JPS58156813A - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPS58156813A JPS58156813A JP4046782A JP4046782A JPS58156813A JP S58156813 A JPS58156813 A JP S58156813A JP 4046782 A JP4046782 A JP 4046782A JP 4046782 A JP4046782 A JP 4046782A JP S58156813 A JPS58156813 A JP S58156813A
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- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/8472—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、コリオリの力を利用した質量流量計の改良に
関するものでおる。
関するものでおる。
第１図はコリオリ流量計の動作原理を説明するための構
成説明図である。１は測定流体の流れるＵ字管で、その
先端中央部には永久磁石２が固定され、Ｕ字管１の両端
はベース３に固定されている。４はＵ字管１に対向して
設置された電磁駆動・検出用コイル、５はこの電磁駆動
・検出用コイルをその先端において支持する支持ビーム
で、他端はベース３に固定されている。Ｕ字管１と支持
ビム５とは互に音叉構造を形成している。即ち、Ｕ字管
１と、ビーム５は丁度音叉の歯が振動するように、互い
に相対向して振動し、かつ音叉のようにベース３の部分
が振動の節点となり振動エネルギーを失うことが少々い
構成となっている。６１゜６２けＵ字管１の両脚の変位
を検出するための変位検出器である。
成説明図である。１は測定流体の流れるＵ字管で、その
先端中央部には永久磁石２が固定され、Ｕ字管１の両端
はベース３に固定されている。４はＵ字管１に対向して
設置された電磁駆動・検出用コイル、５はこの電磁駆動
・検出用コイルをその先端において支持する支持ビーム
で、他端はベース３に固定されている。Ｕ字管１と支持
ビム５とは互に音叉構造を形成している。即ち、Ｕ字管
１と、ビーム５は丁度音叉の歯が振動するように、互い
に相対向して振動し、かつ音叉のようにベース３の部分
が振動の節点となり振動エネルギーを失うことが少々い
構成となっている。６１゜６２けＵ字管１の両脚の変位
を検出するための変位検出器である。
駆動コイル４とこねに対抗するＵ字管１に固定された永
久磁石２の間に働く電磁力で、Ｕ字管１をその固有振動
数で励動すると（縦振動（２対称たわみ振動）：第２図
（４）のＭｌ、Ｍ２．Ｍ５は各瞬間のパターンを示す）
、Ｕ字管１内を流れる流体にコリオリの力が発生する。
久磁石２の間に働く電磁力で、Ｕ字管１をその固有振動
数で励動すると（縦振動（２対称たわみ振動）：第２図
（４）のＭｌ、Ｍ２．Ｍ５は各瞬間のパターンを示す）
、Ｕ字管１内を流れる流体にコリオリの力が発生する。
このコリオリカの大きさけ、Ｕ字管１内を流れる流体の
質ｉｌ−逅その速度に比例し、力の方向は流体の運動方
向とＵ字ｖ１を励振する角速度のベクトル積の方向に一
致する。またＵ字管１の入力側と出力側では流体の方向
が逆になるので、両脚側のコリオリカによって、Ｕ字管
１にねじり（非対称たわみ）のトルクが発生する。
質ｉｌ−逅その速度に比例し、力の方向は流体の運動方
向とＵ字ｖ１を励振する角速度のベクトル積の方向に一
致する。またＵ字管１の入力側と出力側では流体の方向
が逆になるので、両脚側のコリオリカによって、Ｕ字管
１にねじり（非対称たわみ）のトルクが発生する。
このトルクは、励振周波数と同一か周波数で変化し、そ
の振幅値は流体の質量流量に比例する。第２図（Ｂ）は
このねじりトルクによって表われる振動モード（コリオ
リ振動モード）を示し、Ｍ４ ｒ Ｍ５ ＊Ｍ６け各瞬
間の振動パターンを示す。したがって、このねじり振動
（非対称たわみ振動）トルクの振幅を、変位検出器６１
．６２によって、例えばパルス幅などの形で検出すれば
、質！流量を知ることができる。
の振幅値は流体の質量流量に比例する。第２図（Ｂ）は
このねじりトルクによって表われる振動モード（コリオ
リ振動モード）を示し、Ｍ４ ｒ Ｍ５ ＊Ｍ６け各瞬
間の振動パターンを示す。したがって、このねじり振動
（非対称たわみ振動）トルクの振幅を、変位検出器６１
．６２によって、例えばパルス幅などの形で検出すれば
、質！流量を知ることができる。
