JPH0933310A - 振動式測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の振動式測定装置は、各ピックアップ
の計測感度を調整するのに手間がかかるといった課題を
解決するものである。 【解決手段】 質量流量計１０は、流量演算部３０と、
流量計測部３１と、流量計測部３１を弾力的に支持する
防振部材３２とよりなる。流量演算部３０は、外乱発振
器３５によりセンサチューブ３４の中間位置となる接続
部３４ｅが加振されると、振動がセンサチューブ３４の
両端に向かって伝播する。流量演算部３０は、この振動
伝播を検出したノイズ検出用のピックアップ３８ａ，３
８ｂの出力信号と流量計測用のピックアップ３７ａ，３
７ｂの出力信号との位相差を測定し、位相差を測定す
る。流量計測時はその位相差がゼロとなるように位相差
を補正してピックアップ３７ａ，３７ｂの出力信号から
ピックアップ３８ａ，３８ｂの出力信号を減算すること
により外乱を正確にキャンセルできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動式測定装置に係
り、特に被測流体の流量又は密度を計測すると共に、外
部から伝播する外乱を除去するよう構成された振動式測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動式測定装置の一つとして、計測精度
の高いコリオリ式の質量流量計がある。また、この種の
質量流量計では、塗料が流れるセンサチューブを振動さ
せたときに生ずるコリオリ力が流量に比例し、センサチ
ューブの流入側と流出側とでコリオリ力の作用方向が逆
向きになるため、センサチューブの流入側と流出側との
変位を検出し、その位相差から流量が求まるようになっ
ている。

【０００３】センサチューブの変位を検出するセンサと
しては、マグネットとコイルとからなるピックアップが
使用されており、センサチューブの変位に応じてマグネ
ットとコイルとが相対変位すると共に、コイルに励起さ
れる電圧が正弦波となって変化する。

【０００４】従って、上記のようなコリオリ式の質量流
量計では、センサチューブに外部振動が伝播するとピッ
クアップのコイルとマグネットとの相対位置が変動する
ため、コリオリ力によるセンサチューブの変位と、外部
振動による変位とが重畳された状態の電圧値がピックア
ップのコイルから出力されることになる。そのため、外
部振動がセンサチューブに伝播した場合、ピックアップ
から出力される出力信号に外部振動によるノイズが生
じ、このノイズにより計測誤差が生ずる。

【０００５】さらに、コリオリ式の質量流量計が可動部
分に取り付けられた場合、可動部分の運動により生ずる
センサチューブの変位が、被測流体の流れによる変位と
同じ方向で同一周期，同一位相で起きる場合、これを分
離させることは難しい。そこで、可動部分の運動による
センサチューブの変位と被測流体の流れによる変位と
は、夫々所定形状に曲げられたセンサチューブの異なる
位置で大きくなるため、この違いに着目して可動部分の
動作によるセンサチューブの変位をキャンセルすること
が考えられている。

【０００６】このような可動部分に取り付けられた状態
で流量を計測すると共に、外部振動の伝播により生じた
ノイズを除去するよう構成された質量流量計としては、
例えば特開平７−５０１２号公報により開示されたもの
がある。この公報の質量流量計では、センサチューブの
流入側，流出側の直管部分に被測流体の流れによる変位
を検出する第１，第２のピックアップを設けるととも
に、直管部分の先端より曲げられた曲部分に可動部分の
運動による変位（外乱によるノイズ）を検出する第３，
第４のピックアップを設けた構成となっている。

【０００７】さらに、流入側の直管部に設けられた第１
のピックアップと流入側の曲部に設けられた第３のピッ
クアップとを直列接続し、流出側の直管部に設けられた
第２のピックアップと流出側の曲部に設けられた第４の
ピックアップとが直列接続されており、センサチューブ
の形状が流入側と流出側とで対称でない場合でも第１，
第２のピックアップの出力信号に発生したノイズを除去
することができるように構成されている。

