JPH10505154A - コリオリ効果質量流量計用の固定コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コリオリ流量計は、一対の平行な振動する流管を備えており、これら流管には、ドライバと、複数のセンサとが装備されており、これら各々のセンサは、運動しない固定コイルと、前記振動する流管に取り付けられた一対の磁石とを有している。各々のコイルは、独特な磁石の対と磁気的に協働する。第１の実施例においては、コイルは、流量計の動かない部材に取り付けられている。別の実施例においては、上記動かないコイルは、互いに位相外れで振動する流管に取り付けられたバネサブアセンブリにだけ取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 コリオリ効果質量流量計用の固定コイル 発明の背景 本発明は、コリオリ効果質量流量計に関し、特に、コストが低く、信頼性が高 く、良好な性能のセンサ・ピックオフ及び励起手段を有するコリオリ効果質量流 量計に関する。 問題点 導管を通って流れる材料の質量流量及び他の情報を測定するために、コリオリ 効果質量流量計を用いることは周知である。米国特許第４，４９１，０２５号（ １９８５年１月１日にJ.E.Smithに発行された）、及び、米国再発行特許第３１ ，４５０号（１９８２年２月１１日にJ.E.Smithに発行された）に開示されるよ うに、上述の流量計は、直線的な又は湾曲した形態を有する１又はそれ以上の流 管を備えている。コリオリ質量流量計の各々の流管の形態は、一組の固有振動モ ードを有しており、該固有振動モードは、単純な曲げ、ねじれ、又は、結合型と することができる。各々の流管は、上述の固有モードの１つの共鳴において振動 するように励起される。流量計の流入側に接続された配管から流量計に入る材料 の流れは、流管すなわち管を通って導かれ、流入側を通って流量計から出る。流 体で満たされた振動系の固有振動モードは、流管及び該流管の中の材料の合計質 量によって、部分的に決定される。 流量計を通る流れが全く無い場合には、流管に沿う総ての点は、与えられた励 起力によって、同一の位相で振動する。材料が流れ始めると、コリオリの加速度 が、流管に沿う各々の点に異なる位相を与える。流管の流入側の位相は、ドライ バから遅れ、一方、流出側の位相は、ドライバに先行する。複数のセンサが流管 に設けられていて、流管の運動を表す正弦波信号を発生する。２つのセンサ信号 の間の位相差は、流管を通る材料の質量流量に比例する。 運動する管の周囲のコイルに対する接続ワイヤが、ある問題を生ずる。これは 一般的に、２つの方法の中の１つで処理される。大型の流量計においては、絶縁 電線が管にテープ止めされる。そのような絶縁電線は、管の振幅がゼロに近いブ レースバー付近から始まり、管を上方に伸長して上記コイルに至る。この方法は 、テープ又は接着剤、及び、電線の絶縁体が、一般的に、高い緩衝材料であり、 そのような緩衝の大きさは、時間及び温度と共に、予測できない変化を示すとい う欠点を有している。コリオリ流量計の管の変化する緩衝力は、誤った流量信号 を発生することがある。 小型の流量計においては、上述の緩衝力により生ずる誤差は、極めて大きくな り、従って、弾性を有する細い導体（フレクシャー:flexures）が、固定端子か ら可動コイルの端子まで取り付けられる。これらのフレクシャーは、絶縁体又は テープを有していないので、非常に小さい緩衝力を有している。不運にして、同 じ低い緩衝力は、フレクシャーが、非常に明確な固有周波数を有していることを 意味し、フレクシャーを固有周波数で励起すると、早期に故障することがある。 また、フレクシャーの寸法及び脆弱性が、製造を困難なものとする。 解決策 電線を可動コイルに接続する上述の問題は、各々の管に設けられる磁石と、両 方の磁石に隣接して設けられる固定コイルとを用いる本発明によって解消される 。上記磁石は、各々の磁石が、平坦なコイルの方を向いた同じ磁極を有するよう に、また、管が離れたり接近する（位相外れ運動）際に、各々の磁石が、コイル を半径方向に横断して、コイルに追加の電圧を発生するように、配列される。こ のような配列を用いると、管の同位相運動により、一方の磁石は、コイルの中心 に向かってコイルを横断し、一方、他方の磁石は、コイルの中心から離れる方向 にコイルを横断する。この運動によって生ずる電圧は、互いに相殺し合う。従っ て、この新規な幾何学的な配列は、可動コイルに電線を取り付ける問題を生ずる ことなく、可動コイルのように同位相の運動を除去する。 固定コイルの設計によって生ずる正弦波信号の振幅は、コイルを遮る磁界の強 さすなわち磁界強度に比例する。そのような磁界強度は、磁石からの距離と共に 減少するので、電子信号処理が（非ゼロ）電圧レベルの交叉測定を用いてΔｔを 決定する場合には特に、上記距離を時間と共に一定に保つことが重要になる。磁 石を流管に取り付け、また、コイルをケースに取り付けるための単純な方法を用 いて、上記距離（ギャップ）を一定に保つことは、困難であり、その理由は、上 記流管及びケースは、伝統的に、磁石及びコイルからかなりの距離にあるマニホ ールドにおいて、互いに固定されているからである。従って、ケース／マニホー ルド／流管の境界面における非常に小さな製造公差が、ギャップに大きな変動を 生ずることがある。そのようなギャップは、必要に応じて容易には調節すること ができない。また、作動の際には、流管及びケースが互いに反対方向に動く周囲 の振動によって励起される振動モードが存在する。これは、ギャップを周期的に 変化させ、流量測定に悪影響を与える恐れがある。 上記問題を解消するための４つの方法が存在する。第１の方法においては、コ イルをケースに固定するのではなく、板バネによって流管に固定する。この板バ ネの向きは、領域がコイルの平面に対して平行に動いて、ギャップを一定に保持 することを可能とする。コイルは、運動しない状態を保持するが、その理由は、 コイルは、２つの同一のバネの間に固定されていて、そのようなバネの遠い方の 端部が、反対方向に等しい距離だけ離されているからである。流管の同位相の運 動、又は、コイルの振動は、電圧が相殺されるので、電圧信号には現れない。 変動するギャップの問題を解決するための第２の方法は、１つのピックオフに ２つのコイルを使用することである。２つのコイルを互いに平行に位置決めし、 ケースに固定して、電線で直列に接続する。流管を２つのコイルの間に置き、各 々の流管にそれぞれの流管に固定され直径方向において対向する２つの磁石を設 け、これにより、各々の磁石を１つのコイルの方を向かせる。全部で４つの磁石 （２つのコイルに対して）は、それぞれのコイルの方を向いた同じ磁極（Ｎ極又 はＳ極）を有している。この方法において、２つのコイルは、ケースが流管に関 して移動した場合には、一方のコイルに対するギャップは、小さくなるが、他方 のコイルに対するギャップは、同じ量だけ大きくなる。小さな変位すなわち移動 に関しては、磁界強度は、距離に関してほぼ直線的であるので、小さなギャップ の側に生じる電圧の増大は、大きなギャップの側に生ずる電圧の減少によって補 償すなわち相殺される。従って、この構造は、ギャップの変動に対して感度を持 たない。 固定コイルがギャップの変動に感度を持たないようにするための第３の方法は 、ケースと流管との間の大きな変動モードに関してギャップが変化しないように 、コイルを流管の周囲に位置決めすることである。流管とケースとの間の基本的 なモードは、流管及びケースが流管の平面において振動することである。流管は 、互いに関しては同位相で振動するが、ケースに関しては位相外れで振動する。 これが、十分に小さい周波数を有するほぼ唯一のモードであり、振動の振幅が重 要である。系の質量中心は、マニホールドの付近にあり、流管及びケースは、上 記質量中心の周囲で回転モードで振動する。コイルの平面が、上記質量中心に一 致する中心を有する球に対して接線方向になるように、コイルを配向することに より、ギャップは、ケースの横方向のモードに関係無く、一定のままになる。こ のモードから生ずる唯一の相対速度は、上記球に対して接線方向であり、コイル の平面にある。流管に対して直角なケース／流管の接線方向の運動は、同位相の 管の運動であり、これは相殺される。流管に対して接線方向の運動（ケースの横 方向のモード）は、振幅が十分に大きい場合には、問題を生ずることがある。コ イルを矩形状にすることにより、上記方向の振動は、コイルの直線的な脚部を上 下する磁石の移動を生じさせ、発生した電圧には変化がない。 最後に、左側及び右側の両方のピックオフのギャップが互いに同位相で大きく 及び小さくなるように、コイルを配向させることもできる。位相の測定は、２つ のピックオフが発生する振幅の比が一定である限り、振幅に感度を持たない。コ イルが共にベンドの外側に設けられている「通常の」ピックオフ構造においては 、ケースの横方向のモードに応答して、一方のギャップは増大するが、他方のギ ャップは減少する。しかしながら、一方のピックオフをベンドの外側に設け、他 方のピックオフをベンドの内側に設けた場合には、左側及び右側のピックオフの ギャップは、互いに同位相で変化し、位相の測定は影響を受けない。 説明を簡単にするために、今までの説明においては、ピックオフコイルだけを 議論した。上述の論理は、一般的には、励起信号の直線性及び位相には関心がな い点を除いて、ドライバにも応用することができる。従って、ドライバのギャッ プは、励起効率を考慮する際にだけ、重要である。通常、ドライバは、流管の頂 点に位置しているので、コイルの平面は、通常、質量中心にその中心を有してい る球に対して接線方向であり、ギャップを一定に保持するためのそれ以上の対策 を必要としない。 上述の記載から、本発明は、コリオリ効果流量計の振動管に設けられたドライ バのコイル及びセンサ要素に対して電気的な接続部を延長する問題を解消するこ とが分かる。この相互接続の問題は、コイルが、振動する流管に物理的に取り付 けられた関連する磁石と磁気的に協働するように、コイルを固定部材に物理的に 取り付けることによって、解消される。そうではなく、コイルをバネ手段によっ て振動する流管に物理的に取り付けることにより、コイルを固定した状態に保持 し、上記バネ手段によって、流管の位相外れの励起振動に関して、コイルが運動 しないように維持することもできる。 図面の説明 本発明の上述の及び他の利点及び特徴は、図面を参照して以下の説明を参照す ることにより、より良く理解されよう。図面においては、 図１は、本発明の代表的な第１の実施例を開示するものであって、ドライバ及 びセンサコイルがバネ手段によって一対の流管に接続されている状態を示してお り、 図２は、図１の断面２−２に沿って取った横断面図であり、 図３は、一対の流管に取り付けられているバネアセンブリの一部を構成するコ イル及び磁石を示しており、 図４は、コリオリ効果流量計のフォームに取り付けられたコイルを示しており 、 図５は、本発明の別の実施例を開示するものであって、２つのセンサの磁石及 び協働するコイルが、一対の流管の対向面に設けられている状態を示しており、 図６は、流量計の固定ケーシングに取り付けられたプリント回路コイルと、一 対の流管の頂部及び底部に設けられている関連する磁石とを有している、流量計 を開示しており、 図７は、図６の線７−７に沿って取った横断面図であり、 図８は、矩形状の平坦なコイルを開示しており、 図９は、一対のプリント回路コイル、及び、接続回路を備えていて、電気コネ クタを収容するようになされている、フレクシャーアセンブリを示しており、 図１０は、コリオリ効果流量計の外側シールドの開口の中に挿入されている図 ９のフレクシャーのコネクタを示しており、 図１１は、センサコイルが、流量計の質量中心に一致する中心を有している球 体に対して接線方向に設けられている、別の実施例を示している。 詳細な説明 図１及び図２の説明 代表的なコリオリ効果質量流量計１０が、図１に示されており、この流量計は 、片持ち梁式に取り付けられた２つの流管１２、１４を備えており、これら流管 は、それぞれの位相外れ曲げ軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に関して、実質的に同一の バネ定数及び慣性モーメントを有するように、マニホールドボディ３０に取り付 けられている。 