JPH09325060A - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加振器の励磁コイルに発生する反力によって
起きる振動がセンサチューブに伝播することを防止す
る。 【解決手段】 センサチューブ４、５が固定されるサポ
ート１０、１１に梁部材１９をＯリング２０、２１を介
して固定し、該梁部材１９に固定されたリング３３に加
振器３１、３２の励磁コイル３１ｃ、３２ｃを取り付
け、センサチューブ４、５に加振器３１、３２のマグネ
ット３１ｂ、３２ｂを取り付けることによって、Ｏリン
グ２０、２１が振動を吸収する弾性体の働きをし、励磁
コイル３１ｃ、３２ｃによって梁部材１９に起きる振動
がサポート１０、１１を介してセンサチューブ４、５に
伝播することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定流体の質量
流量を計測する質量流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の質量流量計の一例を、図５を用い
て説明する。従来の質量流量計は、ケーシング１の流入
側に、サポート１０が設けられ、同様に流出側にサポー
ト１１が固定されている。被測定流体が流通するセンサ
チューブ４、５は、サポート１０、１１を貫通して平行
に横架されている。

【０００３】センサチューブ４、５には、センサチュー
ブ４、５を同期振動させるための加振器３１、３２が設
けられている。加振器３１、３２は、励磁コイル３１
ｃ、３２ｃとマグネット３１ｂ、３２ｂとから構成され
ている。そして、これらの加振器３１、３２はケーシン
グ１に励磁コイル３１ｃ、３２ｃが固定され、センサチ
ューブ４、５にマグネット３１ｂ、３２ｂが励磁コイル
３１ｃ、３２ｃに対向するように設けられており、励磁
コイル３１ｃ、３２ｃに励振電圧が印加されることによ
り、マグネット３１ｂ、３２ｂが図中ｙ方向に変位して
センサチューブ４、５を振動させる。

【０００４】センサチューブ４、５を振動させることに
よって、被測定流体の流量に応じたコリオリ力が発生
し、センサチューブ４、５の流入側と流出側とでコリオ
リ力の作用方向が逆向きになることを利用し、上流側ピ
ックアップ２３、２４と下流側ピックアップ２８、２９
とでセンサチューブ４、５の変位を検出し、この位相差
から流量を測定している。

【０００５】また、上記従来の質量流量計では、加振器
３１、３２の電線３１ｄ、３２ｄをセンサチューブ４、
５表面に沿わせないため、センサチューブ４、５の構造
が加振器３１、３２を中心に左右対称でないことによっ
て生じる計測誤差を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の質
量流量計では、加振器３１、３２がセンサチューブ４、
５を振動させる際に励磁コイル３１ｃ、３２ｃに発生す
る反力による振動がケーシング１およびサポート１０、
１１を介してセンサチューブ４、５に伝播してしまい、
上流側ピックアップ２３、２４および下流側ピックアッ
プ２８、２９で検出される位相差に誤差が生じ、流量の
計測が正確に行えないといった問題がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、加振器の励磁コイルが取り付けられた側に発生する
振動が前記加振器のマグネットが取り付けられたセンサ
チューブに伝播しないようにした質量流量計を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、被測定流体が流通するセンサチューブ
と、前記センサチューブを支持する支持部材と、励磁コ
イルとマグネットとからなり、前記センサチューブに取
り付けられて前記センサチューブを振動させる加振器
と、前記支持部材と前記加振器との間の前記センサチュ
ーブに取り付けられ、前記センサチューブの変位を検出
するピックアップと、からなり、前記ピックアップによ
り検出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記セ
ンサチューブ内を流通する流体の質量流量を求める質量
流量計において、前記支持部材に弾性部材を介してガイ
ドを設け、前記ガイドに前記加振器のコイルを取り付
け、前記センサチューブに前記加振器のマグネットを取
り付けたことを特徴とする。

【０００９】上記質量流量計では、加振器の励磁コイル
が設けられたガイドと支持部材との間には弾性部材が介
在しているため、加振器の励磁コイルに発生する反力に
よって起きるガイドの振動が支持部材を介してセンサチ
ューブに伝播しない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態のコ
リオリ式質量流量計を図１ないし図４に基づいて説明す
る。質量流量計は密閉されたケーシング１内に被測定流
体が流通する流路２を挿通してなる。流路は、流入路３
と、一対のセンサチューブ４、５と、流出路６とより構
成されている。なお、図１中では、センサチューブ４の
奥側にセンサチューブ５が位置している。

