JPH0499918A - 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】 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内に被
測流体を通過させるよう構成した質量流量計に関する。

従来の技術 被測流体の流量は流体の種類、物性（密度、粘度など）
、プロセス条件（温度、圧力）によって影響を受けない
質量で表わされることが望ましい。

そのため、被測流体の質量流量を計測する種々の質量流
量計が開発されつつあり、その中の一つとして振動する
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。

この種の従来の質量流量計の一例としては、特公昭５８
−１７４８１４号公報により開示された流量計がある。

この公報の質量流量計は、被測流体が通過する際の圧力
損失を低減するため直線状に延在するセンサチューブの
中央部分を加振器により半径方向に振動させ、流量に比
例したコリオリカによるセンサチューブの変位をピック
アップにより検出するよう構成されている。

さらに、上記直管状のセンサチューブでの励振方法は、
センサチューブの略中央部分を半径方向に励振し、セン
サチューブを１次の振動モードて振動させている。この
ように、振動するセンサチューブ内に流体が流れると、
振動部分を分岐点として上流側管路と下流側管路とにお
いて夫々逆方向のコリオリカが発生し直管状のセンサチ
ューブに２次の振動モードが発生する。従って、上記質
量流量計では、２次の振動モードの周波数による上流側
管路と、下流側管路との変位を検出するピックアップの
出力間で時間差が生し、この時間差により流量を計測し
ていた。

発明か解決しようとする課題 上記直管状のセンサチューブを有する質量流量計では、
直管を半径方向に振動させる構成であるので、直管か加
振器による加振方向だけでなくこれ以外の半径方向にも
振動しやすい構造となっている。そのため、外部振動か
質量流量計に伝播すると、直管状のセンサチューブが半
径方向のどの方向（３６０°の方向）でも振動するため
、外部振動の影響を受けやすく、周辺に振動発生源とな
る各種機器等が設置されていると正確な流量計測かでき
なくなることがあった。

そこで、本発明は直管状の管路か加振器による加振方向
とは異なる方向に振動しにくい構成とすることにより上
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。

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口と被測流体が流出
する流出口との間で直線状に延在する直管部を有する管
路と、 前記直管部を半径方向に振動させる加振器と、前記直管
部の振動に伴う直管部の半径方向の変位を検出するピッ
クアップと、 を有する質量流量計において、 前記管路の直管部外周に前記加振器の加振方向と異なる
方向に突出する突部を前記直管の延在方向に延在させて
なる。

作用 管路の直管部外周に設けられた突部により外部振動が印
加されても管路が加振方向以外の方向に振動しにくくな
り流量計測時の管路の振動が安定し、流量計測を良好に
行うことができる。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になる質量流量計の一実施例
を示す。

各図中、質量流量計１はステンレス等よりなる直管状の
センサチューブ（管路）２と、センサチューブ２の長手
方向の略中央部を水平方向（Ｘ方向）に加振する加振器
３と、センサチューブ２の変位を検出する一対のピック
アップ４，５とよりなる。センサチューブ２の上流側端
部には流入側フランジ（流入口６ａを有する）６が固着
され、下流側端部には流出側フランジ（流出ロアａを有
する）７が固着されている。質量流量計１は流入側フラ
ンジ６が上流側配管（図示せず）に接続され、流出側フ
ランジ７が下流側配管（図示せず）に接続されており、
上流側配管からの流体はセンサチューブ２内の流路８（
破線て示す）を通過して下流側配管へ流出する。

センサチューブ２は外周に金属製の上リブ（突部）９と
下リブ（突部）１０とを有する。第３図に示す如く、」
下リブ９はセンサチューブ２の上部より上方に突出し、
且つセンサチューブ２の長手方向に延在する。又、下リ
ブ１０はセンサチューブ２の下部より下方に突出し、且
つセンサチューブ２の長手方向に延在する。従って、上
リブ９と、下リブｌＯとはセンサチューブ２の円周上１
８０度の間隔で加振方向（Ｘ方向）と直交する方向に突
出している。

上記のようにセンサチューブ２より突出するリブ９，１
０はセンサチューブ２の外周と部分的に溶接されており
、本実施例では加振器３．ピックアップ４，５か対向す
るＡ−Ｃ点の３箇所でセンサチューブ２の外周に溶接さ
れている。又、センサチューブ２には第１〜第４のサポ
ート部材１１〜１４が取付けられている。このサポート
部材１１〜１４は一対のザポート半体１１ａ〜１４ａ。