励起コイル及び磁石Ｄが、流管１２、１４の頂部１３０，１３０’の間の中間 領域に取り付けられていて、流管１２、１４を軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に関して 位相外れで振動させている。左側のセンサＬ及び右側のセンサＲが、流管１２、 １４の頂部のそれぞれの端部付近に取り付けられていて、流管１２、１４の相対 的な運動を検出している。この検出は、流管１２、１４の頂端部の運動をそれぞ れのゼロ交叉によって測定するか、あるいは、流管の運動速度を測定することに よって、行うことができる。流管１２、１４は、左の側脚部１３１、１３１’と 、右の側脚部１３４、１３４’とを有している。これらの側脚部は、下方に向か って互いに収束していて、マニホールド要素１２１、１２１’の表面１２０、１ ２０’に取り付けられている。ブレースバー１４０Ｒ、１４０Ｌは、流管１２、 １４の脚部にろう付けされていて、軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’を形成する役割を果 たしており、流管は、ドライバＤが経路１５６を介して励起された時に、上記軸 線 の周囲で位相外れの振動を行う。軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’の位置は、流管の側脚 部１３１、１３１’及び１３４、１３４’上でのブレースバー１４０Ｒ、１４０ Ｌの位置によって決定される。 温度検知器２２が、流管１４の側脚部１３１に取り付けられていて、流管の温 度、及び、該流管の中を流れる材料の近似的な温度を測定している。この温度情 報を用いて、流管のバネ定数の変化を決定する。ドライバＯ、センサＬ、Ｒ、及 び、温度検知器２２は、経路１５６、１５７、１５８、１５９によって、質量流 量計の計装部２４に接続されている。質量流量計の計装部２４は、センサ１８、 ２０、２２から受信した信号を処理して流量計１０を通って流れる材料の質量流 量を決定するマイクロプロセッサを備えることができ、該マイクロプロセッサは 、材料の密度及び温度の如き他の測定値も処理する。質量流量計の計装部２４は 、また、経路１５６を介してドライバＤに励起信号をを与えて、管１２、１４を 軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’の周囲で位相外れで振動させる。 マニホールドボディ３０は、鋳造体１５０、１５０’から形成されている。鋳 造要素１５０、１５０’は、フランジ１０３、１０３’によって、供給導管及び 出口導管（図示せず）に取り付けることができる。マニホールドボディ３０は、 材料の流れを供給導管から流管１２、１４に導き、その後、出口導管に戻す。マ ニホールドのフランジ１０３、１０３’が、入口端１０４及び出口端１０４’を 介して、測定すべきプロセス材料を搬送する導管系（図示せず）にに接続される と、材料は、フランジ１０３の入口オリフィス（図示せず）を介して、マニホー ルドボディ３０及びマニホールド要素１１０に入り、鋳造要素１５０の徐々に変 化する断面を有する通路（図示せず）によって、流管１２、１４に接続される。 材料は、マニホールド要素１２１によって分割され、流管１４、１２のそれぞれ の左の側脚部１３１、１３１’に通される。次に、材料は、管の頂部要素１３０ 、１３０’、及び、右の側脚部１３４、１３４’を通って流れ、流管のマニホー ルド要素１２１’の中で単一の流れに再結合される。その後、流体は、ケーシン グの出口要素１５０’の中の通路（図示せず）に導かれ、次に、マニホールドの 出口要素１１０’に入る。出口端１０４’が、ボルト穴を１０２’を有するフラ ン ジ１０３’によって、導管系（図示せず）に接続されている。 ドライバ要素Ｄは、図１の線２−２に沿って取った横断面図である図２に更に 詳細に示されている。図２に明瞭に示すように、ドライバ要素は、右側のバネ１ ４９と、左側のバネ１４８と、バー１４７と、このバー１４７に取り付けられて いるコイル１４２とを備えている。これらの要素は、バネ１４８、１４９の先端 において、流管１４、１２のそれぞれの外側面に取り付けられているサブアセン ブリを備えている。磁石１６６が、流管１２の外側面に取り付けられており、一 方、磁石１６５が、流管１４の外側面に取り付けられている。これらの磁石は、 それぞれのＮ極が同じ方向（すなわち、コイルの方を向く方向）を向くように取 り付けられている。コイル１４２の下面は、両方の磁石１６５、１６６の磁界を 囲むように、十分な面積を有している。図２の要素は、ドライバとして作用する 時には、ＡＣ励起信号を受信することに応答して電磁場を発生し、該電磁場は、 磁石、及び、これら磁石が取り付けられている流管を互いに関して位相外れで振 動させる。そうしている間に、その中で流れている材料を含む流管は、流管の構 造の共鳴周波数で、互いに関して内方及び外方に運動する。 左側のセンサ要素Ｌ及び右側のセンサ要素Ｒは、図２に示すドライバ要素Ｄの 要素と同様な要素を備えている。各々のセンサ要素のコイルは、流管及びこれら 流管に関連する磁石の相対的な運動に応答して、流管の運動を表す出力信号を発 生する。センサ要素Ｌ及びＲのコイルからの出力信号は、図１の経路１５７、１ ５８を介して、質量流量計の計器装備の要素２４に送られ、この要素は、そのよ うな信号を処理して、流管１２、１４の中を流れている材料に関して測定すべき 所望の特性を表す出力情報を発生する。 要素Ｌ及びＲの磁石は、センサとして作用する時には、流管１２、１４の位相 外れの運動に応答して、流管の互いに関する相対的な速度を表す追加の信号を発 生する。相殺される同位相の振動に関してセンサの２つの磁石の各々によって発 生された信号は、センサＬ及びＲの導体１５７又は１５８に出力を全く与えない 。図３の説明 図３は、コイル１４２を一対の磁石１６５、１６６、及び、流管１２、１４に 関連させるための別の実施例を開示している。図２の実施例においては、磁石１ ６５、１６６は、流管１２、１４の外側面に直接取り付けられている。この構成 は、磁石を流管に取り付けるための作業（ろう付け、溶接等）を必要とする。図 ３の実施例は、コイル及び磁石が共に、バー１４７、及び、バネ要素３０１．． ．３０９から成る別個のバネサブアセンブリに取り付けられている点において、 図２の実施例と異なっている。コイル１４２は、図２に示すのと同じ態様で、バ ー１４７に取り付けられている。磁石１６５、１６６は、Ｕ字形状のバネ部材３ ０４、３０１のそれぞれの直角な端部分３０６、３０２に取り付けられている。 バネ部材３０１は、１８０°湾曲した部分３０８を有しており、バネ部材３０１ はそこから部分３０３を有しており、この部分は、その他端部に９０°のベンド （屈曲部）及び部分３０２を有している。磁石１６６は、バネ部分３０２の一側 部に取り付けられており、一方、バネ部分３０２の反対側の面は、溶接又はろう 付けによって、流管１２に固定されている。バネ部材３０４は、バネ部材３０１ と同様である。 図３の実施例は、コイル及び磁石を別個のサブアセンブリとして事前に組み立 て、その後に、適宜な取り付け手段によって流管１２、１４に取り付けることが できる点において、図２の実施例よりも効果的である。バネ部材３０１、３０４ は、バー１４７、及び、コイル１４２まで伸長しているそのケーブル１５６が、 流管１２、１４の位相外れ振動に関して、実質的に静止して動かないように、所 望の弾性及び撓みを有するように選択される。この理由によって、導体１５６は 、振動を受けず、一方、そのような導体の剛性、緩衝力、あるいは、他の機械的 な特性は、流管１２、１４の位相外れ振動に悪影響を与えない。 図２の場合と同様に、図３の実施例を構成する各要素が、図１のドライバＤを 備えているものとして図３に示されている。しかしながら、コイル１４２の特性 を除いて、ドライバＤの要素は、図１の左側及び右側のセンサＬ、Ｒと同一か、 あるいは、同等なものである。従って、センサ要素Ｌ、Ｒの構造は、図２及び図 ３に示す実施例に関して同一である。図４の説明 図４は、固定コイル１４２を振動流管１２、１４に取り付けられている磁石１ ６５、１６６に関連させるための別の構造を示している。磁石１６５、１６６は 、流管１２、１４に直接取り付けられている。コイル１４２は、その平面を磁石 １６５、１６６の表面に接近させているが該表面から離れた状態で位置決めされ ており、これにより、コイル１４２の平面と磁石１６５、１６６との間には、所 定のギャップが画成されている。コイル１４２は、ネジＳの如き適宜な手段によ って、要素４０２−４０６を有するブラケットに取り付けられている。ブラケッ トの脚部４０４、４０５は、流量計のシェル４０１の内側面に取り付けられてい る。シェル４０１は、図１の流管アセンブリ１２、１４を包囲している。 図４の実施例は、図２及び図３の実施例よりも構造が複雑でないという利点を 有しているが、図４の実施例は、上記ブラケット及びコイルをシェル４０１に関 して正確に位置決めしなければならず、また、磁石１６５、１６６とコイル１４ ２との間のギャップが等しくなるように、流量計アセンブリを正確に取り付けな ければならないという欠点を有している。また、流量計が作動していて、周囲温 度を受けている時には、温度変化によるケース又はシェル４０１の膨張が、磁石 とコイル１４２との間のギャップの大きさに不均一な影響を与えないようにする 必要がある。 また、流管に対して相対的にケースが振動すると、上記ギャップが周期的に変 化するという潜在的な問題もある。図５の説明 図５の実施例は、図１の実施例と総てに関して同一であるが、右側のセンサＲ 、並びに、流管１４のコイル１４３及び磁石１５８の如き関連する要素が、図１ のセンサＲ及びこれに関連する要素の場合のように流管の外側部分にではなく、 流管１２、１４の内側部分に設けられている点において異なっている。 図５に関しては、左側のセンサ要素Ｌの磁石及びコイル、並びに、右側のセン サ要素Ｒの磁石及びコイルが共に、流管１２、１４の内側及び外側の表面にそれ ぞれ設けられていることに注意する必要がある。この構造は、流管の横方向の同 位相振動又は運動に関して効果的であり、その理由は、センサ要素Ｌ、Ｒが左側 へ動いて、それぞれのコイルと磁石との間のギャップが減少する場合には、上述 の振動又は運動は、同時に且つ同じ量だけ増大するからである。そうではなく、 センサ要素Ｌ、Ｒが右側へ動く場合には、各々のセンサの磁石とコイルとの間の ギャップは、同時に減少する。この構成は、一方のセンサのギャップが増大し、 他方のセンサのギャップが減少することを防止する。そのような事態が生じた場 合には、各々のセンサからの出力信号の相対的な振幅は、等しくなくなり、質量 流量計の計器装備の要素２４の信号処理機能をより困難なものにすることになる 。 図５は、図１の流量計の立面図だけを開示しており、従って、流管１４、及び 、その磁石１４５、１５５、１５８だけを示している。流管１２は、図５には示 されていないが、そのような流管１２は、流管１４の直ぐ背後に位置しているこ とは理解されることであり、また、流管１２は、同じ磁石並びに図１に示す別の 要素に取り付けられていることも理解されることである。図６、図７及び図８の説明 図６、図７、及び、図８は、一緒になって、本発明の別の実施例を開示してお り、この実施例においては、各々３つのコイルを有する一対のプリント回路板（ ＰＣ板）が、一対の流管の頂脚部の上方及び下方に設けられており、該頂脚部に は、図６の実施例のドライバ及びセンサの機能を果たすための協働する磁石が装 着されている。図６においては、上方ののＰＣ回路板は、要素６０４として示さ れている。ＰＣ回路板６０４は、流管１２、１４の上に設けられている。下方の ＰＣ回路板は、要素６０８であって、流管１２、１４の頂脚部の下に位置してい る。各々のＰＣ回路板は、その中間部分に埋め込まれた平坦なコイルを有してお り、また、その各々の端部分に埋め込まれた平坦なコイルを有している。ＰＣ回 路板６０４の中央のコイルは、６０２であり、また、左側及び右側の端のコイル は、６０１、６０３である。図６には特に図示されていないが、ＰＣ回路板６０ ８は、ＰＣ回路板６０４の３つのコイルに対応する３つのコイルを有しており、 ＰＣ回路板６０８のそのような３つの回路は、回路板６０４の対応するコイルに 対して平行に且つこれらコイルの直ぐ下に設けられている。 図６においては、磁石６１１、６１２、６１３は、下方のＰＣ回路板６０８の 左側の端、中央、及び、右側の端に設けられるコイルとそれぞれ協働するように 、流管１４の下方部分に位置し該下方部分に取り付けられている。