流量計測が可能となる。
As in the case of FIG. 3C, the vibration in the case of FIG. 4D also causes the flow tube 3 to perform a single vibration motion having one curvature Md between the positions supported by the inner brace bar, and P
It can be efficiently driven without moving the positions of b and Qb. Further, the characteristic change at the fixed end gradually decreases according to the number of brace bars, so that more stable vibration occurs between Pb and Qb, and stable mass flow rate measurement becomes possible.

【0030】〔実施例3〕(請求項3に対応) 図1,図2に示したコリオリ流量計では、ブレースバー
は、一つの管体で構成しフローチューブに対し、同軸,
平行に設けているが、図2において、平行条件を充たせ
ば、管体である必要はなく、更には単体である必要もな
い。
[Third Embodiment] (Corresponding to Claim 3) In the Coriolis flowmeter shown in FIGS. 1 and 2, the brace bar is composed of one tubular body and is coaxial with the flow tube.
Although they are provided in parallel, as long as the parallel condition is satisfied in FIG. 2, they need not be tubular bodies, or even a single body.

【0031】図3は、本発明に係るブレースバーの配置
を説明するための断面図で、図3(a)はカウンタバラ
ンスが四本、図3(b),(c)は二本の場合を示し、
図中、14a,14b,14c,14d,16a,16
bはカウンタバランス、15,17はブレースバーであ
る。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the arrangement of the brace bar according to the present invention. FIG. 3 (a) shows four counter balances, and FIGS. 3 (b) and 3 (c) show two. Indicates
In the figure, 14a, 14b, 14c, 14d, 16a, 16
b is a counter balance, and 15 and 17 are brace bars.

【0032】図3(a)は、四本のカウンタバランス1
4a,〜,14dは棒状体で、フローチューブ3の軸0を
通る面に対して軸0と対称に配置された場合のもので、
カウンタバランス14a,〜,14dは軸0を中心とした
半径rの円周上に配置され、ブレースバー15に固着さ
れている。
FIG. 3A shows four counter balances 1
4a to 14d are rod-shaped bodies, which are arranged symmetrically with respect to the plane passing through the axis 0 of the flow tube 3 and the axis 0.
The counter balances 14a to 14d are arranged on the circumference of a radius r centering on the axis 0 and fixed to the brace bar 15.

【0033】図3(b)は、二本のカウンタバランス1
6a,16bが、フローチューブ3の軸0を通る振動方
向又は振動方向と直角な平面に軸対称な位置に設けら
れ、ブレースバー17に固着されている。
FIG. 3B shows two counter balances 1
6 a and 16 b are provided at positions axially symmetrical with respect to a vibration direction passing through the axis 0 of the flow tube 3 or a plane orthogonal to the vibration direction, and fixed to the brace bar 17.

【0034】更に、図3(a)によるフローチューブ3
とカウンタバランス14a〜14dとは、フローチュー
ブ3が矢印(+Y)方向に振動するとき、カウンタバラ
ンス14a〜14dは反対の(−Y)方向に振動するも
ので、カウンタバランス14a,14bおよび14c,
14dは、各々振動方向に対しても対称であり、図3
(b),(c)によるフローチューブ3とカウンタバラ
ンス16a,16bは、振動方向Y方向又は直角な方向
に配置されている。
Furthermore, the flow tube 3 according to FIG.
When the flow tube 3 vibrates in the arrow (+ Y) direction, the counter balances 14a to 14d vibrate in the opposite (−Y) direction. The counter balances 14a, 14b and 14c,
14d are also symmetrical with respect to the vibration direction, respectively.
The flow tube 3 and the counter balances 16a and 16b according to (b) and (c) are arranged in the vibrating direction Y or at a right angle.

【0035】図3(a),(b),(c)による振動にお
いて、カウンタバランス14,16は、複数の棒状体で
構成されているから、フローチューブ3とにより共振駆
動されるための一本当りの質量を小さくすることができ
るので、全体に小形とすることが可能で、しかも、コリ
オリ流量計の取付姿勢による精度影響もなくなる。な
お、図3において、カウンタバランスの数を2,4とし
たが、この数に限ることはなく、要は共振駆動可能な数
を選べばよい。
In the vibrations shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c), the counter balances 14 and 16 are composed of a plurality of rod-shaped bodies, and therefore are used for resonance drive with the flow tube 3. Since the mass per wire can be reduced, the overall size can be reduced, and the accuracy of the Coriolis flowmeter mounting posture is not affected. Although the number of counter balances is 2 and 4 in FIG. 3, the number is not limited to this number, and the number that can be resonantly driven may be selected.

