KR960000098B1 - 유량연속측정장치 - Google Patents

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인터내셔널 콘트롤 오토메이션 파이낸스 에스.에이
루시아노 아씨야리
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Abstract

내용 없음.

Description

유량연속측정장치
제 1 도는 유량을 수송하는 도관을 회전시켜 힘
Figure kpo00001
가 발생하는 것을 설명하기 위한 좌표계를 나타내는 구성도.
제 2 도는 제 1 도의 도관상 임의의 점에서 발생하는 운동과 힘의 여러 특성을 나타내는 그래프.
제 3 도는 본 발명의 실시예의 측면도.
제 4 도는 본 발명에 따른 도관에서 발생되는 운동의 개략도.
제 5 도는 진동하는 도관의 최대진폭을 나타내는 선도.
제 6 도는 주파수는 같으나 위상이 서로 다른 두 사인(sine) 곡선사이의 시간차 t1를 나타내는 그래프.
제 7 도 및 제 8 도는 각각 본 발명의 변형예를 나타내는 평면도 및 측면도.
제 9 도 및 제10도는 각각 본 발명의 다른 변형예의 평면도 및 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 도관 12 : 화살표
14 : 점 16 : 회동축
20 : 실선 22 : 2점쇄선
24 : 1점쇄선 26 : 실선
28 : 점선 30 : 입구연결부재
32 : 제 1 지지부재 34,35 : 끝
36,37 : 도관 38 : Y형 통로
40 : 제2지지부재 42,43 : 끝
44 : 출구연결부재 45 : Y자형 통로
48 : 구동장치 52 : 영구자석
54 : 코일 56,58 : 감지기
62 : 영구자석 66 : 코일
72 : 영구자석 76 : 코일
80 : 위상측정장치 90,92,94,96 : 도관
98,100 : 지지판 102,104 : 도관
106 : 공통중심선
본 발명은 유량측정장치에 관한 것으로, 특히 일정간격으로 서로 떨어져서 각각 유량의 절반씩을 이송시키도록 된 2개 도관들을 고정점 사이에서 강제로 진동시켜 상기 도관에 왕복 각(角)회전운동이 발생되도록 해서 유량을 측정하도록 된 유량측정장치에 관한 것이다.
유량을 직접적으로 측정하기 위해 이송되는 유체에다 각(角)운동을 가해서 나타나는 효과를 이용하도록된 유량측정장치로는 예컨애 미국특허 제 2,865,201 호와, 미국특허 제 3,335,944 호 및, 미국특허 제 3,485,098 호와 같은 것이 공지되어져 있다.
또 미국특허 제 4,109,524호에는 도관의 일부분을 왕복운동시켜 그 부분에 종방향의 각운동이 발생되도록 함으로써 도관을 통과하는 유량을 측정하도록 된 유량측정장치도 소개되어 있는데, 이 장치에는 도관의 양쪽 끝에 링크장치가 연결되면서 이 링크장치가 도관을 왕복동시켜 주게 되어 이 도관을 통과하는 유량에 의해 발생되는 겉보기힘으로 그 단면에 작용하는 힘을 측정해서 유량을 직접적으로 측정할 수 있도록 된 것이다 .
상기와 같은 힘의 효과를 이용하여 유량을 측정하는 방법의 이해를 돕기 위해 X,Y,Z좌표계에 벡터를 배열시킨 제 1 도를 참조하여 설명하면, 질장체(m)가 임의의 축에 대해 각속도(
Figure kpo00002
)를 일으키는 힘을 받아 속도벡터(
Figure kpo00003
)로 이동할 경우 상기 힘(
Figure kpo00004
)은 다음과 같이 나나내어진다.
Figure kpo00005
즉, 제 1도에서 참조부호 10으로 나타내어진 유체이송도관이
Figure kpo00006
평면에서 화살표(12)로 표시된 시계방향으로 회전되면 각속도(
Figure kpo00007
)가 발생하게 되는 것이다. 그러나 도관(10)을 화살표(12)로 표시한 한쪽방향으로 회전시켜 주는 대신, 회동축(16)을 중심으로 도관을 앞뒤로 진동시켜주게 되면 각속도(
Figure kpo00008
)의 크기와 극(極)도 진동하게 되어 힘(
Figure kpo00009
)의 크기와 극도 그에 비례하여 진동하게 된다.
