JPH1123340A - コリオリ質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度で、耐熱性、高耐圧性が向上し得るコ
リオリ質量流量計を実現する。 【解決手段】 振動チューブ内に測定流体が流れ、該測
定流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じ
るコリオリ力により、該振動チューブを変形振動させる
コリオリ質量流量計において、前記測定流体が流れる振
動チューブと、該振動チューブの両端が固定されるハウ
ジングと、前記振動チューブの両端近くにそれぞれ設け
られ熱膨張や振動を吸収する柔構造部と、前記ハウジン
グに設けられ該柔構造部の変形をバックアップするバッ
クアップ部と、前記振動チューブを励振する励振器と、
前記振動チューブの振動を検出する振動検出センサとを
具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度で、耐熱
性、高耐圧性が向上し得るコリオリ質量流量計に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、コリオリ質量流量計に使用せる
例で、例えば、特開平１−１８９５２０号、発明の名称
「振動管体変換器 」１９８９年７月２８日公開に示さ
れている。

【０００３】図において、１はフランジ２に、両端が取
付けられた振動チューブである。フランジ２は管路Ａへ
振動チューブ１を取付けるためのものである。３は振動
チューブ１の中央部に設けられた励振器である。

【０００４】４，５は振動チューブ１の両側にそれぞれ
設けられた振動検出センサである。６は、振動チューブ
１の両端が固定されるハウジングである。７は、振動チ
ューブ１の両端近くに設けられたベローズである。

【０００５】以上の構成において、振動チューブ１に測
定流体が流され、励振器３が駆動される。励振器３の振
動方向の角速度『ω』、測定流体の流速『Ｖ』（以
下『』で囲まれた記号はベクトル量を表す。）とする
と、

【０００６】Ｆｃ＝―２ｍ『ω』×『Ｖ』 のコリオリ力が働く、コリオリ力に比例した振動の振幅
を測定すれば、質量流量が測定出来る。

【０００７】図５従来例においては、ベローズ７が設け
られているので、 （１）周囲環境や流体の温度が変化したときに、熱応力
が発生し、ゼロ点やスパン変化が発生したり、場合によ
っては過大応力で、振動チューブ１が破損する可能性が
ない。

【０００８】（２）外部からの配管応力が加わると振動
チューブ１にダイレクトに力が加わり、ゼロ点やスパン
の変化が生じることがない。さらに、内部の振動チュー
ブ１の励振振動が外に漏れにくく、環境の変化等でその
漏れ程度が変化して、ゼロ点やスパン変化が生じること
もない。また、外に漏れた振動が反射して、悪影響を及
ぼす可能性もない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、内部に測定流体が流れる振動チュー
ブ１の一部に肉厚が薄かったり、柔らかい部分７がある
ので、耐圧性能が低く、高圧力流体には使用できない。

【００１０】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、高精度で、耐熱性、高耐圧性が向
上し得るコリオリ質量流量計を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）振動チューブ内に測定流体が流れ、該測定流体の
流れと前記振動チューブの角振動によって生じるコリオ
リ力により、該振動チューブを変形振動させるコリオリ
質量流量計において、前記測定流体が流れる振動チュー
ブと、該振動チューブの両端が固定されるハウジング
と、前記振動チューブの両端近くにそれぞれ設けられ熱
膨張や振動を吸収する柔構造部と、前記ハウジングに設
けられ該柔構造部の変形をバックアップするバックアッ
プ部と、前記振動チューブを励振する励振器と、前記振
動チューブの振動を検出する振動検出センサとを具備し
たことを特徴とするコリオリ質量流量計。 （２）前記ハウジングの両端面に設けられた前記柔構造
部と前記バックアップ部とを具備したことを特徴とする
請求項１記載のコリオリ質量流量計。 （３）薄肉部よりなる柔構造部を具備したことを特徴と
する請求項１又は請求項２記載のコリオリ質量流量計。
を構成したものである。

