JP2002350207A - Coriolis flowmeter - Google Patents

Coriolis flowmeter

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JP2002350207A JP2001160323A JP2001160323A JP2002350207A JP 2002350207 A JP2002350207 A JP 2002350207A JP 2001160323 A JP2001160323 A JP 2001160323A JP 2001160323 A JP2001160323 A JP 2001160323A JP 2002350207 A JP2002350207 A JP 2002350207A
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measurement tube
coriolis
measurement
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Kazumasa Onishi
一正 大西
Akihisa Inoue
明久 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Coriolis flowmeter with high sensitivity. SOLUTION: This Coriolis flowmeter measures the mass flow of a fluid by detecting Coriolis force applied to the fluid as a flow measuring object flowing through the interior of a measuring tube put in the vibrating state. In this Coriolis flowmeter, the measuring tube is formed by an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ流量計に
関する。[0001] The present invention relates to a Coriolis flow meter.

【０００２】[0002]

【従来の技術】流量計は、プラントにおける各種流体の
計量、天然ガスや石油などのエネルギー流体の取引にお
ける計量、そして家庭において消費されるガスや水道水
の計量など、様々な分野に用いられている。流量計は、
測定方式により体積流量計と質量流量計とに分類され
る。質量流量計は、流体の温度や圧力の変化の影響を受
けにくい利点があり、体積流量計に代わる高精度の流量
計として注目されている。2. Description of the Related Art Flow meters are used in various fields such as metering of various fluids in plants, metering of energy fluids such as natural gas and petroleum, and metering of gas and tap water consumed at home. I have. The flow meter is
It is classified into a volume flow meter and a mass flow meter according to the measurement method. Mass flow meters have the advantage of being less affected by changes in fluid temperature and pressure, and have attracted attention as high-precision flow meters replacing volume flow meters.

【０００３】質量流量計の一種類であるコリオリ流量計
は、振動状態にある計測チューブの内部を流れる流体に
作用するコリオリ力を検出することによって、流体の質
量流量を測定する。コリオリ流量計は、流量測定対象の
流体を流す計測チューブ、計測チューブを振動させて流
体にコリオリ力を作用させるための振動発生装置、そし
てコリオリ力を検出するセンサなどからなる。コリオリ
力は、流体の質量と速度の積に比例するため、コリオリ
力を検出することで流体の質量流量を測定することがで
きる。A Coriolis flowmeter, which is a type of mass flowmeter, measures the mass flow rate of a fluid by detecting a Coriolis force acting on the fluid flowing inside a vibrating measuring tube. The Coriolis flowmeter includes a measurement tube for flowing a fluid to be measured, a vibration generator for vibrating the measurement tube to apply a Coriolis force to the fluid, a sensor for detecting the Coriolis force, and the like. Since the Coriolis force is proportional to the product of the mass and the velocity of the fluid, the mass flow rate of the fluid can be measured by detecting the Coriolis force.

【０００４】流体に作用するコリオリ力により、計測チ
ューブには、たわみやねじれなどの弾性変形が生じる。
コリオリ力は、計測チューブのたわみやねじれなどの弾
性変形量などを測定することで検出する。そして計測チ
ューブは一般にステンレス、チタンなどから形成されて
いる。コリオリ力を検出する方法や計測チューブの材質
などについては、「流量計測ＡｔｏＺ」（日本計量機器
工業連合会編、第１０章、１９９５）に詳しく記載され
ている。また、計測チューブを形成する材料としては、
ジルコニウムも知られている。[0004] The Coriolis force acting on the fluid causes the measuring tube to undergo elastic deformation such as bending or twisting.
The Coriolis force is detected by measuring the amount of elastic deformation such as deflection or torsion of the measurement tube. The measuring tube is generally made of stainless steel, titanium, or the like. The method of detecting the Coriolis force, the material of the measurement tube, and the like are described in detail in “Flow Measurement AtoZ” (edited by the Japan Federation of Metrology Instruments, Chapter 10, 1995). Also, as a material for forming the measurement tube,
Zirconium is also known.

【０００５】しかしながら、流体に作用するコリオリ力
は微小であるため、コリオリ力による計測チューブの弾
性変形量は僅かである。従って、コリオリ流量計の感度
を高めるために、計測チューブの形状、コリオリ力の検
出方法やセンサなどについて検討がされている。However, since the Coriolis force acting on the fluid is very small, the amount of elastic deformation of the measuring tube due to the Coriolis force is small. Therefore, in order to increase the sensitivity of the Coriolis flowmeter, the shape of the measuring tube, a method for detecting the Coriolis force, a sensor, and the like are being studied.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高感
度のコリオリ流量計を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly sensitive Coriolis flowmeter.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、コリオリ流
量計の計測チューブの材質について鋭意研究した結果、
ヤング率が小さく且つ降伏強さが大きい合金組成物から
計測チューブを形成することで、高感度のコリオリ流量
計を提供できることを見出した。本発明は、振動状態に
ある計測チューブの内部を流れる流量測定対称の流体に
作用するコリオリ力を検出することによって、流体の質
量流量を測定するコリオリ流量計において、該計測チュ
ーブが、ヤング率が９０ＧＰａ以下であり、且つ降伏強
さが１００ＭＰａ以上である合金組成物から形成されて
いることを特徴とするコリオリ流量計にある。本発明の
コリオリ流量計の好ましい態様を以下に示す。The inventor of the present invention has conducted intensive studies on the material of the measurement tube of the Coriolis flowmeter,
It has been found that a highly sensitive Coriolis flowmeter can be provided by forming a measurement tube from an alloy composition having a small Young's modulus and a large yield strength. The present invention relates to a Coriolis flowmeter that measures a mass flow rate of a fluid by detecting a Coriolis force acting on a fluid that is symmetric to flow rate measurement that flows inside a measurement tube that is in an oscillating state. A Coriolis flowmeter characterized by being formed from an alloy composition having a yield strength of not more than 90 MPa and not less than 100 MPa. Preferred embodiments of the Coriolis flow meter of the present invention will be described below.