도관상의 임의점에 대해 예컨대 점(14)에 대해 작은 진폭으로 진동시켜줄 경우, 변위 벡터는 Y축에만 위치하는 것으로 표시할 수 있게 되고, 유체도관(10)이 그 회동점(16)을 중심으로 하여 상기 회동점(16)으로부터 멀리 떨어진 점(14) 사이에서 사인함수식 구동장치에 의해 작은 진폭으로 진동하게 될때 그 변위벡터와 속도벡터 및 가속도벡터들의 크기는 제 2 도에 도시한 그래프와 같이 나타내어지는 바, 점(14)의
Figure kpo00010
축을 따른 변위는 실선(20)으로 표시되고, 점(14)의 속도(
Figure kpo00011
)는 2점쇄선(22)으로 표시되며, 이 속도(
Figure kpo00012
)의 단위는 센터미터/초이고, dy/dt로 나타나게 된다.
또한 가속도
Figure kpo00013
)는 실선(26)으로 표시되고, 시간에 대한 변위의 2차도함수로 표시되어 있으며, 단위는 센터미터/초2이고 d2y/dt2로 나타내어진다.
그리고, 도관내에 유체가 흐르게 되면 유동질량체에 힘(
Figure kpo00014
)이 발생되게 되고, 뉴우턴의 제 3 법칙에 따라 도관자체에
Figure kpo00015
축을 따라 가속도(
Figure kpo00016
)에 부합하는 반력(-Fc)을 받게 되는데 이
Figure kpo00017
의 크기는 점선(28)으로 표시되어 있다.
상기와 같은 힘(
Figure kpo00018
)의 정의에 따라, 이 힘은 점(14)의 속도에 비례하고, 도관에 가해진 구동력에 의한 가속도와는 90°의 위상차가 난다는 것을 알 수 있으며, 따라서 점(14)에 가해지는 힘은 구동력과 힘(
Figure kpo00019
)의 합력이 되고, 이 합력은 상기 구동력과 힘(
Figure kpo00020
)과는 각각 90°의 위상차를 가지게 된다. 여기서 1점쇄선(24)으로 도시된 곡선은 구동력과 힘(
Figure kpo00021
)의 합력에 비례하는 가속도
Figure kpo00022
와 가속도
Figure kpo00023
를 더한 합을 나타내는데, 본래의 구동된 가속도와 합산된 가속도와의 사이의 위상차(1)는 유량에 정비례하는 힘(-Fc)을 직접 측정할 수 있는 수단이 된다.
만약, 구동력이 사인곡선으로 주어진다면 변위와 속도 및 가속도는 역시 사인곡선으로 되고, 이들은 각각 90°및 180°의 위상차가 발생하게 되므로, 그결과 위상차(1)는 반력(
Figure kpo00024
)과 합산된 구동력에 대하여 구동력의 변위, 속도, 또는 가속도의 함수중 어느 것을 기준으로 하여 위상차를 측정하더라도 위상차(1)는 동일하게 되는 것이다.
이에 본 발명은 상기한 바의 원리를 이용하여 연속적으로 이송되는 유량을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 한쌍의 평행한 도관이 나란하게 근접설치되어 그 양쪽끝이 고정지지되고, 상기 양쪽 도관사이 중간부에는 도관에 측방향으로 되는 진동을 발생시켜 양쪽 도관이 서로 접근되고, 멀어지게 되는 진동운동을 되풀이하도록 하는 구동수단이 설치되는바, 이러한 진동은 도관이 가요성을 갖고 또 도관의 양쪽 끝이 고정지지되어져 있기 때문에 가능하게 된다.
또, 상기 구동수단의 양쪽중 어느 한쪽 및, 이 구동수단과 각 지지부재 사이의 대개 중간쯤 되는 곳에 각각 감지기가 구비되어져 있는바, 이 감지기는 감지기가 설치된 위치에서의 도관운동속도에 상응하는 신호를 발생하도록 하기 위한 것이다.
한편, 도관을 양쪽에서 지지해주는 지지부재에는 유체를 공급하기 위한 통로와 연결부재가 구비되어져 있는데, 이 연결부재의 공급통로를 통해 공급되는 유체는 지지부재의 한쪽에서 두개의 도관사이로 거의 균등하게 분할되어 흐른다음, 다른쪽 지지부재에서 다시 합쳐져 배출되게 된다.