【０００８】そして、第１のピックアップの信号と第２
のピックアップの信号とを加算した出力と、第３のピッ
クアップの信号と第４のピックアップの信号とを加算し
た出力との位相差より流量を算出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成と
された振動式測定装置では、流入側の第１のピックアッ
プと第３のピックアップとを直列接続し、流出側の第２
のピックアップと第４のピックアップとを直列接続する
ことにより可動部分での外乱をキャンセルすることがで
きるが、各ピックアップを所定の取付位置に正確に取り
付けなければならない。そのため、各ピックアップの取
付作業が面倒であるばかりか、各ピックアップの位置調
整作業が必要であるので組立にかなり時間がかかり生産
効率を高めることが難しかった。

【００１０】また、上記のような４個のピックアップを
有する振動式測定装置においては、組立工程で各ピック
アップの計測精度を高めると共に、計測感度を調整する
必要があり、この感度調整に手間がかかり、その調整作
業が面倒であった。そこで、本発明は上記問題を解決し
た振動式測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【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、被測流体が流れるセンサチューブと、該セ
ンサチューブを振動させる加振器と、ゼロ点調整時に前
記センサチューブに外乱としての振動を印加する外乱発
振器と、前記加振器により加振されたセンサチューブ内
を流れる被測流体の流量に応じて発生するコリオリ力に
よる前記センサチューブの変位及び外乱による変位を検
出する第１，第２のピックアップと、前記センサチュー
ブの外乱による変位を検出する第３，第４のピックアッ
プと、ゼロ点調整時に前記外乱発振器により印加された
外乱と前記第１，第２のピックアップとの位相差を測定
する位相差測定手段と、流量計測時に該位相差測定手段
により測定された位相差に基づいて前記第１，第２のピ
ックアップの出力信号と第３，第４のピックアップの出
力信号との位相差をゼロに補正する位相差補正手段と、
該位相差補正手段により前記位相差をゼロに補正された
後、流入側の前記第１のピックアップの出力値から流入
側の前記第３のピックアップの出力値を減算し、且つ流
出側の前記第２のピックアップの出力値から流出側の前
記第４のピックアップの出力値を減算して前記第１，第
２のピックアップの出力信号に発生した外乱によるノイ
ズを除去するノイズ除去手段と、よりなることを特徴と
するものである。

【００１２】従って、本発明によれば、ゼロ点調整時に
外乱発振器により生じた外乱を検出した第１，第２のピ
ックアップの出力信号と第３，第４のピックアップの出
力信号との位相差を測定し、この位相差がゼロとなるよ
うに第１，第２のピックアップの出力信号と第３，第４
のピックアップの出力信号との位相差を補正することに
より、各ピックアップの取付位置のずれによる影響を無
くすことができ、各ピックアップの取付位置の調整作業
を不要にすることができる。そのため、流入側の第１の
ピックアップの出力値から流入側の第３のピックアップ
の出力値を減算し、且つ流出側の第２のピックアップの
出力値から流出側の第４のピックアップの出力値を減算
して第１，第２のピックアップの出力信号に発生した外
乱によるノイズを正確に除去することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明になる振動式測定装
置の一実施例が装着された塗装用ロボット装置を示す。
塗装用ロボット１は多関節型のロボットであり、大略基
台２と、基台２上に設けられた旋回テーブル３と、旋回
テーブル３上に起立する第１アーム４と、第１アーム４
の上端より水平方向に延出する第２アーム５とよりな
る。第２アーム５の先端には手首部６が設けられ、この
手首部６には塗装ガン７が取付けられている。第２アー
ム５は後端部が第１アーム４上端に回動自在に支承され
ている。

【００１４】８は塗料供給ユニットで、例えば弾性を有
するゴム性の塗料チューブ９ａ，９ｂを介して塗装ガン
７と接続され、後述するように塗料を塗装ガン７に供給
する。１０はコリオリ式の質量流量計で、塗料チューブ
９ａと９ｂとの間に介在し、且つ第２アーム５の上面５
ａにベルト１１，１２により固定され、塗料チューブ９
ａを流れる塗料の流量を計測する。質量流量計１０は塗
装ガン７になるべく近接した位置となるように第２アー
ム５に取付けられているので、塗装ガン７までの距離が
短い。よって、質量流量計１０から引き出され塗装ガン
７との間を接続する塗料チューブ９ａが従来よりも大幅
に短くなり、質量流量計１０は塗装ガン７のオン、オフ
による塗料の流量変化を応答性良く計測できる。