【０００８】（１）合金組成物が、次式で表される組成
を有する。 Ｔｉ100-a-b-c-dＭaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、ｃ、
そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３０、０
≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦６
０を満たす数値である。］(1) The alloy composition has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" Is one or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ]

【０００９】（２）合金組成物が、さらに次式で表され
る組成を有する。 Ｔｉ100-a-b-c-dＺｒaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方で
あり、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、
ｃ、そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３
０、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ≦６０を満たす数値である。］(2) The alloy composition further has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is selected Cr, Mo, W, and from the group consisting of Sn One or more elements, a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]

【００１０】また本発明は、センサを備えた流量測定対
象の流体が流れる直管型の計測チューブ、そして該計測
チューブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置され
た二本のカウンタロッドからなり、該計測チューブの一
方の端部と各カウンタロッドの一方の端部とが一方の支
持体に固定され、また該計測チューブの他方の端部と各
カウンタロッドの他方の端部とが別の支持体に固定され
ており、該計測チューブと各カウンタロッドのそれぞれ
には計測チューブと各カウンタロッドとを振動位相が逆
となるように振動させる振動発生装置が備えられ、そし
て上記の両支持体が剛性基板上に固定されているコリオ
リ流量計であって、計測チューブが、ヤング率が９０Ｇ
Ｐａ以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上であ
る合金組成物から形成されていることを特徴とするコリ
オリ流量計にもある。このカウンタロッドを備えたコリ
オリ流量計の好ましい態様を以下に示す。なお、合金組
成物の好ましい態様については、先に述べたコリオリ流
量計と同様である。The present invention also comprises a straight tube-type measuring tube provided with a sensor and through which a fluid to be measured flows, and two counter rods arranged in parallel on both sides of the measuring tube with a space therebetween. One end of the measurement tube and one end of each counter rod are fixed to one support, and the other end of the measurement tube and the other end of each counter rod are separate. The measurement tube and each counter rod are fixed to a support, and each of the measurement tube and each counter rod is provided with a vibration generating device that vibrates the measurement tube and each counter rod so that the vibration phases are opposite to each other. Is a Coriolis flowmeter fixed on a rigid substrate, and the measurement tube has a Young's modulus of 90G.
There is also a Coriolis flowmeter characterized by being formed from an alloy composition having a Pa of not more than Pa and a yield strength of not less than 100 MPa. A preferred embodiment of the Coriolis flow meter provided with this counter rod will be described below. The preferred embodiment of the alloy composition is the same as that of the Coriolis flowmeter described above.

【００１１】（１）カウンタロッドの形状及び質量が、
計測チューブと等しい。 （２）二つの支持体のそれぞれの長さが、直管の長さの
３／１０以上である。 （３）二つの支持体のそれぞれが、弾性体を介して剛性
基板に固定されている。 なお、支持体の長さとは、直管の長手方向に沿った支持
体の長さを意味する。(1) The shape and mass of the counter rod are
Equal to measuring tube. (2) The length of each of the two supports is 3/10 or more of the length of the straight pipe. (3) Each of the two supports is fixed to the rigid substrate via an elastic body. In addition, the length of the support means the length of the support along the longitudinal direction of the straight pipe.

【００１２】さらにまた本発明は、センサを備えた流量
測定対象の流体が流れる湾曲型の計測チューブ、そして
該計測チューブの両端部を固定する支持体からなり、そ
して計測チューブの両端部のそれぞれに支持体を通じて
流体を流す流路が設けられているコリオリ流量計であっ
て、該計測チューブと同形に湾曲している二つの補助振
動体が、計測チューブの両側に間隔を介してそれぞれ平
行に配置されており、そして計測チューブと各補助振動
体のそれぞれには計測チューブと各補助振動体とを振動
位相が逆となるように振動させる振動発生装置が備えら
れているコリオリ流量計であって、計測チューブが、ヤ
ング率が９０ＧＰａ以下であり、且つ降伏強さが１００
ＭＰａ以上である合金組成物から形成されていることを
特徴とするコリオリ流量計にもある。この補助振動体を
備えたコリオリ流量計の好ましい態様を以下に示す。な
お、合金組成物の好ましい態様については、先に述べた
コリオリ流量計と同様である。Still further, the present invention comprises a curved measuring tube provided with a sensor through which a fluid to be subjected to flow rate measurement flows, and a support for fixing both ends of the measuring tube. A Coriolis flowmeter provided with a flow channel for flowing a fluid through a support, wherein two auxiliary vibrators curved in the same shape as the measurement tube are arranged in parallel on both sides of the measurement tube with a space therebetween. It is a Coriolis flowmeter provided with a vibration generating device that vibrates the measuring tube and each auxiliary vibrating body so that the vibration phases thereof are opposite to each other, and each of the measuring tube and each auxiliary vibrating body, The measurement tube has a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100
There is also a Coriolis flowmeter characterized by being formed from an alloy composition having a pressure of not less than MPa. A preferred embodiment of the Coriolis flow meter provided with this auxiliary vibrator will be described below. The preferred embodiment of the alloy composition is the same as that of the Coriolis flowmeter described above.