여기서, 도관내에 유체가 흐르지 않을 때에는, 구동수단의 진동주파수가 지지부재에 설치된 2개의 감지기에 의해 감지되는 주파수 및 위상과 정확히 일치하게 되나, 만일 도관내에 유체가 흐르게 되면 모든 감지기들이 구동 주파수와 동일한 주파수를 계속 감지하려하나 유체 흐름방향에서 볼때 상류측에 위치한 선행감지기는 그 위상이 구동 주파수에 비해 뒤떨어지게 되고, 하류측에 위치한 후행 감지기는 그 위상이 구동 주파수보다 앞서게 되는바, 이와같이 위상이 앞서고 뒤떨어지게 되는 현상을 이용해서 도관내부를 통과하는 유량을 측정할 수 있게 되는 것이다.
따라서 본 발명은 양쪽끝과 중심축 및 중간지점을 갖는 한쌍의 평행한 도관과, 이들 도관의 양쪽 끝을 고정위치에서 지지해주는 지지수단 및, 상기 도관의 양쪽끝 사이에서 도관을 그 중심축에 대해 횡방향으로 진동시켜주기 위한 구동수단으로 구성되면서, 상기 지지부재에는 도관내로 유체를 공급해주고 또 이 유체를 양쪽 도관으로 거의 균등하게 분할시켜주기 위한 연결수단이 갖추어져 있고, 도관의 중간지점과 도관의 양쪽끝에서 일정간격으로 덜어진 임의의 위치에는 최소한 하나의 감지기가 설치되어, 이 감지기가 도관의 운동중 도관의 변위, 속도 또는 가속도중 어느 하나를 감지해서, 이렇게 감지된 운동과 구동운동 사이의 위상차와 도관내에 흐르는 유량의 측정치를 가지고 유량을 측정하도록 된 장치를 제공하고, 또 도관의 중간지점에 구동수단이 구비됨과 더불어 이들 중간지점에 구동수단이 구비됨과 더불어 이들 중간지점의 양쪽끝에 한쌍의 감지기가 구비되어 유체의 진행방향에서 보아 상류측 감지기는 그 위상이 구동력의 위상에 비해 뒤떨어지는 반면, 하류측 감지기는 그 위상이 구동력의 위상보다 앞서게 되므로서 이러한 위상의 차이를 측정하여 유량을 측정할 수 있게 하고, 설계가 용이하고 구조가 튼튼하며 제작비가 적게드는 한편, 온도와 열기울기의 변화를 자체내에서 보상할 수 있으며, 높은 정확도를 갖는 유량 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이어 본 발명은 유체가 이송되는 도관의 중간지점 근처에 가해진 진동력과, 진동하고 있는 평행도관의 감지된 운동 사이의 위상차를 이용한 유량 측정방법을 제공하기 위한 것이다.
이하, 첨부된 예시 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명한다.
제 3 도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 것으로, 입구연결부재(30)에 공급되는 유량을 측정하기 위한 장치가 도시되어져 있는바, 이 입구연결부재(30)는 한쌍의 평행한 도관(36,37)의 끝(34,35)을 고정시켜주는 제 1 지지부재(32)에 연결되고, 이 지지부재(32)내에는 Y자형 통로(38)가 형성되고 연결부재(30)로 유입된 유량을 거의 균등하게 양분해서 그중의 반은 도관(36)으로 나머지 반은 도관(37)으로 공급되도록 해준다.
그리고 상기 도관(36,37)의 반대쪽 끝(42,43)은 출구연결부재(44)가 부착된 제2지지부재(40)에 연결되어 있고, 이 지지부재(40)에도 역시 Y자형 통로(46)가 형성되어 양쪽도관(36,37)에서 이송되어져 오는 유체를 합쳐 출구연결부재(44)로 배출시켜주도록 되어 있다.
또 상기 도관(36,37)사이 거의 중간부위에는 구동장치(48)가 구비되어져 있는데, 이 구동장치(48)는 예컨데 도관(36)에 고정된 솔레노이드코일(54)과 상기 코일(54)에 얹혀져 도관(37)에 고정된 영구자석(52)으로 이루어져 있어서, 일정주파수의 전류를 상기 솔레노이드코일(54)에 가해주게 되면 도관(36,37)이 상하로 진동하면서 서로 접근, 후퇴운동을 되풀이하게 된다.
