JPH04236328A - 質量流量計 - Google Patents
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- JPH04236328A JPH04236328A JP3004679A JP467991A JPH04236328A JP H04236328 A JPH04236328 A JP H04236328A JP 3004679 A JP3004679 A JP 3004679A JP 467991 A JP467991 A JP 467991A JP H04236328 A JPH04236328 A JP H04236328A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
- G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は質量流量計に係り、特に
センサチューブに作用する外部振動の影響を除去するよ
う構成した質量流量計に関する。
センサチューブに作用する外部振動の影響を除去するよ
う構成した質量流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】被測流体の質量流量計を計測する質量流
量計として、振動するセンサチューブ内に流体を流した
ときに生ずるコリオリの力を利用して質量流量を直接計
測する流量計がある。
量計として、振動するセンサチューブ内に流体を流した
ときに生ずるコリオリの力を利用して質量流量を直接計
測する流量計がある。
【０００３】この種の質量流量計は、特開昭５４−５２
５７０号公報に記載の如く略Ｕ字状のセンサチューブに
流体を流し、加振器（励磁コイル）の駆動力によりセン
サチューブを振動させる構成とされている。コリオリの
力はセンサチューブの振動方向に働き、かつ入口側と出
口側とで逆向きであるのでセンサチャーブに捩じれが生
じ、この捩じれ角は質量流量に比例する。従って、セン
サチューブの入口側及び出口側夫々の捩じれる位置に振
動を検出するピックアップ（振動センサ）を設け、両セ
ンサの出力検出信号の時間差を計測して上記センサチュ
ーブの捩じれ、つまり質量流量を計測している。
５７０号公報に記載の如く略Ｕ字状のセンサチューブに
流体を流し、加振器（励磁コイル）の駆動力によりセン
サチューブを振動させる構成とされている。コリオリの
力はセンサチューブの振動方向に働き、かつ入口側と出
口側とで逆向きであるのでセンサチャーブに捩じれが生
じ、この捩じれ角は質量流量に比例する。従って、セン
サチューブの入口側及び出口側夫々の捩じれる位置に振
動を検出するピックアップ（振動センサ）を設け、両セ
ンサの出力検出信号の時間差を計測して上記センサチュ
ーブの捩じれ、つまり質量流量を計測している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記質量流量計は通常
被測流体が給送される配管途中に設けられ、流入側と流
出側とを夫々配管により支持されていた。ところが、比
較的少流量の流体しか流さないような配管経路では径の
小さい細管が使用され、あるいは圧力の低い場合等には
フレキシブルチューブ（合成樹脂性）が使用される。こ
のような細管，フレキシブルチューブにより管路が形成
されると質量流量計を管路により支持することができず
、質量流量計は床面あるいは支柱等により所定高さに支
持されたブラケット等の固定ベース上に載置されること
になる。
被測流体が給送される配管途中に設けられ、流入側と流
出側とを夫々配管により支持されていた。ところが、比
較的少流量の流体しか流さないような配管経路では径の
小さい細管が使用され、あるいは圧力の低い場合等には
フレキシブルチューブ（合成樹脂性）が使用される。こ
のような細管，フレキシブルチューブにより管路が形成
されると質量流量計を管路により支持することができず
、質量流量計は床面あるいは支柱等により所定高さに支
持されたブラケット等の固定ベース上に載置されること
になる。
【０００５】しかるに、質量流量計が上記のような固定
ベース上に載置されると、例えば工場等においては、各
種重量機器（ロボット，プレス，クレーン，フォークリ
フト，コンプレッサ，工作機械等）が配設されているた
め、様々な外部振動が床やブラケット等の固定ベースを
介して質量流量計に伝播する。これに対し、前述したコ
リオリ式の質量流量計ではセンサチューブを振動させて
流量計測する構造であるので、外部振動がセンサチュー
ブあるいはピックアップ（振動センサ）に伝わると正確
な流量計測ができなくなり、計測精度が低下するといっ
た課題が生ずる。
ベース上に載置されると、例えば工場等においては、各
種重量機器（ロボット，プレス，クレーン，フォークリ
フト，コンプレッサ，工作機械等）が配設されているた
め、様々な外部振動が床やブラケット等の固定ベースを
介して質量流量計に伝播する。これに対し、前述したコ
リオリ式の質量流量計ではセンサチューブを振動させて
流量計測する構造であるので、外部振動がセンサチュー
ブあるいはピックアップ（振動センサ）に伝わると正確
な流量計測ができなくなり、計測精度が低下するといっ
た課題が生ずる。
【０００６】又、質量流量計を防振ゴム等により支持す
るといった防振対策が考えられるが、この場合高周波振
動を吸収することができるものの低周波振動を除去する
ことができない。
るといった防振対策が考えられるが、この場合高周波振
動を吸収することができるものの低周波振動を除去する
ことができない。
【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決した質量
流量計を提供することを目的とする。
