JPH09138150A - コリオリ式の質量流量検出器 - Google Patents

コリオリ式の質量流量検出器

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JPH09138150A JP8278119A JP27811996A JPH09138150A JP H09138150 A JPH09138150 A JP H09138150A JP 8278119 A JP8278119 A JP 8278119A JP 27811996 A JP27811996 A JP 27811996A JP H09138150 A JPH09138150 A JP H09138150A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱の影響を抑制する。 【解決手段】 流体入口１１３もしくは流体出口１１４
を介して管路に接続可能なハウジング１１の内部にベー
スプレート１２を配置し、該ベースプレートを機械的な
減衰装置１３，１４を介してハウジング１１に結合し、
該減衰装置をベースプレートの振動節線１９に固定し、
ベースプレートの上面に対して平行な平面で曲げられた
唯一つの測定管１５を流体入口と流体出口とに開口さ
せ、測定管に振動を励起され得る部分管１５１を配置
し、該部分管をベースプレートの両縁部の範囲に配置さ
れた固定装置１２１，１２２によって固定し、測定管１
５に接続部分管１５２，１５３を設け、振動を励起する
ための励振器１６を設け、各固定装置１２１，１２２の
近くに、部分管１５１の振動を測定するためのセンサ１
７，１８を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリの原理に
より作動する、つまりコリオリ式の質量流量検出器であ
って、該質量流量検出器が管路に挿入可能であって、か
つ作動時に被測定流体によって貫流される形式のものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】質量流量検出器を用いて、管路内を流れ
る流体の質量流量および／または密度を測定することは
よく知られている。質量流量検出器はこの場合、管路に
挿入されている。
【０００３】少なくとも２つの測定管を備えた質量流量
検出器、つまり管路から発生する外乱、たとえば管路の
振動または流体の著しい圧力変動に対して十分な免疫性
を付与することのできる質量流量検出器とは異なり、唯
一つの測定管しか有しないコリオリ式の質量流量検出器
は、このような外乱や、また質量流量検出器に作用する
別の外乱、たとえばハウジングへの衝撃に対して極めて
敏感である。
【０００４】このような外乱には、目下の所定の周波数
で振動している測定管から管路へ伝達され、さらに管路
に必ず存在する不連続性個所で反射され、ひいては再び
測定管へ戻るような振動成分も所属している。このよう
な振動成分は特に不都合となる。なぜならば、この振動
成分が測定管の目下の周波数と同じ周波数を有している
からである。したがって、このような外乱は電子装置に
よって取り除くことができず、また機械的な装置によっ
て取り除くことも極めて困難である。
【０００５】米国特許第５３０７６８９号明細書には、
コリオリ原理により作動する質量流量計が記載されてい
る。この公知の質量流量計は管路に挿入可能であって、
作動時に被測定流体によって貫流される。この公知の質
量流量計の構成では、 ―ベースプレートが設けられていて、 ―該ベースプレートが、少なくとも１つの機械的な減衰
装置を介して底部に設置されており、 ―ベースプレートの上面に対して平行な平面でＵ字形ま
たはＪ字形に曲げられた、流体によって貫流される唯一
つの測定管が設けられていて、 ―該Ｕ字形またはＪ字形の測定管の、前記平面内で励振
させたい、互いに平行な２つの脚部が、ベースプレート
に取り付けられた各１つの保持装置に固定されており、 ―前記各脚部に取り付けられた各１つの励振器が設けら
れており、 ―前記各脚部に前記各保持装置の近傍で配置された、各
脚部の振動を測定するための各２つのセンサが設けられ
ており、 ―励振・評価用の電子装置が設けられていて、 ―該電子装置が、外部振動に基づく妨害信号を取り除く
ための部分回路を有している。
【０００６】すなわち、この公知の質量流量計では、管
路から生ぜしめられる前記外乱を回路技術的な手段によ
って取り除こうとしている。しかしこの場合、測定管の
振動と同じ周波数を有する振動成分を取り除くことは不