１１ｂ〜１４ｂを組合せてなる。

即ち、第３図に示すように、一方のサポー１〜半体１１
ａはセンサチューブ２の外周に当接する円弧状部１１ａ
＋　と、上リブ９の側面に当接する当接部１１ａ２と、
下リブ１０の側面に当接する当接部１１ａ３とよりなり
、他方のサポート半休１１ｂは上記サポート反対１１ａ
と対称であるが同一形状とされている。そして、他のサ
ポート部・材１２〜１４も上記サポート、部材１１と同
一構成となっている。

第１．第２のサポート部材１１．１２は、上リブ９．下
リブ１０がセンサチューブ２に溶接されたＡ点の上、下
流側に配設され、センサチューブ２の外周及び上リブ９
．下リブ１ｏの側面に溶接される。又、第３．第４のサ
ポート部材１３゜１４は上リブ９．下リブ１ｏがセンサ
チューブ２に溶接された０点の上下流側に設けられ、セ
ンサチューブ２の外周及び上リブ９．下リブ１ｏの側面
に溶接される。従って、上リブ９．下リブ１゜は上記Ａ
−Ｃ点でセンサチューブ２に溶接されるとともに第１〜
第４のサポート部材１１〜１４によりセンサチューブ２
に固着されている。

尚、加振器３及びピックアップ４，５は図示しない支持
部材によりセンサチューブ２の側方に支持されている。

流量計測時、センサチューブ２は流路８内に流体が流れ
ている状態で加振器３により加振される。

センサチューブ２の外周には前述した如く、Ｘ方向と直
交する上、下方向に突出する上リブ９゜下リブ１０が設
けられ、且つ上リブ９．下リブ１０が第１〜第４のサポ
ート部材１１〜１４により保持されているため、センサ
チューブ２は上下方向に変位しにくく、水平方向に変位
しやすい構成となっている。

従って、第４図中実線で示すように加振器３により力Ｆ
で加振されたセンサチューブ２は一次振動モードで中間
部分（Ｂ点近傍）が水平方向に大きく変位するように振
動する。このように、振動するセンサチューブ２の流路
８に流体が流れると、その流量に比例した大きさのコリ
オリカＦｃが発生する。このコリオリカＦｃは直管状の
センサチューブ２の加振部分（Ｂ点）を分岐点として上
流側と下流側とで逆向きに作用する。そのため、センサ
チューブ２は上流側と下流側で夫々逆向きの水平方向に
変位し、２次振動モード（第４図１点鎖線及び２点鎖線
で示す）で振動する。

一対のピックアップ４，５は夫々センサチュブ２のＡ点
、０点における水平方向の変位を検出し、その信号を出
力する。そして、両ピックアップ４．５からの信号の位
相差か流量に比例する。

上記のように、加振器３により加振されたセンサチュー
ブ２は上リブ９．下リブ１０を有し、且つ上、下リブ９
，１０がサポート部材１１〜１４により保持されている
ので、例え外部振動かセンサチューブ２に伝播しても水
平方向以外の方向への振動成分に対して充分な強度をも
っており、水平方向以外の方向の振動が抑えられる。そ
のため、ピックアップ４，５はセンサチューブ２の水平
方向の変位のみを検出することができ、外部振動による
変位を検出することが防止され、流量に応じたコリオリ
カによるセンサチューブの変位をより正確に検出できる
。

又、□センサチューブ２は上、下リブ９，１０により補
強されているため、パイプ自体のストレス等によりたわ
みか発生することか防止され、製造時の直管精度が長期
間維持できる。そのため、センサチューブ２のたわみに
よる計測精度の低下が防止される。

第５図に本発明の変形例を示す。第５図中、質量流量計
２１は流入側フランジ２２と流出側フランジ２３との間
に一対のセンサチューブ２４゜２５を有してなる。

一対のセンサチューブ２４．２５は直管状のステンレス
パイプよりなり、平行に設けられている。

第５図中破線で示すように流入側フランジ２２は上流側
端面に流入口２２ａか穿設され、下流側端面に流入口２
２ａより分流した一対の接続口２２ｂ、２２ｃを有する
。又流出側フランジ２３は上流側端面に一対の接続口２
３　ｂ、　　２３　ｃか穿設され、下流側端面に接続口
２３ｂ、２３ｃが合流する流出口２３ａを有する。

センサチューブ２４．２５は両端が上記流入側フランジ
２２の接続口２２ｂ、２２ｃ、流出側フランジ２３の接
続口２３ｂ、２３ｃに接続固定へれている。そして、セ
ンサチューブ２４．２５の外周の上、下部には−Ｆ記実
施例と同様上リブ９゜下リブ１０（但し、第５図は平面
図なので下リブ１０は見えない）が突出し、長手方向に
延在する。