【００１３】（１）二つの補助振動体の形状および質量
が、互いに等しい。 （２）計測チューブから、それぞれの補助振動体までの
距離が互いに等しい。 （３）二つの補助振動体が、計測チューブと同一のチュ
ーブである。さらに好ましくは、補助振動体として用い
るそれぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体と
同一の流体が密封されている。 （４）計測チューブ及び補助振動体の形状が、Ｕ字形で
ある。 （５）支持体の厚さが、計測チューブの直径の２倍以上
である。 なお、支持体の厚みとは、計測チューブが固定されてい
る支持体の面に垂直な方向に沿った支持体の長さを意味
する。(1) The two auxiliary vibrators have the same shape and mass. (2) The distances from the measurement tube to the respective auxiliary vibrators are equal to each other. (3) The two auxiliary vibrators are the same tube as the measurement tube. More preferably, the same fluid as the fluid whose flow rate is to be measured is sealed inside each tube used as the auxiliary vibrator. (4) The shape of the measuring tube and the auxiliary vibrator is U-shaped. (5) The thickness of the support is at least twice the diameter of the measuring tube. The thickness of the support means the length of the support along a direction perpendicular to the surface of the support to which the measurement tube is fixed.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のコリオリ流量計を、添付
の図面を用いて説明する。図１は、本発明のコリオリ流
量計の一例の構成を示す斜視図である。図２は、図１に
示したコリオリ流量計の断面図である。図１及び図２に
示したコリオリ流量計は、流量測定対象の流体が流れる
Ｕ字型の計測チューブ１、計測チューブ１を振動させる
振動発生装置２、そして計測チューブ１の弾性変形量な
どによりコリオリ力を検出するセンサ３ａ及び３ｂなど
からなる。Ｕ字型の計測チューブ１の両端のそれぞれに
は、配管４、そしてフランジ５が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A Coriolis flow meter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an example of the Coriolis flow meter of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the Coriolis flow meter shown in FIG. The Coriolis flowmeter shown in FIGS. 1 and 2 has a U-shaped measurement tube 1 through which a fluid to be measured flows, a vibration generator 2 for vibrating the measurement tube 1, and a Coriolis flow meter that measures the elastic deformation of the measurement tube 1. It comprises sensors 3a and 3b for detecting a force. A pipe 4 and a flange 5 are provided at each of both ends of the U-shaped measurement tube 1.

【００１５】コリオリ流量計は、フランジ５を用いて、
流量測定対象の流体が流れる系（プラントなど）に設置
される。そして流量測定対象の流体が流れる計測チュー
ブ１を振動発生装置２により振動させて、センサ３ａ及
び３ｂにより計測チューブ１の弾性変形（たわみやねじ
れなど）量などからコリオリ力を検出することで、流体
の質量流量を測定する。図１及び図２に示したコリオリ
流量計の構成は周知である。本発明では、コリオリ流量
計を高感度とするために、計測チューブ１を、ヤング率
が９０ＧＰａ以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ
以上である合金組成物から形成する。合金組成物の詳細
については後述する。The Coriolis flowmeter uses a flange 5
It is installed in a system (a plant or the like) through which the fluid to be subjected to flow measurement flows. The measurement tube 1 through which the fluid to be measured flows is vibrated by the vibration generator 2, and the Coriolis force is detected by the sensors 3 a and 3 b from the amount of elastic deformation (such as bending or torsion) of the measurement tube 1, thereby obtaining the fluid. Measure the mass flow rate. The configuration of the Coriolis flow meter shown in FIGS. 1 and 2 is well known. In the present invention, in order to make the Coriolis flowmeter highly sensitive, the measurement tube 1 is required to have a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa.
It is formed from the above alloy composition. Details of the alloy composition will be described later.

【００１６】一般に振動発生装置２には、コイルとマグ
ネットからなる電磁オシレータが用いられる。そしてセ
ンサ３ａ及び３ｂには、計測チューブ１の弾性変形量か
らコリオリ力を検出する電磁ピックアップや圧電素子な
どが用いられる。計測チューブ１の弾性変形量を発光ダ
イオードとフォトダイオードにより光学的に検出するこ
とで、コリオリ力を検出する方法も知られている。また
電磁ピックアップを用いて計測チューブが弾性変形する
速度からコリオリ力を検出する方法も知られている。振
動発生装置やセンサの詳細は、「流量計測ＡｔｏＺ」
（日本計量機器工業連合会編、第１０章、１９９５）に
記載されている。In general, the vibration generator 2 uses an electromagnetic oscillator including a coil and a magnet. For the sensors 3a and 3b, an electromagnetic pickup or a piezoelectric element for detecting Coriolis force from the amount of elastic deformation of the measuring tube 1 is used. There is also known a method of detecting Coriolis force by optically detecting the amount of elastic deformation of the measurement tube 1 using a light emitting diode and a photodiode. There is also known a method of detecting Coriolis force from the speed at which a measurement tube elastically deforms using an electromagnetic pickup. For details on vibration generators and sensors, see "Flow measurement AtoZ"
(Edited by the Japan Federation of Metrology Instruments, Chapter 10, 1995).

【００１７】次に、Ｕ字型の計測チューブ１に用いる材
料のヤング率と、コリオリ流量計の感度について記載す
る。Ｕ字型の計測チューブ１を単純な片持梁と仮定した
場合のたわみは、下記の式（１）で表される。 （１） ｙ＝ｐＬ3 ／３ＥＩ 式（１）において、ｙはたわみ、ｐは荷重、Ｌは梁の長
さ、Ｅはヤング率、そしてＩは断面二次モーメントを表
す。式（１）から、梁の材料のヤング率が半分になれ
ば、たわみは２倍になることがわかる。即ち、Ｕ字型の
計測チューブに用いられる材料のヤング率の値を半分と
すれば、流体に作用するコリオリ力が同じ大きさでも、
計測チューブのたわみは２倍程度になり、コリオリ流量
計の感度は２倍程度になることが推測される。Next, the Young's modulus of the material used for the U-shaped measuring tube 1 and the sensitivity of the Coriolis flowmeter will be described. The deflection when the U-shaped measurement tube 1 is assumed to be a simple cantilever is expressed by the following equation (1). (1) y = pL 3 / 3EI In the equation (1), y represents deflection, p represents load, L represents beam length, E represents Young's modulus, and I represents second moment of area. From equation (1), it can be seen that if the Young's modulus of the beam material is halved, the deflection is doubled. That is, if the value of the Young's modulus of the material used for the U-shaped measuring tube is halved, even if the Coriolis force acting on the fluid is the same,
It is estimated that the deflection of the measurement tube is about twice, and the sensitivity of the Coriolis flowmeter is about twice.