可能である。また、この公知の質量流量計の構造から
は、外乱抑制のために総合的に役立つ手段は全く認めら
れない。
【０００７】さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第３
８２４３５１号明細書にも、コリオリの原理により作動
するコリオリ式の質量流量検出器が記載されている。こ
の公知の質量流量検出器も管路に挿入可能であって、作
動時に被測定流体によって貫流される。この公知の質量
流量検出器の構成では、 ―流体入口もしくは流体出口を介して管路に接続するこ
とのできる、振動剛性的なハウジングが設けられてお
り、 ―１つの平面で曲げられた、流体によって貫流される唯
一つの測定管が設けられていて、該測定管が、流体入口
と流体出口とに開口していて、これによりハウジングに
固く結合されており、 ―前記測定管が、励振器によって前記平面に対して直角
な方向で振動を励起されるようになっており、 ―前記測定管に流体入口もしくは流体出口の方向で配置
された、振動を測定するための少なくとも１つのセンサ
が設けられている。
【０００８】この公知の配置形式では、測定管と、振動
剛性的なハウジングとの固い結合、つまり機械的な手段
により、前記外乱を測定管から遠ざけようとしている。
しかし、これによっても外乱の十分な抑制を達成するこ
とは不可能であることが判った。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のコリオリ式の質量流量検出器を改良し
て、さらに別の機械的な手段を用いて前記外乱の影響を
できるだけ小さく抑えることのできるようなコリオリ式
の質量流量検出器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、 ―流体入口もしくは流体出口を介して管路に接続するこ
とのできるハウジングが設けられており、 ―該ハウジングの内部にベースプレートが配置されてお
り、 ―該ベースプレートが、少なくとも１つの機械的な減衰
装置を介してハウジングに結合されており、 ―該減衰装置が、前記ベースプレートの振動節線に固定
されており、 ―前記ベースプレートの上面に対して平行な平面で曲げ
られた、流体によって貫流される唯一つの測定管が設け
られていて、該測定管が、流体入口と流体出口とに開口
しており、 ―前記測定管が、前記平面に対して直角な方向で振動を
励起され得る部分管を有していて、該部分管が、前記ベ
ースプレートの互いに向かい合って位置する両縁部の範
囲に配置された固定装置によって前記ベースプレートに
固定されており、 ―前記測定管が各１つの接続部分管を有していて、該接
続部分管が、前記固定装置から流体入口もしくは流体出
口に通じており、 ―振動を励起するための励振器が設けられており、 ―前記各固定装置の近くに、前記部分管の振動を測定す
るための少なくとも１つのセンサが配置されているよう
にした。
【００１１】
【発明の効果】本発明の大きな利点は、前記問題を内部
振動補償により解決することに基づき、目下の所定の周
波数で振動する測定管の振動成分が管路に伝達されなく
なることにある。
【００１２】本発明の有利な構成では、前記部分管が、
円セグメントの形に曲げられており、しかもこの場合、
各接続部分管が、前記部分管よりも小さな曲率半径で曲
げられていると有利である。
【００１３】本発明の別の有利な構成では、前記部分管
と前記ベースプレートとの対称平面がその下面に交差す
る際に前記ベースプレートに描かれる線に、少なくとも
１つの別の減衰装置が配置されている。
【００１４】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
測定管が、１０ｍｍよりも小さい公称径を有しており、
かつ／または前記ベースプレートの質量が、前記部分管
の質量に比べて大きく形成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００１６】図１の側面図（図２のＩＩ―ＩＩ線に沿っ
た断面図）および図２の平面図（図１のＩ―Ｉ線に沿っ
た断面図）に示した、コリオリの原理に基づき作動す
る、たとえばフランジまたはねじ結合部によって管路
（図示しない）に挿入可能な質量流量検出器１は、作動
時に被測定流体によって貫流される。この質量流量検出
器１はハウジング１１を有しており、このハウジング１
１の内部には環境の影響から保護するために質量流量検
出器１の主要構成部分が配置されている。