【００１５】１４は塗装用ロボット１を制御する制御装
置で、ワークの種類に応じた塗装プログラムが入力され
ている。１５は切替バルブ制御部で、後述するように制
御装置１４から出力された塗装プログラムの指令により
塗料供給ユニット８の各バルブへ開又は閉信号を出力す
る。塗装用ロボット１は被塗物としてのワーク２１がコ
ンベヤ２２により塗装開始位置に到着すると、制御装置
１４からの指令に基づいてそのワーク形状に応じた塗装
動作を行いながら塗装ガン７より塗料を噴霧する。

【００１６】図２は塗料供給ユニット８の構成を示す構
成図である。塗料供給ユニット８は、夫々色の異なる塗
料が給送される複数の色替バルブ１６₁ 〜１６₈ が並列
に配設された色替バルブユニット１６と、色替バルブユ
ニット１６から吐出された塗料の供給圧力を所定圧力に
減圧するレギュレータ１７と、レギュレータ１７からの
塗料を加圧して圧送するギヤポンプ１８と、ギヤポンプ
１８からの塗料又はパージ用のシンナ、空気源１９から
のエアを切替えるバルブ２０₁ 〜２０₃ が並列に配設さ
れた洗浄バルブユニット２０とよりなる。

【００１７】従って、塗装動作時は、色替バルブユニッ
ト１６の指定された塗装色に対応する一のバルブが開弁
し、塗料が塗料チューブ２５へ吐出される。塗料チュー
ブ２５には色替バルブユニット１６及びレギュレータ１
７、ギヤポンプ１８、洗浄バルブユニット２０が配設さ
れており、色替バルブユニット１６により選択された一
の塗料がこれらの機器を介して塗料チューブ９ｂへ圧送
される。

【００１８】尚、色替バルブ制御部１５は色替バルブユ
ニット１６の各バルブ１６₁ 〜１６ ₈ を開閉制御すると
ともに、質量流量計１０から出力された流量信号に応じ
てギヤポンプ１８の駆動部１８ａに回転制御信号を出力
する。また、洗浄バルブユニット２０は、塗装動作時、
色替バルブ制御部１５からの制御信号により塗装用のバ
ルブ２０₁ が開弁する。そして、例えばＡ色からＢ色に
色替えするとき一旦バルブ２０₁ が閉弁する。このバル
ブ２０₁ が閉弁している間にシンナ用のバルブ２０₂ 、
エアパージ用のバルブ２０₃ が順次一定時間開弁し、塗
料チューブ９ａ，９ｂ、質量流量計１０及び塗装ガン７
の残留塗料をパージする。その後、次のＢ色のバルブ１
６₂ が開弁し、且つ洗浄バルブユニット２０のバルブ２
０₁ が開弁し塗装作業が再開される。

【００１９】また、塗装ガン７はエアの供給により塗料
チューブ９ｂからの塗料を霧化してワーク２１に吹き付
ける。そのため、塗装ガン７には空気源１９からのエア
を給送するエアチューブ２３が接続され、このエアチュ
ーブ２３には塗装ガン７の塗装動作をオン、オフするバ
ルブ２４が配設されている。

【００２０】ここで、上記質量流量計１０の構成につい
て説明する。図３は質量流量計１０が塗装用ロボット１
の第２アーム５に装着された状態を示す縦断面図、図４
は質量流量計１０を上方からみた横断面図、図５は質量
流量計１０の要部を示す斜視図である。

【００２１】質量流量計１０は、大略、流量演算部３０
と、流量計測部３１と、流量計測部３１を弾力的に支持
する防振部材３２とよりなる。尚、流量計測部３１の構
成について先に説明し、その後流量演算部３０を説明す
る。流量計測部３１は、密閉されたケース３３内に設け
られており、Ｊ字状に曲げ加工されたセンサチューブ３
４と、ゼロ点調整時にセンサチューブ３４に外乱として
の振動を印加する外乱発振器３５と、流量計測時にセン
サチューブ３４を固有振動数で加振する一対の加振器３
６ａ，３６ｂと、流量計測用の第１，第２ピックアップ
３７ａ，３７ｂと、ノイズ検出用の第３，第４ピックア
ップ３８ａ，３８ｂとを有する。

