JPS63165718A - Detector for abnormality in mass flowmeter - Google Patents
Detector for abnormality in mass flowmeterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
五嵐光災
本発明は、コリオリの力を利用した質量流量計における
異常を検出し、この異常を表示又は警告する質量流量計
の異常検出器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an abnormality detector for a mass flowmeter that uses the Coriolis force to detect an abnormality in a mass flowmeter and displays or warns about this abnormality.
従来技術
導管を流れる流体流に対して振動を与えると、流体の流
れの向きと、導管の振動軸とに対して直角方向にコリオ
リの力が発生し、このコリオリの力が振動周波数と流体
の質量流量に比例することが知られており、特開昭54
−52570号公報において、コリオリの力を利用した
質量流量計が開示されている。この従来技術は支持部材
に流入口および流出口をもったU字形の導管を固着した
形状をしており、流体は流入口を通り流出口より流出す
る。U字形導管体面に対して垂直の方向に上記固着に対
応する固着線を軸として回転振動を与えると、U字形導
管を流れる流体によるコリオリの力が作用し、固着線に
対して垂直なU字形導管体軸に関してコリオリの力に比
例した捩り振動が生じるので、このコリオリの力を導管
が基準面を通過する時間差から求めることにより流量流
を求めるものである。また、特開昭58−156813
号公報においては、導管を直管として2点間で支持して
変形振動させ、発生するコリオリの力を2つの交流出力
検出器で検出された信号の時間差から求めている。Prior Art When vibration is applied to a fluid flow flowing through a conduit, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the direction of the fluid flow and the vibration axis of the conduit. It is known that it is proportional to the mass flow rate, and
Japanese Patent Publication No. -52570 discloses a mass flowmeter that utilizes the Coriolis force. This prior art has a configuration in which a U-shaped conduit having an inlet and an outlet is fixed to a support member, and fluid passes through the inlet and flows out from the outlet. When a rotational vibration is applied in a direction perpendicular to the body surface of the U-shaped conduit with the fixed line corresponding to the fixed line as an axis, Coriolis force due to the fluid flowing through the U-shaped conduit acts, and the U-shaped shape perpendicular to the fixed line is applied. Since torsional vibrations proportional to the Coriolis force occur with respect to the axis of the conduit body, the flow rate is determined by determining the Coriolis force from the time difference in which the conduit passes through the reference plane. Also, JP-A-58-156813
In the publication, a conduit is supported between two points as a straight pipe to deform and vibrate, and the Coriolis force generated is determined from the time difference between signals detected by two AC output detectors.
における。In.
コリオリの力を利用した質量流量計は、通常、上述した
ように導管に振動を与える方式のものが一般化している
。又、導管を加振する場合の振動周波数は導管の固有振
動数が選ばれる。コリオリの力は加振力に対して極めて
小さいので、高精度に検出することは困難であり外部振
動による雑音の影響を受は易い、コリオリの力の大きさ
は、固有振動数が一定のときは、振幅に比例するので。Mass flowmeters that utilize the Coriolis force are generally of the type that vibrates the conduit as described above. Further, the natural frequency of the conduit is selected as the vibration frequency when the conduit is vibrated. Coriolis force is extremely small compared to excitation force, so it is difficult to detect with high precision and is easily affected by noise from external vibrations.The magnitude of Coriolis force is small when the natural frequency is constant. is proportional to the amplitude.
大きい振幅で効率よく加振するため、導管の固有振動数
で駆動して、S/N比の向上を計っている。In order to excite efficiently with a large amplitude, it is driven at the natural frequency of the conduit to improve the S/N ratio.