【００１７】図面から判るように、この実施例の質量流
量検出器１は、管路（図示しない）と軸方向で整合する
ようにこの管路に導入することができる。
【００１８】図１および図２に示したように、ハウジン
グ１１は複数の部分から構成されていてよく、たとえば
底プレート１１１として形成された下側部分と、上側部
分１１２と、流体入口１１３と、流体出口１１４とから
構成されている。これらの構成部分は質量流量検出器の
完成した状態において、互いに固くかつ解離不能に結合
されている。
【００１９】それにもかかわらず、所要の電気的な導線
をハウジングに導入するか、もしくはハウジングから導
出できるようにするためには、上側部分１１２に開口１
１５が設けられている。この開口１１５には、適当な導
線貫通案内部を密に挿入することができる。
【００２０】ハウジング１１の内部には、ベースプレー
ト１２が配置されている。このベースプレート１２は少
なくとも１つの機械的な減衰装置、つまりこの実施例で
は図１および図２に示したように２つの減衰装置１３，
１４を介して、ハウジング１１に、つまりこの実施例で
は底プレート１１１に結合されている。
【００２１】すなわち、ベースプレート１２はハウジン
グ１１に固く固定されているのではなく、単にこのベー
スプレート１２が全ての方向でハウジング１１に対して
可動となり、しかもハウジング１１から出発する運動、
特に衝撃または振動がベースプレート１２に伝達されな
いか、または著しく減衰された形でしかベースプレート
１２に伝達されないようにハウジング１１に取り付けら
れているに過ぎない。したがって、ベースプレート１２
は底プレート１１１に対して所定の間隔を維持してい
る。
【００２２】ベースプレート１２の上面に対して平行
に、唯一つの測定管１５が延びている。この測定管１５
は、ベースプレート１２の上面に対して平行な平面で曲
げられていて、流体によって貫流される。測定管１５は
流体入口１１３と流体出口１１４とに開口していて、円
セグメントの形状を有していると有利である。
【００２３】ベースプレート１２の範囲では、測定管１
５が部分管１５１を有している。この部分管１５１は励
振器１６、たとえば電磁式の、特にエレクトロダイナミ
ック式の励振器によって、測定管１５が曲げられている
平面に対して直角な方向で振動を励起される。ベースプ
レート１２の質量は部分管１５１の質量に比べて大きく
形成されていると有利である。
【００２４】部分管１５１の有効振動、ひいては測定管
１５の有効振動を成す振動を発生させるためには、汎用
の励振回路のうちの１つを使用することができる。部分
管１５１はベースプレート１２の互いに向かい合って位
置する両縁部で固定装置１２１，１２２によってベース
プレート１２に固定されている。
【００２５】各固定装置１２１；１２２からは、各１つ
の接続部分管１５２，１５３が流体入口１１３もしくは
流体出口１１４にまで通じている。この場合、接続部分
管１５２，１５３の各曲率半径は、有利には円セグメン
トとして形成された部分管１５１の曲率半径よりも小さ
く形成されていると有利である。
【００２６】各固定装置１２１，１２２の近くでは、部
分管１５１に、この部分管１５１の振動を検出するため
の各１つのセンサ１７，１８、たとえば各１つの電磁式
の、特にエレクトロダイナミック式のセンサが配置され
ている。このセンサ１７，１８によって形成された信号
に基づき、信号の位相差または時間差を汎用の方法で求
めることにより、質量流量を測定することができる。
【００２７】上で既に説明した減衰装置１３，１４は、
ベースプレート１２の振動節線１９に固定されている。
この振動節線１９は、まず減衰装置をまだ取り付けてい
ない状態で、測定管１５とベースプレート１２とから成
る振動系に有効振動を励起して、この振動系を自由に振
動させ、このときに生じる振動節線を、たとえばクラド
ニ図形のように目に見える形で求めることにより得られ
る。
【００２８】図２には、さらに別の減衰装置２０（破線
で示す）が書き込まれている。この別の減衰装置２０は
減衰装置１３，１４の代わりに、または両減衰装置１
３，１４のうちの少なくとも一方に対して付加的に設け
ることができる。この別の減衰装置２０は、部分管１５
１とベースプレート１２との対称平面がその下面に交差
する際にベースプレート１２に描かれる線２１に配置さ
れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による質量流量検出器を側方から見た、