流量計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、被測流体が流
入する流入側管路と該流入側管路とほぼ平行に延在する
流出側管路とを有する連続した１本のセンサチューブと
、該センサチューブの流入側管路及び流出側管路を互い
に近接・離間する方向に加振する加振器と、前記加振器
の上，下流側に設けられ前記センサチューブの流入側管
路の変位を検出する第１，第２のピックアップと、前記
加振器の上，下流側に設けられ前記センサチューブの流
出側管路の変位を検出する第３，第４のピックアップと
、前記第１のピックアップの出力と前記第３のピックア
ップの出力とを加算し、前記第２のピックアップの出力
と前記第４のピックアップの出力とを加算し、両加算値
の位相差を算出する演算回路と、よりなる。
入する流入側管路と該流入側管路とほぼ平行に延在する
流出側管路とを有する連続した１本のセンサチューブと
、該センサチューブの流入側管路及び流出側管路を互い
に近接・離間する方向に加振する加振器と、前記加振器
の上，下流側に設けられ前記センサチューブの流入側管
路の変位を検出する第１，第２のピックアップと、前記
加振器の上，下流側に設けられ前記センサチューブの流
出側管路の変位を検出する第３，第４のピックアップと
、前記第１のピックアップの出力と前記第３のピックア
ップの出力とを加算し、前記第２のピックアップの出力
と前記第４のピックアップの出力とを加算し、両加算値
の位相差を算出する演算回路と、よりなる。
【０００９】又、本発明は、被測流体が流れる一対の第
１，第２のセンサチューブと、該第１のセンサチューブ
の流入側，流出側の夫々を互いに近接・離間する方向に
加振する第１，第２の加振器と、前記第１のセンサチュ
ーブの振動方向と１８０度の位相差で前記第２のセンサ
チューブの流入側，流出側を加振する第３，第４の加振
器と、前記第１のセンサチューブの流入側，流出側の変
位を検出する第１，第２のピックアップと、前記第２の
センサチューブの流入側，流出側の変位を検出する第３
，第４のピックアップと、前記流入側の第１のピックア
ップの出力と第３のピックアップの出力とを加算し、前
記流出側の第２のピックアップの出力と第４のピックア
ップの出力とを加算し、両加算値の位相差を算出する演
算回路と、よりなる。
１，第２のセンサチューブと、該第１のセンサチューブ
の流入側，流出側の夫々を互いに近接・離間する方向に
加振する第１，第２の加振器と、前記第１のセンサチュ
ーブの振動方向と１８０度の位相差で前記第２のセンサ
チューブの流入側，流出側を加振する第３，第４の加振
器と、前記第１のセンサチューブの流入側，流出側の変
位を検出する第１，第２のピックアップと、前記第２の
センサチューブの流入側，流出側の変位を検出する第３
，第４のピックアップと、前記流入側の第１のピックア
ップの出力と第３のピックアップの出力とを加算し、前
記流出側の第２のピックアップの出力と第４のピックア
ップの出力とを加算し、両加算値の位相差を算出する演
算回路と、よりなる。
【００１０】
【作用】センサチューブの変位を検出する第１〜第４の
ピックアップには、第１のピックアップと第３のピック
アップにより夫々逆方向の振動成分が検出され、且つ第
２のピックアップと第４のピックアップにより夫々逆方
向の振動成分が検出されるため、夫々の対を加算するこ
とによりセンサチューブに生じた外部振動をキャンセル
できる。
ピックアップには、第１のピックアップと第３のピック
アップにより夫々逆方向の振動成分が検出され、且つ第
２のピックアップと第４のピックアップにより夫々逆方
向の振動成分が検出されるため、夫々の対を加算するこ
とによりセンサチューブに生じた外部振動をキャンセル
できる。
【００１１】
【実施例】図１及び図２に本発明になる質量流量計の第
１実施例を示す。
１実施例を示す。
【００１２】両図中、質量流量計１は、大略流量計測部
２と、流量計測部２が載置された支持ベース３と、支持
ベース３を弾力的に支持する防振部材４とよりなる。防
振部材４は床面に固定されており、例えば周囲の機器等
から発生した高周波振動を吸収する。流量計測部２は、
１本のＵ字状のセンサチューブ５と、一対の加振器６ａ
，６ｂと、各加振器６ａ，６ｂの上，下流側に配設され
た２組の第１〜第４のピックアップ７ａ〜７ｄと、各ピ
ックアップ７ａ〜７ｄからの出力信号が入力されて流量
を算出する流量計測回路８とよりなる。
２と、流量計測部２が載置された支持ベース３と、支持
ベース３を弾力的に支持する防振部材４とよりなる。防
振部材４は床面に固定されており、例えば周囲の機器等
から発生した高周波振動を吸収する。流量計測部２は、
１本のＵ字状のセンサチューブ５と、一対の加振器６ａ
，６ｂと、各加振器６ａ，６ｂの上，下流側に配設され
た２組の第１〜第４のピックアップ７ａ〜７ｄと、各ピ
ックアップ７ａ〜７ｄからの出力信号が入力されて流量
を算出する流量計測回路８とよりなる。
【００１３】センサチューブ５は基端部が支持ベース３
上のマニホールド９に保持され、先端部が支持ベース３
上のサポート部１０に保持されている。即ち、センサチ
ューブ５の流入側直管部５ａはマニホールド９の流入口
９ａに挿入され溶接固定されており、流出側直管部５ｂ
はマニホールド９の流出口９ｂに挿入され溶接固定され
ている。又、直管部５ａ，５ｂの先端部はサポート部１
０を貫通し溶接固定されている。
上のマニホールド９に保持され、先端部が支持ベース３
上のサポート部１０に保持されている。即ち、センサチ
ューブ５の流入側直管部５ａはマニホールド９の流入口
９ａに挿入され溶接固定されており、流出側直管部５ｂ
はマニホールド９の流出口９ｂに挿入され溶接固定され
ている。又、直管部５ａ，５ｂの先端部はサポート部１