【００１２】

【作用】以上の構成において、振動チューブに測定流体
が流され、励振器が駆動されると、コリオリ力が働く、
このコリオリ力に比例した振動の振幅を測定すれば、質
量流量が測定出来る。

【００１３】而して、通常の使用では、柔構造部は変形
しても、バックアップ部に接触することはなく、自由に
変形することができる。

【００１４】しかし、過度の熱膨張が発生したときや、
測定流体に過度の圧力が加わった場合には、柔構造部が
大きく変形し、バックアップ部に接触する。バックアッ
プ部に阻まれることによって、それ以上変形することは
無い。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部構
成説明図、図２は図１の要部詳細図である。図におい
て、図５と同一記号の構成は同一機能を表わす。以下、
図５と相違部分のみ説明する。

【００１６】１１は、測定流体が流れる振動チューブで
ある。この場合は、丸パイプよりなる。１２は、振動チ
ューブ１１の両端が固定されるハウジングである。１３
は、振動チューブ１１の両端近くにそれぞれ設けられ、
熱膨張や振動を吸収する柔構造部である。この場合は、
薄肉パイプよりなり、球面状をなす。

【００１７】１４は、ハウジング１２に設けられ、柔構
造部１３の過度の変形を阻止し、バックアップするバッ
クアップ部である。この場合は、球面状をなす。

【００１８】１５は、記振動チューブ１１とハウジング
１２との間に設けられ、振動チューブ１１を励振する励
振器である。１６は、振動チューブ１１とハウジング１
２との間に設けられ、振動チューブ１１とハウジング１
２との相対振動を検出する振動検出センサである。

【００１９】以上の構成において、振動チューブ１１に
測定流体が流され、励振器１５が駆動されると、コリオ
リ力が働く、このコリオリ力に比例した振動チューブ１
１の振動の振幅を測定すれば、質量流量が測定出来る。
この場合は、上流側振動検出センサ１６と下流側振動検
出センサ１６との位相差を求めて質量流量を演算する。

【００２０】而して、通常の状態では、図２に示す如き
状態になっている。柔構造部１３は、熱膨張や測定流体
の圧力増加によって、図２に示す矢印Ａの方向に変形す
る。通常の使用では、柔構造部１３は変形しても、バッ
クアップ部１４に接触することはなく、自由に変形する
ことができる。

【００２１】しかし、過度の熱膨張が発生したときや、
測定流体に過度の圧力が加わった場合には、図３に示す
如く、柔構造部１３が大きく変形し、バックアップ部１
４に接触する。バックアップ部１４に阻まれることによ
って、それ以上変形することは無い。

【００２２】柔構造部１３は、バックアップ部１４の存
在により、塑性変形、そして破断に至ることがない。こ
の場合は、薄肉パイプよりなり、球面状をなす柔構造部
１３を採用したので、球面状のバックアップ部１４に密
着し易く、バックアップが確実に得られやすいコリオリ
質量流量計が得られる。

【００２３】この結果、 （１）振動チューブ１１に柔構造部１３が設けられたの
で、内外部の振動が絶縁され耐ノイズ特性が向上され、
環境変化に安定で、熱膨張の影響が少ない。すなわち、
高精度で安定なコリオリ質量流量計が得られる。

【００２４】（２）バックアップ部１４が設けられたの
で、過大な熱膨張や、過大圧が加わっても、柔構造部１
３が塑性変形や、破壊されることがない。すなわち、耐
熱温度が上昇し、高耐圧性能が向上されたコリオリ質量
流量計が得られる。

【００２５】図４は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例において、２１はフランジ２の端部
に設けられ柔構造部である。２２は、フランジ２の端部
に設けられ、柔構造部２１をバックアップするバックア
ップ部である。