제 4 도는 제 3 도의 장치에 대한 개략도로서, 도관(36,37)이 하나의 선으로 각각 표시되어 있고, 도관들이 상호 멀어지게 되는 최대진폭은 실선(36a,37a)으로, 상호최대 근접상태는 점선(36c,37c)으로, 정지위치는 1점쇄선(36b,37b)으로 각각 표시되어 있다.
한편, 제 3 도에 도시된 바와같이 도관(36,37)에는 한쌍의 감지기(56,58)가 구비되어져 있는데, 이들 감지(56,58)는 서로 일정간격으로 떨어져 구동장치(48) 양쪽에 위치하고 있는데, 그중 감지기(56)는 도관(37,38)에 각각 연결된 코일(66)에 자기적으로 결합된 영구자석(62)을 갖추고 있는 한편, 감지기(58)도 도관(36,37)에 각각 연결된 코일(76)에 얹혀져 있는 영구자석(72)을 갖추고 있다.
따라서, 제 4 도에 도시한 바와같이 도관(36,37)을 진동시켜 주게 되면 코일(66,76)에는 사인곡선형의 유도전류가 발생하게 되고, 유도전류에 의한 신호가 각 감지기가 있는 위치에서 도관(36,37)이 상호 접근, 후퇴운동을 하는 속도에 비례하여 발생하게 된다.
또, 유체가 도관(36,37)내로 흐르지 않을때에는 구동장치(48)에 의해 도관(36,37)의 중간지점에 가해지는 진동이 감지기(56,58)에 신호를 발생시켜 주게 되는데, 이 신호들의 위상은 서로 일치하게 되면서 또 구동장치(48)의 속도의 위상과도 일치하게 되지만, 유체가 도관(36,37)내로 흐르게 되면 상기 감지기(56,58)의 신호들 사이에는 위상차가 발생하게 된다.
이때, 상류측 감지기(56)에서 발생하는 속도신호의 위상은 구동장치(48)의 속도의 위상보다 뒤떨어지게 되며, 하류측 감지기(58)에서 발생하는 신호의 위상은 구동장치(48)의 속도의 위상보다 앞서게 된다.
제 3 도에서 참조부호 80번으로 개략적으로 도시된 장치는 위상측정장치로서, 감지기(56,58) 및 구동장치(48)에 연결되어 각각의 속도신호에 대한 위상의 앞섬과 뒤떨어짐을 측정하도록 되어 있는데, 여기서 구동장치의 속도위상에 대해 각도관(36,37)의 속도신호의 위상이 앞서고 뒤떨어지는 것은 상기 도관(36,37)내에서 이송되는 유량과 직접적인 관계가 있게 되는 것이다.
제 5 도는 도관중 하나에 대한 개략도로서, 감지기중의 하나가 설치된 위치가 ˝0˝으로 표시되고 있는데, 이 지점에서 도관을 지지해주는 가장 가까운 지지점까지의 거리는 r이 된다.
이 ˝0˝점에서 도관은 상향으로 +A만큼과 하향으로 -A만큼의 최대진폭으로 진동하고, ˝0˝점으로부터의 변위는 ˝y˝로 표시하기로 한다.
또 도관상의 임의지점에 대해 단순조화진동운동에서의 공진현상으로 최대진폭 A가 되도록 강제 진동하게 될 경우 정지위치로부터의 변위 ˝y˝는 다음과 같이 정의한다.
[수학식 1]
Figure kpo00025
여기서 y=정지위치로부터의 변위, A=최대진폭, w=2πf, f=공진주파수, t=시간이며, 진동이 시작될때 t=0이다.
그런데, 도관은 양쪽끝이 고정되어져 있고 또 그 정지축에 대해 횡방향으로만 이동할 수 있기 때문에, 변위˝y˝는 상하로만 발생하게 되는바, 이때
˝0˝점에서 상하로 이동하는 속도는
[수학식 2]
Figure kpo00026
이고, 가속도는
[수학식 3]
Figure kpo00027
가 된다.
그리고 ˝0˝점에 작용하는 힘(
Figure kpo00028
)(백터량)은 상하로 작용하면서 유도성 진동운동을 하게 되는데, 이때의 상기 힘(
Figure kpo00029
)은
[수학식 4]
Figure kpo00030
로 된다.
여기서 -Fc는 이동하는 유체에 대한 가속도의 효과로서 발생하는 겉보기 힘이며, mc= ˝0˝점을 지나는 유체의 질량, wc= ˝0˝점의 가속도, =｜v/r｜ 및 (V=w×r), Vc= ˝0˝점을 지나는 유체의 속도.