０を貫通し溶接固定されている。
【００１４】加振器６ａ，６ｂは夫々センサチューブ５
の直管部５ａ，５ｂの略中間位置を加振するように設け
られている。即ち、加振器６ａ，６ｂは実質電磁ソレノ
イドと同様の構成であり、センサチューブ５の直管部５
ａ，５ｂの側方に設けられたマグネット６ａ１ ，６ｂ
１ と、マグネット６ａ１ ，６ｂ１ を水平方向（Ｘ
方向）に駆動するコイル６ａ２ ，６ｂ２ とよりなる
。コイル６ａ２ ，６ｂ２ は夫々支持ベース３に固定
されたブラケット１２ａ，１２ｂにより保持されている
。
の直管部５ａ，５ｂの略中間位置を加振するように設け
られている。即ち、加振器６ａ，６ｂは実質電磁ソレノ
イドと同様の構成であり、センサチューブ５の直管部５
ａ，５ｂの側方に設けられたマグネット６ａ１ ，６ｂ
１ と、マグネット６ａ１ ，６ｂ１ を水平方向（Ｘ
方向）に駆動するコイル６ａ２ ，６ｂ２ とよりなる
。コイル６ａ２ ，６ｂ２ は夫々支持ベース３に固定
されたブラケット１２ａ，１２ｂにより保持されている
。
【００１５】又、ピックアップ７ａ〜７ｄは上記加振器
６ａ，６ｂと同様な構成であり、直管部５ａ，５ｂの側
方に設けられたマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ と、マグ
ネット７ａ１ 〜７ｄ１ との相対変位に応じて電圧を
発生するコイル７ａ２ 〜７ｄ２ とよりなる。コイル
７ａ２ 〜７ｄ２ は夫々支持ベース３に固定されたブ
ラケット１３ａ〜１３ｄにより保持されている。
６ａ，６ｂと同様な構成であり、直管部５ａ，５ｂの側
方に設けられたマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ と、マグ
ネット７ａ１ 〜７ｄ１ との相対変位に応じて電圧を
発生するコイル７ａ２ 〜７ｄ２ とよりなる。コイル
７ａ２ 〜７ｄ２ は夫々支持ベース３に固定されたブ
ラケット１３ａ〜１３ｄにより保持されている。
【００１６】流量計測回路８は、ピックアップ７ａ〜７
ｄのコイル７ａ２ 〜７ｄ２ により検出された検出信
号より速度を算出する速度検出回路１４と、後述するよ
うに各ピックアップ７ａ〜７ｄにより検出された検出信
号より外部振動成分を除去する外部振動キャンセル回路
１５と、流入側出力と流出側出力との時間差を検出する
時間差検出回路１６と、この時間差検出回路１６より算
出された信号にある係数を掛けて流量を算出する流量演
算回路１７とを有する。さらに、流量計測回路８は、速
度検出回路１４より出力された信号に基づいてセンサチ
ューブ５の振動方向を検出する速度方向検出回路１８と
、速度方向検出回路１８の出力に応じて加振器６ａ，６
ｂのコイル６ａ２ ，６ｂ２ に正方向の電流又は逆方
向の電流を流す励振回路１９とを有する。
ｄのコイル７ａ２ 〜７ｄ２ により検出された検出信
号より速度を算出する速度検出回路１４と、後述するよ
うに各ピックアップ７ａ〜７ｄにより検出された検出信
号より外部振動成分を除去する外部振動キャンセル回路
１５と、流入側出力と流出側出力との時間差を検出する
時間差検出回路１６と、この時間差検出回路１６より算
出された信号にある係数を掛けて流量を算出する流量演
算回路１７とを有する。さらに、流量計測回路８は、速
度検出回路１４より出力された信号に基づいてセンサチ
ューブ５の振動方向を検出する速度方向検出回路１８と
、速度方向検出回路１８の出力に応じて加振器６ａ，６
ｂのコイル６ａ２ ，６ｂ２ に正方向の電流又は逆方
向の電流を流す励振回路１９とを有する。
【００１７】上記構成になる質量流量計１では図３に示
すように流量計測時はセンサチューブ５の直管部５ａ，
５ｂをＡｓｉｎ ωｔ で夫々近接又は離間するＸ方向
に振動させる。このようにセンサチューブ５に流体が流
れると、直管部５ａ，５ｂが近接する方向に変位する場
合、図４に示す如く加振器６ａ，６ｂの上流側では加振
方向と逆方向のコリオリ力Ｆ（＝−αｃｏｓ ωｔ）が
作用し、加振器６ａ，６ｂの下流側では加振方向のコリ
オリ力（＝αｃｏｓ ωｔ）が作用する。そのため、セ
ンサチューブ５の直管部５ａ，５ｂは図４のように変位
する。
すように流量計測時はセンサチューブ５の直管部５ａ，
５ｂをＡｓｉｎ ωｔ で夫々近接又は離間するＸ方向
に振動させる。このようにセンサチューブ５に流体が流
れると、直管部５ａ，５ｂが近接する方向に変位する場
合、図４に示す如く加振器６ａ，６ｂの上流側では加振
方向と逆方向のコリオリ力Ｆ（＝−αｃｏｓ ωｔ）が
作用し、加振器６ａ，６ｂの下流側では加振方向のコリ
オリ力（＝αｃｏｓ ωｔ）が作用する。そのため、セ
ンサチューブ５の直管部５ａ，５ｂは図４のように変位
する。
【００１８】しかしながら、水平方向の低周波振動が床
面を介して周辺機器等より質量流量計１に伝わると、セ
ンサチューブ５は図５に示すように±Ｂｓｉｎ（ω０ｔ
＋θ）で変形する。そのため、各ピックアップ７ａ〜７
ｄのコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は、上記コリオリ力と低
周波振動（外部振動）とを検出することになる。
面を介して周辺機器等より質量流量計１に伝わると、セ
ンサチューブ５は図５に示すように±Ｂｓｉｎ（ω０ｔ
＋θ）で変形する。そのため、各ピックアップ７ａ〜７
ｄのコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は、上記コリオリ力と低
周波振動（外部振動）とを検出することになる。
【００１９】即ち、各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は