【００１８】次にＵ字型の計測チューブの振動角速度を
Ω、計測チューブの内部を移動する流体の単位質量をΔ
ｍ、流体の移動速度をＶとすると、コリオリ力ΔＦは下
記の式（２）で表される。 （２） ΔＦ＝２×Δｍ×Ω×Ｖ 式（２）から、計測チューブのヤング率を半分とする
と、計測チューブは振動発生装置５の駆動力により約２
倍たわむために、振動角速度Ωは約２倍となる。従って
計測チューブのヤング率を半分にすることで、流体に作
用するコリオリ力ΔＦは約２倍になる。Next, the oscillation angular velocity of the U-shaped measuring tube is Ω, and the unit mass of the fluid moving inside the measuring tube is Δ
Assuming m and the moving speed of the fluid as V, the Coriolis force ΔF is expressed by the following equation (2). (2) ΔF = 2 × Δm × Ω × V From equation (2), assuming that the Young's modulus of the measurement tube is halved, the measurement tube is driven by the driving force of
Due to the double bending, the vibration angular velocity Ω is approximately doubled. Therefore, by halving the Young's modulus of the measurement tube, the Coriolis force ΔF acting on the fluid is approximately doubled.

【００１９】このように、計測チューブに用いられる材
料のヤング率を、例えば、半分にすることで、流体に作
用するコリオリ力の大きさは２倍となり、コリオリ力に
よる計測チューブの弾性変形量も２倍となるために、コ
リオリ流量計の感度は４倍程度まで高くなると推測され
る。As described above, by reducing the Young's modulus of the material used for the measurement tube to, for example, half, the magnitude of the Coriolis force acting on the fluid is doubled, and the amount of elastic deformation of the measurement tube due to the Coriolis force is also reduced. It is presumed that the sensitivity of the Coriolis flow meter is increased to about four times because the number is doubled.

【００２０】従来のコリオリ流量計の計測チューブに
は、ステンレス、ジルコニウム、チタンなどの材料が用
いられている。これらの材料は、計測チューブの振動に
耐えるための機械的強度や耐食性などの観点から選定さ
れていた。本発明者は、これらの金属材料よりヤング率
の小さいアルミニウムなどの様々な金属材料について検
討をした。ところが、ヤング率が小さい金属材料は機械
的強度（降伏強さや硬さなど）が小さい場合が多く、コ
リオリ力を発生させるための振動により計測チューブが
塑性変形してしまう場合があることがわかった。計測チ
ューブが塑性変形すると、コリオリ力による計測チュー
ブの弾性変形量を正確に測定できない。第１表に、従来
計測チューブに用いられていた代表的な材料（チタン、
ジルコニウム、及びステンレス）のヤング率と降伏強さ
の値を示す。また第１表に、ヤング率が小さい金属の代
表例として、アルミニウムのヤング率と降伏強さの値を
示す。Materials such as stainless steel, zirconium, and titanium are used for the measurement tube of the conventional Coriolis flowmeter. These materials have been selected from the viewpoint of mechanical strength and corrosion resistance for withstanding vibration of the measuring tube. The present inventors have studied various metal materials such as aluminum having a smaller Young's modulus than these metal materials. However, metal materials with low Young's modulus often have low mechanical strength (yield strength, hardness, etc.), and it has been found that vibrations to generate Coriolis force may cause plastic deformation of the measurement tube. . If the measurement tube is plastically deformed, the amount of elastic deformation of the measurement tube due to Coriolis force cannot be measured accurately. Table 1 shows typical materials (titanium,
The values of Young's modulus and yield strength of zirconium and stainless steel) are shown. Table 1 shows the values of Young's modulus and yield strength of aluminum as a typical example of a metal having a small Young's modulus.

【００２１】[0021]

【表１】 [Table 1]

【００２２】第１表から、従来計測チューブに用いられ
ていた材料よりヤング率の小さいアルミニウムは、降伏
強さなどの機械的強度が極端に小さいことがわかる。本
発明者は、ヤング率の小さな様々な金属材料について検
討を行ったが、コリオリ流量計に適する金属材料はなか
った。本発明者は、コリオリ流量計の計測チューブを、
ヤング率が小さく、且つ降伏強さの大きい合金組成物か
ら形成することで、これまでより簡便にコリオリ流量計
の感度を高められることを見出した。そして具体的に
は、計測チューブを、ヤング率が９０ＧＰａ以下であ
り、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上である合金組成物
から形成することで、高感度のコリオリ流量計を提供で
きることを見出した。From Table 1, it can be seen that aluminum having a smaller Young's modulus than the material conventionally used for measuring tubes has extremely low mechanical strength such as yield strength. The present inventor studied various metal materials having a small Young's modulus, but none of the metal materials was suitable for the Coriolis flowmeter. The present inventor measured the measurement tube of the Coriolis flowmeter,
It has been found that the sensitivity of the Coriolis flowmeter can be increased more easily by forming from an alloy composition having a small Young's modulus and a large yield strength. More specifically, it has been found that a highly sensitive Coriolis flowmeter can be provided by forming the measurement tube from an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more.