【0036】〔実施例4〕(請求項4に対応) 時間Tにおいて、被計測の流体温度がt1からt0に変化
したとすると、フローチューブ3の温度は、流体温度t
0に応動してt1からt0に変化し、その結果、フローチ
ューブ3の材料のヤング率が変化し、バネ定数Kが変化
する。従って、固有振動数f1は(1)式に従って変化
し、温度一定であれば、振動周期は一定に保たれる。こ
れを周期Aとする。
[Embodiment 4] (Corresponding to Claim 4) If the fluid temperature to be measured changes from t 1 to t 0 at time T, the temperature of the flow tube 3 becomes the fluid temperature t.
It changes from t 1 to t 0 in response to 0, and as a result, the Young's modulus of the material of the flow tube 3 changes and the spring constant K changes. Therefore, the natural frequency f 1 changes according to the equation (1), and if the temperature is constant, the vibration cycle is kept constant. This is referred to as cycle A.

【0037】このとき、カウンタバランス4(11)の
材料をNiスパンC等の恒弾性材料にすると、温度によ
りヤング率が変化しないので、固有振動数f2は(2)
式に従い一定であり、周期は流体温度が変化しても一定
になる。これを周期Bとする。従って、フローチューブ
3とカウンタバランス4(11)との連成周期は、周期
Aと周期Bに従って変化するが、流体温度t即応して変
化するので、流体温度tを検知して、誤差のない周期τ
が検知される。
At this time, if the material of the counter balance 4 (11) is a constant elasticity material such as Ni span C, the Young's modulus does not change with temperature, so the natural frequency f 2 is (2).
It is constant according to the formula, and the cycle is constant even if the fluid temperature changes. This is cycle B. Therefore, the coupled cycle of the flow tube 3 and the counter balance 4 (11) changes according to the cycle A and the cycle B, but it changes in response to the fluid temperature t, so that the fluid temperature t is detected and there is no error. Period τ
Is detected.

【0038】このように、カウンタバランス4(11)
を恒弾性材料にすることにより、流体温度変化に遅れな
く応動し、且つ、流体温度のみにより、簡単な形で周期
補正が行われ、補正された周期にしたがって、正確な流
体密度を求めることができる。なお、カウンタバランス
をインバー等の低線膨張係数材料としても、流体,温
度,環境温度の変化に対して一定の長さを保つので、同
様の手段により応答性の優れた質量流量,密度を求める
ことができる。
Thus, the counter balance 4 (11)
By using a constant elastic material, it responds to changes in the fluid temperature without delay, and the cycle correction is performed in a simple manner only by the fluid temperature, and an accurate fluid density can be obtained according to the corrected cycle. it can. Even if the counter balance is made of a low linear expansion coefficient material such as Invar, it maintains a constant length with respect to changes in the fluid, temperature, and environmental temperature. Therefore, the mass flow rate and density with excellent responsiveness are obtained by the same means. be able to.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果がある。 請求項1,2に対応する効果:直管式のコリオリ流量計
において、同軸又は平行に両端固定されたフローチュー
ブとカウンタバランスの間を一対の平板状のブレースバ
ーで支持し共振駆動したので、フローチューブはブレー
スバー間で効率よく単振振動し、しかも安定した支持位
置を保つので、外乱影響を受けにくい安定な流量計測が
できる。 請求項3に対応する効果:カウンタバランスを複数の棒
状体又は管体とし、フローチューブ軸を通る面に対し、
軸対称に支持したので、小形で、取付姿勢の影響を受け
にくい流量計とすることができる。 請求項4に対応する効果:カウンタバランスの材料を恒
弾性材又は低熱膨張材としたので、温度変化に対し、ヤ
ング率又は長さが一定に保たれ、周期変動がなく、これ
に対し、フローチューブは流体温度に即応して温度変化
するので、連成周期はフローチューブの温度のみに依存
して補正可能に変化し、流体密度,質量流量に対応した
正確な周期が得られる。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. Effects corresponding to claims 1 and 2: In a straight tube type Coriolis flowmeter, since a pair of flat brace bars are supported between a flow tube fixed at both ends coaxially or in parallel and a counter balance to drive resonance, The flow tube efficiently vibrates between brace bars and maintains a stable support position, so stable flow rate measurement that is not easily affected by disturbance can be performed. Effect corresponding to claim 3: Counterbalance is a plurality of rod-shaped bodies or tubular bodies, and with respect to a plane passing through the flow tube axis,
Since it is supported axisymmetrically, it is possible to make the flowmeter compact and less susceptible to the mounting posture. Effect corresponding to claim 4: Since the material of the counter balance is a constant elastic material or a low thermal expansion material, the Young's modulus or length is kept constant with respect to temperature changes, and there is no periodic fluctuation. Since the temperature of the tube changes immediately in response to the fluid temperature, the coupled cycle can be corrected depending only on the temperature of the flow tube, and an accurate cycle corresponding to the fluid density and mass flow rate can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明によるコリオリ流量計である。FIG. 1 is a Coriolis flow meter according to the present invention.