【００２２】ケース３３の両側部開口には蓋３９，４０
が嵌合し固定されている。また、両側の蓋３９，４０は
ケース３３の底面側より折曲されたブラケット４１にボ
ルト４２を介して締結されている。ケース３３の底部に
は蓋３９と４０との間に横架された支柱５７を支持する
底板４３が設けられている。

【００２３】塗装ガン７側に設けられた蓋４０には流入
側の塗料チューブ９ｂが接続される流入口４４と流出側
の塗料チューブ９ａが接続される流出口４５とが穿設さ
れている。センサチューブ３４は、塗装用ロボット１の
側方からみるとＪ字状（図３参照）に形成されており、
第２アーム５の長手方向の軸線５ｂ（１点鎖線で示す）
と平行に延在する流入側の直管部３４ａ、流出側の直管
部３４ｂと、直管部３４ａ，３４ｂの先端よりＵ字状に
湾曲した曲部３４ｃ，３４ｄと、曲部３４ｃ，３４ｄと
を接続するＵ字状の接続部３４ｅとよりなる。また、流
入側の直管部３４ａの端部は流入口４４に連通する孔に
嵌合する。流出側の直管部３４ｂは端部が流出口４５に
連通する孔に嵌合する。

【００２４】このように、質量流量計１０は直管部３４
ａ，３４ｂが第２アーム５の長手方向の軸線５ｂと平行
となる向きに延在形成されるように取付けられているた
め、第２アーム５に邪魔にならないようにコンパクトに
設けられており、塗装動作を妨げないように設けられて
いる。また、流量計測時、質量流量計１０は塗装動作に
伴う上下方向の外部振動が防振部材３２により流量計測
部３１に伝播することを防止されるとともに、水平方向
（Ａ方向）の外部振動が生じてもピックアップ３７ａ，
３７ｂの出力の位相差を検出する際水平方向の外部振動
はキャンセルされる。

【００２５】外乱発振器３５は、実質電磁ソレノイドと
同様な構成であり、センサチューブ３４の接続部３４ｅ
に設けられたマグネット３５ａと、マグネット３５ａを
アーム５の延在方向（Ｂ方向）に駆動するコイル３５ｂ
とよりなる。外乱発振器３５のコイル３５ｂは、第２ブ
ラケット５６ｂより延在する第４ブラケット５６ｄによ
り支持されている。そして、外乱発振器３５は、後述す
るようにゼロ点調整時にのみコイル３５ｂに駆動電流が
印加され、センサチューブ３４の接続部３４ｅを加振し
てセンサチューブ３４に外乱としての振動を発生させ
る。

【００２６】また、加振器３６ａ，３６ｂは、上記外乱
発振器３５と同様な構成であり、直管部３４ａ，３４ｂ
の先端部分に設けられている。すなわち、加振器３６
ａ，３６ｂは、センサチューブ３４の直管部３４ａ，３
４ｂの下端に設けられたマグネット３６ａ₁ ，３６ｂ₁
と、マグネット３６ａ₁ ，３６ｂ₁ をアーム５の移動方
向（Ａ方向）に駆動するコイル３６ａ₂ ，３６ｂ₂ とよ
りなる。尚、加振器３６ａ，３６ｂのコイル３６ａ₂ ，
３６ｂ₂ は第１ブラケット５６ａに支持されている。

【００２７】また、流量計測用のピックアップ３７ａ，
３７ｂは加振器３６ａ，３６ｂにより加振される直管部
３４ａ，３４ｂに設けられている。ピックアップ３７
ａ，３７ｂは、加振器３６ａ，３６ｂと同様な構成であ
り、マグネット３７ａ₁ ，３７ｂ₁ と、マグネット３７
ａ₁ ，３７ｂ₁ との相対変位に応じた電圧を発生する筒
状のコイル３７ａ₂ ，３７ｂ₂ とよりなり、直管部３４
ａ，３４ｂのコリオリ力によるＡ方向の変位を検出す
る。尚、ピックアップ３７ａ，３７ｂのコイル３７
ａ₂ ，３７ｂ₂ は第３ブラケット５６ｃに支持されてい
る。