【００２３】本発明においては、計測チューブに用いる
合金組成物のヤング率を、９０ＧＰａ以下とする。ヤン
グ率は、８０ＧＰａ以下であることが好ましく、７０Ｇ
Ｐａ以下であることがより好ましく、６０ＧＰａ以下で
あることがさらに好ましい。ヤング率が極端に小さい
と、使用環境における振動により計測チューブにたわみ
を生じ、センサの出力にノイズを発生するため、４０Ｇ
Ｐａ以上とすることが好ましい。In the present invention, the Young's modulus of the alloy composition used for the measuring tube is set to 90 GPa or less. The Young's modulus is preferably 80 GPa or less,
It is more preferably Pa or less, and further preferably 60 GPa or less. If the Young's modulus is extremely small, vibrations in the operating environment may cause the measuring tube to bend and generate noise in the sensor output.
It is preferable to be Pa or more.

【００２４】本発明においては、計測チューブに用いる
合金組成物の降伏強さを、１００ＭＰａ以上とする。降
伏強さが１００ＭＰａ以上の合金組成物は、計測チュー
ブとして問題なく用いることができる。合金組成物の降
伏強さは、２５０ＭＰａ以上であることが好ましく、５
００ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。降伏強さ
は高いほど好ましいが、２０００ＭＰａ以下であること
が一般的である。上記の特性を満足する合金組成物から
計測チューブを形成することで、コリオリ流量計を高感
度とすることができる。計測チューブに用いる合金組成
物としては、上記の特性を有する合金組成物であればそ
の組成に特に制限はない。In the present invention, the yield strength of the alloy composition used for the measuring tube is 100 MPa or more. An alloy composition having a yield strength of 100 MPa or more can be used as a measurement tube without any problem. The yield strength of the alloy composition is preferably 250 MPa or more, preferably 5 MPa or more.
More preferably, it is not less than 00 MPa. The higher the yield strength, the better, but it is generally 2000 MPa or less. The Coriolis flowmeter can be made highly sensitive by forming the measurement tube from the alloy composition satisfying the above characteristics. The alloy composition used for the measuring tube is not particularly limited as long as the alloy composition has the above characteristics.

【００２５】合金組成物は、結晶質でも非晶質でもよ
い。合金組成物が非晶質の場合には、非晶質相中に平均
粒径が１μｍ未満の結晶相が分散された混相組織を有し
ていてもよい。非晶質相を含む合金組成物は、合金組成
物の各組成物を溶融混合した後に急冷することで得られ
る。急冷には公知の方法、例えば、単ロール液体急冷
法、双ロール液体急冷法、液体鋳造法などを用いること
ができる。このような非晶質相を有する合金組成物は、
特定のすべり帯が無く機械的な強度に優れ、そして粒界
がないために耐食性に優れる利点を有する。The alloy composition may be crystalline or amorphous. When the alloy composition is amorphous, the alloy composition may have a mixed phase structure in which a crystal phase having an average particle size of less than 1 μm is dispersed in the amorphous phase. An alloy composition containing an amorphous phase is obtained by quenching after melt-mixing each composition of the alloy composition. For quenching, a known method, for example, a single roll liquid quenching method, a twin roll liquid quenching method, a liquid casting method, or the like can be used. An alloy composition having such an amorphous phase,
It has the advantage of excellent mechanical strength with no specific slip band and excellent corrosion resistance due to the absence of grain boundaries.

【００２６】コリオリ流量計は、家庭やプラントなど様
々な環境で用いられる。従って、流量計の感度と使用環
境における振動とを考慮してヤング率を適当な値に調節
することが好ましい。ヤング率及び降伏強さを調節する
ために、合金組成物に熱処理を施しもよい。熱処理の例
としては、焼入れ、焼き戻し、焼きなまし、及び焼きな
らしなどが挙げられる。また、合金組成物に、熱間加
工、冷間加工、及び時効処理などを施してもよい。The Coriolis flow meter is used in various environments such as homes and plants. Therefore, it is preferable to adjust the Young's modulus to an appropriate value in consideration of the sensitivity of the flow meter and the vibration in the use environment. The alloy composition may be subjected to a heat treatment to adjust the Young's modulus and the yield strength. Examples of the heat treatment include quenching, tempering, annealing, and normalizing. Further, the alloy composition may be subjected to hot working, cold working, aging treatment, or the like.

【００２７】合金組成物は、次式で表される組成を有す
ることが好ましい。 Ｔｉ100-a-b-c-dＭaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、ｃ、
そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３０、０
≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦６
０を満たす数値である。］ ヤング率や降伏強さなど機械的特性、靭性、そして耐食
性を微調節するために、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、そしてＳ
ｎを添加することが好ましい。The alloy composition preferably has a composition represented by the following formula. Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" Is one or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. V, Cr, Mo, W, and S for fine adjustment of mechanical properties such as Young's modulus and yield strength, toughness, and corrosion resistance
It is preferable to add n.