更に、導管の肉厚を薄くし、曲げ剛性を小さくするとか
、導管の形状をコリオリの力によるモーメントを大きく
し、時間差検出信号を大きくするようにする等により検
出感度をあげる試みがなされている。上述したコリオリ
の力の検出感度を向上させようとする手段と、導管の疲
労強度をあげて信頼度を向上させようとすることは矛盾
するものであるが、危険な流体を含む多様な流体を計測
する流量計としては、導管が疲労破断することによる流
体流出等の災害は未然に防止しなければならないが、従
来このような予防対策はなされていなかった。Furthermore, attempts have been made to increase the detection sensitivity by thinning the wall thickness of the conduit to reduce its bending rigidity, or by changing the shape of the conduit to increase the moment caused by the Coriolis force and increasing the time difference detection signal. . The above-mentioned measures to improve the detection sensitivity of the Coriolis force and attempts to improve reliability by increasing the fatigue strength of the conduit are contradictory, but it is possible to improve the detection sensitivity of the Coriolis force by increasing the fatigue strength of the conduit. Flowmeters that measure flow must prevent disasters such as fluid leakage due to fatigue rupture of conduits, but such preventive measures have not been taken in the past.
声題点解決の手段
本発明は、上述したコリオリの方式質量流量計の異常を
検出して、導管の疲労破断による流体流出を防ぐための
警報を発信することを目的としてなされたものである。Means for Solving the Problem The present invention has been made for the purpose of detecting an abnormality in the above-mentioned Coriolis type mass flowmeter and issuing an alarm to prevent fluid outflow due to fatigue rupture of the conduit.
流体が流通されている導管は耐蝕性のあるステンレス管
体が使用されることが多く、この導管は固有振動周波数
の一定振幅で駆動されるが、この導管が金属組織として
安定な場合は駆動エネルギーは一定であるが、疲労が始
まり、金属組織内の転位の進行と、転位面間の滑り等の
ため、内部摩擦が増大し、一定振動で駆動するためのエ
ネルギが増大することに着目し、例えば、電磁駆動する
場合の電流又は電圧値が所定レベルを越えたとき警報を
発するようにしたものである。Corrosion-resistant stainless steel tubes are often used for the conduits through which fluid flows, and these conduits are driven with a constant amplitude of the natural vibration frequency, but if the conduits have a stable metal structure, the driving energy is constant, but when fatigue begins, the internal friction increases due to the progression of dislocations in the metal structure and slippage between dislocation surfaces, etc., and the energy required to drive with constant vibration increases. For example, an alarm is issued when the current or voltage value exceeds a predetermined level when electromagnetically driven.
スニ」鮫−但
第2図は、本発明の詳細な説明するための前提となるU
字形導管をもつコリオリの方式質量流量計の一例を示す
平面図で1図中、U字形導管1が支持部材2に軸xx′
を対称軸として固着支持されるとともに、軸xX′方向
に延びる往復動部材3の一端が支持部材2に固着されて
いる。この往復動部材3の他端には、導管1の固着点を
結ぶ軸YY’回りの導管1の固有振動数と実質的に等し
い振動数で加振する駆動コイル4が配設されている。こ
の駆動コイル4の軸上に磁石5が導管1に保持板6を介
して装着されており、図示しない駆動源により、紙面と
垂直方向に吸引反発され、この結果、導管1は軸YY’
の回りに駆動される。However, Figure 2 is a prerequisite for detailed explanation of the present invention.
1 is a plan view showing an example of a Coriolis mass flowmeter having a U-shaped conduit 1, in which a U-shaped conduit 1 is attached to a support member 2 with an axis xx'
One end of the reciprocating member 3 extending in the direction of the axis xX' is fixed to the support member 2 . At the other end of this reciprocating member 3, a drive coil 4 is arranged which vibrates at a frequency substantially equal to the natural frequency of the conduit 1 around an axis YY' connecting the fixed points of the conduit 1. A magnet 5 is attached to the conduit 1 via a holding plate 6 on the axis of the drive coil 4, and is attracted and repelled by a drive source (not shown) in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and as a result, the conduit 1 is moved along the axis YY'
is driven around.
これにより、Q方向に流れる流体に対してコリオリの力
が作用し、Xx′軸まわりに回転力が生ずる。これを導
管1の両腕に対称的に固設されたピックアップコイル8
により、該ピックアップコイル8と固定された磁石7と
の相対運動によって生ずる電気信号の時間差としてコリ
オリの力を求めている。As a result, a Coriolis force acts on the fluid flowing in the Q direction, and a rotational force is generated around the Xx' axis. This is a pickup coil 8 fixed symmetrically to both arms of the conduit 1.