次のように表される。 第１ピックアップ７ａの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第２ピックアップ７ｂの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第３ピックアップ７ｃの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第４ピックアップ７ｄの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） （但し、ω＝共振周波数、ω０ ＝外部振動周波数）上
記各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は外部振動キャンセ
ル回路１５において、外部信号成分のみが除去される。 即ち、外部振動キャンセル回路１５では、第１ピックア
ップ７ａの出力と第３ピックアップ７ｃの出力とを加算
し、且つ第２ピックアップ７ｂの出力と第４ピックアッ
プ７ｄの出力とを加算する。
次のように表される。 第１ピックアップ７ａの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第２ピックアップ７ｂの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第３ピックアップ７ｃの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第４ピックアップ７ｄの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） （但し、ω＝共振周波数、ω０ ＝外部振動周波数）上
記各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は外部振動キャンセ
ル回路１５において、外部信号成分のみが除去される。 即ち、外部振動キャンセル回路１５では、第１ピックア
ップ７ａの出力と第３ピックアップ７ｃの出力とを加算
し、且つ第２ピックアップ７ｂの出力と第４ピックアッ
プ７ｄの出力とを加算する。
【００２０】これは、加振器６ａの上流側と加振器６ｂ
の上流側ではコリオリ力の作用方向が共に負方向である
のに、外部振動が加振方向に対し流入側と流出側とで逆
方向に作用するからである。同様に、加振器６ａの下流
側と加振器６ｂの下流側においても、コリオリ力の作用
方向が共に正方向であるのに、外部振動が加振方向に対
し流入側と流出側とで逆方向に作用する。
の上流側ではコリオリ力の作用方向が共に負方向である
のに、外部振動が加振方向に対し流入側と流出側とで逆
方向に作用するからである。同様に、加振器６ａの下流
側と加振器６ｂの下流側においても、コリオリ力の作用
方向が共に正方向であるのに、外部振動が加振方向に対
し流入側と流出側とで逆方向に作用する。
【００２１】従って、加振器６ａ，６ｂの上流側に位置
する第１，第３ピックアップ７ａ，７ｃの出力をたし合
わせると外部振動がキャンセルされた上流側の出力が得
られる。又、加振器６ａ，６ｂの下流側に位置する第２
，第４ピックアップ７ｂ，７ｄの出力をたし合わせると
外部振動がキャンセルされた下流側の出力が得られる。
する第１，第３ピックアップ７ａ，７ｃの出力をたし合
わせると外部振動がキャンセルされた上流側の出力が得
られる。又、加振器６ａ，６ｂの下流側に位置する第２
，第４ピックアップ７ｂ，７ｄの出力をたし合わせると
外部振動がキャンセルされた下流側の出力が得られる。
【００２２】従って、外部振動キャンセル回路１５より
出力される信号、即ち加振器６ａ，６ｂの上流側の出力
和は２Ａｓｉｎ ωｔ −２αｃｏｓωｔ となり、加
振器６ａ，６ｂの下流側の出力和は２Ａｓｉｎ ωｔ
＋２αｃｏｓ ωｔ となる。
出力される信号、即ち加振器６ａ，６ｂの上流側の出力
和は２Ａｓｉｎ ωｔ −２αｃｏｓωｔ となり、加
振器６ａ，６ｂの下流側の出力和は２Ａｓｉｎ ωｔ
＋２αｃｏｓ ωｔ となる。
【００２３】時間差検出回路１６では外部振動キャンセ
ル回路１５より出力された２つの信号の位相差を検出し
ており、外部信号が除去された流量に比例した信号を流
量演算回路１７に出力する。従って、流量演算回路１７
は外部振動に影響されない正確な流量計測信号を出力す
ることができる。
ル回路１５より出力された２つの信号の位相差を検出し
ており、外部信号が除去された流量に比例した信号を流
量演算回路１７に出力する。従って、流量演算回路１７
は外部振動に影響されない正確な流量計測信号を出力す
ることができる。
【００２４】このように、本実施例では１本のセンサチ
ューブ５でも外部振動を良好にキャンセルできるので、
簡単な構成となっている。
ューブ５でも外部振動を良好にキャンセルできるので、
簡単な構成となっている。
【００２５】又、外部振動がキャンセルされた出力信号
は２倍の出力波形で表せるため、流入側と流出側との位
相差がより精度良く検出することができる。
は２倍の出力波形で表せるため、流入側と流出側との位
相差がより精度良く検出することができる。
【００２６】又、センサチューブ５には各加振器６ａ，
６ｂのマグネット６ａ１ ，６ｂ１ 及びピックアップ
７ａ〜７ｄのマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ が設けられ
ているだけであり、比較的重量のあるコイル６ａ２ ，
６ｂ２ 及びコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は支持ベース３
に支持されているので、センサチューブ５にあまり強度
を持たせる必要がなく、センサチューブ５の小径化，肉
薄化を図ることができる。
６ｂのマグネット６ａ１ ，６ｂ１ 及びピックアップ
