JPS63158420A - コリオリの原理で動作する質量流測定装置 - Google Patents

コリオリの原理で動作する質量流測定装置

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JPS63158420A JP62239100A JP23910087A JPS63158420A JP S63158420 A JPS63158420 A JP S63158420A JP 62239100 A JP62239100 A JP 62239100A JP 23910087 A JP23910087 A JP 23910087A JP S63158420 A JPS63158420 A JP S63158420A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、支持管および、該支持管中で軸方向に配置さ
れ両端の支持された少くとも１つの直線状の測定管を有
する機械的振動装置および、該測定管をその中心におい
て屈曲振動させる振動発生器および、機械振動を該振動
発生器の両側の等しい間隔の個所で検出して、検出され
た振動の周波数および位相位置を表わす電気振動センサ
信号を発生する振動センサおよび、該振動センサ信号を
供給されてそれらの信号の位相差から質量流の測定値を
表わす測定信号を形成する評価回路を備えたコリオリの
原理で動作する質量流測定装置に関する。
従来の技術 この種のコリオリ原理で動作する質量流測定装置の場合
、振動する直線状の測定管を流れる測定媒質がコリオリ
カを発生し、このコリオリカが各測定管の両端において
、機械振動の相互間の位差ずれを生ぜさせることは知ら
れている。
この位相ずれの量が質量流に対する尺度となる。
この位相ずれは２つの振動センサを用いて測定され、振
動センサはその測定した振動を、振動の位相位置を特徴
づける電気振動センサ信号に変換する。振動センサ信号
間の位相差にもとづいて評価回路は、質量流の測定値を
示す測定信号を形成する。
発明が解決しようとする間・照点 この種の質量流測定装置の場合、測定信号によシ示され
る流量値は温度誤差を伴なう。この種の温度誤差の原因
は例えば支持管と振動装置との間の温度差、動作中の温
度変化、ならびに支持管および振動装置を形成する材料
の熱膨張。
係数の相異である。
本発明の課題は、測定信号における温度誤差が大幅に補
償された冒頭に述べた質量流測定装置を提供することで
ある。
問題点を解決するための手段 この課題は本発明によシ次のようにして解決される、即
ち第１温度センサを設け、該第１温度センサは支持管の
温度を測定してこの温度を表わす第１温度センサ信号を
形成するようにし、さらに第２温度センサを設け、該第
２温度センサは機械振動装置の温度を測定してこの温度
を表わす第２温度セン゛す信号を形成するようにし、さ
らに補正回路が前記の両方の温度信号を供給されて前記
の測定信号に、測定された温度にもとづいて、測定結果
に対する温度の影響を除去するだめの補正をするように
したのである。
２つの温度すなわち支持管の温度と振動装置の温度を別
個に検出することによシ、支持管中で両端の支持された
直線状の測定管を有する質量流測定装置において、簡単
に測定信号の補正が行なえるようになシ、この補正によ
シ温度誤差が十分に補償されるようになる。
そのため本発明によシ構成される質量流測定装置は周囲
温度の広い範囲にわたシならびに種々のかつ変動する温
度の媒質の質量流を正確に測定できるようになる。
本発明の実施態様が従属請求項に示されている。
実施例の説明 次に本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
第１図に側面が部分的に切欠されて示され、さらに第２
図に断面の示されている質量流測定装置１０は、強固な
支持管１１を有し、その内側に機械的振動装置１２が設
けられている。この支持管１１は管区間１３から形成さ
れ、その各端部には端部レセプタクル１４ないし１５が
溶接されている。各端部レセプタクルには、７ランジ１
８ないし１９を支持する接続支持体１６ないし１７が、
ねじ留めされている。７ランジ１Ｂおよび１９を用いて
質量測定装置が、その質量流の測定されるべき測定媒質
の流れる管路に挿入される。支持管１１は薄板ケーシン
グ２０によシ囲まれている。
機械的振動装置１２は２つの平行な測定管２１および２