Thus, the Coriolis force is determined as the time difference between the electric signals caused by the relative motion between the pickup coil 8 and the fixed magnet 7.
第1図は、本発明の一実施例を示すために叙上の質量流
量計の動作を信号の流れの面から説明するブロック図で
、図において、導管1の左右に配設されたピックアップ
コイル8から導管1の速度に比例した正弦波信号が出力
され、この正弦波信号をインテグレータ11で積分する
ことにより位置信号に変換して位相差検出回路12によ
り時間差を求めて質量信号とし、増幅回路13を径て端
子14より流量信号を出力する。同時に、ピックアップ
コイル8の信号がリニア増幅器20により増幅され、こ
の信号を受けて駆動回路16を介して駆動コイル4が正
弦駆動され、これによりピックアップコイル8−リニア
増幅器2〇−駆動回路16−導管1一往復動部材3−駆
動コイル4−磁石5−導管1−ピックアップコイル8か
らなる正帰還用ループにより固有振動数の正弦振動する
。FIG. 1 is a block diagram illustrating the operation of the above-mentioned mass flowmeter from the aspect of signal flow in order to show an embodiment of the present invention. A sine wave signal proportional to the speed of the conduit 1 is output from 8, and this sine wave signal is integrated by an integrator 11 to convert it into a position signal, and a phase difference detection circuit 12 calculates a time difference to produce a mass signal, which is then sent to an amplifier circuit. A flow rate signal is output from the terminal 14 through the terminal 13. At the same time, the signal of the pickup coil 8 is amplified by the linear amplifier 20, and in response to this signal, the drive coil 4 is driven sinusoidally through the drive circuit 16, whereby the pickup coil 8 - linear amplifier 20 - drive circuit 16 - conduit 1 - reciprocating member 3 - drive coil 4 - magnet 5 - conduit 1 - pickup coil 8 A positive feedback loop causes sine vibration at a natural frequency.
駆動信号増幅制御回路15は、前記正帰還ループが発振
することを抑制し一定振幅の振動を継続するための振幅
制御回路であり、インテグレータ11の信号を整流して
得た直流信号と、一定振動値に相当する基Q電圧と比較
する比較増幅器(図示せず)等から成り、前記直流信号
と基、?lI電圧との差信号により駆動回路16を駆動
するものである。従って、該駆動回路16への入力信号
は被測定流体の密度が一定で、導管1が疲労しない正常
時では一定の値となっているが、疲労により導管1の内
部摩擦が増加した場合は、その分大きい信号となる。本
発明においては、この信号の変化に着目して、被測定流
体の密度範囲による駆動信号振幅制御回路15からの出
力信号を勘案して振幅限界値設定器17の基準電圧を設
定して、この設定値と前記駆動信号振幅制御回路15の
出力信号とをコンパレータ18で比較し、設定値を越え
たとき端子19よりアラーム信号を発信して警報するも
のである。なお、以上には、本発明をU字形導管1をも
ったコリオリの方式質量流量計に適用した場合について
述べたが、導管が直管の場合、および、その他の形状の
ものでも導管を正弦駆動として生ずるコリオリの力を検
出する方式のものであれば、導管の疲労による駆動エネ
ルギは増大するものであり、本発明は、このような物理
量を発生する方式のコリオリの方式質量流量計すべてに
ついて適用できるものである。The drive signal amplification control circuit 15 is an amplitude control circuit for suppressing the oscillation of the positive feedback loop and continuing vibration with a constant amplitude, and it combines a DC signal obtained by rectifying the signal from the integrator 11 with a constant vibration. It consists of a comparator amplifier (not shown), etc., which compares the base Q voltage corresponding to the value of the DC signal with the base Q voltage. The drive circuit 16 is driven by the difference signal from the lI voltage. Therefore, the input signal to the drive circuit 16 has a constant value under normal conditions when the density of the fluid to be measured is constant and the conduit 1 is not fatigued, but when the internal friction of the conduit 1 increases due to fatigue, The signal will be that much larger. In the present invention, focusing on the change in this signal, the reference voltage of the amplitude limit value setter 17 is set in consideration of the output signal from the drive signal amplitude control circuit 15 depending on the density range of the fluid to be measured. A comparator 18 compares the set value with the output signal of the drive signal amplitude control circuit 15, and when the set value is exceeded, an alarm signal is sent from a terminal 19 to issue a warning. The above description has been about the case where the present invention is applied to a Coriolis mass flowmeter having a U-shaped conduit 1. However, when the conduit is straight or has other shapes, the conduit can also be driven sinusoidally. If the system detects the Coriolis force generated by It is possible.