그런데 만일 ˝0˝점에서의 도관의 스프링상수를 K라 하면 유도된 진동력의 진폭은
[수학식 5]
Figure kpo00031
가 된다.
여기서 상기 2개의 힘은 같은 방향으로 작용하기 때문에 , 그 크기는 다음과 같이 직접 합산할 수 있는바,
[수학식 6]
Figure kpo00032
가 되고, 상기(6)식에, V=wA cos wt를 대입하면
[수학식 7]
가 된다
여기서 유량이 일정하다면 mc,r, Vc, w, w2및 A 는 모두 상수가 되므로,
[수학식 8]
Figure kpo00034
가 되며, 여기서
B1= -2wA mcVc/r,
B2= -kA이다.
상기 식(8)에 표시된 B1cos wt + B2sin wt의 합은
[수학식 9]
Figure kpo00035
로 표시될 수 있으며, 여기서,
γ =
Figure kpo00036
이며,
β = arctan (B1/B2)이다.
상기 식(9)의 수학적 의미는˝0˝점에 작용하는 합력이 구동력에 의한 진동, 즉B1cos wt와 B2sin wt의 주파수와 동일한 주파수를 갖게 되나 β만큼 위상차가 난다는 것이다. 여기서,
[수학식 10]
Figure kpo00037
또는
[수학식 11]
Figure kpo00038
여기서, f=진동의 주파수라 할 때, w=2π f이고, 이 f는 도관의 자연 공진 주파수에서는 상수로 유지되며, r은 고정된 거리, K는 상수이기 때문에, 상기의 위상차 β는,
[수학식 12]
Figure kpo00039
이고, 여기서, α = (kr/4π f)이므로
[수학식 13]
Figure kpo00040
이고, 여기서, mcVc= 유량이다.
따라서, ˝0˝점에 작용하는 힘은 구동력과 마찬가지로 사인곡선형으로 되어 구동력과 그 주파수가 같고, 위상만이 β만큼 달라지게 되며, 변위함수, 속도함수 또는 가속도 함수( 및 이들에 대한 고차도함수)도 그에 상응하는 구동력에 대하여 아래에 표시한 만큼 동일한 양의 위상차가 생긴다.
[수학식 14]
Figure kpo00041
여기서 n은 정수이다
위상의 차이가 아주 작을 경우, 식(12)는
[수학식 15]
Figure kpo00042
이 된다.
여기서, 주파수 f에 관한 항을 소거하기 위해, 제 6 도에 도시한 바와같이 위상ø만이 차이가 나고 진폭이 시간의 함수로 표시되는 두가지의 신호를 실험하기로 한다. 상기 두 신호의 주파수는 서로 같고, 그 주기는
[수학식 16]
Figure kpo00043
로 되는바, 여기서,
[수학식 17]
Figure kpo00044
이며, 이들의 상대적인 위상각 β는
[수학식 18]
Figure kpo00045
로 정의하므로, 상기 식(18)을 식(15)에 대입하면
[수학식 19]
Figure kpo00046
가 된다. 따라서,
mcVc= 유량
[수학식 20]
Figure kpo00047
이 되는데, 이 식에서 주파수에 따른 항이 제거되었으므로, 스프링상수 K, 길이 r 및 시간차 t1의 값만을 알면 되는데, 여기서의 시간차 t1은 오실로스코우프나 표준실험 기법을 사용하여 측정할 수 있고, 어떤 조건에 대해서도, K 및 r은 일정한 상수가 되므로 t1의 측정치는 곧 유량에 정비례하게 되고 제 6 도에 도시된바와같은 신호를 이용하여 교차점이 없는 기준선에 국한되지 않고 어느선을 따라서든 시간차 t1을 측정할 수가 있으며, 이득인자나 DC오프셋인자(offset factor)에 관계없이 두 신호에 대해 어느 한 사이클 동안, 동일한 1차 및 2차도함수를 이용하여 임의의 2점 사이에서의 시간차 t1을 측정할 수 있게 된다.