７ａ〜７ｄのマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ が設けられ
ているだけであり、比較的重量のあるコイル６ａ２ ，
６ｂ２ 及びコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は支持ベース３
に支持されているので、センサチューブ５にあまり強度
を持たせる必要がなく、センサチューブ５の小径化，肉
薄化を図ることができる。
【００２７】なお、加振器については２個の独立したも
のに限らずセンサチューブ５の両直管部５ａ，５ｂ間に
懸け渡して１つの加振器を設けるようにしてもよい。
のに限らずセンサチューブ５の両直管部５ａ，５ｂ間に
懸け渡して１つの加振器を設けるようにしてもよい。
【００２８】図６に本実施例の変形例を示す。センサチ
ューブ５の形状は上記Ｕ字状に限らず、図６に示すよう
に上記直管部５ａ，５ｂをさらにＵ字状に曲げた形状、
すなわち正面から見るとＪ字状となるような形状として
も良い。その場合、センサチューブ５の先端部は支持ベ
ース３より起立したＴ字形の保持部材２０により保持さ
れる。そして、各ピックアップ７ａ〜７ｄにより検出さ
れた出力信号は上記外部振動キャンセル回路１５により
外部振動を除去され、流量演算回路１７より正確な流量
計測信号に変換される。
ューブ５の形状は上記Ｕ字状に限らず、図６に示すよう
に上記直管部５ａ，５ｂをさらにＵ字状に曲げた形状、
すなわち正面から見るとＪ字状となるような形状として
も良い。その場合、センサチューブ５の先端部は支持ベ
ース３より起立したＴ字形の保持部材２０により保持さ
れる。そして、各ピックアップ７ａ〜７ｄにより検出さ
れた出力信号は上記外部振動キャンセル回路１５により
外部振動を除去され、流量演算回路１７より正確な流量
計測信号に変換される。
【００２９】図７及び図９に本発明の第２実施例を示す
。尚、上記第１実施例と同一構成部分には同一符号を付
してその説明を省略する。
。尚、上記第１実施例と同一構成部分には同一符号を付
してその説明を省略する。
【００３０】各図中、質量流量計２１はマニホールド２
２より水平方向に延在する一対のセンサチューブ２３，
２４を有する。マニホールド２２は図２に示すような弾
性部材４に支持された支持ベース３上に固定され、一対
のセンサチューブ２３と２４との中間位置に延在する円
筒状の支柱２５が溶接固定されている。
２より水平方向に延在する一対のセンサチューブ２３，
２４を有する。マニホールド２２は図２に示すような弾
性部材４に支持された支持ベース３上に固定され、一対
のセンサチューブ２３と２４との中間位置に延在する円
筒状の支柱２５が溶接固定されている。
【００３１】一対のセンサチューブ２３，２４は夫々上
から見るとＵ字状に形成されており、支柱２５の上方に
は一方のセンサチューブ２３が設けられ、支柱２５の下
方には他方のセンサチューブ２４が配設されている。そ
して、センサチューブ２３，２４の流入側直管部２３ａ
，２４ａはマニホールド２２の流入口２２ａ，２２ｂに
接続され、流出側直管部２３ｂ，２４ｂはマニホールド
２２の流出口２２ｃ，２２ｄに接続されている。又、セ
ンサチューブ２３，２４の先端部は支柱２５に固着され
たサポート板２６，２７により保持され、センサチュー
ブ２３，２４の基端側はサポート板２８，２９に保持さ
れている。
から見るとＵ字状に形成されており、支柱２５の上方に
は一方のセンサチューブ２３が設けられ、支柱２５の下
方には他方のセンサチューブ２４が配設されている。そ
して、センサチューブ２３，２４の流入側直管部２３ａ
，２４ａはマニホールド２２の流入口２２ａ，２２ｂに
接続され、流出側直管部２３ｂ，２４ｂはマニホールド
２２の流出口２２ｃ，２２ｄに接続されている。又、セ
ンサチューブ２３，２４の先端部は支柱２５に固着され
たサポート板２６，２７により保持され、センサチュー
ブ２３，２４の基端側はサポート板２８，２９に保持さ
れている。
【００３２】センサチューブ２３，２４の直管部２３ａ
，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの中間には夫々第１〜第４の
加振器６ａ〜６ｄが設けられている。図９に示す如く、
これらの加振器６ａ〜６ｄは、各直管部２３ａ，２３ｂ
，２４ａ，２４ｂの側方に突出するように設けられたマ
グネット６ａ１ 〜６ｄ１ と、支柱２５より両側に延
出する支持部３０，３１及び支持部に固定されたブラケ
ット３２，３３に保持されたコイル６ａ２ 〜６ｄ２
とよりなる。
，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの中間には夫々第１〜第４の
加振器６ａ〜６ｄが設けられている。図９に示す如く、
これらの加振器６ａ〜６ｄは、各直管部２３ａ，２３ｂ
，２４ａ，２４ｂの側方に突出するように設けられたマ
グネット６ａ１ 〜６ｄ１ と、支柱２５より両側に延
出する支持部３０，３１及び支持部に固定されたブラケ
ット３２，３３に保持されたコイル６ａ２ 〜６ｄ２
とよりなる。
【００３３】従って、センサチューブ２３，２４はコイ
ル６ａ２ 〜６ｄ２ からの電磁力により水平方向（Ｘ
方向）に加振される。その際、センサチューブ２３，２
４は夫々１８０度の位相差で加振される。即ち、加振器
６ａ〜６ｄは上方のセンサチューブ２３の直管部２３ａ
，２３ｂが近接方向に変位するとき、下方のセンサチュ
ーブ２４の直管部２４ａ，２４ｂが離間方向に変位する
ように加振する。
ル６ａ２ 〜６ｄ２ からの電磁力により水平方向（Ｘ
方向）に加振される。その際、センサチューブ２３，２
４は夫々１８０度の位相差で加振される。即ち、加振器
６ａ〜６ｄは上方のセンサチューブ２３の直管部２３ａ
，２３ｂが近接方向に変位するとき、下方のセンサチュ