２から成る。これらの測定管は両端がそれぞれ配流部材
２３ないし２４と、両測定管が流体技術的に並列に接続
されるように、相互に結合される。測定管２１および２
２は管区間１３の全長にわたシ延在し、配流部材は端部
レセプタクル１４および１５の内側に設けられる。両方
の配流部材２３および２４は、第３図に示されているよ
うに、完全に同一に形成されて配置されている。しかし
第１図の部分断面図には、端部レセプタクル１４の内部
に設けられた配流部材２３だけが示されている。しかし
以下の配流部材２３の説明は、振動装置の他端に設けら
れている配流部材２４に対しても当てはまる。
配流部材２３は内側に流れチャネル２５を有する。この
流れチャネルは接続部材１６へ流入する流体を両測定管
２１および２２へ等量に配分する。同様に、他端に取シ
付けられた配流部材２４は両測定管の流体を合流させる
。そのため合流された流体が接続技持体１７の中を流れ
る。もちろん流れ方向を反転させることもできる。
配流部材２３は、円錐形に形成されたリング状のダイヤ
フラム２６の内側の縁と結合されている。ダイヤフラム
２６の外側の縁は支持リング２８と結合されている。こ
の支持リングは端部レセプタクル１４の中にはめこまれ
ており、かつ軸方向に内部へ多少突出する支持部材１６
の端面に当接支持されている。有利にはダイヤフラム２
６および支持リング２８は配流部材２３と一体に製造さ
れる。同様に配流部材２４（第６図）に、支持部材２９
の中へ突出するリング状の円錐形ダイヤフラム２７が形
成される。
そのため振動装置１２はダイヤフラム２６および２７を
用いて、軸方向に支持管１１の中に懸架されている。こ
の場合、振動装置１２と支持管１１との間の唯一っの接
触接続は、両端に設けられたダイヤフラム２６および２
Ｔを介して形成される。
支持管１１の中央に振動発生器３０（第２図および第３
図）が設けられている。この振動発生器は両測定管２１
および２２に、互いに逆方向の屈曲振動を行なわせるこ
とができる。この屈曲振動の振動平面は、両測定管の共
通の平面に存在する、即ち第１図の図面平面と垂直であ
る。振動発生器３０は管区間１３の壁に固定されている
電磁石３１から形成される。この電磁石に、測定管２１
に取シ付けられている磁極子３２が対向する。電磁石３
１のコイルに交流電流が供給されると、電磁石３１と磁
極子３２との間の交番する吸引力によシ測定管２１が屈
曲振動を行なう。この屈曲振動は他方では配流部材２３
および２４を介して測定管２２へ伝達結合される。その
ため結極、両測定管２１および２２は相互に逆位相の屈
曲振動を行なう。励振交流電流は電子励振回路３３から
供給される。
この電子励振回路は、薄板ケーシング２０に取シ付けら
れている回路ケーシング３４の中に収容されている。こ
のことは第１図および第２図において回路板３５によ）
示されている。
質量流の測定はこの種の流体測定装置の場合、次の動作
にもとづく、即ち振動する測定管２１および２２の中を
流れる測定媒質がコリオリの力を発生させ、このコリオ
リの力が機械的振動の相互間の位相ずれを各測定管の両
端に生ぜさせる動作にもとづく。この位相ずれの量が質
量流に対する尺度となる。この位相ずれの測定のために
、振動発生器３０の両側にこの両側から等しい間隔を置
いて２つの振動センサ３６および３７が取り付けられて
いる。振動センサ３６および３Ｔは測定管２１および２
２の機械振動を検出してこれを電気センサ信号に変換す
る。
この電気センサ信号は検出された振動の位相位置を識別
させる。振動センサ信号は電子評価回路３８（第３図）
へ導びかれる。この電子評価回路は第１図および第２図
において回路板３９で示されている。
振動センサ３７の出力信号はさらに励振回路３３（第６
図）へ導びかれる。この励振回路の用力側から振動発生
器３０の電磁石３１へ、交流電流を供給する。この交流
電流は振動センサの出力信号と同じ値の周波数と、測定
管２１および２２がそれらの固有共振周波数で屈曲振動
を励振されるような位相位置とを有する。
評価回路３８（第３図）は両振動センサの間の位相差を
求めてその出力側に測定信号を送出する。この測定信号
はこの位相差にょ〕示される、質量流の測定値Ｑを示す
。しかしながらこの測定値Ｑは、機械的振動装置１２の
振動特性に対する温度の影響のために誤差を有する。
この種の温度の影響は、単独にまたは互いに結び付いて
生ずることのある樵々の原因を有することがある。支持