上記の様が原理を用いた質量流量計は従来から公知であ
る（例えば特開昭５４−５２５７０号）。本発明では直
管路の振動を交流出力型検出器で検出する方式のコリオ
リ流量計において、外部ノイズ、回路ドリフト等の影響
を除去し、安定性を向上させることを目的としている。
る（例えば特開昭５４−５２５７０号）。本発明では直
管路の振動を交流出力型検出器で検出する方式のコリオ
リ流量計において、外部ノイズ、回路ドリフト等の影響
を除去し、安定性を向上させることを目的としている。
本発明は、直管路の振動を検出する２つの交流出力型検
出器の出力をそれぞれに対応して入力とする２つの比較
器の時間幅出力を入力とする時間差測定回路において、
この２つの時間幅出力の立ち上がり同志の時間差と立ち
下がり同志の時間差を一定周期数分加算することにより
、ノイズや回路ドリフト等の影響を除いた質量流量信号
が得られるコリオリ流量計を実現するものである。
出器の出力をそれぞれに対応して入力とする２つの比較
器の時間幅出力を入力とする時間差測定回路において、
この２つの時間幅出力の立ち上がり同志の時間差と立ち
下がり同志の時間差を一定周期数分加算することにより
、ノイズや回路ドリフト等の影響を除いた質量流量信号
が得られるコリオリ流量計を実現するものである。
第３図は、本発明の一実施例を示す要部構成平面図であ
る。図において、１けその両端をベース３に固定されて
いる直管路、６１ 、６２はこの直管路１の振動を検出
する速度検出器、圧電素子等の交流出力型検出器、７１
は検出器６１の出力を入力とし、これを増幅する増幅器
、７２は検出＠５６２の出力を入（５） 力とし、これを増幅する増幅器、８１は前記増＠器７１
の出力ｅ１を入力とし、一定値と比較する比較器。
る。図において、１けその両端をベース３に固定されて
いる直管路、６１ 、６２はこの直管路１の振動を検出
する速度検出器、圧電素子等の交流出力型検出器、７１
は検出器６１の出力を入力とし、これを増幅する増幅器
、７２は検出＠５６２の出力を入（５） 力とし、これを増幅する増幅器、８１は前記増＠器７１
の出力ｅ１を入力とし、一定値と比較する比較器。
８２け前記増幅器７２の出力ｃ２を入力とし、一定値と
比較する比較器１４は前記両比較器８１．８２の出力＠
５゜ｅ４の時間差を測定する時間差測定回路である。時
間差測定回路１４において、９は前記２つの比較器ＩＮ
、 ８２の出力ｅ３＋ ６４を入力とするエクスクル−
シブオフ （ＥＸＣＬＵＳＴＶＥＩＯＲ）回路（以下Ｅ
ＸＯＲ回路と略す）、１０けこのＥＸＯＲ回路の出力ｃ
５とクロックパルスＣＬとのＡＮＤをとるゲート回路、
１１はこのゲート回路１０の出力パルスｃ６を積算する
カウンタ、１２はこのカウンタ１１の出力を入力とする
ラッチ回路。
比較する比較器１４は前記両比較器８１．８２の出力＠
５゜ｅ４の時間差を測定する時間差測定回路である。時
間差測定回路１４において、９は前記２つの比較器ＩＮ
、 ８２の出力ｅ３＋ ６４を入力とするエクスクル−
シブオフ （ＥＸＣＬＵＳＴＶＥＩＯＲ）回路（以下Ｅ
ＸＯＲ回路と略す）、１０けこのＥＸＯＲ回路の出力ｃ
５とクロックパルスＣＬとのＡＮＤをとるゲート回路、
１１はこのゲート回路１０の出力パルスｃ６を積算する
カウンタ、１２はこのカウンタ１１の出力を入力とする
ラッチ回路。
１３は前記ＢＸＯＲ回路の出力パルスｃ５を入力とし、
前記ラッチ回路１２へのラッチ・タイミングパルスを出
力するカウンタである。
前記ラッチ回路１２へのラッチ・タイミングパルスを出
力するカウンタである。
第４図は前記直管路１が振動する時に示すパターンを表
わした動作説明図である。図において、Ｍ７． Ｍ８は
駆動手段により励振されたときに直管が各瞬間に表わす
対称たわみ振動のパターンで、Ｍ９゜Ｍｌｏは直管中を
流れる流体に働くプリオリ力によ（４） り表われる非対称たわみ振動のパターンである。
わした動作説明図である。図において、Ｍ７． Ｍ８は
駆動手段により励振されたときに直管が各瞬間に表わす
対称たわみ振動のパターンで、Ｍ９゜Ｍｌｏは直管中を
流れる流体に働くプリオリ力によ（４） り表われる非対称たわみ振動のパターンである。
実際にはこの２種の振動パターンが重畳された形で管路
１け振動する。
１け振動する。
第５図は第５図の各部のタイムチャートを示したもので
ある。
ある。
流体が流れた状態で管路１が振動していると、交流出力
型検出器４１ 、６２からは交流出力が表われ増幅器７
１．７２で増幅されて時間差Δ竜だけ互いにずれた２信
号ｅ１．ａ２となる。この時間差Δｔは質量流量に比例