【００２８】このような合金組成物の具体例として、Ｔ
ｉ60Ｚｒ20Ｔａ10Ｎｂ10、Ｔｉ50Ｚｒ30Ｔａ10Ｎｂ10、
Ｔｉ55Ｚｒ25Ｔａ10Ｎｂ10、Ｔｉ55Ｚｒ20Ｈｆ5 Ｔａ10
Ｎｂ 10Ｔｉ55Ｚｒ30Ｎｂ10Ｓｎ5 、Ｔｉ50Ｚｒ25Ｔａ5
Ｎｂ5 Ｖ15、Ｔｉ60Ｚｒ20Ｔａ5 Ｎｂ10Ｃｒ5 、Ｔｉ60
Ｚｒ20Ｔａ10Ｎｂ5 Ｍｏ5 、及びＴｉ55Ｚｒ20Ｔａ10Ｎ
ｂ10Ｗ5 などが挙げられる。例示した合金組成物は全
て、ヤング率が６０ＧＰａ以下であり、且つ降伏強は６
５０ＭＰａ以上であり、コリオリ流量計の計測チューブ
に特に好ましく用いることができる。As a specific example of such an alloy composition, T
i60Zr20TaTenNbTen, Ti50Zr30TaTenNbTen,
Ti55Zrtwenty fiveTaTenNbTen, Ti55Zr20HfFiveTaTen
Nb TenTi55Zr30NbTenSnFive, Ti50Zrtwenty fiveTaFive
NbFiveV15, Ti60Zr20TaFiveNbTenCrFive, Ti60
Zr20TaTenNbFiveMoFive, And Ti55Zr20TaTenN
bTenWFiveAnd the like. The illustrated alloy compositions are all
And the Young's modulus is 60 GPa or less and the yield strength is 6
Measuring tube of Coriolis flow meter which is 50MPa or more
Can be particularly preferably used.

【００２９】本発明のコリオリ流量計の別な一例につい
て説明する。図３は、本発明のコリオリ流量計の別な一
例の構成を示す斜視図である。図４は、図３に示したコ
リオリ流量計の断面図である。図３及び図４に示したコ
リオリ流量計は、直管型の計測チューブ１１を用いるこ
と以外は、先に記載したＵ字形の計測チューブを用いた
コリオリ流量計と同様の原理により流体の質量流量を測
定する。図４においては、振動発生装置２として、マグ
ネット７と、二つのコイル８からなる電磁オシレータを
用いる場合を示した。図４においては、コイル８のそれ
ぞれは、断面のイメージとして記載した（以降の図面も
同様）。図３及び図４に示したコリオリ流量計の構成は
周知である。本発明では、コリオリ流量計を高感度とす
るために、計測チューブ１１を、ヤング率が９０ＧＰａ
以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上の合金組
成物から形成する。直管型の計測チューブ１１を用いた
コリオリ流量計は、流体の圧力損失が小さい、洗浄が容
易、液溜まりが生じないなどの利点がある。Another example of the Coriolis flow meter of the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of the Coriolis flow meter shown in FIG. The Coriolis flow meter shown in FIGS. 3 and 4 has the same mass flow rate as the Coriolis flow meter using the U-shaped measurement tube described above except that the straight tube type measurement tube 11 is used. Is measured. FIG. 4 shows a case where an electromagnetic oscillator including a magnet 7 and two coils 8 is used as the vibration generator 2. In FIG. 4, each of the coils 8 is described as an image of a cross section (the same applies to the following drawings). The configuration of the Coriolis flow meter shown in FIGS. 3 and 4 is well known. In the present invention, in order to make the Coriolis flowmeter highly sensitive, the measurement tube 11 is provided with a Young's modulus of 90 GPa.
And from an alloy composition having a yield strength of 100 MPa or more. The Coriolis flowmeter using the straight tube type measurement tube 11 has advantages such as small pressure loss of fluid, easy cleaning, and no accumulation of liquid.

【００３０】図３及び図４に示したコリオリ流量計にお
いては、直管型の計測チューブ１１の両端が支持されて
いる。直管型の計測チューブを単純支持梁と仮定した場
合のたわみは、下記の式（３）で表される。 （３） ｙmax ＝ｐＬ3 ／４８ＥＩ 式（１）において、ｙはたわみ、ｐは荷重、Ｌは梁の長
さ、Ｅはヤング率、そしてＩは断面二次モーメントを表
す。式（３）と式（１）から、同一材料で同じ長さの梁
の場合には、単純支持梁のほうがたわみが小さいことが
わかる。従って、直管型の計測チューブは、先に述べた
利点（流体の圧力損失が小さい、洗浄が容易など）があ
るものの、Ｕ字型の計測チューブに比べてたわみが小さ
い、即ちコリオリ力を検出する感度が低いことがわか
る。このような直管型の計測チューブを先に述べた合金
組成物から形成することにより、直管型の計測チューブ
の欠点（例、感度の低さ）を補うことができる。先に例
示した合金組成物を用いることで、Ｕ字型の計測チュー
ブの場合と同様に、流体に作用するコリオリ力とコリオ
リ力による計測チューブのたわみはそれぞれ２倍程度と
なり、コリオリ流量計の感度は４倍程度に高くなると推
測される。In the Coriolis flow meter shown in FIGS. 3 and 4, both ends of a straight tube type measurement tube 11 are supported. The deflection when the straight pipe type measurement tube is assumed to be a simple support beam is expressed by the following equation (3). (3) y max = pL 3 / 48EI In the formula (1), y represents deflection, p represents load, L represents beam length, E represents Young's modulus, and I represents the second moment of area. From Equations (3) and (1), it can be seen that in the case of beams of the same material and the same length, the deflection of the simple support beam is smaller. Therefore, although the straight tube type measuring tube has the above-mentioned advantages (small pressure loss of fluid, easy cleaning, etc.), it has less deflection than the U-shaped measuring tube, that is, detects the Coriolis force. It can be seen that the sensitivity to perform is low. By forming such a straight measuring tube from the above-described alloy composition, it is possible to compensate for the drawbacks (eg, low sensitivity) of the straight measuring tube. By using the alloy composition exemplified above, similarly to the case of the U-shaped measurement tube, the Coriolis force acting on the fluid and the deflection of the measurement tube due to the Coriolis force are each approximately doubled, and the sensitivity of the Coriolis flowmeter is increased. Is estimated to be about four times higher.