磁石６１４、 ６１６、６１７が、プリント回路板６０４のコイル６０１、６０２、６０３とそ れぞれ協働するように、流管１４の頂面（上面）に取り付けられている。 図７は、図６の線７−７に沿って取った横断面図を含んでおり、ドライバＤに 関連する構造要素を更に詳細に示している。図７に更に詳細に示されている要素 は、ＰＣ回路板６０４のコイル６０２と、これに対応するＰＣ回路板６０８のコ イル６０２Ａとを含んでいる。流管１２に関連して設けられている磁石は、図６ には示されていない。しかしながら、そのような磁石は、ドライバ要素Ｄに関し て図７に示されていて、要素７１２、７１４である。 回路板６０４、６０８に埋め込まれているコイルは、円形ではなく矩形状である ことに注意する必要がある。これらのコイルは、図８に詳細に示されており、図 ８においては、図示されているコイルは、図１０の励起コイル６０２であると考 える。前方の磁石６１６が、流管１４の頂部に取り付けられている。この磁石に 対応する磁石は、図６には示されておらず、流管１２に取り付けられていて、図 ８において要素７１４として示されている。回路板６０４の他のコイル６０１、 ６０３、及び、回路板６０８の対応する３つのコイルも矩形状であって、図８に 示すコイル６０２と同一である。 本アセンブリの簡略化は、磁石６１２、６１４、及び、同様な磁石７１２、７ １４にそれぞれ置き換わる単一の磁石を用いることにより、達成することができ る。これらの長い単一部片から成る磁石は、流管１２、１４の頂部及び底部では なく、外側に取り付けることができる。そのような磁石の作用は、２部品から成 る上述のアセンブリの作用と同一である。一般的に、２つの流管の物理的な長さ が、実際のコイルの寸法、特に、コイルの幅を決定する。また、流管の側部に磁 石を設けることにより、ＰＣコイルの幅を延長し、従って、同位相の運動及び振 動に対する感度を下げることができる。磁石とＰＣコイルの長く平行な導体との 間の流管の軸線の方向における相対的な運動は、電圧を生ずることがなく、ある いは、流管の振動によって生ずる電圧に影響を与えることはない。 ＰＣ回路板の中に埋め込まれた平坦の形態のコイルは、磁石電線から形成され た別個のコイルよりも、廉価であり、また、周囲温度に対する耐久性が高いので 、効果的である。図８のコイルは、別個のコイルよりも容易にシールされる。ま た、埋め込まれたコイルに関する製造及び組み立てプロセスにおいて、競合する 細い電線は存在しない。埋め込まれたコイルは、また、嵩及び重量が小さく、主 として、製造プロセスを繰り返すことができるので、対応する別個のコイルより も効果的である。 磁石６１６、７１４は、図８にコイル６０２に関連して示されている。これら の磁石は、作動の間に、互いに位相外れで垂直方向に運動する。この運動は、図 ８に示す特定の構造が、ドライバ又はセンサを表すことに関係無く、生ずる。図 ８に関しては、磁石の運動は、これら磁石によって発生された磁界が湾曲した導 体ではなく、実質的に直線的な導体を横断するようにする。これにより、コイル 及び磁石がセンサとして作用する時に、調波すなわちハーモニックスを排除し、 関連する磁石の磁界が直線的な導体ではなく湾曲した導体を横断する場合に、セ ンサコイルの出力信号に生ずるであろうハーモニックスの量を減少させることに より、信号の直線性を改善する。図９及び図１０の説明 図６及び図７のコイルと関連する電子部品との間の相互接続は、図６及び図７ には示されていない。図９及び図１０は、本発明の効果的な実施例を開示してお り、この実施例においては、回路板の対６０４、６０８の対応するコイルが、互 いに助け合って、直列に接続されている。図９及び図１０は更に、上述のコイル を質量流量計の計装部２４に接続することのできる態様を示している。 図９は、３つのコイルが各々の回路板に埋め込まれている回路板の対６０４、 ６０８を開示している。回路板６０４のコイルは、６０１、６０２、６０３であ る。回路板６０８の対応するコイルは、同じ参照符号に添字Ａを付けたもので示 されている。これら２つの回路板の対応するコイルは、直列に接続されている。 励起コイル６０２、６０２Ａは、センサコイルのファミリー６０１、６０３と同 じように直列に接続されている。上記２つの回路板のコイルは、回路板６０４と 回路板６０８との間に伸長する可撓性の回路９０１によって、互いに接続されて いる。可撓性の回路９０１の中央部分９０２が、コネクタピン用のコネクタＰＣ パッドに接続されている。上記ピンは、嵌合するコネクタと協働して、回路板の コイル回路を励起信号源及び電子要素２４の入力回路に接続できるようになされ ている。 図１０は、図９の回路板及びコネクタピンを流量計の構造に接続する態様を示 している。流量計の外側シェル１００１の一部が詳細に示されている。このシェ ルは、コネクタ１００２及びそのピン１００３を収容する開口を有している。シ ェル１００１は、一対のブラケット１００４の各々の一方の脚部に取り付けられ ており、上記２つの回路板は、各々のブラケットの他方の脚部に取り付けられて いる。例えば、ブラケット１００４に関しては、その左側の脚部は、流量計のシ ェル１００１に接続されており、一方、他方の脚部の底面は、コイル６０２を含 むＰＣ回路板６０４に接続されている。図１０は、横断面図を示している。プリ ント回路板６０４は、コイル６０２を含んでおり、該コイルの有効面は、磁石７ １２、６１２の頂面に対して平行であり、これら磁石は、流管１２、１４に取り 付けられている。磁石７１２、６１２とコイル６０２との間のギャップは、作動 中には均一に保持される。これは、ドライバ要素、並びに、センサ要素のコイル 及び関連する磁石の両方に関して同じである。 図１０の流管１２、１４の底部は、コイル６０２Ａの平面と協働する磁石７１ ４、６１４に取り付けられている。 図１１は、流管に取り付けられた磁石と流量計の固定部材に取り付けられたセ ンサコイルとの間の振動又は相対的な運動に起因して、ギャップの寸法が変化す るという問題を極めて少なくする別の実施例を開示している。図１１の実施例は 、この実施例が、流量計１０のケーシング３０を備えており、このケーシングに ー対の流管１４、１２（流管１４だけが図１１に示されている）が取り付けられ ている点において、図１の実施例と構造的に類似している。左側のセンサＬ及び 右側のセンサＲが、流管の実質的に直線的な頂部１３０の左側の端及び右側の端 にそれぞれ位置決めされている。磁石１１０３、１１０４は、図１１において、 流 管１２の対応する磁石（図示せず）と共に、それぞれの流管に取り付けられてい る。左側のコイル１１０１及び右側のコイル１１０２は、ブラケット１４２０、 １４２１によって、固定部材（図示せず）に取り付けられている。 作用において、流管及びこれに接続された磁石は、流量計に堅固に取り付けら れているセンサコイルＬ、Ｒに関して、同位相で振動することができる。流量計 がその一部を構成する系の振動の如き周囲の条件に起因する振動が、コイルと磁 石との間の距離（ギャップ）を変化させる。この変化は、コイルＬ、Ｒの信号の 振幅に影響を与えて、信号処理機能を煩雑にするかあるいは低下させる。図１１ の実施例は、その中心ＣＭが流管系の動的な質量の球の中心にある円に対して接 線方向になるように、センサＬ、Ｒを図示のように取り付けることによって、磁 石及びコイルの相対的な運動の結果を極力少なくする。コイル１１０１、１１０ ２は、図８に示すように矩形状であるので、流管及び磁石のコイルに関する相対 的な運動は、球形の質量中心ＣＭの周囲の半径１１２１、１１２２の上でコイル を動かす。この相対的な運動は、ギャップの寸法を変えることはなく、磁石をコ イルに関して側方に移動させるだけである。この側方への移動は、流管の頂部１ ３０の各々の端部に設けられる一対の磁石に関して、同位相である。この同位相 の運動は、各々の磁石によって発生された信号を効果的に相殺し、これにより、 各々のコイルは、上記同位相の横方向の運動の結果としての出力信号を全く発生 しない。図１１の構造は、本質的に球形であり、これにより、上述の流管の同位 相の相対的な運動は、流管の運動方向（すなわち、図１１で見て左側又は右側、 あるいは、内方又は外方の方向）に関係無く、コイルＬ、Ｒに出力信号を全く発 生しない。 図１１の実施例の利点は、コイル１１０１、１１０２が外部の部材に堅固に取 り付けられているこそに限定される。図１１の実施例の利点は、磁石及びコイル が同位相の相対的な運動を行うことを本質的に阻止する図２及び図３の実施例に は適用できない。 上述の記載から、本発明の構造は、コリオリ流量計のセンサ及び励起コイルを 運動しないように取り付け、これにより、コイルが関連して設けられている磁石 及び流管が位相外れで振動する際に、コイルが運動しないようにする、取り付け 手段を効果的に提供することが分かる。このコイルの運動しない取り付けは、コ リオリ流量計が作動することにより発生される出力情報の性能すなわち精度を変 えないという特性を有する電気的な導体によって、コイルを関連する電子部品に 接続することを可能とする。 請求の範囲に記載の発明は、上述の好ましい実施例の説明に限定されるもので はなく、本発明の概念の範囲及び精神の範囲内の他の変更例及び変形例も包含す るということは、明らかに理解されよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１８日 【補正内容】 解決策 電線を可動コイルに接続する上述の問題は、各々の管に設けられる磁石と、両 方の磁石に隣接して設けられる固定コイルとを用いる本発明によって解消させる 。上記磁石は、各々の磁石が、コイルの方を向いた同じ磁極を有するように、ま た、管が相対的に動く（位相外れ運動）際に、各々の磁石が、コイルを半径方向 に横断して、コイルに追加の電圧を発生するように、配列される。このような配 列を用いると、管の同位相運動により、一方の磁石は、コイルの中心に向かって コイルを横断し、一方、他方の磁石は、コイルの中心から離れる方向にコイルを 横断する。この運動によって生ずる電圧は、互いに相殺し合う。この新規な幾何 学的な配列は、従来技術と同様に、流管の同位相運動を除去するが、電線を可動 コイルに取り付ける問題を生ずることがない。 本発明のコイルの設計によって生ずる正弦波信号の振幅は、コイルを遮る磁界 の強さすなわち磁界強度に比例する。そのような磁界強度は、磁石からの距離と 共に減少するので、電子信号処理が（非ゼロ）電圧レベルの交叉測定を用いてΔ ｔを決定する場合には特に、上記距離を時間と共に一定に保つことが重要になる 。磁石を流管に取り付け、また、コイルを流量計のケースに取り付けるための単 純な方法を用いて、上記距離（ギャップ）を一定に保つことは、困難であり、そ の理由は、上記流管及びケースは、伝統的に、磁石及びコイルからかなりの距離 にある流量計のマニホールドにおいて、互いに固定されているからである。従っ て、ケース／マニホールド／流管の境界面における非常に小さな製造公差が、磁 石／コイル間のギャップに大きな変動を生ずることがある。そのようなギャップ は、容易には調節することができない。また、作動の際には、流管及びケースが 互いに反対方向に動く周囲の振動によって励起される振動モードが存在する。こ れは、ギャップを周期的に変化させ、流量測定に悪影響を与える恐れがある。 本発明によれば、上記問題を解消するための４つの方法が存在する。第１の方 法においては、コイルをケースに固定するのではなく、バネによって流管に固定 する。このバネの向きは、磁石／コイル間のギャップを一定に保持しながら、流 管がコイルの平面に対して平行に動くことを可能とする。コイルは、運動しない 状態を保持するが、その理由は、コイルは、２つの同一のバネの間に固定されて いて、そのようなバネの遠い方の端部が、取り付けられた流管によって反対方向 に等しい距離だけ離されているからである。流管の同位相の運動、又は、コイル の振動は、電圧が相殺されるので、出力信号には現れない。 変動する磁石／コイル間のギャップの問題を解決するための第２の方法は、１ つのピックオフに２つのコイルを使用することである。２つのコイルを互いに平 行に位置決めし、流量計のケースに固定して、電線で直列に接続する。流管を２ つのコイルの間に置き、各々の流管にそれぞれの流管に固定され直径方向におい て対向する２つの磁石を設け、これにより、各々の磁石を１つのコイルの方を向 かせる。