図２のＩＩ―ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図２】図１に示した質量流量検出器を図１のＩ―Ｉ線
に沿って断面して上から見た平面図である。
【符号の説明】
１ 質量流量検出器、 １１ ハウジング、 １２ ベ
ースプレート、 １３，１４ 減衰装置、 １５ 測定
管、 １６ 励振器、 １７，１８ センサ、１９ 振
動節線、 ２０ 減衰装置、 １１１ 底プレート、
１１２ 上側部分、 １１３ 流体入口、 １１４ 流
体出口、 １１５ 開口、 １２１，１２２ 固定装
置、 １５１ 部分管、 １５２，１５３ 接続部分管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オーレ クダル スイス国 ライナッハ ロークヴェーク 13 (72)発明者 ママディ ケイタ スイス国 バーゼル ブルーダーホルツシ ュトラーセ 106

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コリオリ式の質量流量検出器であって、
    該質量流量検出器が管路に挿入可能であって、かつ作動
    時に被測定流体によって貫流される形式のものにおい
    て、 ―流体入口（１１３）もしくは流体出口（１１４）を介
    して管路に接続することのできるハウジング（１１）が
    設けられており、 ―該ハウジング（１１）の内部にベースプレート（１
    ２）が配置されており、 ―該ベースプレート（１２）が、少なくとも１つの機械
    的な減衰装置（１３，１４）を介してハウジング（１
    １）に結合されており、 ―該減衰装置（１３，１４）が、前記ベースプレート
    （１２）の振動節線（１９）に固定されており、 ―前記ベースプレート（１２）の上面に対して平行な平
    面で曲げられた、流体によって貫流される唯一つの測定
    管（１５）が設けられていて、該測定管（１５）が、流
    体入口（１１３）と流体出口（１１４）とに開口してお
    り、 ―前記測定管（１５）が、前記平面に対して直角な方向
    で振動を励起され得る部分管（１５１）を有していて、
    該部分管（１５１）が、前記ベースプレート（１２）の
    互いに向かい合って位置する両縁部の範囲に配置された
    固定装置（１２１，１２２）によって前記ベースプレー
    ト（１２）に固定されており、 ―前記測定管（１５）が各１つの接続部分管（１５２，
    １５３）を有していて、該接続部分管（１５２，１５
    ３）が、前記固定装置（１２１，１２２）から流体入口
    （１１３）もしくは流体出口（１１４）に通じており、 ―振動を励起するための励振器（１６）が設けられてお
    り、 ―前記各固定装置（１２１，１２２）の近くに、前記部
    分管（１５１）の振動を測定するための少なくとも１つ
    のセンサ（１７，１８）が配置されていることを特徴と
    する、コリオリ式の質量流量検出器。
  2. 【請求項２】 前記部分管（１５１）が、円セグメント
    の形に曲げられている、請求項１記載のコリオリ式の質
    量流量検出器。
  3. 【請求項３】 前記接続部分管（１５２，１５３）が、
    前記部分管（１５１）よりも小さな曲率半径で曲げられ
    ている、請求項２記載のコリオリ式の質量流量検出器。
  4. 【請求項４】 前記部分管（１５１）と前記ベースプレ
    ート（１２）との対称平面がその下面に交差する際に前
    記ベースプレート（１２）に描かれる線（２１）に、少
    なくとも１つの別の減衰装置（２０）が配置されてい
    る、請求項１から３までのいずれか１項記載のコリオリ
    式の質量流量検出器。
  5. 【請求項５】 前記測定管（１５）が、１０ｍｍよりも
    小さい公称径を有している、請求項１から４までのいず
    れか１項記載のコリオリ式の質量流量検出器。
  6. 【請求項６】 前記ベースプレート（１２）の質量が、
    前記部分管（１５１）の質量に比べて大きく形成されて
    いる、請求項１から５までのいずれか１項記載のコリオ
    リ式の質量流量検出器。
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DE96109242.6 1996-06-10

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