【００３１】本発明のコリオリ流量計の好ましい構成に
ついて、添付の図面を用いて説明する。図５は、本発明
のコリオリ流量計のさらに別な一例の構成を示す斜視図
である。そして図６は、図５に示したコリオリ流量計の
平面図である。振動発生装置とセンサについては図６に
のみ記載をした。本発明のコリオリ流量計は、流量測定
対称の流体が流れる直管型の計測チューブ１１と、二つ
のカウンタチューブ（カウンタロッド）１２ａ及び１２
ｂから構成されている。そして計測チューブ１１は、前
記の合金組成物から形成されている。図５及び図６に示
したコリオリ流量計においては、カウンタロッドとし
て、直管型のチューブ（カウンタチューブ）を用いてい
る。カウンタチューブ１２ａ及び１２ｂは、計測チュー
ブ１１の両側にそれぞれ平行に配置されている。計測チ
ューブ１１の一端と、それぞれのカウンタチューブの一
端は、支持体１３ａに固定されている。計測チューブ１
１の他方の端と、それぞれのカウンタチューブの他方の
端は、支持体１３ｂに固定されている。そして支持体１
３ａ及び１３ｂは、剛性基板１４の上に固定されてい
る。A preferred configuration of the Coriolis flow meter of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the Coriolis flow meter shown in FIG. The vibration generator and the sensor are described only in FIG. The Coriolis flowmeter according to the present invention includes a straight tube-type measuring tube 11 through which a fluid symmetrical in flow measurement flows, and two counter tubes (counter rods) 12a and 12a.
b. The measurement tube 11 is formed from the above-mentioned alloy composition. In the Coriolis flowmeter shown in FIGS. 5 and 6, a straight tube type tube (counter tube) is used as the counter rod. The counter tubes 12a and 12b are arranged in parallel on both sides of the measurement tube 11, respectively. One end of the measurement tube 11 and one end of each counter tube are fixed to a support 13a. Measurement tube 1
The other end of 1 and the other end of each counter tube are fixed to a support 13b. And support 1
3 a and 13 b are fixed on a rigid substrate 14.

【００３２】計測チューブ１１は、その両端に設けられ
たフランジ５により、流量を測定する系（プラントな
ど）に接続される。計測チューブ１１と、それぞれのカ
ウンタチューブ１２ａ及び１２ｂの間には、マグネット
とコイルからなる振動発生装置２ａおよび２ｂが配置さ
れる。振動発生装置２ａが、計測チューブ１１とカウン
タロッド１２ａを引きつける時に、振動発生装置２ｂ
は、計測チューブ１１とカウンタロッド１２ｂを遠ざけ
る。そして振動により生じるコリオリ力を検出するため
に、振動発生装置２ａと支持体１３ａの間の位置にはセ
ンサ３ａが配置される。同様に、振動発生装置２ａと支
持体１３ｂの間の位置にはセンサ３ｂが配置される。セ
ンサ３ａ及び３ｂは、振動発生装置２ａの両側に対称に
配置される。センサ３ａ及び３ｂのそれぞれは、圧電素
子もしくはマグネットとコイルの組み合わせからなる。The measuring tube 11 is connected to a flow rate measuring system (plant or the like) by flanges 5 provided at both ends thereof. Between the measurement tube 11 and each of the counter tubes 12a and 12b, vibration generators 2a and 2b composed of magnets and coils are arranged. When the vibration generator 2a attracts the measuring tube 11 and the counter rod 12a, the vibration generator 2b
Moves the measurement tube 11 and the counter rod 12b away from each other. In order to detect the Coriolis force generated by the vibration, a sensor 3a is disposed at a position between the vibration generator 2a and the support 13a. Similarly, a sensor 3b is arranged at a position between the vibration generator 2a and the support 13b. The sensors 3a and 3b are symmetrically arranged on both sides of the vibration generator 2a. Each of the sensors 3a and 3b is composed of a piezoelectric element or a combination of a magnet and a coil.

【００３３】支持体１３ａ及び１３ｂ、そしてカウンタ
チューブ１２ａ及び１２ｂは、通常はステンレス、ハス
テロイ、チタン合金などの金属材料からなる。カウンタ
チューブ１２ａ及び１２ｂは、計測チューブに用いる合
金組成物から形成することが好ましい。剛性基板１４を
形成する材料の例には、金属やセラミックを挙げること
ができる。The supports 13a and 13b and the counter tubes 12a and 12b are usually made of a metal material such as stainless steel, Hastelloy, and titanium alloy. The counter tubes 12a and 12b are preferably formed from an alloy composition used for the measurement tube. Examples of the material for forming the rigid substrate 14 include metals and ceramics.

【００３４】カウンタチューブには流体を流す必要はな
いので、筒状の形でなくてもよい。。カウンタチューブ
（カウンタロッド）の断面形状は、円形に限らず、多角
形や楕円形でもよい。二つのカウンタロッドの形状及び
質量は、互いに等しいことが好ましい、さらに、カウン
タチューブと、計測チューブの形状及び質量が等しいこ
とが好ましい。計測チューブの質量とは、内部に測定す
る流体が満たされた場合の直管の質量を意味する。計測
チューブやカウンタロッドに振動発生装置やセンサが配
置されている場合には、それらが配置された状態で、直
管と二つのカウンタロッドの形状と質量が等しいことが
好ましい。カウンタロッドとして、計測チューブと同様
にチューブを用いる場合には、チューブの内部に測定対
称の流体と同一の流体を封入することもできる。図６に
おいて、Ｌ１は計測チューブ１１の長さを意味する。Ｌ
２は、支持ブロック１３ａ及び１３ｂの、計測チューブ
の長手方向に沿った長さを意味する。Since there is no need to flow a fluid through the counter tube, the counter tube does not need to have a cylindrical shape. . The cross-sectional shape of the counter tube (counter rod) is not limited to a circle, but may be a polygon or an ellipse. The shape and mass of the two counter rods are preferably equal to each other, and furthermore, the shape and mass of the counter tube and the measuring tube are preferably equal. The mass of the measurement tube means the mass of the straight pipe when the fluid to be measured is filled inside. When a vibration generating device or a sensor is arranged on the measurement tube or the counter rod, it is preferable that the straight tube and the two counter rods have the same shape and mass in a state where they are arranged. When a tube is used as the counter rod in the same manner as the measurement tube, the same fluid as the fluid to be measured can be sealed in the tube. In FIG. 6, L1 means the length of the measurement tube 11. L
2 means the length of the support blocks 13a and 13b along the longitudinal direction of the measurement tube.