【００１１】ケーシング１は、本体７が円筒状に形成さ
れ、その両端開口が蓋部材８、９により閉塞された構造
になっている。蓋部材８は、内部に流入路３が設けられ
るとともに、流入側端部に上流側配管（図示せず）に連
結されるフランジ８ａを有し、他端側はセンサチューブ
４、５を支持する支持部材であるサポート１０を介して
一対のセンサチューブ４、５に接続されている。また、
蓋部材９は、内部に流出路６が設けられるとともに、流
出側端部に下流側配管（図示せず）に連結されるフラン
ジ９ａを有し、他端側はセンサチューブ４、５を支持す
る支持部材であるサポート１１を介して一対のセンサチ
ューブ４、５に接続されている。

【００１２】サポート１０は、弾性部材とシール材を兼
ねたＯリング１２、１３を介して蓋部材８に固定されて
おり、流路２を流入路３から一対のセンサチューブ４、
５に分岐させるように、蓋部材８とともにマニホールド
１４を形成している。また、サポート１１は、Ｏリング
１５、１６を介して蓋部材９に固定されており、流路２
を一対のセンサチューブ４、５から流出路６に合流させ
るように、蓋部材９とともにマニホールド１７を形成し
ている。

【００１３】Ｏリング１２、１３は、ケーシング１の振
動がサポート１０を介してセンサチューブ４、５に伝播
しないように作用する。Ｏリング１５、１６も同様に、
ケーシング１の振動がサポート１１を介してセンサチュ
ーブ４、５に伝播しないように作用する。また、センサ
チューブ４、５が熱膨張したときには、Ｏリング１３、
１６がつぶれ、Ｏリング１２、１５がサポート１０、１
１の摺動を許容することによって、センサチューブ４、
５が撓んでしまうことを防止している。

【００１４】一対のセンサチューブ４、５は、流体の流
れ方向に直線上に延在するステンレス製の直管よりな
り、互いに平行になるように両端側がサポート１０、１
１に貫通して接続されており、流入路３と流出路６とを
連通している。また、一対のセンサチューブ４、５の両
端近傍にはセンサチューブ４、５が貫通することによっ
てセンサチューブ４、５に固定される連節板１８が設け
られており、流量計測時には連節板１８を振動の節とし
てセンサチューブ４、５が振動する。

【００１５】サポート１０とサポート１１との間には後
述の加振ユニット３０のガイドとなる梁部材１９がセン
サチューブ４、５と平行に横架されており、この梁部材
１９は、サポート１０、１１を貫通するボルト１９ａに
よってサポート１０、１１に固定されている。

【００１６】図２に示すように、サポート１０と梁部材
１９との間には、センサチューブ４、５の振動がサポー
ト１０を介して梁部材１９に伝播しないように、また、
後述の加振ユニット３０の励磁コイル３１ｃ、３２ｃに
よる梁部材１９の振動がサポート１０を介してセンサチ
ューブ４、５に伝播しないように、振動吸収のためのＯ
リング２０、２１が設けられており、サポート１１と梁
部材１９との間にも同様の目的のために、Ｏリング２
０、２１が設けられている。Ｏリング２０はサポート１
０、１１の外側に、Ｏリング２１はサポート１０、１１
の内側にそれぞれ設けられている。

【００１７】Ｏリング２０、２１は、梁部材１９の振動
がサポート１０、１１を介してセンサチューブ４、５に
伝播しないように作用する。また、図１中、ｘ方向にセ
ンサチューブ４、５が熱膨張したときには、Ｏリング２
０がつぶれることによってこの分だけ、サポート１０、
１１間の距離が大きくなることを許容し、梁部材１９が
突っ張ることでセンサチューブ４、５が撓んでしまうこ
とを防止している。