効 果
以上の説明から明らかなように、本発明は、流体が流通
する導管を一定振幅の固有振動数で駆動することにより
発生するコリオリの方式質量流量計において、駆動装置
を一定振幅で駆動を継続するために補給する電圧又は電
流値が導管の疲労により生ずる導管の内部損失分だけ増
加するという簡単な原理によって安価に質量流量計の異
常を検出でき、導管が疲労破断して危険な流体が流出す
る等の問題を未然に防止することができる。Effects As is clear from the above description, the present invention provides a Coriolis type mass flowmeter in which a conduit through which fluid flows is driven at a natural frequency of a constant amplitude. Based on the simple principle that the voltage or current value supplied for continuation increases by the internal loss of the conduit caused by fatigue of the conduit, abnormalities in the mass flow meter can be detected at low cost, and the conduit can be fatigue-ruptured and dangerous fluid can be released. Problems such as leakage can be prevented.
第1図は、本発明の一実施例を説明するための電気的ブ
ロック図、第2図は、コリオリの方式質量流量計の一例
を示す平面図である。
1・・・導管、2・・・支持部材、3・・・往復動部材
、4・・・駆動コイル、5,7・・・磁石、8・・・ピ
ックアップコイル、15・・・駆動信号振幅制御回路、
16・・・駆動回路、17・・・振幅限界値設定器、1
8・・・コンパレータ、19・・・アラーム出力端子。
特許出願人 オーバル機器工業株式会社第1図
篤 21!lI!
YFIG. 1 is an electrical block diagram for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an example of a Coriolis mass flowmeter. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Conduit, 2... Support member, 3... Reciprocating member, 4... Drive coil, 5, 7... Magnet, 8... Pick-up coil, 15... Drive signal amplitude control circuit,
16... Drive circuit, 17... Amplitude limit value setter, 1
8... Comparator, 19... Alarm output terminal. Patent applicant Oval Equipment Industry Co., Ltd. Figure 1 Atsushi 21! lI! Y
Claims (1)
支持区間を一定振幅の固有振動数で導管軸に直交する方
向に駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動により生ず
るコリオリの力を検出する検出手段とからなり、コリオ
リの力に比例した質量流量を求める質量流量計において
、前記駆動手段の駆動信号を該駆動信号の規定値として
定められた基準値と比較し、該駆動信号が該基準値を越
えた時に警報の発信およびまたは駆動を停止することを
特徴とする質量流量計における異常検出器。a conduit through which fluid flows; a support means for supporting the conduit;
It consists of a driving means for driving the support section in a direction perpendicular to the pipe axis at a natural frequency of constant amplitude, and a detection means for detecting the Coriolis force generated by the driving of the driving means, and a mass flow rate proportional to the Coriolis force. In a mass flowmeter that seeks the following, the drive signal of the drive means is compared with a reference value determined as a specified value of the drive signal, and when the drive signal exceeds the reference value, an alarm is issued and/or the drive is stopped. An abnormality detector in a mass flow meter characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31576686A JPH0678923B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Anomaly detector in mass flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31576686A JPH0678923B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Anomaly detector in mass flowmeter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS63165718A true JPS63165718A (en) | 1988-07-09 |
JPH0678923B2 JPH0678923B2 (en) | 1994-10-05 |
Family
ID=18069286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31576686A Expired - Lifetime JPH0678923B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Anomaly detector in mass flowmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0678923B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-12-26 JP JP31576686A patent/JPH0678923B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH07113562B2 (en) * | 1989-03-31 | 1995-12-06 | トキコ株式会社 | Mass flow meter |
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US8374805B2 (en) | 2009-11-10 | 2013-02-12 | Yokogawa Electric Corporation | Coriolis mass flowmeter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0678923B2 (en) | 1994-10-05 |
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