JPS58165016A - 質量流量計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プリオリの力を利用した質量流量計の改良に
関するものである。

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は測定流体の流れ為０字管で、その
先端中央部には永久磁石２が固定され、０字管１０両端
はペース！に固定されている。４は０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ｍＶｃおいて支持する支持ビー
ムで、他端はペース５に固定されている。υ字管１と支
持ビーム５とは互に音叉構造を形成している。即ち、０
字管１と、ビームＳは丁度音叉の歯が振動するように互
い忙相対向して振動し、かつ音叉のようにペース５０部
分が振動の節点とな）振動エネルギーを失うことが少な
い構成となっている。４１゜６２はＵ字管１０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とこれに対抗するυ字管１に固定された永
久磁石２０間に働く電磁力で、Ｕ字管唱をその固有振動
数で励振すると（縦振動（対称たわみ振動）：第２図（
４）のＭｌ、　Ｍ２．　ＭＩＳけ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
体の質量とその速度に比例両脚側のプリオリ力釦よって
、Ｕ字管ＩＫねじり（非対称たわ皐）のトルクが発生す
る・このトルクは、励振周波数と同一な周波数で変化し
、その振幅値は流体の質量流量に比例する。１１１２図
の）はこのねじ抄トルクによって表われる振動モード（
・リオリ振動モード）を示−５、Ｍ４．　ＭＳ、　Ｍ６
各瞬間の振動パターンを示す。したがって、このねじ抄
振動（非対称たわみ振動）ト、ルクの振幅を、変位１：
１ 検出器Ａｔ、　４２によって、例えて、はパルス幅など
の形１１’１ｌｌｉ で検出すれば、質量流量を１．如・［パる仁とができる
◎上記の様な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）が、仁の場合
に下記の様な問題点がある。即ちＩＩＩＥｓｒＩ！Ｊ（
Ａ）＠に示すように、従来の方法では管路１を励振する
ために管路１に永久磁石２１や鉄片２２などを装着し、
これを励振コイル４で励振している・この場合管路に質
量を有する物体がとりつけられるため一振動パターンに
変形を起仁し、質量流量計の信頼性、再現性忙悪影響を
及ぼすという欠点がある。

本発明は上舵の欠点を解消するためｋなされたもので、
振動パターンの変形をもたらす質量物体を振動管路にと
シつける必要のない励振手段を用いて、信頼性、再現性
の優れた撮動式の質量流量計を実現することを目的とす
る。

本発明は、コリオリ流量計において、電流発生部により
管路に流れる電流と磁界発生部によシ前記電流七交鎖し
て発生する磁界との間に働く電磁力を利用し、前記電流
と前記磁界の一方を交流、ｉ 他方を直流とす、、、：六ことｋより、管路に質量物体
を取りつけることｉ、：く、励振できるようｋしたもの
である。

以下図面にもとすいて本発明を説明する。

第４図は、本発明の一実施例を示す要部構成併給される
コイル、９はこのコイル８によ）発生すゐ交流磁束の通
路となるコア、ｕ、１２はこのコア９と鎖交している管
路で、これｋは被ＩＩＩ！定流体が流れる・１４は永久
磁石１０と目−り１３とで構成される磁界発生部である
。管路１１．’１２はヨーク１３の間隙部分を通知、永
久磁石１０による磁束と交鎖するように設−されている
。ｓ＃１．前記管路１１．１２をその両端で固定するベ
ースで、導体で構成さ幻ソいる。

第４図において、交流電源によ秒コイル８に交流電流が
流されると、管１１．１２はそれぞれカレント・トラン
ス７の１ターンの２次巻線として１ｌＩｌｌ負交流電流
直を誘起する。永久磁石１０Ｋ　目）’１−り１ｓの間
隙部分に生じる静磁束Ｂは管路と交鎖しているから前記
交流電流最との間にフレ電ングの左手の法則による力ｒ
が働き前期交流電流区及び前記磁束Ｂと直角の方向に管
路は振動する。管路１１と管路１２には互いに逆方向の
ｌＲ流が誘起すｂので、発生する力も逆方向となシ、こ
の結果両者は互に音叉状に相対向して振動すｂ・ 第Ｓ図は、第４図における管路１１．１２の振動パター
ンを示す動作説明図である。図において、Ｍｌ。