본 발명을 설계함에 있어서, 제 3 도의 분지된 평행도관상의 점 ˝a˝는 상기 설명에 따른 것이고 점 ˝u˝에서 유도된 신호와 점˝a˝에서 유량에 따라 발생되는 신호사이의 시간차 t1을 측정함으로써 유량을 직접적으로 측정할 수 있게 되며, 흐름의 방향이 제 3 도와 같이 되어 있을때점 ˝a˝에서의 신호점 ˝u˝에서의 신호에 비해 뒤떨어지게 되고, 점 ˝b˝에서의 신호는 점˝v˝에서의 신호에 비해 뒤떨어지게 되며, 점 ˝c˝에서의 신호는 점 ˝u˝에서의 신호보다 앞서게 되고, 점 ˝d˝에서의 신호는 점 ˝v˝에서의 신호보다 앞서게 된다.
이 모든 점들 사이에 있어서의 위상각의 진폭은 동일하며, 앞서는 신호가 발생되는 점에서는 양의 값이되고, 뒤떨어지는 신호를 발하는 점에서는 음의 값이된다. 그러므로 점 ˝a˝ 및 ˝b˝에서의 뒤떨어지는 위상과 점 ˝c˝ 및 ˝d˝에서의 앞서는 위상사이의 총 위상차 ø는 양 도관을 통과하는 총유량을 가중평균치의 2배로 추출하게 되는 신호를 제공하게 되므로, 앞서고 뒤떨어지는 위상각의 합이 서로 상쇄되어 압력, 밀도 또는 온도변화에 관계없이 도관들이 자연 공진주파수를 유지하는데 필요한 공진주파수 자료를 제공해주게 된다.
제 3 도의 분지된 평행한 배관장치는, 구동장치(48) 역할을 하는 코일의 양쪽 반과 감지기코일(66,76)이 도관(36,37)에 직접 설치되도록 하여 통상적인 소음을 감소시켜 주고 본 장치의 성능을 개선할 수 있도록 해준다.(단, 점 ˝a˝,˝b˝,˝c˝ 및 ˝d˝에서 진동하게 되는 질량은 모두 같고, 또 점 ˝u˝와˝v˝에서의 질량도 서로 같다고 가정한다.)
따라서 제 3 도에 도시된 바와같은 분지된 평행도관을 사용함으로써 다음과 같은 여러 가지 잇점이 있게 되는바, 즉, 주파수가 동일한 두가지 신호에 대해 어느 한 사이클동안 동일한 1차도함수 및 2차도함수를 이용해서 두점 사이의 측정된 시간차에 비례하게 되는 유량을 직접적으로 측정할 수 있게 되고, 또 기계적 설계가 간단해지고 튼튼해지게 되며, 조립하기가 쉽고 소형이어서 설치하기가 쉽고, 측정방법이 유체의 밀도에 영향을 받지 않아 온도의 영향이 거의 없게 되는 한편, 상하 진폭을 측정하기가 쉽고 측정방법이 유체의 점성에 영향을 받지 않게 됨으로써 액체, 개스 및 슬러리에도 적용시킬 수 있다고 하는 점등을 들 수 있다.
제 3 도에서 참조부호 80번으로 도시된 위상측정장치의 다른 실시예로서는 예컨대 휴레트 패카드 모델3575A와 같은 것이 있는바, 이러한 위상측정장치를 사용함으로써 구동점으로부터 도관의 중심 근처에 있는 감지점 사이 및 중심에서 일정 간격으로 떨어져 있는 감지점 사이의 위상차를 이용해서 유량을 측정할 수가 있고, 더욱 구동장치의 양쪽에 감지기를 설치해줌으로써 측정의 정확도를 높여줄 수 있게 된다.
제 3 도에 도시된 바와같은 본 발명의 실시예는 정상 조건하에서는 정확하게 유량을 측정할 수 있으나, 평행잔 직선도관(36,37)과 그 지지부재(32,40) 사이에서 온도가 변화되게 되거나, 열기울기가 커지게 되면 도관에 열응력이 발생되어 측정성능을 저하시키게 되고, 극한상황에서는 도관이 파손되기도 한다.
이에따라 제 7 도 및 제 8 도에는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 평행한 직선도관(36,37)과 이 도관(36,37)에 결합된 감직 및 구동장치가 상기와 같은 온도 변화와 열기울기의 영향을 받지 않도록 된 장치가 도시되어 있는바. 여기서 각각의 직선도관(36,37)은 각각 S-자형의 가요성 도관(90,92)에 의해 제 1 지지부재(32)로 연결되고, 이와 마찬가지로 S-자형의 가요성 도관(94,96)에 의해 각각 제 2 지지부재(40)에 연결되어져 있다.