管１１および振動装置１２が同じ温度を有する時でさえ
も、支持管と振動装置が異なる熱膨張係数を有する異な
る材料から形成される時は、温度に依存する機械的な応
力を発生することがあシ得る。測定管の温度が支持管の
温度と異なる時は、測定結果に対して温度の影響が一層
強く作用する。このことは例えば、周囲温度とは異なる
温度を有する測定媒質の質量流を測定すべき時に、当て
はまる。著しく高温のまたは著しく低温の測定媒質の場
合は、支持管と測定管との間に著しく大きい温度差が存
在する。最後に、測定媒質の温度および／または周囲温
度が一定でない時は、ダイナミックな温度変化も考慮す
る必要がある。
前述の質量流測定装置には、測定結果に対するこの種の
温度の影響を補償できる付加装置が設けられている。こ
の装置には第１温度センサ４０が所属する。この温度セ
ンサは支持管１１の温度を測定しこの温度を表わす第１
電気温度センサ信号を供給する。温度センナ４０はこの
目的のために管区間１３の外側に、支持管１１の両方の
端部レセプタクル１４および１５から間隔を置いて、設
けることができる。
第２温度センサ４１が、機械的振動装置１２の温度を測
定しこの温度を表わす第２の電気温度センサ信号を供給
するように、取シ付けられている。第２温度センサはこ
の目的のために、支持管の内部において機械的振動装置
１２の一部に取シ付けることもしようと思えばできるが
、こうするとこの第２温度センサは持続的に機械振動を
受けることになり、耐久性に対する問題が生ずるであろ
う。そのため図示の実施例の場合は、第２温度センサ４
１も支持管１１に次の個所に取ル付けられる、即ち測定
媒質の温度−振動装置１２の温度でもある−に実質的に
等しい個所に、取り付けられる。この目的のために端部
レセプタクル１４に、端部レセプタクル１４の外面から
斜め方向へ支持リング２８の近傍まで延びる切欠部４２
が、設けられる。温度センサ４１は切欠部４２の端部に
おいて支持リングのできるだけ近傍に設け、その接続線
路は切欠部４２の中を外側へ導ひかれる。支持リング２
８が測定媒質の温度に置かれるため温度センサ４１は実
質的に機械的振動装置１２の温度を測定する。温度セン
サ４１の形状に応じて切欠部４２を」め方向の孔に／ま
たは切削されたに 斜め方向の溝きすることができる。
温度センサ４０および４１は任意の公知の構成にするこ
とができる。例えば金属または半導体材料から成る温度
に依存する抵抗を用いることができる。
両方の温度測定センサ４０および４１から供給される温
度センサ信号は補正回路４３（第６図）へ導びかれる。
この補正回路も回路ケーシング３４の中に収容して例え
ば評価回路３８と共に回路板３゛９の上に設けられる。
補正回路４３はさらに、質量流の補正されない測定値Ｑ
を表わす評価回路３８の出力信号が供給され、七の出力
側へ質量流の補正された測定値Ｑ′を表わす測定信号を
送出する。この目的のためにこの補正回路は補正されな
い測定値に、温度センサ４０および４１によシ測定され
る両方の温度に依存する補正係数Ｋを次のように乗算す
る：Ｑ’＝に−Ｑ　　　　　　　　　　（１）上述の、
直庫状の測定管から成る、両端の固定された振動装置を
有する質量流測定装置に対しては、次の補正係数が適用
される。
Ｋ＝ｋｏ−ＨｃＩＴ１、Ｋ２Ｔ２、Ｋ３’ｒｌ”十に４
Ｔ２２、Ｋ５’ｒｌＴ２−・・（２）この場合、 Ｔｌ：測定管温度 Ｔ２：支持管温度 ｋｏ＋ｋｌ・・・：質量流測定装置の所定の実施例の特
性を表わす定数の係数 実際に示されたことは、次数の高い方の項は無視できる
。補正されない測定値Ｑに補正係数Ｋ　＝　ＫＱ　＋Ｋ
ＩＴｌ　十に２Ｔ２を乗算すれば、十分な精度の温度補
償が達成される。
係数ＫＯ、Ｋ１およびに２は、質量流測定装置の所定の
実施例に対して、経験的に求められる。
この場合に当業者は、補正されない測定値Ｑに前述の補
正係数Ｋを乗算するように、両温度センサ信号にもとづ
いて測定信号を変形する補正回路を設計することは、何
の困難も暑しない。
例えば評価回路３８の出力信号が測定値Ｑに比例するア
ナログ信号である時は、補正回路４３は、その増幅係数
が補正係数Ｋに比例して制御される増幅器を有すること
ができる。
しかし大抵の場合は評価回路３８が、・測定値Ｑを振動
センサ信号の位相ずれから求めるようにプログラミング
されたマイクロコンピュータとして構成される。この場
合は測定値Ｑの補正は、例えば同じマイクロコンぎユー
タにおける付加的な補正プログラムによシ、行なわれる