ーブ２４の直管部２４ａ，２４ｂが離間方向に変位する
ように加振する。
【００３４】又、センサチューブ２３，２４の変位を検
出する第１〜第４のピックアップ７ａ〜７ｄは上記加振
器６ａ〜６ｄと同様な構成であり、図９に示すようにブ
ラケット３０，３１に保持されている。
出する第１〜第４のピックアップ７ａ〜７ｄは上記加振
器６ａ〜６ｄと同様な構成であり、図９に示すようにブ
ラケット３０，３１に保持されている。
【００３５】ここで、上記構成になる質量流量計２１の
流量計測動作につき説明する。流量計測時、図１０に示
すように上方のセンサチューブ２３の直管部２３ａ，２
３ｂと下方のセンサチューブ２４の直管部２４ａ，２４
ｂとは夫々１８０度の位相差の共振周波数で振動するよ
う加振器６ａ〜６ｄにより加振される。
流量計測動作につき説明する。流量計測時、図１０に示
すように上方のセンサチューブ２３の直管部２３ａ，２
３ｂと下方のセンサチューブ２４の直管部２４ａ，２４
ｂとは夫々１８０度の位相差の共振周波数で振動するよ
う加振器６ａ〜６ｄにより加振される。
【００３６】このように振動するセンサチューブ２３，
２４に流体が流れると、直管部２３ａ，２３ｂが近接す
る方向に変位し、直管部２４ａ，２４ｂが離間する方向
に変位する場合、図１１に示すように流入側の第１，第
３の加振器６ａ，６ｃの流量側では加振方向と逆方向の
コリオリ力が作用し、流出側の第２，第４の加振器６ｂ
，６ｄの下流側では加振方向のコリオリ力が作用する。
２４に流体が流れると、直管部２３ａ，２３ｂが近接す
る方向に変位し、直管部２４ａ，２４ｂが離間する方向
に変位する場合、図１１に示すように流入側の第１，第
３の加振器６ａ，６ｃの流量側では加振方向と逆方向の
コリオリ力が作用し、流出側の第２，第４の加振器６ｂ
，６ｄの下流側では加振方向のコリオリ力が作用する。
【００３７】しかるに、図１２に示すように水平方向の
低周波振動がセンサチューブ２３，２４に伝わると、各
ピックアップ７ａ〜７ｄはコリオリ力と低周波振動（外
部振動）とを検出してしまう。
低周波振動がセンサチューブ２３，２４に伝わると、各
ピックアップ７ａ〜７ｄはコリオリ力と低周波振動（外
部振動）とを検出してしまう。
【００３８】即ち、各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は
次のように表せる。 第１ピックアップ７ａの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第２ピックアップ７ｂの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第３ピックアップ７ｃの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第４ピックアップ７ｄの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） （但し、ω＝共振周波数、ω０ ＝外部振動周波数）上
記各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は外部振動キャンセ
ル回路１５においては、流入側の第１ピックアップ７ａ
の出力と第３ピックアップ７ｃの出力とを加算し、且つ
第２ピックアップ７ｂの出力と第４ピックアップ７ｄの
出力とを加算する。
次のように表せる。 第１ピックアップ７ａの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第２ピックアップ７ｂの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第３ピックアップ７ｃの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ −αｃ
ｏｓ ωｔ ＋Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） 第４ピックアップ７ｄの出力＝Ａｓｉｎ ωｔ ＋αｃ
ｏｓ ωｔ −Ｂｓｉｎ （ω０ ｔ ＋θ） （但し、ω＝共振周波数、ω０ ＝外部振動周波数）上
記各ピックアップ７ａ〜７ｄの出力は外部振動キャンセ
ル回路１５においては、流入側の第１ピックアップ７ａ
の出力と第３ピックアップ７ｃの出力とを加算し、且つ
第２ピックアップ７ｂの出力と第４ピックアップ７ｄの
出力とを加算する。
【００３９】これは、上方の加振器６ａと下方の加振器
６ｃの上流側ではコリオリ力の作用方向が同方向である
のに外部振動が逆方向に作用するからである。同様に、
加振器６ｂの下流側と加振器６ｄの下流側においても、
コリオリ力の作用方向が同方向であるのに外部振動が逆
方向に作用するからである。
６ｃの上流側ではコリオリ力の作用方向が同方向である
のに外部振動が逆方向に作用するからである。同様に、
加振器６ｂの下流側と加振器６ｄの下流側においても、
コリオリ力の作用方向が同方向であるのに外部振動が逆
方向に作用するからである。
【００４０】従って、第１ピックアップ７ａの出力と第
３ピックアップ７ｃの出力とを加算すると外部振動がキ
ャンセルされた流入側の出力が得られる。又、第２ピッ
クアップ７ｂの出力と第４ピックアップ７ｄの出力とを
加算すると外部振動がキャンセルされた流出側の出力が
得られる。
３ピックアップ７ｃの出力とを加算すると外部振動がキ
ャンセルされた流入側の出力が得られる。又、第２ピッ
クアップ７ｂの出力と第４ピックアップ７ｄの出力とを
加算すると外部振動がキャンセルされた流出側の出力が
得られる。
【００４１】従って、外部振動キャンセル回路１５より
出力される信号、即ち流入側の出力は２Ａｓｉｎ ωｔ
−２αｃｏｓ ωｔとなり、流出側の出力は２Ａｓｉｎ