するからこの時間差Δｔを正確に測定すれば正確な質量
流量が得られる。前記増幅器出力６１゜ｅ２はそれぞれ
比較器８１．８２の入力となり互に時間差Δｔだけずれ
た比較器出力ｅ５．ｅ４をもたらす。これらの各信号・
５と６４とはＦｔＸＯＲ回路９に印加され、ここで排他
的論理和をとると、信号ｅ３の立ち上がりと信号１１１
４の立ち上がりの間及び信号ｅ３の立ち下がりと信号ｅ
４の立ち下がりの間のみ高レベルの出力を発生するパル
ス幅信号ｅ５が得られる。ゲート回路１０は６５が高レ
ベルの間のみクロックパルスＣＬを通し、その出力ｅ６
をカウンタ１１で計数する。カウンタ１３けパルス＠信
号怖のパルス幅の数を計数し、ある設定された数（偶数
）に達するとラッチ回路１２に対してラッチ信号を発生
する。このラッチ信号により、その瞬間のカウンター１
の計数値はラッチ回路１２にとりこまれる。このラッチ
回路１２の出力ｅ（３が質量流剛に対応している。
型検出器４１ 、６２からは交流出力が表われ増幅器７
１．７２で増幅されて時間差Δ竜だけ互いにずれた２信
号ｅ１．ａ２となる。この時間差Δｔは質量流量に比例
するからこの時間差Δｔを正確に測定すれば正確な質量
流量が得られる。前記増幅器出力６１゜ｅ２はそれぞれ
比較器８１．８２の入力となり互に時間差Δｔだけずれ
た比較器出力ｅ５．ｅ４をもたらす。これらの各信号・
５と６４とはＦｔＸＯＲ回路９に印加され、ここで排他
的論理和をとると、信号ｅ３の立ち上がりと信号１１１
４の立ち上がりの間及び信号ｅ３の立ち下がりと信号ｅ
４の立ち下がりの間のみ高レベルの出力を発生するパル
ス幅信号ｅ５が得られる。ゲート回路１０は６５が高レ
ベルの間のみクロックパルスＣＬを通し、その出力ｅ６
をカウンタ１１で計数する。カウンタ１３けパルス＠信
号怖のパルス幅の数を計数し、ある設定された数（偶数
）に達するとラッチ回路１２に対してラッチ信号を発生
する。このラッチ信号により、その瞬間のカウンター１
の計数値はラッチ回路１２にとりこまれる。このラッチ
回路１２の出力ｅ（３が質量流剛に対応している。
前記比較回路８２のスレッシユホールド（ｔｉＬ、カ）
’リフトなどによりＬ２に変化すると、パルス幅出力ｃ
５の、前記信号ｅ３とｅ４の立ち上がりに対応した部分
のパルス幅の変化と、前記信号ｃ３と＠４の立ち下かり
に対応した部分のパルス幅の変化とけ、符号を逆にした
同じ値Ｊｔｄとなる。ゲート１０を通過するクロックパ
ルスｅ６′は、比較器出力１１５，１１４の１周期また
はその整数倍の時間について力りンタ１１で加算される
ので、前に述べた、スレッシェホールド値の変化による
影響は互いにキャンセルさねるＯ まだ、比較器出力ｅ５．６４の立ち上がりと立ち下がり
の両方を利用しているため、その片方しか用いない場合
に比べてサンプル・レートが２倍となり、応答性が優れ
ている。また同一時間内での平均化回数が増えるのでノ
イズ等による出力のバラツキを減らすことができる。
’リフトなどによりＬ２に変化すると、パルス幅出力ｃ
５の、前記信号ｅ３とｅ４の立ち上がりに対応した部分
のパルス幅の変化と、前記信号ｃ３と＠４の立ち下かり
に対応した部分のパルス幅の変化とけ、符号を逆にした
同じ値Ｊｔｄとなる。ゲート１０を通過するクロックパ
ルスｅ６′は、比較器出力１１５，１１４の１周期また
はその整数倍の時間について力りンタ１１で加算される
ので、前に述べた、スレッシェホールド値の変化による
影響は互いにキャンセルさねるＯ まだ、比較器出力ｅ５．６４の立ち上がりと立ち下がり
の両方を利用しているため、その片方しか用いない場合
に比べてサンプル・レートが２倍となり、応答性が優れ
ている。また同一時間内での平均化回数が増えるのでノ
イズ等による出力のバラツキを減らすことができる。
以上述べたように１本発明によれば外部ノイズや回路ド
リフト等の影響を除去し、安定性を向上させた直管形、
交流検出型のコリオリ流量計を実現できる。
リフト等の影響を除去し、安定性を向上させた直管形、
交流検出型のコリオリ流量計を実現できる。
第１図は、コリオリ流量計の動作原理図、第２図■（６
）は第１図の動作説明図、第３図は本発明の一実施例の
要部構成平面図、第４図は第３図の動作説明図、第５図
は第３図装置の動作を説明す石タイム・チャートである
。
）は第１図の動作説明図、第３図は本発明の一実施例の
要部構成平面図、第４図は第３図の動作説明図、第５図
は第３図装置の動作を説明す石タイム・チャートである
。
Claims (1)
- 振動する管路内に流体ｆ流し、その流れと管の角振動に
よって生じるコリオリの力により、管路を変形振動させ