【００２８】また、ノイズ検出用のピックアップ３８
ａ，３８ｂは加振器３６ａ，３６ｂの上方に位置し、加
振器３６ａ，３６ｂにより加振されない非振動部分であ
る曲部３４ｃ，３４ｄに設けられている。ピックアップ
３８ａ，３８ｂは、マグネット３８ａ₁ ，３８ｂ₁ と、
マグネット３８ａ₁ ，３８ｂ₁ との相対変位に応じた電
圧を発生する筒状のコイル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ とよりな
り、曲部３４ｃ，３４ｄのアーム回動動作によるＡ方向
の変位を検出する。尚、ピックアップ３８ａ，３８ｂの
コイル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ は第２ブラケット５６ｂに支
持されている。

【００２９】５３はコネクタで、蓋４０の上部に固着さ
れ、内部には外乱発振器３５，加振器３６ａ，３６ｂ及
びピックアップ３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂからの
複数のコード５４が引き込まれている。５５はサポート
板で、直管部３４ａ，３４ｂの端部が貫通し、且つろう
付け等により直管部３４ａ，３４ｂ外周に固着されてい
る。

【００３０】従って、加振器３６ａ，３６ｂにより直管
部３４ａ，３４ｂがＡ方向に加振されると、直管部３４
ａ，３４ｂはサポート板５５を支点としてＡ方向に振動
する。このように質量流量計１０はセンサチューブ３４
の直管部３４ａ，３４ｂがアーム５の旋回方向（Ａ方
向）すなわち水平方向に振動するため、塗装用ロボット
１の塗装動作時アーム５の旋回動作による影響を受けに
くい。

【００３１】そして、ピックアップ３７ａ，３７ｂは振
動する直管部３４ａ，３４ｂ内を流れる流量に比例した
コリオリ力による水平方向（Ａ方向）の変位を検出する
ため、外部信号の上下方向成分を検出せず流量に応じて
直管部３４ａ，３４ｂの変位を正確に検出する。

【００３２】５７は支柱で、蓋３９と４０との間に第２
アーム５の長手方向の軸線５ｂと平行となるように設け
られている。この支柱５７には、加振器３６ａ，３６ｂ
のコイル３６ａ₂ ，３６ｂ₂ を支持する第１ブラケット
５６ａと、ピックアップ３８ａ，３８ｂのコイル３８ａ
₂ ，３８ｂ₂ を支持する第２ブラケット５６ｂと、ピッ
クアップ３７ａ，３７ｂのコイル３７ａ₂ ，３７ｂ₂ を
支持する第３ブラケット５６ｃとが固定されている。

【００３３】また、上記構成になる流量計測部３１は４
個の防振部材３２に支持された底板４３上に横向きに取
付けられている。防振部材３２は弾性を有するゴム製で
あり、内部が空気ばね構造になっており、材質自体の弾
性とともに内部の空気圧力によりアーム５から伝播され
る振動を弾力的に吸収する。

【００３４】５８は取付板で、防振部材３４に対し一体
的に固定されている。また、取付板５８は前述したベル
ト１１，１２により第２アーム５に固定される。塗装時
塗装ガン７に供給される塗料の流量を計測する流量計測
時は、前述の如く加振器３６ａ，３６ｂがセンサチュー
ブ３４の直管部３４ａ，３４ｂを水平方向（Ａ方向）に
加振し、一対の直管部３４ａ，３４ｂが互いに近接又は
離間するように水平方向（Ａ方向）に振動する。被測流
体としての塗料はこのように振動するセンサチューブ３
４の直管部３４ａに流入し曲部３４ｃ、接続部３４ｅ、
曲部３４ｄ、直管部３４ｂを通過して流出口４５より下
流側の塗料チューブ９ａへ流出する。直管部３４ａ，３
４ｂでは流量に比例した大きさのコリオリ力が発生し、
流入側と流出側では逆向きのコリオリ力が発生する。

【００３５】これにより、直管部３４ａと３４ｂとでは
時間的な遅れが生じ、これがピックアップ３７ａの出力
信号とピックアップ３７ｂの出力信号との位相差となっ
て検出される。尚、流量計測の原理についての詳細は同
出願人により先に出願された例えば特開昭６３−２６２
５２６号のものと同じなのでここでは省略する。