ωｔ＋２αｃｏｓ ωｔとなる。
出力される信号、即ち流入側の出力は２Ａｓｉｎ ωｔ
−２αｃｏｓ ωｔとなり、流出側の出力は２Ａｓｉｎ
ωｔ＋２αｃｏｓ ωｔとなる。
【００４２】このように、外部振動成分が除去された信
号は時間差検出回路１６に入力され、時間差検出回路１
６は流入側信号と流出側信号との位相差を検出し、流量
演算回路１７はこの位相差に基づき流量を算出する。
号は時間差検出回路１６に入力され、時間差検出回路１
６は流入側信号と流出側信号との位相差を検出し、流量
演算回路１７はこの位相差に基づき流量を算出する。
【００４３】又、センサチューブ２３，２４には各加振
器６ａ〜６ｄのマグネット６ａ１ 〜６ｄ１ 及びピッ
クアップ７ａ〜７ｄのマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ が
設けられているだけであり、比較的重量のあるコイル６
ａ２ 〜６ｄ２ 及びコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は支柱
２５に支持されているので、センサチューブ２３，２４
にあまり強度を持たせる必要がなく、センサチューブ２
３，２４の小径化、肉薄化を図ることができる。
器６ａ〜６ｄのマグネット６ａ１ 〜６ｄ１ 及びピッ
クアップ７ａ〜７ｄのマグネット７ａ１ 〜７ｄ１ が
設けられているだけであり、比較的重量のあるコイル６
ａ２ 〜６ｄ２ 及びコイル７ａ２ 〜７ｄ２ は支柱
２５に支持されているので、センサチューブ２３，２４
にあまり強度を持たせる必要がなく、センサチューブ２
３，２４の小径化、肉薄化を図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】上述の如く、本発明になる質量流量計は
、センサチューブの変位を検出する４個のピックアップ
からの出力信号を適宜加算することにより、センサチュ
ーブに伝わった外部振動をキャンセルすることができ、
実質流量に応じたコリオリ力による流入側と流出側との
位相差に基づいて流量を算出することができる。従って
、センサチューブに低周波振動が伝わった場合でも良好
に外部振動を除去することができるので、外部振動の影
響を受けることなく正確な流量計測を行うことができ、
周囲に振動発生源となる機器が設置された場所にも設置
することができる等の特長を有する。
、センサチューブの変位を検出する４個のピックアップ
からの出力信号を適宜加算することにより、センサチュ
ーブに伝わった外部振動をキャンセルすることができ、
実質流量に応じたコリオリ力による流入側と流出側との
位相差に基づいて流量を算出することができる。従って
、センサチューブに低周波振動が伝わった場合でも良好
に外部振動を除去することができるので、外部振動の影
響を受けることなく正確な流量計測を行うことができ、
周囲に振動発生源となる機器が設置された場所にも設置
することができる等の特長を有する。
【図１】本発明になる質量流量計の第１実施例の平面図
である。
である。
【図２】質量流量計の側面図及び流量計測回路のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】センサチューブの振動状態を示す平面図である
。
。
【図４】センサチューブにコリオリ力が作用したときの
振動状態を示す平面図である。
振動状態を示す平面図である。
【図５】センサチューブに外部振動が作用したときの振
動状態を示す平面図である。
動状態を示す平面図である。
【図６】本発明の変形例の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施例の平面図である。
【図８】第２実施例の側面図及び流量計測回路のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図９】図８中ＩＸ−ＩＸ線に沿う縦断面図である。
【図１０】センサチューブの振動状態を示す斜視図であ
る。
る。
【図１１】センサチューブにコリオリ力が作用したとき
の振動状態を示す斜視図である。
の振動状態を示す斜視図である。
【図１２】センサチューブに外部振動が作用したときの
振動状態を示す斜視図である。
振動状態を示す斜視図である。
１，２１ 質量流量計
２ 流量計測部
３ 支持ベース
４ 防振部材
５．２３，２４ センサチューブ
６ａ〜６ｄ 加振器
７ａ〜７ｄ ピックアップ
８ 流量計測回路
９ マニホールド
１４ 速度検出回路
１５ 外部振動キャンセル回路
１６ 時間差検出回路
１７ 流量演算回路
Claims (2)
- 【請求項１】 被測流体が流入する流入側管路と該流
入側管路とほぼ平行に延在する流出側管路とを有する連
続した１本のセンサチューブと、該センサチューブの流
入側管路及び流出側管路を互いに近接・離間する方向に
加振する加振器と、前記加振器の上，下流側に設けられ
前記センサチューブの流入側管路の変位を検出する第１
，第２のピックアップと、前記加振器の上，下流側に設
けられ前記センサチューブの流出側管路の変位を検出す
る第３，第４のピックアップと、前記第１のピックアッ
プの出力と前記第３のピックアップの出力とを加算し、
前記第２のピックアップの出力と前記第４のピックアッ
プの出力とを加算し、両加算値の位相差を算出する演算
回路と、よりなることを特徴とする質量流量計。 - 【請求項２】 被測流体が流れる一対の第１，第２の
センサチューブと、該第１のセンサチューブの流入側，
流出側の夫々を互いに近接・離間する方向に加振する第
１，第２の加振器と、前記第１のセンサチューブの振動
方向と１８０度の位相差で前記第２のセンサチューブの
流入側，流出側を加振する第３，第４の加振器と、前記
第１のセンサチューブの流入側，流出側の変位を検出す