【００１８】上流側ピックアップユニット２２は、図３
に示すように、センサコイルとマグネットとを対向させ
た実質電磁ソレノイドの構成と同様な構成のピックアッ
プ２３、２４を有する構成である。センサチューブ４が
嵌合しているステイ２５には、ピックアップ２３のセン
サコイル２３ａとピックアップ２４のマグネット２４ｂ
とが取り付けられており、センサチューブ５が嵌合して
いるステイ２６には、ピックアップ２３のマグネット２
３ｂとピックアップ２４のセンサコイル２４ａとが取り
付けられている。

【００１９】ピックアップ２３、２４は、後述の加振ユ
ニット３０の加振方向（図３中、ｙ方向）のセンサチュ
ーブ４、５の相対変位を、センサコイル２３ａ、２４ａ
とマグネット２３ｂ、２４ｂとが相対変位することによ
ってセンサコイル２３ａ、２４ａに発生する電圧から検
出し、この電圧値を制御回路（図示せず）に出力する。
制御回路ではピックアップ２３、２４の電圧値の平均か
らセンサチューブ４、５の変位量を求める。また、下流
側ピックアップユニット２７についても、上流側ピック
アップユニット２２と同様の構成であり、センサチュー
ブ４、５の変位をピックアップ２８、２９により加振ユ
ニット３０の下流側で検出し、センサコイル２８ａ、２
９ａに発生する電圧値を出力する。

【００２０】加振ユニット３０は、図４に示すように、
電圧が印加される励磁コイルとマグネットとを対向させ
た実質電磁ソレノイドの構成と同様な構成の加振器３
１、３２と、梁部材１９に固定されたリング３３とを有
する構成であり、センサチューブ４、５を振動させる。
加振器３１は、センサチューブ４が嵌合されてセンサチ
ューブ４に固定されたステイ３１ａに取り付けられたマ
グネット３１ｂと、マグネット３１ｂに対向するように
リング３３に取り付けられた励磁コイル３１ｃとからな
る。励磁コイル３１ｃに電圧を印加するための電線３１
ｄはリング３３から図示せぬ制御回路に接続される。

【００２１】加振器３２は、センサチューブ５に対し
て、加振器３１と同様に取り付けられ、電線３０ｄは、
電線３１ｄと同様に、図示せぬ制御回路に接続される。

【００２２】したがって、加振器３１、３２の電線３１
ｄ、３２ｄをセンサチューブ４、５表面に沿わせないた
め、センサチューブ４、５の構造が加振器３１、３２を
中心に左右対称でないことによって生じる計測誤差を防
止できる。

【００２３】上記構成になる質量流量計においては、流
量計測時、一対のセンサチューブ４、５は加振ユニット
３０により近接離間する方向（図４中、ｙ方向）に加振
される。加振ユニット３０はセンサチューブ４、５の共
振周波数でセンサチューブ４、５を振動させることによ
り、センサチューブ７、８の振動を維持する。上流側配
管から供給された被測定流体は流入路３よりセンサチュ
ーブ４、５内に流入し、流出路６より下流側配管に流出
する。

【００２４】上述のように振動するセンサチューブ４、
５に流体が流れるとその流量に応じた大きさのコリオリ
力が発生する。これにより、上流側ピックアップユニッ
ト２２の出力信号と下流側ピックアップユニット２７の
出力信号とでは位相差が現れる。

【００２５】この流入側と流出側との位相差が流量に比
例するため、制御回路は上流側ピックアップユニット２
２からの出力信号と下流側ピックアップユニット２７か
らの出力信号の位相差に基づいて流量を演算する。

【００２６】本実施の形態では、サポート１０、１１と
梁部材１９との間にはＯリング２０、２１が設けられて
いるため、加振器３１、３２の励磁コイル３１ｃ、３２
ｃ側に発生する反力により梁部材１９が振動しても、こ
の振動がサポート１０、１１を介してセンサチューブ
４、５に伝播することがなくなり、上流側ピックアップ
ユニット２２および下流側ピックアップユニット２７で
検出される位相差に誤差が生じて流量の計測が正確に行
えないといったことが防止できる。

【００２７】また、本実施の形態では、センサチューブ
４、５、サポート１０、１１、梁部材１９、ピックアッ
プユニット２２、２７、加振ユニット３０を予め組立て
た後、これをケーシング１の本体７に収納し、蓋部材
８、９を組付ければよいので、製作が楽にできる。