全部で４つの磁石（各々の流管の２つのコイルに対して）は、それぞれ のコイルの方を向いた同じ磁極（Ｎ極又はＳ極）を有している。この方法におい て、２つのコイルは、ケースが流管に関して移動した場合には、一方のコイルに 対するギャップは、小さくなるが、他方のコイルに対するギャップは、同じ量だ け大きくなる。小さな変位すなわち移動に関しては、磁界強度は、距離に関して ほぼ直線的であるので、小さなギャップの側に生じる電圧の増大は、大きなギャ ップの側に生ずる電圧の減少によって補償すなわち相殺される。従って、この構 造は、ギャップの変動に対して感度を持たない。 固定コイルがギャップの変動に感度を持たないようにするための第３の方法は 、ケースと流管との間の大きな変動モードに関してギャップが変化しないように 、コイルを流管の周囲に位置決めすることである。流管とケースとの間の基本的 な振動モードは、流管及びケースが流管の平面において振動することである。流 管は、互いに関しては同位相で振動するが、ケースに関しては位相外れで振動す る。これが、十分に小さい周波数を有するほぼ唯一のモードであり、振動の振幅 が重要である。系の質量中心は、マニホールドの付近にある。流管及びケースは 、上記質量中心の周囲で回転モードで振動する。コイルの平面が、上記質量中心 に一致する中心を有する球に対して接線方向になるように、コイルを配向するこ とに より、ギャップは、ケースの横方向のモードに関係無く、一定のままになる。こ のモードから生ずる唯一の相対速度は、上記球に対して接線方向であり、コイル の平面にある。流管に対して直角なケース／流管の接線方向の運動は、同位相の 管の運動であり、これは相殺される。流管に対して接線方向の運動（ケースの横 方向のモード）は、振幅が十分に大きい場合には、問題を生ずることがある。コ イルを矩形状にすることにより、上記方向の振動は、コイルの直線的な脚部を上 下する磁石の移動を生じさせ、発生した電圧には変化がない。 最後に、左側及び右側の両方のピックオフのギャップが互いに同位相で大きく 及び小さくなるように、コイルを配向させることもできる。位相の測定は、２つ のピックオフが発生する振幅の比が一定である限り、振幅に感度を持たない。コ イルが共にベンドの外側に設けられている「通常の」ピックオフ構造においては 、ケースの横方向のモードに応答して、一方のギャップは増大するが、他方のギ ャップは減少する。しかしながら、一方のピックオフを流管のベンドの外側に設 け、他方のピックオフをベンドの内側に設けた場合には、左側及び右側のピック オフのギャップは、互いに同位相で変化し、位相の測定は影響を受けない。 説明を簡単にするために、今までの説明においては、ピックオフコイルだけを 議論した。上述の論理は、一般的には、励起信号の直線性及び位相には関心がな い点を除いて、ドライバにも応用することができる。従って、ドライバの磁石／ コイル間のギャップは、励起効率を考慮する際にだけ、重要である。通常、ドラ イバは、流管の頂点に位置しているので、コイルの平面は、通常、質量中心にそ の中心を有している球に対して接線方向であり、ギャップを一定に保持するため のそれ以上の対策を必要としない。 図面の説明 本発明の上述の及び他の利点及び特徴は、図面を参照して以下の説明を参照す ることにより、より良く理解されよう。図面においては、 図１は、本発明の代表的な第１の実施例を開示するものであって、ドライバ及 びセンサコイルが板バネ手段によって一対の流管に接続されている状態を示して おり、 図２は、図１の断面２−２に沿って取った横断面図であり、 図３は、一対の流管に取り付けられているバネアセンブリの一部を構成するコ イル及び磁石を示しており、 図４は、コリオリ効果流量計のフォームに取り付けられたコイルを示しており 、 図５は、本発明の別の実施例を開示するものであって、２つのセンサの磁石及 び協働するコイルが、一対の流管の対向面に設けられている状態を示しており、 図６は、流量計の固定ケーシングに取り付けられたプリント回路コイルと、一 対の流管の頂部及び底部に設けられている関連する磁石とを有している、流量計 を開示しており、 図７は、図６の線７−７に沿って取った横断面図であり、 図８は、矩形状の平坦なコイルを開示しており、 図９は、一対のプリント回路コイル、及び、接続回路を備えていて、電気コネ クタを収容するようになされている、フレクシャーアセンブリを示しており、 図１０は、コリオリ効果流量計の外側シールドの開口の中に挿入されている図 ９のフレクシャーのコネクタを示しており、 図１１は、センサコイルが、流量計の質量中心に一致する中心を有している球 体に対して接線方向に設けられている、別の実施例を示している。 詳細な説明 図１及び図２の説明 代表的なコリオリ効果質量流量計１０が、図１に示されており、この流量計は 、片持ち梁式に取り付けられた２つの流管１２、１４を備えており、これら流管 は、それぞれの位相外れ曲げ軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に関して、実質的に同一の バネ定数及び慣性モーメントを有するように、マニホールドボディ３０に取り付 けられている。 励起コイル及び磁石Ｄが、流管１２、１４の頂部１３０，１３０’の間の中間 領域に取り付けられていて、流管１２、１４を軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に関して 位相外れで振動させている。左側のセンサＬ及び右側のセンサＲが、流管１２、 １４の頂部のそれぞれの端部付近に取り付けられていて、流管１２、１４の相対 的な運動を検出している。この検出は、流管１２、１４の頂端部の運動をそれぞ れの出力信号ゼロ交叉によって測定するか、あるいは、流管の相対的な運動の速 度を測定することによって、行うことができる。流管１２、１４は、左の側脚部 １３１、１３１’と、右の側脚部１３４、１３４’とを有している。これらの側 脚部は、下方に向かって互いに収束していて、マニホールド要素１２１、１２１ ’の表面１２０、１２０’に取り付けられている。ブレースバー１４０Ｒ、１４ ０Ｌは、流管１２、１４の脚部にろう付けされていて、軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’ を形成する役割を果たしており、流管は、ドライバＤが経路１５６を介して励起 された時に、上記軸線の周囲で位相外れの振動を行う。軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’ の位置は、流管の側脚部１３１、１３１’及び１３４、１３４’上でのブレース バー１４０Ｒ、１４０Ｌの位置によって決定される。 温度検知器２２が、流管１４の側脚部１３１に取り付けられていて、流管の温 度、及び、該流管の中を流れる材料の近似的な温度を測定している。この温度情 報を用いて、流管のバネ定数の変化を決定する。ドライバＤ、センサＬ、Ｒ、及 び、温度検知器２２は、経路１５６、１５７、１５８、１５９によって、質量流 量計の計装部２４に接続されている。質量流量計の計装部２４は、センサＬ、Ｒ 、及び、検知器２２から受信した信号を処理して流量計１０を通って流れる材料 の質量流量を決定するマイクロプロセッサを備えることができ、該マイクロプロ セッサは、材料の密度及び温度の如き他の測定値も処理する。質量流量計の計装 部２４は、また、経路１５６を介してドライバＤに励起信号をを与えて、管１２ 、 １４を軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’の周囲で位相外れで振動させる。 マニホールドボディ３０は、鋳造体１５０、１５０’から形成されている。鋳 造要素１５０、１５０’は、フランジ１０３、１０３’によって、供給導管及び 出口導管（図示せず）に取り付けることができる。マニホールドボディ３０は、 材料の流れを供給導管から流管１２、１４に導き、その後、出口導管に戻す。マ ニホールドのフランジ１０３、１０３’が、入口端１０４及び出口端１０４’を 介して、測定すべきプロセス材料を搬送する導管系（図示せず）にに接続される と、材料は、フランジ１０３の入口オリフィス（図示せず）を介して、マニホー ルドボディ３０及びマニホールド要素１１０に入り、鋳造要素１５０の徐々に変 化する断面を有する通路（図示せず）によって、流管１２、１４に接続される。 材料は、マニホールド要素１２１によって分割され、流管１４、１２のそれぞれ の左の側脚部１３１、１３１’に通される。次に、材料は、管の頂部要素１３０ 、１３０’、及び、右の側脚部１３４、１３４’を通って流れ、流管のマニホー ルド要素１２１’の中で単一の流れに再結合される。その後、流体は、ケーシン グの出口要素１５０’の中の通路（図示せず）に導かれ、次に、マニホールドの 出口要素１１０’に入る。出口端１０４が、ボルト穴１０２’及び押す０１を有 するフランジ１０３によって、導管系（図示せず）に接続されている。 ドライバ要素Ｄは、図１の線２−２に沿って取った横断面図である図２に更に 詳細に示されている。図２に明瞭に示すように、ドライバ要素は、右側のバネ１ ４９と、左側のバネ１４８と、バー１４７と、このバー１４７に取り付けられて いるコイル１４２とを備えている。これらの要素は、バネ１４８、１４９の先端 において、流管１４、１２のそれぞれの外側面に取り付けられているサブアセン ブリを備えている。磁石１６６が、流管１２の頂部の外側面に取り付けられてお り、一方、磁石１６５が、流管１４の頂部の外側面に取り付けられている。これ らの磁石は、それぞれのＮ極が同じ方向（すなわち、コイルの方を向く方向）を 向くように取り付けられている。コイル１４２の下面は、両方の磁石１６５、１ ６６の磁界を囲むように、十分な面積を有している。図２の要素は、ドライバと して作用する時には、ＡＣ励起信号を受信することに応答して電磁場を発生し、 該電磁場は、磁石、及び、これら磁石が取り付けられている流管を互いに関して 位相外れで振動させる。そうしている間に、その中で流れている材料を含む流管 は、流管の構造の共鳴周波数で、互いに関して内方及び外方に運動する。 図１の左側のセンサ要素Ｌ及び右側のセンサ要素Ｒは、図２に示すドライバ要 素Ｄの要素と同様な要素を備えている。各々のセンサ要素のコイルは、流管及び これら流管に関連する磁石の相対的な運動に応答して、流管の運動を表す出力信 号を発生する。センサ要素Ｌ及びＲのコイルからの出力信号は、図１の経路１５ ７、１５８を介して、質量流量計の計器装備の要素２４に送られ、この要素は、 そのような信号を処理して、流管１２、１４の中を流れている材料に関する出力 情報を発生する。 要素Ｌ及びＲの磁石は、センサとして作用する時には、流管１２、１４の位相 外れの運動に応答して、流管の互いに関する相対的な速度を表す追加の信号を発 生する。同位相の振動に関して各々のセンサの２つの磁石によって発生された信 号は相殺され、導体１５７又は１５８に出力信号を全く与えない。図３の説明 図３は、コイル１４２を一対の磁石１６５、１６６、及び、流管１２、１４に 関連させるための別の実施例を開示している。図２の実施例においては、磁石１ ６５、１６６は、流管１２、１４の外側面に直接取り付けられている。この構成 は、磁石を流管に取り付けるための作業（ろう付け、溶接等）を必要とする。図 ３の実施例は、コイル及び磁石が共に、バー１４７、及び、バネ要素３０１．． ．３０４及び３０６．．．３０９から成る別個のバネサブアセンブリに取り付け られている点において、図２の実施例と異なっている。コイル１４２は、図２に 示すのと同じ態様で、バー１４７に取り付けられている。磁石１６５、１６６は 、Ｕ字形状のバネ部材３０４、３０１のそれぞれの直角な端部分３０６、３０２ に取り付けられている。バネ部材３０１は、１８０°湾曲した端部分３０８と、 平坦な部分３０３とを有しており、この平坦な部分は、その他端部に、９０°の ベンド及び端部分３０２を有している。磁石１６６は、バネ部分３０２の一側部 に取り付けられており、一方、バネ部分３０２の反対側の面は、溶接又はろう付 けによって、流管１２に固定されている。バネ部材３０４は、バネ部材３０１と 同様である。 図３の実施例は、コイル及び磁石を別個のサブアセンブリとして事前に組み立 て、その後に、適宜な取り付け手段によって流管１２、１４に取り付けることが できる点において、図２の実施例よりも効果的である。