又、センサチューブ２４．２５の外周には第１〜第４の
サポート部材１１〜１４が取付けられ、上、下リブ９，
１０はサポート部材１１〜１４により保持されている。

２６は加振器て、センサチューブ２４と２５との間に設
けられ、両センサチューブ２４．２５の長手方向上中間
部分を水平方向に近接又は離間させるように加振する。

２７．２８はピックアップで、センサチューブ２４と２
５との間に設けられ、センサチューブ２４．２５の相対
変位を検出する。

一方のピックアップ２７はサポート部材１１と１２との
間に配設され、センサチューブ２４゜２５の上流側の相
対変位を検出する。他方のピックアップ２８はサポート
部材１３と１４との間に配設され、センサチューブ２４
．２５の下流側の相対変位を検出する。

流量計測時、加振器２６により近接、離間する方向に加
振されたセンサチューブ２４．２５に流体が流入すると
センサチューブ２４．２５の流入側、流出側においては
夫々逆方向のコリオリカが生ずる。そのため、一対のセ
ンサチューブ２４と２５とが近接方向に変位するとき、
一方のセンサチューブ２４は第４図中２点鎖線て示すよ
うになり、他方のセンサチューブ２５は第４図中１点鎖
線で示すようになる。又、一対のセンサチューブ２４と
２５とが離間方向に変位するとき、一方のセンサチュー
ブ２４は第４図中１点鎖線で示すようになり、他のセン
サチューブ２５は第４図中２点鎖線で示すようになる。

従って、一対のピックアップ２７．２８は上記のように
振動するセンサチューブ２４．２５の変位を検出し、両
ピックアップ２７．２８からの出力信号の位相差が流量
に比例する。

上記のように振動するセンサチューブ２４゜２５におい
ても上、下リブ９，１０及びサボー１へ部材１１〜１４
により水平方向以外の変位が防止されるため、センサチ
ューブ２４．２５は外部振動かあっても水平方向に振動
する。そのため、ピックアップ２７．２８は流量に応じ
センサチューブ２４．２５の変位を安定的に検出するこ
とができ、正確な流量計測を行うことができる。

尚、上記実施例では上、下リブ９，１０を部分的にセン
サチューブ２外周に溶接したが、これに限らず上、下リ
ブ９，１０を全体的にセンサチューブ２の外周に溶接す
るようにしても良い。その場合、サポート部材１１〜１
４を不要にできる。

又、上、下リブ９，１０はセンサチューブ２の上、下部
に設けたか、これに限らず加振方向以外の方向に突出す
るようにしても良い。

又、上記実施例では直管状のセンサチューブを例に挙げ
て説明したか、これ以外の形状とされたセンサチューブ
の直管部分に上、下リブ９，１０を設けるようにしても
良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になる質量流量計は、管路の直管部
外周に加振器の加振方向とは異なる方向に突出する突部
を設け、この突部を直管部の延在方向に延在させてなる
ため、例えば外部振動が伝達されても直管部が加振方向
以外の方向に振動することを防止でき、流量に応じたセ
ンサチューブの変位を精度良く検出できる。従って、外
部振動によるノイズが除去されより正確な流量計測を行
うことができる。

又、直管部を突部により補強できるので、直管部がたわ
むことを防止でき、長期間安定的に流量計測することが
できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる質量流量計の一実施例の平面図、
第２図は第１図に示す質量流量計の正面図、第３図はセ
ンサチューブ及び上、下リブの断面図、第４図は流量計
測時のセンサチューブの変位を説明するための平面図、
第５図は本発明の変形例の平面図である。 ｌ、２１・・・質量流量計、２，２４．２５・・・セン
サチューブ、３，２６・・・加振器、４，５，２７゜２
８・・・ピックアップ、９・・・上リブ、１０・・・下
リブ、１１〜１４・・・サポート部材。 第１ 図 １簀【兜ｉ壮 第２図 第３図 第４図 Ｘ 第５図 ２２ｂ１１　１２　２４　１３１４２３ｂ口・ｌｉ／：
ｊ’１．５内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測流体が流入する流入口と被測流体が流出する流出
   口との間で直線状に延在する直管部を有する管路と、前
   記直管部を半径方向に振動させる加振器と、前記直管部
   の振動に伴う直管部の半径方向の変位を検出するピック
   アップと、を有する質量流量計において、前記管路の直
   管部外周に前記加振器の加振方向と異なる方向に突出す
   る突部を前記直管の延在方向に延在させてなることを特
   徴とする質量流量計。