【００２８】更に、本実施の形態ではピックアップユニ
ット２２、２７の両端はいずれもセンサチューブ４、５
に取り付けられているため、加振器３１、３２の励磁コ
イル３１ｃ、３２ｃに発生する反力によって起きる振動
が梁部材１９から直接ピックアップユニット２２、２７
に伝わることがない。このため、梁部材１９振動したと
しても、この振動がピックアップユニット２２、２７で
検出される位相差に影響をすることがない。

【００２９】なお、本実施の形態では、ガイドとして梁
部材１９を用いているが、センサチューブ４、５を収納
しうる円筒状の部材をガイドとして設け、この円筒部材
に加振ユニット３０のリング３３を取り付けてもよい。

【００３０】また、本実施の形態では、支持部材として
のサポート１０、１１に梁部材１９を取り付けている
が、これに代えて、サポート１０、１１の固定されてい
る蓋部材８、９を支持部材としてもよい。この場合は、
蓋部材８、９に弾性部材２０、２１を介して梁部材１９
を取り付ければよい。

【００３１】また、本実施の形態では、一対の直管状の
センサチューブ７、８が平行に配設された構成を一例と
して説明したが、これに限らず、例えば単管のセンサチ
ューブや、Ｊ字状のセンサチューブを有する構成にも本
発明が適用できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た質量流量計であるから、加振器の励磁コイルが設けら
れたガイドとサポートとの間に弾性部材が設けられるこ
とによって、加振器の励磁コイル側に発生する反力によ
って起きるガイドの振動が支持部材を介してセンサチュ
ーブに伝播することが防止されるため、センサチューブ
の振動にノイズ振動が加わることによってピックアップ
で検出されるセンサチューブの変位に誤差が生じ、流量
の計測が正確に行えないといったことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の質量流量計を示す断面
図である。

【図２】同質量流量計の梁部材１９の部分拡大図であ
る。

【図３】同質量流量計の上流側ピックアップユニット２
２を示す図である。

【図４】同質量流量計の加振ユニット３０を示す図であ
る。

【図５】従来の質量流量計を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 流路 ３ 流入路 ４ センサチューブ ５ センサチューブ ６ 流出路 ７ 本体 ８ 蓋部材（支持部材） ８ａ フランジ ９ 蓋部材（支持部材） ９ａ フランジ １０ サポート（支持部材） １１ サポート（支持部材） １２ Ｏリング １３ Ｏリング １４ マニホールド １５ Ｏリング １６ Ｏリング １７ マニホールド １８ 連節板 １９ 梁部材（ガイド） ２０ Ｏリング ２１ Ｏリング ２２ 上流側ピックアップユニット ２３ ピックアップ ２３ａ センサコイル ２３ｂ マグネット ２４ ピックアップ ２４ａ センサコイル ２４ｂ マグネット ２５ ステイ ２６ ステイ ２７ 下流側ピックアップユニット ２８ ピックアップ ２８ａ センサコイル ２９ ピックアップ ２９ａ センサコイル ３０ 加振ユニット ３１ 加振器 ３１ａ ステイ ３１ｂ マグネット ３１ｃ 励磁コイル ３１ｄ 電線 ３２ 加振器 ３２ａ ステイ ３２ｂ マグネット ３２ｃ 励磁コイル ３２ｄ 電線 ３３ リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体が流通するセンサチューブ
   と、 前記センサチューブを支持する支持部材と、 励磁コイルとマグネットとからなり、前記センサチュー
   ブに取り付けられて前記センサチューブを振動させる加
   振器と、 前記支持部材と前記加振器との間の前記センサチューブ
   に取り付けられ、前記センサチューブの変位を検出する
   ピックアップと、からなり、前記ピックアップにより検
   出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記センサ
   チューブ内を流通する流体の質量流量を求める質量流量
   計において、 前記支持部材に弾性部材を介してガイドを設け、 前記ガイドに前記加振器のコイルを取り付け、前記セン
   サチューブに前記加振器のマグネットを取り付けたこと
   を特徴とする質量流量計。