バネ部材３０１、３０４ は、バー１４７、及び、コイル１４２まで伸長しているそのケーブル１５６が、 流管１２、１４の位相外れ振動に関して、実質的に静止して動かないように、所 望の弾性及び撓みを有するように選択される。この理由によって、導体１５６は 、振動を受けず、一方、そのような導体の剛性、緩衝力、あるいは、他の機械的 な特性は、流管１２、１４の位相外れ振動に悪影響を与えない。 図２の場合と同様に、図３の実施例を構成する各要素が、図１のドライバＤを 備えているものとして図３に示されている。しかしながら、コイル１４２の特性 を除いて、ドライバＤの要素は、図１の左側及び右側のセンサＬ、Ｒと同一か、 あるいは、同等なものである。従って、センサ要素Ｌ、Ｒの構造は、図２及び図 ３に示す実施例に関して同一である。要素１４１、１４４、１４５、１４６は、 センサＬを構成している。要素１５１、１５２、１６８、１６９は、センサＲを 構成している。図４の説明 図４は、固定コイル１４２を振動流管１２、１４に取り付けられている磁石１ ６５、１６６に関連させるための別の構造を示している。磁石１６５、１６６は 、流管１２、１４に直接取り付けられている。コイル１４２は、その平面を磁石 １６５、１６６の表面に接近させているが該表面から離れた状態で位置決めされ ており、これにより、コイル１４２の平面と磁石１６５、１６６の端部との間に は、所定のギャップが画成されている。コイル１４２は、ネジＳの如き適宜な手 段によって、要素４０２−４０６を有するブラケットに取り付けられている。ブ ラケットの脚部４０４、４０５は、流量計のシェル４０１の内側面に取り付けら れている。シェル４０１は、図１の流管アセンブリ１２、１４を包囲している。 図４の実施例は、図２及び図３の実施例よりも構造が複雑でないという利点を 有しているが、図４の実施例は、上記ブラケット及びコイルをシェル４０１に関 して正確に位置決めしなければならず、また、磁石１６５、１６６とコイル１４ ２との間のギャップが等しくなるように、流量計アセンブリを正確に取り付けな ければならないという欠点を有している。また、流量計が作動していて、周囲温 度を受けている時には、温度変化によるケース又はシェル４０１の膨張が、磁石 とコイル１４２との間のギャップの大きさに不均一な影響を与えないようにする 必要がある。 また、流管に対して相対的にケースが振動すると、上記ギャップが周期的に変 化するという潜在的な問題もある。図５の説明 図５の実施例は、図１の実施例と総てに関して同一であるが、右側のセンサＲ 、並びに、流管１４のコイルＲ及び磁石１６８の如きその関連する要素が、図１ のセンサＲ及びこれに関連する要素の場合のように流管の外側部分にではなく、 流管１２、１４の内側部分に設けられている点において異なっている。 図５に関しては、左側のセンサ要素Ｌの磁石及びコイル、並びに、右側のセン サ要素Ｒの磁石及びコイルが共に、流管１２、１４の内側及び外側の表面にそれ ぞれ設けられていることに注意する必要がある。この構造は、流管の横方向の同 位相振動又は運動に関して効果的であり、その理由は、センサ要素Ｌ、Ｒが左側 へ動いて、それぞれのコイルと磁石との間のギャップが減少する場合には、上述 の振動又は運動は、同時に且つ同じ量だけ増大するからである。そうではなく、 センサ要素Ｌ、Ｒが右側へ動く場合には、各々のセンサの磁石とコイルとの間の ギャップは、同時に減少する。この構成は、一方のセンサのギャップが増大し、 他方のセンサのギャップが減少することを防止する。そのような事態が生じた場 合には、各々のセンサからの出力信号の相対的な振幅は、等しくなくなり、質量 流量計の計器装備の要素２４の信号処理機能をより困難なものにすることになる 。 図５は、図１の流量計の立面図だけを開示しており、従って、流管１４、及び 、その磁石１４５、１５５、１５８だけを示している。流管１２は、図５には示 されていないが、そのような流管１２は、流管１４の直ぐ背後に位置しているこ とは理解されることであり、また、流管１２は、同じ磁石並びに図１に示す別の 要素に取り付けられていることも理解されることである。図６、図７及び図８の説明 図６、図７、及び、図８は、一緒になって、本発明の別の実施例を開示してお り、この実施例においては、各々３つのコイルを有する一対のプリント回路板（ ＰＣ板）が、一対の流管の頂脚部の上方及び下方に設けられており、該頂脚部に は、図６の実施例のドライバ及びセンサの機能を果たすための協働する磁石が装 着されている。図６においては、上方ののＰＣ回路板は、要素６０４として示さ れている。ＰＣ回路板６０４は、流管１２、１４の上に設けられている。下方の ＰＣ回路板は、要素６０８であって、流管１２、１４の水平な頂脚部の下に位置 している。各々のＰＣ回路板は、その中間部分に埋め込まれた平坦なコイルを有 しており、また、その各々の端部分に埋め込まれた平坦なコイルを有している。 ＰＣ回路板６０４の中央のコイルは、６０２であり、また、左側及び右側の端の コイルは、６０１、６０３である。図６には特に図示されていないが、ＰＣ回路 板６０８は、ＰＣ回路板６０４の３つのコイルに対応する３つのコイルを有して おり、ＰＣ回路板６０８のそのような３つの回路は、回路板６０４の対応するコ イルに対して平行に且つこれらコイルの直ぐ下に設けられている。 図６においては、磁石６１１、６１２、６１３は、下方のＰＣ回路板６０８の 左側の端、中央、及び、右側の端に設けられるコイルとそれぞれ協働するように 、流管１４の下方部分に取り付けられている。磁石６１４、６１６、６１７が、 プリント回路板６０４のコイル６０１、６０２、６０３とそれぞれ協働するよう に、流管１４の頂面（上面）に取り付けられている。回路板６０４、６０８は、 回路板６０４の場合のブラケット６０６、６０７の如きブラケットによって、流 量計のケース（図示せず）に取り付けられている。 図７は、図６の線７−７に沿って取った横断面図を含んでおり、センサＲに関 連する構造要素を更に詳細に示している。図７に更に詳細に示されている要素は 、ＰＣ回路板６０４のコイル６０３と、これに対応するＰＣ回路板６０８のコイ ル６０３Ａとを含んでいる。流管１２に関連して設けられている磁石は、図６に は示されていない。しかしながら、そのような磁石は、センサ要素Ｒに関して図 ７に示されていて、要素７１３、７１７である。 回路板６０４、６０８に埋め込まれているコイルは、円形ではなく矩形状であ ることに注意する必要がある。これらのコイルは、図８に詳細に示されており、 図８においては、図示されているコイルは、図１０の励起コイル６０２であると 考える。前方の磁石６１６が、流管１４の頂部に取り付けられている。この磁石 に対応する磁石は、流管１２に取り付けられていて、図８において要素７１４と して示されている。回路板６０４の他のコイル６０１、６０３、及び、回路板６ ０８の対応する３つのコイルも矩形状であって、図８に示すコイル６０２と同一 である。 本センサＲのアセンブリの簡略化は、磁石６１２、６１４、及び、同様な磁６ １３、６１４、及び、同様な磁石７１３、７１７にそれぞれ置き換わる単一の磁 石を用いることにより、達成することができる。これらの長い単一部片から成る 磁石は、流管１２、１４の頂部及び底部ではなく、外側に取り付けることができ る。そのような磁石の作用は、図７の２部品から成る上述のアセンブリの作用と 同一である。一般的に、２つの流管の物理的な長さが、実際のコイルの寸法、特 に、コイルの幅を決定する。また、流管の側部に磁石を設けることにより、ＰＣ コイルの幅を延長し、従って、同位相の運動及び振動に対する感度を下げること ができる。磁石とＰＣコイルの長く平行な導体との間の流管の軸線の方向におけ る相対的な運動は、電圧を生ずることがなく、あるいは、流管の振動によって生 ずる電圧に影響を与えることはない。 ＰＣ回路板の中に埋め込まれた平坦の形態のコイルは、磁石電線から形成され た別個のコイルよりも、廉価であり、また、周囲温度に対する耐久性が高いので 、効果的である。図８のコイルは、別個のコイルよりも容易にシールされる。ま た、埋め込まれたコイルに関する製造及び組み立てプロセスにおいて、競合する 細い電線は存在しない。埋め込まれたコイルは、また、嵩及び重量が小さく、主 として、製造プロセスを繰り返すことができるので、対応する別個のコイルより も効果的である。 磁石６１６、７１４は、図８にコイル６０２に関連して示されている。これら の磁石は、作動の間に、互いに位相外れで図８の垂直方向に運動する。この運動 は、図８に示す特定の構造が、ドライバ又はセンサを表すことに関係無く、生ず る。図８に関しては、磁石の運動は、これら磁石によって発生された磁界が湾曲 した導体ではなく、実質的に直線的な導体を横断するようにする。これにより、 コイル及び磁石がセンサとして作用する時に、調波すなわちハーモニックスを排 除し、関連する磁石の磁界が直線的な導体ではなく湾曲した導体を横断する場合 に、センサコイルの出力信号に生ずるであろうハーモニックスの量を減少させる ことにより、信号の直線性を改善する。図９及び図１０の説明 図６及び図７のコイルと関連する電子部品との間の相互接続は、図６及び図７ には示されていない。図９及び図１０は、本発明の効果的な実施例を開示してお り、この実施例においては、回路板の対６０４、６０８の対応するコイルが、互 いに助け合って、直列に接続されている。図９及び図１０は更に、上述のコイル を質量流量計の計装部２４に接続することのできる態様を示している。 図９は、３つのコイルが各々の回路板に埋め込まれている回路板の対６０４、 ６０８を開示している。回路板６０４のコイルは、６０１、６０２、６０３であ る。回路板６０８の対応するコイルは、同じ参照符号に添字Ａを付けたもので示 されている。これら２つの回路板の対応するコイルは、直列に接続されている。 励起コイル６０２、６０２Ａは、センサコイルのファミリー６０１、６０３と同 じように直列に接続されている。上記２つの回路板のコイルは、回路板６０４と 回路板６０８との間に伸長する可撓性の回路９０１によって、互いに接続されて いる。可撓性の回路９０１の中央部分９０２が、コネクタピンを有するプリント 回路のコネクタに接続されている。上記ピンは、嵌合するコネクタと協働して、 回路板のコイル回路を励起信号源及び電子要素２４の入力回路に接続できるよう になされている。 図１０は、図９の回路板及びコネクタピンを流量計の構造に接続する態様を示 している。流量計の外側シェル１００１の一部が詳細に示されている。このシェ ルは、コネクタ１００２及びそのピン１００３を収容する開口を有している。シ ェル１００１は、一対のブラケット１００４の各々の一方の脚部に取り付けられ ており、上記２つの回路板は、各々のブラケットの他方の脚部に取り付けられて いる。例えば、ブラケット１００４に関しては、その左側の脚部は、流量計のシ ェル１００１に接続されており、一方、他方の脚部の底面は、ドライバＤ用のコ イル６０２を含むＰＣ回路板６０４に接続されている。図１０は、図６の横断面 図を示している。プリント回路板６０４は、コイル６０２を含んでおり、該コイ ルの有効面は、磁石９１６、６１６の頂部の端面に対して平行であり、これら磁 石は、流管１２、１４に取り付けられている。磁石９１６、６１６とコイル６０ ２との間のギャップは、作動中には均一に保持される。これは、ドライバ要素、 並びに、センサ要素のコイル及び関連する磁石の両方に関して同じである。図１ ０の流管１２、１４の下面は、磁石９１２、６１２にそれぞれ取り付けられてい て、図１０のドライバＤのコイル６０２Ａの平面と協働する。 図１１は、流管に取り付けられた磁石と流量計の固定部材に取り付けられたセ ンサコイルとの間の振動又は相対的な運動に起因して、ギャップの寸法が変化す るという問題を極めて少なくする別の実施例を開示している。図１１の実施例は 、この実施例が、流量計１０のケーシング３０を備えており、このケーシングに 一対の流管１４、１２（流管１４だけが図１１に示されている）が取り付けられ ている点において、図１の実施例と構造的に類似している。左側のセンサＬ及び 右側のセンサＲが、流管の実質的に直線的な頂部１３０の左側の端及び右側の端 にそれぞれ位置決めされている。磁石１１０３、１１０４は、図１１において、 流管１２の対応する磁石（図示せず）と共に、それぞれの流管に取り付けられて いる。