る第１，第２のピックアップと、前記第２のセンサチュ
ーブの流入側，流出側の変位を検出する第３，第４のピ
ックアップと、前記流入側の第１のピックアップの出力
と第３のピックアップの出力とを加算し、前記流出側の
第２のピックアップの出力と第４のピックアップの出力
とを加算し、両加算値の位相差を算出する演算回路と、
よりなることを特徴とする質量流量計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004679A JP2927307B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 質量流量計 |
| US07/821,461 US5307689A (en) | 1991-01-18 | 1992-01-15 | Mass flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004679A JP2927307B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236328A true JPH04236328A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2927307B2 JP2927307B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=11590581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3004679A Expired - Fee Related JP2927307B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 質量流量計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307689A (ja) |
| JP (1) | JP2927307B2 (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPH07324960A (ja) * | 1994-05-26 | 1995-12-12 | Endress & Hauser Frohtec Ag | コリオリ式の質量流量センサ |
| JP2005510703A (ja) * | 2001-11-26 | 2005-04-21 | エマーソン エレクトリック カンパニー | 主にペルフルオロアルコキシから成るコリオリ流量計の製造 |
| JP2005510702A (ja) * | 2001-11-26 | 2005-04-21 | エマーソン エレクトリック カンパニー | フッ化ポリマーで作られている流管を有する流量計の製造 |
| JP2010145422A (ja) * | 2001-11-26 | 2010-07-01 | Emerson Electric Co | コリオリ流量計 |
| KR20110003268A (ko) * | 2009-07-03 | 2011-01-11 | 가부시키가이샤 키엔스 | 코리올리 질량 유량계 |
| JP2011013198A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Keyence Corp | コリオリ質量流量計 |
| JP2011520122A (ja) * | 2008-05-09 | 2011-07-14 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | ドライブコンポーネントおよびピックオフコンポーネントが配設される固定板を備えたフローメータ |
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|---|---|---|---|---|
| JPH08247816A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-27 | Fuji Electric Co Ltd | 質量流量計 |
| DE59604029D1 (de) * | 1995-10-26 | 2000-02-03 | Flowtec Ag | Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem einzigen Messrohr |
| DE29609623U1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-09-25 | Bopp & Reuther Messtechnik GmbH, 68305 Mannheim | Meßgerät zur Messung des Masseflusses eines strömenden Mediums |
| US6223605B1 (en) | 1997-04-10 | 2001-05-01 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Coriolis-type mass flow sensor with a single measuring tube |
| EP0871017B1 (de) * | 1997-04-10 | 2008-07-30 | Endress + Hauser Flowtec AG | Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem Messrohr |
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