【００３６】次に流量演算部３０の構成について図６、
図７を併せ参照して説明する。尚、図６は流量演算部３
０の回路図、図７は流量演算部３０での波形処理を系統
的に示す図である。流量計測用のピックアップ３７ａ，
３７ｂのコイル３７ａ₂ ，３７ｂ₂ は、増幅器６１に接
続され、ノイズ検出用のピックアップ３８ａ，３８ｂの
コイル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ は、増幅器６２に接続されて
いる。そして、流量計測時、マグネット３７ａ₁ ，３７
ｂ₁ 及び３８ａ₁ ，３８ｂ₁ との相対変位によりコイル
３７ａ₂ ，３７ｂ₂ 及びコイル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ に励
起された電圧は、増幅器６１，６２で増幅され、出力信
号としてＡ／Ｄコンバータ６３に出力される。

【００３７】このＡ／Ｄコンバータ６３では、ピックア
ップ３７ａ，３７ｂ及び３８ａ，３８ｂにより検出され
たアナログ信号をデジタル信号に変換して演算回路６４
に出力する。そして、ピックアップ３７ａ，３７ｂは外
乱が含まれたコリオリ力を検出し、ピックアップ３８
ａ，３８ｂは外乱のみを検出する。そのため、演算回路
６４は、後述するようにピックアップ３７ａ，３７ｂの
出力信号とピックアップ３８ａ，３８ｂの出力信号との
位相差をゼロに補正すると共に、ピックアップ３７ａ，
３７ｂからの出力信号からピックアップ３８ａ，３８ｂ
からの出力信号を差し引いて外乱が除去されたコリオリ
力のみの出力信号を演算する。

【００３８】また、外乱発振器３５のコイル３５ｂは、
ドライブアンプ６５を介してＡ／Ｄコンバータ６３に接
続されている。そして、ゼロ点調整スイッチ（図示せ
ず）がオンに操作されると、演算回路６４は外乱発振器
３５のコイル３５ｂへ駆動電流を出力してセンサチュー
ブ３４の接続部３４ｅを加振させる。

【００３９】このように外乱発振器３５によりセンサチ
ューブ３４の中間位置となる接続部３４ｅが加振される
と、振動がセンサチューブ３４の両端に向かって伝播す
る。そのため、演算回路６４は、この振動伝播を検出し
たピックアップ３８ａ，３８ｂの出力信号とピックアッ
プ３７ａ，３７ｂの出力信号との位相差を測定し、その
位相差の値を記憶する。

【００４０】ここで、演算回路６４が実行する処理につ
き図８，図９を併せ参照して説明する。尚、図８はゼロ
点調整時に演算回路６４が実行する処理のフローチャー
ト、図９は流量計測時に演算回路６４が実行する処理の
フローチャートである。まず、ゼロ点調整時の処理につ
いて説明する。このゼロ点調整処理は、質量流量計１０
が設置されたとき、あるいは工場で組立が完了したとき
に行われる処理であり、実行される。

【００４１】図８において、演算回路６４は、ステップ
Ｓ１（以下「ステップ」を省略する）において、ゼロ点
調整スイッチ（図示せず）がオンに操作されると、流量
計測モードからゼロ点調整モードに切り替わる。ゼロ点
調整モードが設定されると、外乱発振器３５のコイル３
５ｂに外乱駆動信号を出力してセンサチューブ３４の接
続部３４ｅを加振する（Ｓ２）。

【００４２】センサチューブ３４の中間に設けられた外
乱発振器３５に加振されてセンサチューブ３４に発生し
た振動は、外乱による振動として接続部３４ｅからセン
サチューブ３４の両端に向かって伝播する。つまり、セ
ンサチューブ３４の接続部３４ｅに印加された振動は、
曲部３４ｃ，３４ｄに伝播した後直管部３４ａ，３４ｂ
に伝播する。