左側のコイル１１０１及び右側のコイル１１０２は、ブラケット１４２０ 、１４２１によって、固定部材（図示せず）に取り付けられている。 作用において、流管及びこれに接続された磁石は、流量計に堅固に取り付けら れているセンサコイルＬ、Ｒに関して、同位相で振動することができる。流量計 がその一部を構成する系の振動の如き周囲の条件に起因する振動が、コイルと磁 石との間の距離（ギャップ）を変化させる。この変化は、コイルＬ、Ｒの信号の 振幅に影響を与えて、信号処理機能を煩雑にするかあるいは低下させる。図１１ の実施例は、その中心ＣＭが流管系の動的な質量の球の中心にある円に対して接 線方向になるように、センサＬ、Ｒを図示のように取り付けることによって、磁 石及びコイルの相対的な運動の結果を極力少なくする。コイル１１０１、１１０ ２は、図８に示すように矩形状であるので、流管及びその磁石のコイルに関する 相対的な運動は、球形の質量中心ＣＭの周囲の半径１１２１、１１２２の上でコ イルを動かす。この相対的な運動は、ギャップの寸法を変えることはなく、磁石 をコイルに関して側方に移動させるだけである。この側方への移動は、流管の頂 部１３０の各々の端部に設けられる一対の磁石に関して、同位相である。この同 位相の運動は、各々の磁石によって発生された信号を効果的に相殺し、これによ り、各々のコイルは、上記同位相の横方向の運動の結果としての出力信号を全く 発生しない。図１１の構造は、本質的に球形であり、これにより、上述の流管の 同位相の相対的な運動は、流管の運動方向（すなわち、図１１で見て左側又は右 側、あるいは、内方又は外方の方向）に関係無く、コイルＬ、Ｒに出力信号を全 く発生しない。 図１１の実施例の利点は、コイル１１０１、１１０２が外部の部材に堅固に取 り付けられている構造に限定される。図１１の実施例の利点は、磁石及びコイル が同位相の相対的な運動を行うことを本質的に阻止する図２及び図３の実施例に は適用できない。 請求の範囲翻訳文の請求項３、４、５、７、８、１１、１２、１３、１５及び１ ６を添付の請求の範囲の通り訂正する。 請求の範囲 ３． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段は、バネアセンブリ を備えており、 該バネアセンブリが、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第１の流管に取り付けられた端部分 （３０２）を有している、第１のバネ部材（３０１）と、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第２の流管に取り付けられた端部分 （３０６）を有している、第２のバネ部材（３０４）と、 前記第１のバネ部材（３０１）及び第２のバネ部材（３０４）の各々の第２の 端部分の間に接続されているブロック部材（１４７）とを備えており、 前記コイル（１４２）は、前記ブロック部材の中央部分に接続されており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定され運動しないようにしてなることを特徴とするコリオリ流量計。 ４． 請求項３のコリオリ流量計において、 前記第１及び第２のバネ部材（３０１、３０４）は各々、それぞれの第１及び 第２の端部を接続する細長い軸線を有しており、前記各々のバネ部材の細長い軸 線は、互いに平行であり、前記ブロック部材（１４７）は、前記バネ部材の各々 の細長い軸線に対して直交する細長い軸線を有していることを特徴とするコリオ リ流量計。 ５． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段は、バネアセンブリ を備えており、 該バネアセンブリは、 部分的にＵ字形状であって、実質的に平坦な第１及び第２のバネ部材（３０１ 、３０４）を備えており、 前記バネ部材は各々、直角な端部材（３０２、３０６）に接続された第１の端 部分（３０８、３０９）を有しており、前記各々の端部材の一方の側部は、前記 流管（１２、１４）の中の対応する一方の流管に取り付けられており、また、前 記各々の端部材の他方の側部は、前記磁石（１６６、１６５）の中の対応する一 方の磁石に取り付けられており、 前記バネアセンブリは、また、 前記Ｕ字形状の第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部の間に接続されて いるブロック部材（１４７）を備えており、 前記コイル（１４２）は、前記ブロック部材の中央部分に接続されており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定され動かないようにしてなることを特徴とするコリオリ流量計。 ７． 請求項１のコリオリ流量計において、前記各々の流管は、互いに隣接し 且つ互いに実質的に平行な実質的に直線的な部分を有しており、 当該コリオリ流量計は更に、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の一方の側部に位置決めされた実 質的に平坦な第１のプリント回路板（６０４）と、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の他方の側部に位置決めされた実 質的に平坦な第２のプリント回路板（６０８）と、 前記プリント回路板（６０４、６０８）の対応する一方のプリント回路板の対 応する端部に各々位置決めされていて、前記各々のコイルの平坦な面の平面が、 前記回路板の一方の表面の平面に平行になるようにする、複数のセンサコイル（ ６０１、６０１Ａ、６０３、６０３Ａ）とを備えており、 前記各々の流管（１２、１４）は、該流管に取り付けられた複数の磁石を有し ており、各々磁石は、該磁石が取り付けられている流管と前記センサコイルの一 方との間に位置決めされており、前記各々のセンサコイルは、前記流管の中の対 応する流管に取り付けられたそれぞれの磁石の対から発生される磁界を感知する ように作動し、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記磁石及び前記流管が互いに位相外れで振動する際に、前記回路板を実質的 に固定して動かないように保持するための手段（６０７、６０７Ａ）を備えてい ることを特徴とするコリオリ流量計。 ８． 請求項７のコリオリ流量計において、前記励起手段が、 前記プリント回路板（６０４、６０８）の対応する一方のプリント回路板の中 間点に各々取り付けられた複数の励起コイル（６０２、６０２Ａ）と、 前記流管の対応する一方の流管の前記実質的に直線的な部分の中間点に各々取 り付けられた複数の励起磁石（６１６、６１２）とを備えており、 前記各々の励起磁石は、該励起磁石が取り付けられている流管と前記励起コイ ルの一方との間に位置決めされており、少なくとも２つの磁石が、各々の励起コ イルと前記流管の対との間に位置決めされており、 前記各々の励起コイルは、該励起コイルに励起信号（１５６）が与えられた時 に、励起信号の受信に応答して、前記磁石及び取り付けられた流管を互いに位相 外れで振動させることを特徴とするコリオリ流量計。 １１． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 前記センサコイルを前記固定位置に保持するために、ブラケット手段（４０４ 、４０５）を前記各々のセンサコイル（１４２）及び前記流量計のフレーム（４ ０１）に取り付ける工程を含むことを特徴とする作動方法。 １２． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 第１のバネ部材（３０１）の第１の端部分（３０２）を前記流管の中の第１の 流管（１２）に取り付ける工程と、 第２のバネ部材（３０４）の第１の端部分（３０６）を前記流管の中の第２の 流管（１４）に取り付ける工程と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部分の間にブロック部材（１４ ７）を接続する工程と、 前記センサコイル（１４２）を前記ブロック部材の中央部分に接続する工程と を備えており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの手段に応答して、 固定されて動かない状態を維持することを特徴とする作動方法。 １３． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 実質的に平坦なボディ部分（３０１、３０４）、及び、直角な端部材（３０２ 、 ３０６）に接続された第１の端部（３０８、３０９）を各々有しており、前記各 々の端部材の一側部が前記流管（１２、１４）の中の対応する流管に接続されて おり、また、その他側部が前記磁石（１６６、１６５）の中の対応する磁石に接 続されている、部分的にＵ字形状の第１及び第２のバネ部材（３０１、３０４） を接続する工程と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部の間にブロック部材（１４７ ）を接続する工程と、 前記センサコイル（１４２）を前記ブロック部材の中央部分に接続する工程と を備えており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定されて動かない状態を維持することを特徴とする作動方法。 １５． 請求項１４の作動方法において、前記振動工程が、 複数の励起コイル（６０２、６０２Ａ）の中の対応する励起コイルを前記プリ ント回路板の対応するプリント回路板の中央部分に位置決めする工程と、 複数の励起磁石（６１６、６１２）を前記流管の前記実質的に直線的な部分の 前記側部に取り付け、これにより、前記各々の励起磁石が、該励起磁石が取り付 けられている流管と前記励起コイルの一方との間に位置するようにし、また、少 なくとも２つの前記磁石が、各々の励起コイルと前記流管の対との間に位置する ようにする工程とを備えており、 前記各々の励起コイルは、前記各々の流管の磁石付近に位置していて、これに より、前記磁石及び取り付けられた流管が、励起信号が前記励起コイルに与えら れた時に、位相外れで振動することを特徴とする作動方法。 １６． 請求項１４の作動方法において、更に、 前記各々の回路板の前記コイルの対応するコイルを接続するために、撓み手段 （９０１）を前記プリント回路板（６０４、６０８）の間に伸長させる工程と、 前記プリント回路板の前記コイルに電気的にアクセスするために、前記撓み手 段の中央部分に接続手段（９０２）を設ける工程とを備えており、 前記接続手段は、組み立てられた前記流量計の外側シェルの開口の中に挿入さ れて、前記コイル、及び、前記流量計に関連して設けられる外部回路を電気的に 接続するようになされていることを特徴とする作動方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月１１日 【補正内容】 流量計を通る流れが全く無い場合には、流管に沿う総ての点は、与えられた励 起力によって、同一の位相で振動する。材料が流れ始めると、コリオリの加速度 が、流管に沿う各々の点に異なる位相を与える。流管の流入側の位相は、ドライ バから遅れ、一方、流出側の位相は、ドライバに先行する。複数のセンサが流管 に設けられていて、流管の運動を表す正弦波信号を発生する。２つのセンサ信号 の間の位相差は、流管を通る材料の質量流量に比例する。 国際特許公開８８／０３６４２号（WO 88/03642）は、強磁性の励起機構と、 強磁性の速度センサとを備えたコリオリ質量流量計を開示している。上記励起機 構は、励起コイルと、該励起コイルからの磁界の中に部分的に配置されるように 流量計の流管に取り付けられた強磁性の励起キーパーと、該励起キーパーの強磁 性領域を配向するための磁石と、上記励起コイルに励起信号を与えるための手段 とを備えている。上記速度センサは、センサコイルと、該センサコイルを横断す る磁界の中に部分的に配置されるように上記流管に取り付けられた強磁性のセン サキーパーと、その磁界の一部が上記センサコイルを通過するように配置されて いて、上記センサキーパーの強磁性領域を配向するための磁石と、上記センサコ イルに誘起された電流を上記センサキーパーの位置によって検知するための手段 とを備えている。上記励起機構は、上記励起信号によって生じた変動する磁界に 応答して、上記流管を振動させる。上記流管の側脚部が、上記励起機構及びコリ オリの力に応答して振動するので、上記強磁性のセンサキーパーも振動する。