Ｍ８は駆動手段によ）励振されたときに直管が各瞬間に
表わす振動パターンで、Ｍ？、ＭＩＧは直管中を流れる
流体に働くコリオリカによシ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
重畳され丸形で管路１１’、’ｕは振動する。直管の両
端付近に圧電素子等の振動検出器を設は仁のたわみを検
出すれば、位相の゛ずれた２つの検出信号が表われ、こ
の位相差を測定することにより、管路１１　、　”　”
１２を流れる流体の質量流量を得ることができる・管路
１１とＵＫ別の流体を流せば１台の質量流量計で２つの
異なる質量流量を測定することができる０ 第６図は本発明の第２の実施例を示す要部構成斜視図で
ある。本実施例は振動管路１として２つの管路を結合し
た複合管路を用いたもので、２管が一体となって振動す
る。２管を通る流れの方向を同じＫすれば両者の質量流
量の和が、互いに逆向きにすれば質量流量の差が測定で
きる。その他の動作、効果は第１の実施例と同様である
。

第７図は本発明の第５の実施例を示す要部構成斜視図で
ある。本実施例は管路を１本としたもので、簡単な構成
となりている。動作、効果は第１の実施例の場合と同様
である。

第８図は本発明の第４の実施例を示す要部構成斜視図で
ある。本実施例は管路１として従来の０字管を用いた場
合で、このと趣の振動パターンは第２１！Ｊと同じであ
る。

第１〜第４の実施例では磁界発生部−１永久磁石と四−
りで構成される場合を示したが、永久磁石のみでも構成
できる・ 第１〜第４の実施例では交流電流と直流磁界の組み合わ
せｋよって生じる電磁力を励振に利用しているが、次に
述べる様に直流電流と交流磁界の組み合わせも可能であ
る。

第９図は本発明の第５の実施例を示す要部構成斜視図で
ある。本実施例は電流発生部７として直流電源を使用し
、これを管路に接続して直流電流監を流している。磁界
発生部１４として盲−り１５にコイル８を巻いたものを
用いてこのコイル８に交流電流を流し、舊−りの間隙部
に交流磁界Ｂを発生する。この結果、直流側１と交流磁
界Ｂとの間にフレミングの左手の法則が働き、管路１１
ｅ　１２は励振される。ペースｉｔは導体で構成される
がペース５２ｆにおいて２管１１．１２は互に絶縁され
ている。その他の動作、効果は第１の実施例の場合と同
じである。

なお第５の実施例に用いた方法は前記第！〜第４の実施
例に対しても同様に適用できる。

また第１〜第５および第５の実施例で示したように振動
管路を直管とした場合にはその付随的な利点として、製
作が容易で、構成が簡単、目づま１′ シがしｋくい等：の点があげられる。

１勇 以上述べた！−に、本発明によれば質量物体を振動管路
にとシつけずに管路を励振できるので、振動パターンに
蜜形を起こさず、信頼性、再現性の優りた振動式の質量
流量計を実現できる。また製作が容易という利点もある
・

【図面の簡単な説明】

第１図は、コリオリ流量計の動作原理図、第２図■ω）
は第１ａａ′の動作税引り第Ｓ図（２）缶）は従来のコ
リオリ流量針の励振方法童示寸動作原理図。 第４図は本発明の一実施例の要部構成斜視図、第５図は
第４図の動作説明図、第６図は本発明の第２の１！施例
の要部構成斜視図、第７ｖ４は本発明の第５の実施例の
要部構成斜視図、第ａｌＪは本発明の第４の実施例の要
部構成斜視図、第９図は本発明の第５の実施例の要部構
成斜視図である・１・・・管路、７・・・電流発生部、
１４・・・磁界発生部、量・・・電流、Ｂ・・・磁束、
ｒ・・・電磁力。 爪１図 帛３図 （Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　振動す石管路内に流体を流し、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）、管路を変
   形振動させる構成の質量流量計において１管路に電流を
   流す電流発生部と、前記管路と交鎖すゐ磁界を発生する
   磁界発生部とを設け、前記管路電流と前記発生磁界との
   間で生じる電磁力により前記管路を振動させるようｋし
   たことを特徴とする質量流量計・（２）電流発生部とし
   て、管路ど鎖交しこの管路を２次巻線とするカレント・
   トランスを使用し、磁界発生部として永久、磁石を用い
   た特許請求範囲第１項記載の質量流量計。 （５）電流発生部として直流電源を使用し、磁界発生部
   として交流電磁石を用いた轡許蛸求範囲第１項、紀載の
   質量流量計・