【００４３】従って、外乱発振器３５によりセンサチュ
ーブ３４の接続部３４ｅに印加された振動は、センサチ
ューブ３４の両端に向かって伝播するため、まずノイズ
検出用のピックアップ３８ａ，３８ｂに検出され、次に
流量計測用のピックアップ３７ａ，３７ｂにより検出さ
れる。そのため、ピックアップ３７ａ，３７ｂの出力信
号とピックアップ３８ａ，３８ｂの出力信号の位相差
は、ピックアップ３８ａ，３８ｂと３７ａ，３７ｂとの
取付位置に比例する。

【００４４】そして、センサチューブ３４が外乱発振器
３５により加振された状態で、ピックアップ３８ａ，３
８ｂのコイル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ から出力された外乱の
みのキャンセルセンサ信号をレジスタＲ₀ に取り込む
（Ｓ３）。続いて、ピックアップ３７ａ，３７ｂのコイ
ル３７ａ₂ ，３７ｂ₂ から出力された外乱を含むコリオ
リ力に応じた流量センサ信号をレジスタＲ₁ に取り込む
（Ｓ４）。

【００４５】そして、レジスタＲ₀ に入力されたキャン
セルセンサ信号とレジスタＲ₁ に入力された流量センサ
信号との位相のずれ幅（位相差）を算出し、この位相差
を記憶する（Ｓ５）。このようにして求められた位相差
は、センサチューブ３４の延在方向に沿うピックアップ
３７ａ，３７ｂとピックアップ３８ａ，３８ｂとの離間
距離Ｌ（図６参照）に比例しているため、この位相差が
ゼロとなるように出力信号の位相を補正することにより
ピックアップ３７ａ，３７ｂとピックアップ３８ａ，３
８ｂとの取付位置のずれを相殺することができる。

【００４６】上記のようにゼロ点調整スイッチ（図示せ
ず）がオンに操作されるとＳ１〜Ｓ５の処理を実行して
流量計測用のピックアップ３７ａ，３７ｂとノイズ検出
用のピックアップ３８ａ，３８ｂとの取付位置のずれに
より生じる出力信号の位相のずれがゼロとなるように演
算処理を行う。そのため、各ピックアップ３７ａ，３７
ｂ及びピックアップ３８ａ，３８ｂを正確に取り付ける
必要がなく、従来のように組立工程で各ピックアップ３
７ａ，３７ｂ及びピックアップ３８ａ，３８ｂの取付位
置が所定の取付位置となるように調整するといった面倒
な作業が不要になり、その分組立時間が短縮され、生産
効率を高めることできる。

【００４７】次に流量計測時に演算回路６４が実行する
演算処理について説明する。図９において、流量計測時
の演算回路６４は、ピックアップ３８ａ，３８ｂのコイ
ル３８ａ₂ ，３８ｂ₂ から出力された外乱のみのキャン
セルセンサ信号をレジスタＲ₀ に取り込む（Ｓ１１）。
続いて、Ｓ１２ではピックアップ３７ａ，３７ｂのコイ
ル３７ａ₂ ，３７ｂ₂ から出力された外乱を含むコリオ
リ力に応じた流量センサ信号をレジスタＲ₁ に取り込
む。

【００４８】次のＳ１３では、ピックアップ３８ａ，３
８ｂの出力信号とピックアップ３７ａ，３７ｂの出力信
号との位相差をゼロに補正する。この位相差は、前述し
た図８のゼロ点調整処理により得られた各ピックアップ
３７ａ，３７ｂ及びピックアップ３８ａ，３８ｂの離間
距離Ｌに応じた値である。

【００４９】これにより、ピックアップ３７ａ，３７ｂ
により検出されたコリオリ力の外乱成分とピックアップ
３８ａ，３８ｂにより検出された外乱成分とを同期する
ように位相差が補正される。さらに、レジスタＲ₁ に入
力されたピックアップ３７ａ，３７ｂの出力信号からレ
ジスタＲ₀ に入力されたピックアップ３８ａ，３８ｂの
出力信号を差し引いて外乱が除去されたコリオリ力のみ
の出力信号ａを求める（ａ＝Ｒ₁ −Ｒ₀ ）。