そ の結果、上記センサコイルを通過する磁界が変化して、上記流管の側脚部の速度 の測定値を与える信号が上記センサコイルに誘起される。 運動する管の周囲のコイルに対する接続ワイヤが、ある問題を生ずる。これは 一般的に、２つの方法の中の１つで処理される。大型の流量計においては、絶縁 電線が管にテープ止めされる。そのような絶縁電線は、管の振幅がゼロに近いブ レースバー付近から始まり、管を上方に伸長して上記コイルに至る。この方法は 、 テープ又は接着剤、及び、電線の絶縁体が、一般的に、高い緩衝材料であり、そ のような緩衝の大きさは、時間及び温度と共に、予測できない変化を示すという 欠点を有している。コリオリ流量計の管の変化する緩衝力は、誤った流量信号を 発生することがある。 小型の流量計においては、上述の緩衝力により生ずる誤差は、通常の電線を使 用するには大きくなり過ぎ、従って、弾性を有する細い導体（フレクシャー：fl exures）が取り付けられて、固定端子から可動コイルの端子までの接続部が形成 される。これらのフレクシャーは、絶縁体又はテープを有していないので、非常 に小さい緩衝力を有している。不運にして、上記フレクシャーは、独自の明確な 固有周波数を有しており、フレクシャーを固有周波数で励起すると、早期に故障 することがある。また、フレクシャーの寸法及び脆弱性が、製造を困難なものと する。 請求の範囲翻訳文の請求項１、２、３、６、７、９、１０、１３及び１４を添付 の請求の範囲のとおり訂正する。 請求の範囲 １． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１及び第２の流管（１４、１２ ）を有するコリオリ流量計（１０）であって、 前記第１及び第２の流管を互いに位相外れで振動させる手段（Ｄ）と、 前記振動する流管を通って流れる材料から生ずる前記振動する流管の運動を検 知するためのセンサ（Ｌ、Ｒ）手段とを備えており、 前記センサ手段が、 前記流管の中の対応する流管の隣接する部分に各々取り付けられている少なく とも２つの磁石（１５３、１５４）を備えており、 当該コリオリ流量計が更に、 前記磁石に隣接していると共に、前記コイルの軸線に対して直角で且つ前記２ つの磁石の２つの同一平面の磁極面の共通平面に対して実質的に平行に整合され ている、コイル（１４１）を備えており、 前記磁石は、前記コイルの同じ側部から前記平坦なコイル面の方を向く同じ磁 極を各々有するように、配向されており、更に、 前記磁石が互いに位相外れで振動する際に、前記コイルを実質的に動かない固 定位置に保持するための保持手段（１４４）を備えており、 前記コイルは、前記振動する流管に取り付けられた前記磁石の前記振動に応答 して、前記振動する流管の中の材料の流れによって発生されるコリオリの力に起 因する運動を含む前記振動する流管の相対的な運動を表す信号（１５７、１５８ ）を発生するように構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。 ２． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段が、 前記コイル（１４２）、及び、当該流量計の運動しない部材（４０１）に取り 付けられていて、前記コイルを前記固定位置に保持するための、ブラケット（４ ０４、４０５）手段を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。 ３． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段は、バネアセンブリ を備えており、 該バネアセンブリが、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第１の流管に取り付けられた端部分 （３０２）を有している、第１のバネ部材（３０１）と、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第２の流管に取り付けられた端部分 を有している、第２のバネ部材と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部分の間に接続されているブロ ック部材と、 前記コイルを前記ブロック部材の中央部分に接続するための手段とを備えてお り、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定され運動しないようにしてなることを特徴とするコリオリ流量計。 ６． 請求項１のコリオリ流量計において、前記各々のセンサは、当該流量計 の頂部の対応するそれぞれの端部に設けられており、当該流量計は更に、 前記各々のセンサの前記コイルの平坦な面が、当該流量計（１０）の振動質量 の球の中心に一致する中心を有している円に対して接線方向になるように、各々 のセンサの前記コイルを当該流量計の固定部材に取り付けるための手段（１４２ ０、１４２１）を備えており、 前記磁石は、これら各々の磁石の平坦な面が前記コイルの一方の前記平面に平 行になるように、前記流管に取り付けられており、 前記コイルが固定位置に留まっている間の、前記流管の前記球形の質量中心の 周囲での運動が、前記磁石と前記コイルとの間の距離を変えないように、前記磁 石及び前記コイルが協働することを特徴とするコリオリ流量計。 ７． 請求項１のコリオリ流量計において、前記各々の流管は、互いに隣接し 且つ互いに実質的に平行な実質的に直線的な部分を有しており、 当該コリオリ流量計は更に、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の一方の側部に位置決めされた実 質的に平坦な第１のプリント回路板（６０４）と、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の他方の側部に位置決めされた実 質的に平坦な第２のプリント回路板（６０８）と、 前記プリント回路板（６０４、６０８）の対応する一方のプリント回路板の対 応する端部に各々位置決めされていて、前記各々のコイルの平坦な面の平面が、 前記回路板の一方の表面の平面に平行になるようにする、複数のセンサコイル（ ６０１、６０１Ａ、６０３、６０３Ａ）とを備えており、 前記各々の流管は、該流管に取り付けられた複数の磁石を有しており、各々磁 石は、該磁石が取り付けられている流管と前記センサコイルの一方との間に位置 決めされており、前記各々のセンサコイルは、前記流管の中の対応する流管に取 り付けられたそれぞれの磁石の対から発生される磁界を感知するように作動し、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記磁石及び前記流管が互いに位相外れで振動する際に、前記回路板を実質的 に固定して動かないように保持するための手段を備えており、 前記センサコイルは、前記磁石の運動に応答して、前記流管が互いに位相外れ で振動し、前記振動する流管の中の材料の流れに起因して生ずるコリオリの力に よって捻られている間に、前記流管の相対的な運動を表す信号を発生することを 特徴とするコリオリ流量計。 ９． 請求項７のコリオリ流量計において、更に、 前記回路板の間に伸長していて、前記各々のプリント回路板の対応するコイル を接続するための撓み手段（９０１）と、 前記撓み手段の中央部分に設けられていて、前記プリント回路板の前記コイル に電気的にアクセスするための接続手段（９０２）とを備えており、 前記接続手段は、組み立てられた当該流量計の外側シェルの開口の中に挿入さ れて、前記コイル、及び、当該流量計に関連して設けられる外部回路を電気的に 接続するようになされていることを特徴とするコリオリ流量計。 １０． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１の流管（１２）及び第２の流 管（１４）を備えるコリオリ流量計を作動させるための作動方法であって、 前記流量計は、 前記第１及び第２の流管を互いに位相外れで振動させる手段（Ｄ）と、 前記振動する流管を通る材料の流れから生ずる前記振動する流管の運動を検知 するためのセンサコイルを含むセンサ（Ｌ、Ｒ）とを備えており、 当該作動方法は、 各々の一対の磁石（１５３、１５４）を前記流管のそれぞれの対応する流管の 隣接する部分に取り付ける工程を備えており、 当該作動方法は更に、 前記各々のセンサコイル（１４１、１７１）を特定の一対の磁石の付近に位置 決めし、前記各々のセンサコイルが、前記コイルの軸線に対して直角であり、且 つ、前記各々のコイルに関連する対の磁石の２つの同一平面の磁極面の共通平面 に対して実質的に平行に整合されるようにする工程を備えており、 前記磁石は各々、前記コイルの同じ側部から前記コイルの平坦な面の方を向く 同じ磁極を有するように配向されており、 更に、 前記振動する流管に取り付けられた前記磁石が、互いに位相外れで振動する際 に、前記各々のセンサコイルを実質的に運動しない固定位置に保持する工程を備 え、 前記各々のセンサコイルは、前記流管の中の材料の流れが発生するコリオリの 力によって捻られた時に、前記磁石の前記振動に応答して、前記振動する流管の 相対的な運動を表す信号（１５７、１５８）を発生することを特徴とする作動方 法。 １３． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 実質的に平坦なボディ部分、及び、直角な端部材に接続された第１の端部を各 々有しており、前記各々の端部材の一側部が前記流管の中の対応する流管に接続 されており、また、その他側部が前記磁石の中の対応する磁石に接続されている 、部分的にＵ字形状の第１及び第２のバネ部材を接続する工程と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部の間にブロック部材を接続す る工程と、 前記センサコイル（１４２）を前記ブロック部材の中央部分に接続する工程と を備えており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定されて動かない状態を維持することを特徴とする作動方法。 １４． 請求項１０の作動方法において、前記各々の流管は、これら流管の他方 の実質的に直線的な部分に隣接し且つ該部分に対して平行な、実質的に直線的な 部分を有しており、 当該作動方法は更に、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の一側部に実質的に平坦な第１の プリント回路板を位置決めする工程と、 前記各々の流管の前記実質的に直線的な部分の他側部に実質的に平坦な第２の プリント回路板を位置決めする工程と、 前記磁石及び流管が互いに位相外れで振動する際に、前記両方のプリント回路 板を実質的に固定された動かない状態に保持する工程と、 複数のセンサコイル（６０１、６０１Ａ、６０３、６０３Ａ）の各々を前記プ リント回路板（６０４、６０８）の中の対応するプリント回路板のそれぞれの端 部に位置決めする工程と、 複数の磁石（６１１、６１４、６１３、６１７）を前記各々の流管に取り付け 、前記各々の磁石を該磁石が取り付けられている流管と前記コイルの一方との間 に位置決めし、前記磁石の２つが前記各々のコイルと前記流管との間に位置決め する工程とを備え、 前記センサコイルは、前記流管が互いに位相外れで振動し、前記振動する流管 の中の材料の流れに起因するコリオリの力によって捻られている間に、前記磁石 の運動に応答して、前記流管の相対的な運動を表す信号を発生することを特徴と する作動方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヴァン・クリーヴ，クレイグ・ブレイナー ド アメリカ合衆国コロラド州80540，リオン ズ，ハイ・ストリート 226，ボックス 1382