【図2】 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。
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the Coriolis flowmeter according to the present invention.

【図3】 本発明に係るブレースバーの配置を説明する
ための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of brace bars according to the present invention.

【図4】 直管式のコリオリ流量計の振動モードの概要
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a vibration mode of a straight pipe type Coriolis flowmeter.

【図5】 従来の直管式のコリオリ流量計を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional straight pipe type Coriolis flowmeter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外筒、2a,2b…接続フランジ、3…フローチュ
ーブ、4…カウンタバランス、5a,5b…連結ブロッ
ク、6…駆動部、7,8…検出部、9…重錘、10a,
10b…ブレースバー(Brace Bar)、11…カウンタ
バランス、12a,12b…連結ブロック、13a,1
3b…ブレースバー、14a,14b,14c,14
d,16a,16b…カウンタバランス、15,17…
ブレースバー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer cylinder, 2a, 2b ... Connection flange, 3 ... Flow tube, 4 ... Counter balance, 5a, 5b ... Connection block, 6 ... Drive part, 7, 8 ... Detection part, 9 ... Weight, 10a,
10b ... Brace bar, 11 ... counter balance, 12a, 12b ... connection block, 13a, 1
3b ... brace bar, 14a, 14b, 14c, 14
d, 16a, 16b ... Counter balance, 15, 17 ...
Brace bar.

フロントページの続き (72)発明者 関 日出海 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 株式 会社オーバル内 (72)発明者 五味 信吾 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 株式 会社オーバル内Front page continuation (72) Inventor Seki Hijimi 3-10-8 Kamiochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Within Oval Co., Ltd. (72) Inventor Shingo Gomi 3-10-8 Kamiochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Within Oval Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流管に液密に両端固着された直管状のフ
ローチューブと、該フローチューブ両端近傍で連結ブロ
ックを介して該フローチューブと同軸又は軸平行に両端
固着されたカウンタバランスとを有し、前記フローチュ
ーブとカウンタバランスとを前記連結ブロックまわりに
反対位相で駆動したとき、前記フローチューブに作用す
るコリオリの力から質量流量を求める直管式のコリオリ
流量計において、両側の前記連結ブロック内側近傍に前
記フローチューブとカウンタバランスとを支持する1又
は複数対のブレースバーを設けたことを特徴とするコリ
オリ流量計。
1. A straight tubular flow tube liquid-tightly fixed at both ends to a flow tube, and a counter balance fixed at both ends coaxially or axially parallel to the flow tube via connecting blocks near both ends of the flow tube. A straight pipe type Coriolis flowmeter for determining a mass flow rate from a Coriolis force acting on the flow tube when the flow tube and the counter balance are driven around the connection block in opposite phases. A Coriolis flowmeter, characterized in that one or a plurality of pairs of brace bars that support the flow tube and counter balance are provided near the inside of the block.
【請求項2】 前記フローチューブの両端が固着された
流管と連結ブロックとの間に、該フローチューブを軸方
向に液密に移動可能な可撓管を設け、一体形成された前
記フローチューブとカウンタバランスの何れかに各々の
固有振動数を等しくする重錘を有し、軸方向に柔で駆動
方向に剛に支持したことを特徴とする請求項1に記載の
コリオリ流量計。
2. A flow tube integrally formed by providing a flexible tube capable of moving the flow tube in an axially liquid-tight manner between a flow tube to which both ends of the flow tube are fixed and a connection block. 2. The Coriolis flowmeter according to claim 1, further comprising a weight for equalizing the natural frequencies of the counter balance and the counter balance, and the weight is supported flexibly in the axial direction and rigid in the driving direction.
【請求項3】 前記カウンタバランスを1又は複数の直
管,柱状体、又は板状体とし、該カウンタバランスを前
記フローチューブと対称となる位置に配置したことを特
徴とする請求項1又は2に記載のコリオリ流量計。
3. The counter balance is one or a plurality of straight pipes, columnar bodies, or plate-like bodies, and the counter balance is arranged at a position symmetrical with the flow tube. Coriolis flowmeter described in.
【請求項4】 前記カウンタバランスの材料を恒弾性材
料又は低線膨張係数材料としたことを特徴とする請求項
1乃至3の何れかに記載のコリオリ流量計。
4. The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein the counterbalance material is a constant elasticity material or a low linear expansion coefficient material.
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