그리고 상기 적선도관(36,37)은 강성지지판(98,100)에 견고하게 결합되어 도관(36,37)의 유효길이가 한정되어지면서 제 4 도에서 1점쇄선(36b,37b)으로 표시된 바와같이 정지 위치에 있을 때 서로 정확하게 평행을 유지하도록 되어 있다.
제 9 도 및 제 10 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시해 놓은 것으로, 하나의 공통중심선(106)을 기준으로 하여 일정한 피치로 각각 시계방향과 반시계방향으로 감겨진 한쌍의 나선형 도관(102,104)을 설치해서 온도변화 및 열기울기의 영향을 받지 않도록 하고 있는데, 이와같은 형상의 도관(102,104)은 나선형 스프링과 같은 역할을 해서 자체의 변형을 일으키지 않고 온도변화 및 열기울기에 의한 좋지아니한 영향을 흡수하는 한편, 구동장치(48)의 감지기(56,58)가 편의상 도관(102,104)의 교차점 사이에 설치되어 제 3 도면에서나타낸 제 1실시예에서와 동일한 기능을 수행하도록 되어 있다.

Claims (6)

  1. 양쪽끝(34,35,42,43)과 중심축 및 상기 양쪽 끝(34,35,42,43) 사이에 중심점을 갖는 한쌍의 평행한 직선도관(36,37)과 이들 도관(36,37)의 양끝(34,35,42,43)을 거의 고정된위치에서 붙잡아주기 위해 상기 도관(36,37)에 연결된 제1 및 제 2지지부재(32,40), 상기 제 1지지부재(32)에서 측정하고자 하는 유량의 절반씩을 공급받고 상기 제2 지지부재(40)에서 상기 유량을 합류시키도록 되어 상기 한쌍의 평행도관(36,37)에 측정하고자 하는 유체를 공급해 주도록 상기 지지부재(32,40)에 연결된 연결부재(30,44), 상기 도관(36,37)이 일정한 주파수로 각 도관(36,37)의 거의 중간지점에서 그 중심축에 대해 횡방향으로 서로 접근 및 후퇴운동을 하도록 진동시켜주기 위해 상기 도관(36,37)에 결합된 구동장치(48) 및, 상기 평행한 도간(36,37)의 양쪽끝(34,35,42,43)으로부터 일정간격을 두고 떨어진 감지점에서 일정한 주파수에 대한 상기 도관(36,37)의 위상차를 감지하고 중간지점으로부터 일정간격으로 떨어진 감지점에서 상기 도관(36,37)의 운동을 감지하기 위한 감지기(56,58)로 구성되면서, 상기 각 지지부재(32,40)에는 상기 각 평행한 직선도관(36,37)에 유체를 유입 및 방출시켜주기 위해 열응력을 흡수할 수 있는 가요성 도관(90,92,94,96)이 구비되어 온도의 변화 또는 열기울기에 의해 상기 직선도관(36,37)의 변형 및 파열을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 가요성 도관(90,92,94,96)은 굴곡된 튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 가요성 도관(90,92,94,96)은 거의 S-자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 직선도관(36,37)의 양쪽끝(34,35,42,43)을 고정시켜 평행관계로 유지시켜주기 위한 평행유지수단이 갖추어진 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 평행유지수단은 상기 직선도관(36,37)의 양쪽 끝에 인접하여 결합된 강성지지판(98,100)으로 구성된 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
  6. 유량을 측정하기 위한 장치에 있어서, 중간교차점과, 이 중간교차점의 어느 한쪽에 교차점을 구비하고서 공통중심선(106)에 대해 일정한 직경과 피치의 나선형코일형태로 감겨져 그 전체유량의 거의 절반씩을 수용하도록 된 한쌍의 도관(102,104)과, 이들 도관(102,104)이 서로 접근 및 후퇴하도록 상기 중간교차점에서 일정 주파수로 이들 도관(102,104)의 운동을 감지하고 또 상기 중간교차점의 한쪽 교차점에서 상기 도관(102,104)의 운동을 감지하고 또 상기 중간교차점의 한쪽 교차점에서 상기 도관(102,104)사이의 위상차를 감지하도록 된 감지기(56,58)로 구성된 것을 특징으로 하는 유량연속측정장치.
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