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１及び第２の流管を有するコリ オリ流量計であって、 前記第１及び第２の流管を互いに位相外れで振動させる手段と、 前記振動する流管を通って流れる材料から生ずる前記流管の運動を検知するた めのセンサ手段とを備えており、 前記センサ手段が、 前記流管の中の対応する流管の対応する部分に各々取り付けられている少なく とも２つの磁石と、 前記磁石に隣接していると共に、前記両方の磁石の表面によって画成された平 面に対して実質的に平行な関係で整合されている実質的に平坦な面を有している 、コイルと、 前記磁石が互いに位相外れで振動する際に、前記コイルを実質的に動かない固 定位置に保持するための保持手段とを備えており、 前記コイルは、前記磁石の前記振動に応答して、前記振動する流管の中の材料 の流れによって発生されるコリオリの力に起因する運動を含む前記振動する流管 の相対的な運動を表す信号を発生するように構成されたことを特徴とするコリオ リ流量計。 ２． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段が、 前記コイル、及び、当該流量計の運動しない部材に取り付けられていて、前記 コイルを前記固定位置に保持するための、ブラケット手段を備えていることを特 徴とするコリオリ流量計。 ３． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段は、バネアセンブリ を備えており、 該バネアセンブリが、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第１の流管に取り付けられた端部分 を有している、第１のバネ部材と、 平坦なボディ部分、及び、前記流管の中の第２の流管に取り付けられた端部分 を有している、第２のバネ部材と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部分の間に接続されているブロ ック部材と、 前記コイルを前記ブロック部材の中央部分に接続するための手段とを備えてお り、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定され運動しないようにしてなることを特徴とするコリオリ流量計。 ４． 請求項３のコリオリ流量計において、 前記第１及び第２のバネ部材は各々、それぞれの第１及び第２の端部を接続す る細長い軸線を有しており、前記各々のバネ部材の細長い軸線は、互いに平行で あり、前記ブロック部材は、前記バネ部材の各々の細長い軸線に対して直交する 細長い軸線を有していることを特徴とするコリオリ流量計。 ５． 請求項１のコリオリ流量計において、前記保持手段は、バネアセンブリ を備えており、 該バネアセンブリは、 部分的にＵ字形状であって、実質的に平坦な第１及び第２のバネ部材を備えて おり、 前記バネ部材は各々、直角な端部材に接続された第１の端部分を有しており、 前記各々の端部材の一方の側部は、前記流管の中の対応する一方の流管に取り付 けられており、また、前記各々の端部材の他方の側部は、前記磁石の中の対応す る一方の磁石に取り付けられており、 前記バネアセンブリは、また、 前記Ｕ字形状の第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部の間に接続されて いるブロック部材と、 前記コイルを前記ブロック部材の中央部分に接続するための手段とを備えてお り、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定されて動かないようにしてなることを特徴とするコリオリ流量計。 ６． 請求項１のコリオリ流量計において、前記各々のセンサは、当該流量計 の頂部の対応するそれぞれの端部に設けられており、当該流量計は更に、 前記コイルの平面が、当該流量計の振動質量の球の中心に一致する中心を有し ている円に対して接線方向になるように、各々のセンサの前記コイルを当該流量 計の固定部材に取り付けるための手段を備えており、 前記磁石は、これら磁石の平面が前記コイルの一方の前記平面に平行になるよ うに、前記流管に取り付けられており、 前記コイルが固定位置に留まっている間の、前記流管の前記球形の質量中心の 周囲での運動が、前記磁石と前記コイルとの間の距離を変えないように、前記磁 石及び前記コイルが協働することを特徴とするコリオリ流量計。 ７． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１及び第２の流管を備えるコリ オリ流量計であって、 前記各々の流管は、互いに隣接していて平行な実質的に直線的な部分を有して おり、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記流管を互いに位相外れで振動させるための励起手段と、 前記各々の流管の前記実質的に平坦な部分の一方の側部に位置決めされた実質 的に平坦な第１のプリント回路板と、 前記各々の流管の前記実質的に平坦な部分の他方の側部に位置決めされた実質 的に平坦な第２のプリント回路板と、 前記プリント回路板の対応する一方のプリント回路板の対応する端部に各々位 置決めされた複数のセンサコイルとを備えており、 前記各々の流管は、該流管に取り付けられた複数の磁石を有しており、各々磁 石は、該磁石が取り付けられている流管と前記センサコイルの一方との間に位置 決めされており、前記各々のセンサコイルは、前記流管の中の対応する流管に取 り付けられたそれぞれの磁石の対から発生される磁界を感知するように作動し、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記磁石及び前記流管が互いに位相外れで振動する際に、前記回路板を実質的 に固定して動かないように保持するための手段を備えており、 前記センサコイルは、前記磁石の運動に応答して、前記流管が互いに位相外れ で振動し、前記振動する流管の中の材料の流れに起因して生ずるコリオリの力に よって捻られている間に、前記流管の相対的な運動を表す信号を発生することを 特徴とするコリオリ流量計。 ８． 請求項７のコリオリ流量計において、前記励起手段が、 前記プリント回路板の対応する一方のプリント回路板の中間点に各々取り付け られた複数の励起コイルと、 前記流管の対応する一方の流管の前記実質的に直線的な部分の中間点に各々取 り付けられた複数の励起磁石とを備えており、 前記各々の励起磁石は、該励起磁石が取り付けられている流管と前記励起コイ ルの一方との間に位置決めされており、少なくとも２つの磁石が、各々の励起コ イルと前記流管の対との間に位置決めされており、 前記各々の励起コイルは、該励起コイルに励起信号が与えられた時に、励起信 号の受信に応答して、前記磁石及び取り付けられた流管を互いに位相外れで振動 させることを特徴とするコリオリ流量計。 ９． 請求項７のコリオリ流量計において、更に、 前記回路板の間に伸長していて、前記各々のプリント回路板の対応するコイル を接続するための撓み手段と、 前記撓み手段の中央部分に設けられていて、前記プリント回路板の前記コイル に電気的にアクセスするための接続手段とを備えており、 前記接続手段は、組み立てられた当該流量計の外側シェルの開口の中に挿入さ れて、前記コイル、及び、当該流量計に関連して設けられる外部回路を電気的に 接続するようになされていることを特徴とするコリオリ流量計。 １０． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１及び第２の流管と、 前記第１及び第２の流管を互いに位相外れで振動させる手段と、 前記振動する流管を通る材料の流れから生ずる前記振動する流管の運動を検知 するためのセンサ手段とを備えるコリオリ流量計を作動させるための作動方法で あって、 各々の一対の磁石を前記流管のそれぞれの対応する流管の対応する部分に取り 付ける工程と、 前記両方の磁石の一端部によって画成された平面に対して実質的に平行に整合 された実質的に平坦な面を有するコイルを前記磁石の付近に位置決めする工程と 、 前記振動する流管に取り付けられた前記磁石が互いに位相外れで振動する際に 、前記コイルを実質的に運動しない固定位置に保持する保持工程とを備えており 、 前記コイルは、前記振動する流管がこれら流管の中の材料の流れによって生ず るコリオリの力によって捻られた時に、前記磁石の振動に応答して、前記振動す る流管の相対的な運動を表す信号を発生することを特徴とするコリオリ流量計を 作動させるための作動方法。 １１． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 前記コイルを前記固定位置に保持するために、ブラケット手段を前記コイル及 び前記流量計のフレームに取り付ける工程を含むことを特徴とする作動方法。 １２． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 第１のバネ部材の第１の端部分を前記流管の中の第１の流管に取り付ける工程 と、 第２のバネ部材の第１の端部分を前記流管の中の第２の流管に取り付ける工程 と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部分の間にブロック部材を接続 する工程と、 前記コイルを前記ブロック部材の中央部分に接続する工程とを備えており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの手段に応答して、 固定されて動かない状態を維持することを特徴とする作動方法。 １３． 請求項１０の作動方法において、前記保持工程が、 実質的に平坦なボディ部分、及び、直角な端部材に接続された第１の端部を各 々有しており、前記各々の端部材の一側部が前記流管の中の対応する流管に接続 されており、また、その他側部が前記磁石の中の対応する磁石に接続されている 、部分的にＵ字形状の第１及び第２のバネ部材を接続する工程と、 前記第１及び第２のバネ部材の各々の第２の端部の間にブロック部材を接続す る工程と、 前記コイルを前記ブロック部材の中央部分に接続する工程とを備えており、 前記ブロック部材及び前記コイルは、前記流管の位相外れの振動に応答して、 実質的に固定されて動かない状態を維持することを特徴とする作動方法。 １４． 互いに実質的に平行に位置決めされた第１及び第２の流管を備えており 、 前記各々の流管は、他方の流管の実質的に直線的な部分に隣接する実質的に直 線的な部分を有しており、 更に、前記流管を互いに位相外れで振動させるための手段を備えている、コリ オリ流量計を作動させるための作動方法であって、 前記各々の流管の前記実質的に平坦な部分の一側部に実質的に平坦な第１のプ リント回路板を位置決めする工程と、 前記各々の流管の前記実質的に平坦な部分の他側部に実質的に平坦な第２のプ リント回路板を位置決めする工程と、 前記磁石及び流管が互いに位相外れで振動する際に、前記両方のプリント回路 板を実質的に固定された動かない状態に保持する工程と、 複数のセンサコイルの各々を前記プリント回路板の中の対応するプリント回路 板のそれぞれの端部に位置決めする工程と、 複数の磁石を前記各々の流管に取り付け、前記各々の磁石を該磁石が取り付け られている流管と前記コイルの一方との間に位置決めし、前記磁石の２つが前記 各々のコイルと前記流管との間に位置決めする工程とを備え、 前記センサコイルは、前記流管が互いに位相外れで振動し、前記振動する流管 の中の材料の流れに起因するコリオリの力によって捻られている間に、前記磁石 の運動に応答して、前記流管の相対的な運動を表す信号を発生することを特徴と する作動方法。 １５． 請求項１４の作動方法において、前記励起工程が、 複数の励起コイルの中の対応する励起コイルを前記プリント回路板の対応する プリント回路板の中央部分に位置決めする工程と、 複数の励起磁石を前記流管の前記実質的に直線的な部分の前記側部に取り付け る工程と、 前記各々の励起磁石を該励起磁石が取り付けられている流管と前記励起コイル の一方との間に位置決めし、少なくとも２つの前記磁石を各々の励起コイルと前 記流管の対との間に位置決めする工程とを備えており、 前記各々の励起コイルは、前記各々の流管の磁石付近に位置していて、励起信 号が前記励起コイルに与えられた時に、前記磁石及び取り付けられた流管を振動 させることを特徴とする作動方法。 １６． 請求項１４の作動方法において、更に、 前記各々の回路板の前記コイルの対応するコイルを接続するために、撓み手段 を前記プリント回路板の間に伸長させる工程と、 前記プリント回路板の前記コイルに電気的にアクセスするために、前記撓み手 段の中央部分に接続手段を設ける工程とを備えており、 前記接続手段は、組み立てられた前記流量計の外側シェルの開口の中に挿入さ れて、前記コイル、及び、前記流量計に関連して設けられる外部回路を電気的に 接続するようになされていることを特徴とする作動方法。