る構成の質量流量計において、前記管路を直管で構成す
るとともに、この管路の振動を検出する２つの交流出力
型検出器と、第１の検出器の出力に関する信号を入力と
する第１の比較器と、第２の検出器の出力に関する信号
を入力とする第２の比較器と、前記２つの比較器の出力
を入力とする時間差測定回路とを設け、前記時間差測定
回路は、前記第１の比較器の出力の立ち上がりと第２の
比較器の出力の立ち上がりとの間の時間差と、第１の比
較器の出力の立ち王がりと第２の比較器の出力の立ち下
がりとの間の時間差を前記交流出力型検出器から得らｈ
る信号の１周期又は整数倍の周期について加算すること
Ｋよシ、前記２つの検出器出力の間の時間差を測定する
ようにしたことを特徴とする質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046782A JPS58156813A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046782A JPS58156813A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156813A true JPS58156813A (ja) | 1983-09-17 |
Family
ID=12581432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4046782A Pending JPS58156813A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156813A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500851A (ja) * | 1986-09-03 | 1989-03-23 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | 流量計用ゼロ出力回路 |
| JPH01158346A (ja) * | 1987-09-04 | 1989-06-21 | Micro Motion Inc | 管の弾性係数を決定する方法および装置 |
| NL9001505A (nl) * | 1989-07-14 | 1991-02-01 | Danfoss As | Volgens het coriolisprincipe werkend massastromingsmeetinstrument. |
| US5044207A (en) * | 1987-03-11 | 1991-09-03 | Schlumberger Industries Limited | Mass flow measurement |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP4046782A patent/JPS58156813A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01500851A (ja) * | 1986-09-03 | 1989-03-23 | マイクロ・モーション・インコーポレーテッド | 流量計用ゼロ出力回路 |
| US4817448A (en) * | 1986-09-03 | 1989-04-04 | Micro Motion, Inc. | Auto zero circuit for flow meter |
| US5044207A (en) * | 1987-03-11 | 1991-09-03 | Schlumberger Industries Limited | Mass flow measurement |
| JPH01158346A (ja) * | 1987-09-04 | 1989-06-21 | Micro Motion Inc | 管の弾性係数を決定する方法および装置 |
| JPH05660B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1993-01-06 | Maikuro Mooshon Inc | |
| NL9001505A (nl) * | 1989-07-14 | 1991-02-01 | Danfoss As | Volgens het coriolisprincipe werkend massastromingsmeetinstrument. |
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