。
発明の効果 本発明により、測定信号に対する温度誤差の影響の著し
く低減された質量流測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるコリオリの力にもとづいて作動す
る質量流測定装置の部分切欠側面図、第２図は第１図の
質量流測定装置の線Ａ−Ｂから見た断面図、第６図は接
続された電子回路ブロック図を有する質量流測定装置の
切欠側面図を示す。 １０・・・質量流測定装置、１１・・・支持管、１２・
・・振動装置、１４．１５・・・端部レセプタクル、１
３・・・管区間、１６．１７・・・支持部材、１８゜１
９・・・フランジ、２０・・・薄板ケーシング、２１゜
２２・・・測定管、２３．２４・・・配流部材、２５・
・・流れチャネル、２６・・・ダイヤフラム、２８．２
９・・・支持リング、３０・・・振動発生器、３１・・
・電磁石、３２・・・接極子、３４・・・回路ケーシン
グ、３６．３７・・・振動センサ、３８・・・電子評価
回路、３９・・・回路板、４０．４１・・・温度センサ
、４３・・・補正回路 手続補正書（方式） 昭和６３年１　月＠日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、支持管および、該支持管中で軸方向に配置され両端
    の支持された少くとも１つの直線状の測定管を有する機
    械的振動装置および、該測定管をその中心において屈曲
    振動させる振動発生器および、機械振動を該振動発生器
    の両側で等間隔の個所で検出して、検出された振動の周
    波数および位相位置を表わす電気振動センサ信号を発生
    する振動センサおよび、該振動センサ信号を供給されて
    それらの信号の位相差から質量流の測定値を表わす測定
    信号を形成する評価回路を備えたコリオリの原理で動作
    する質量流測定装置において、第１温度センサを設け、
    該第１温度センサは支持管の温度を測定してこの温度を
    表わす第１温度センサ信号を形成するようにし、さらに
    第２温度センサを設け、該第２温度センサは機械振動装
    置の温度を測定してこの温度を表わす第２温度センサ信
    号を形成するようにし、さらに補正回路が前記の両方の
    温度信号を供給されて前記の測定信号に、測定された温
    度にもとづいて、測定結果に対する温度の影響を除去す
    るための補正をするようにしたことを特徴とするコリオ
    リの原理で動作する質量流測定装置。 ２、補正回路が質量流の測定値に補正係数 Ｋ＝Ｋ＿０＋Ｋ＿１Ｔ＿１＋Ｋ＿２Ｔ＿２ を乗算するようにし、この場合、Ｔ＿１は振動装置の温
    度、Ｔ＿２は支持管の温度、Ｋ＿０、Ｋ＿１、Ｋ＿２は
    質量流の特性を表わす一定の係数を表わす、特許請求の
    範囲第１項に記載の質量流測定装置。 ３、評価回路および補正回路を相応にプログラミングさ
    れたマイクロコンピュータにより構成した質量流測定装
    置。
JP62239100A 1986-09-26 1987-09-25 コリオリの原理で動作する質量流測定装置 Granted JPS63158420A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE19863632800 DE3632800A1 (de) 1986-09-26 1986-09-26 Nach dem coriolisprinzip arbeitendes massendurchflussmessgeraet

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Publication Number Publication Date
JPS63158420A true JPS63158420A (ja) 1988-07-01
JPH0569452B2 JPH0569452B2 (ja) 1993-10-01

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EP (1) EP0261435B1 (ja)
JP (1) JPS63158420A (ja)
DE (2) DE3632800A1 (ja)
DK (1) DK168971B1 (ja)

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