【００２６】以上の構成において、熱膨張に関しては矢
印Ｂの方向に、流体の圧力増加に関しては矢印Ｃのよう
に柔構造部２１が変形する。熱膨張に関しては、バック
アップ部２２とは反対方向に変形してしまうが、通常の
使用においては、内部を流れる流体の最大温度は２００
〜３００℃程度なので、振動チューブ１１の破壊に至る
ほどの変形は起きない。

【００２７】過大圧力が加わり塑性変形が生じると、変
形は進行し破壊に至ってしまう恐れがあるが、本実施例
では、バックアップ部２２の存在により、過度の変形が
阻止され、破壊されることがない。

【００２８】この結果、フランジ２の端面部分に、柔構
造部２１とバックアップ部２２とが設けられたので、柔
構造部２１とバックアップ部２２とが作り易く、製造コ
ストが低減出来るコリオリ質量流量計が得られる。

【００２９】図５は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては振動チューブ１１が、２
本平行に設けられたものである。ノイズがキャンセルさ
れ、耐ノイズ特性が良好なコリオリ質量流量計が得られ
る。

【００３０】なお、前述の実施例においては、振動チュ
ーブ１１は丸パイプと説明したが、これに限ることはな
く、種々な形状で良い。要するに、振動チューブ１１内
を測定流体が流れれば良い。

【００３１】また、前述の実施例においては、振動チュ
ーブ１１は直管状のパイプと説明したが、これに限るこ
とはなく、曲がり管形状でも良い。要するに、振動チュ
ーブ１１内を測定流体が流れれば良い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、 （１）振動チューブに柔構造部が設けられたので、内外
部の振動が絶縁され耐ノイズ特性が向上され、環境変化
に安定で、熱膨張の影響が少ない。すなわち、高精度で
安定なコリオリ質量流量計が得られる。

【００３３】（２）バックアップ部が設けられたので、
過大な熱膨張や、過大圧が加わっても、柔構造部が塑性
変形や、破壊されることがない。すなわち、耐熱温度が
上昇し、高耐圧性能が向上されたコリオリ質量流量計が
得られる。

【００３４】本発明の請求項２によれば、柔構造部とバ
ックアップ部とが、ハウジングの両端面部分に設けられ
たので、柔構造部とバックアップ部とが作り易く、製造
コストが低減出来るコリオリ質量流量計が得られる。

【００３５】本発明の請求項３によれば、薄肉部よりな
る柔構造部を採用したので、バックアップ部に密着し易
く、バックアップが確実に得られやすいコリオリ質量流
量計が得られる。

【００３６】従って、本発明によれば、高精度で、耐熱
性、高耐圧性が向上し得るコリオリ質量流量計を実現す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の要部詳細図である。

【図３】図１の動作説明図である。

【図４】本発明の他の実施例の要部動作説明図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部動作説明図である。

【図６】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【符号の説明】

２ フランジ １１ 振動チューブ １２ ハウジング １３ 柔構造部 １４ バックアップ部 １５ 励振器 １６ 振動検出センサ ２１ 柔構造部 ２２ バックアップ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動チューブ内に測定流体が流れ、該測定
   流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じる
   コリオリ力により、該振動チューブを変形振動させるコ
   リオリ質量流量計において、 前記測定流体が流れる振動チューブと、 該振動チューブの両端が固定されるハウジングと、 前記振動チューブの両端近くにそれぞれ設けられ熱膨張
   や振動を吸収する柔構造部と、 前記ハウジングに設けられ該柔構造部の変形をバックア
   ップするバックアップ部と、 前記振動チューブを励振する励振器と、 前記振動チューブの振動を検出する振動検出センサとを
   具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。
2. 【請求項２】前記ハウジングの両端面部に設けられた前
   記柔構造部と前記バックアップ部とを具備したことを特
   徴とする請求項１記載のコリオリ質量流量計。
3. 【請求項３】薄肉部よりなる柔構造部を具備したことを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載のコリオリ質量流
   量計。