【００５０】その後、Ｓ１４に進み、上記Ｓ１３で演算
した演算結果の流量計測データａを出力する。尚、上記
Ｓ１１〜Ｓ１４の処理で実行された各出力信号の波形処
理経過は、図７のようになる。このように、演算回路６
４の演算処理によりピックアップ３７ａ，３７ｂ及び３
８ａ，３８ｂの取付位置によるずれが相殺されるため、
各ピックアップ３７ａ，３７ｂ及び３８ａ，３８ｂの取
付位置が所定位置からずれていてもノイズの影響を受け
ることなくコリオリ力のみを正確に求めることができ
る。

【００５１】尚、上記実施例では、コリオリ式の質量流
量計１０を塗装用ロボット１の第２アーム５に設けた構
成を一例として挙げたが、これに限らず、他の可動部分
に質量流量計１０を装着する構成にも適用することがで
きるのは勿論である。また、質量流量計１０だけでなく
振動式の密度計にも適用することができるのは言うまで
もない。

【００５２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ゼロ点調
整時に外乱発振器により生じた外乱を検出した第１，第
２のピックアップの出力信号と第３，第４のピックアッ
プの出力信号との位相差を測定し、この位相差がゼロと
なるように第１，第２のピックアップの出力信号と第
３，第４のピックアップの出力信号との位相差を自動的
に補正するため、各ピックアップの取付位置のずれによ
る影響を無くすことができる。さらに、従来行われてい
た面倒な各ピックアップの取付位置調整作業が不要にな
るため、その分組立時間が短縮され、組立作業が簡略化
されて生産効率を高めることができる。しかも、リアル
タイムで外乱をキャンセルすることができ、流入側の第
１のピックアップの出力値から流入側の第３のピックア
ップの出力値を減算し、且つ流出側の第２のピックアッ
プの出力値から流出側の第４のピックアップの出力値を
減算して第１，第２のピックアップの出力信号に発生し
た外乱によるノイズを正確に除去することができ、コリ
オリ力のみを正確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる振動式測定装置の一実施例が装着
された塗装用ロボット装置の斜視図である。

【図２】塗料供給ユニット及び塗料給送経路の構成図で
ある。

【図３】アーム上の質量流量計を拡大して示す縦断面図
である。

【図４】質量流量計を上方から見た横断面図である。

【図５】質量流量計の要部を示す斜視図である。

【図６】流量演算部の回路図である。

【図７】流量演算部での波形処理を系統的に示す図であ
る。

【図８】ゼロ点調整時に演算回路が実行する処理のフロ
ーチャートである。

【図９】流量計測時に演算回路が実行する処理のフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 塗装用ロボット ４ 第１アーム ５ 第２アーム ７ 塗装ガン ８ 塗料供給ユニット １０ 質量流量計 １４ 制御装置 １５ 切替バルブ制御部 ３０ 流量演算部 ３１ 流量計測部 ３４ センサチューブ ３５ 外乱発振器 ３６ａ，３６ｂ 加振器 ３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ ピックアップ ６４ 演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測流体が流れるセンサチューブと、 該センサチューブを振動させる加振器と、 ゼロ点調整時に前記センサチューブに外乱としての振動
   を印加する外乱発振器と、 前記加振器により加振されたセンサチューブ内を流れる
   被測流体の流量に応じて発生するコリオリ力による前記
   センサチューブの変位及び外乱による変位を検出する第
   １，第２のピックアップと、 前記センサチューブの外乱による変位を検出する第３，
   第４のピックアップと、 ゼロ点調整時に前記外乱発振器により印加された外乱と
   前記第１，第２のピックアップとの位相差を測定する位
   相差測定手段と、 流量計測時に該位相差測定手段により測定された位相差
   に基づいて前記第１，第２のピックアップの出力信号と
   第３，第４のピックアップの出力信号との位相差をゼロ
   に補正する位相差補正手段と、 該位相差補正手段により前記位相差をゼロに補正された
   後、流入側の前記第１のピックアップの出力値から流入
   側の前記第３のピックアップの出力値を減算し、且つ流
   出側の前記第２のピックアップの出力値から流出側の前
   記第４のピックアップの出力値を減算して前記第１，第
   ２のピックアップの出力信号に発生した外乱によるノイ
   ズを除去するノイズ除去手段と、 よりなることを特徴とする振動式測定装置。