【００３５】本発明の流量計のカウンタロッド（もしく
はカウンタチューブ）は、三脚音叉型振動子の振動モー
ドが得られるよう計測チューブの両側に対称的に配置さ
れている。このような配置は、フローチューブとカウン
タチューブの共振周波数を等しくする従来のカウンタロ
ッドの配置とは異なっている。The counter rod (or counter tube) of the flow meter of the present invention is symmetrically arranged on both sides of the measuring tube so as to obtain the vibration mode of the tripod tuning fork vibrator. Such an arrangement is different from the arrangement of the conventional counter rod which equalizes the resonance frequency of the flow tube and the counter tube.

【００３６】三脚音叉型振動子は、非常に安定した振動
が得られることが知られており、レゾネーター等に広く
用いられている。本発明においては、三脚音叉型振動子
の１次の曲げ振動モードを計測チューブ及びカウンタロ
ッドの振動の発生に用い、三脚音叉型振動子の２次の曲
げ振動モードを計測チューブに生ずる変形の検出に用い
る。計測チューブと二つのカウンタロッドを三脚音叉の
構造とすることで、計測チューブとカウンタロッド（も
しくはカウンタチューブ）をバランスさせるのみで、所
望の振動モード（三脚音叉型振動子の曲げ振動モード）
が励起できる。It is known that a tripod tuning fork type vibrator can obtain very stable vibration, and is widely used for a resonator or the like. In the present invention, the primary bending vibration mode of the tripod tuning fork vibrator is used to generate vibration of the measurement tube and the counter rod, and the secondary bending vibration mode of the tripod tuning fork vibrator is used to detect deformation occurring in the measurement tube. Used for The desired vibration mode (bending vibration mode of the tripod tuning fork type vibrator) can be achieved only by balancing the measurement tube and the counter rod (or counter tube) by using the structure of the measuring tube and the two counter rods as a tripod tuning fork.
Can be excited.

【００３７】また、計測チューブあるいはカウンタロッ
ドに励起された振動の一部は、支持体に伝わり振動エネ
ルギーの漏れを生じる。このような振動漏れは、コリオ
リ力の検出感度を低下させる。このような振動漏れによ
る支持体の変形を有限要素法により解析した。解析の結
果、振動の漏れを抑制してコリオリ力を高感度で検出す
るためには、計測チューブの長さに対する支持体の長さ
の比（Ｌ２／Ｌ１）を３／１０以上とすることが好まし
いことがわかった。コリオリ流量計を高感度とするため
には、計測チューブの長手方向に沿った支持体の長さ
は、長ければ長いほど好ましい。しかし支持体の長さが
極端に長いと、流量計が大型となる欠点がある。従って
支持体の長さはの上限は、Ｌ２／Ｌ１がおよそ１０／１
０程度までであることが実用上は好ましい。Further, a part of the vibration excited by the measuring tube or the counter rod is transmitted to the support and causes leakage of vibration energy. Such vibration leakage reduces the Coriolis force detection sensitivity. The deformation of the support due to such vibration leakage was analyzed by the finite element method. As a result of analysis, in order to suppress the leakage of vibration and detect Coriolis force with high sensitivity, the ratio of the length of the support to the length of the measurement tube (L2 / L1) should be 3/10 or more. It turned out to be favorable. In order to make the Coriolis flowmeter highly sensitive, the longer the length of the support along the longitudinal direction of the measuring tube, the better. However, if the length of the support is extremely long, there is a disadvantage that the flow meter becomes large. Therefore, the upper limit of the length of the support is L2 / L1 is about 10/1.
It is practically preferable to be up to about 0.

【００３８】図７は、本発明のコリオリ流量計のさらに
別な一例の構成を示す斜視図である。計測チューブ１１
は、前記の合金組成物から形成されている。図７に示し
たコリオリ流量計において、支持体１３ａ及び１３ｂの
それぞれは、弾性体１５（例えば、シリコンゴムなどか
らなる）を介して剛性基板１４に固定されている。この
ような構成により、流量計を、その使用環境における外
部振動から保護することができる。FIG. 7 is a perspective view showing the structure of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. Measurement tube 11
Is formed from the above alloy composition. In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 7, each of the supports 13a and 13b is fixed to the rigid substrate 14 via an elastic body 15 (for example, made of silicon rubber or the like). With such a configuration, the flow meter can be protected from external vibration in the environment in which the flow meter is used.

【００３９】図８は、本発明のコリオリ流量計のさら別
な一例の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示し
たコリオリ流量計の平面図である。図８及び図９に示し
たコリオリ流量計において、計測チューブ１１は、前記
の合金組成物から形成されている。図８及び図９に示し
たコリオリ流量計において、支持体１３ａ及び１３ｂの
それぞれは、弾性体１５を介して剛性基板１４に固定さ
れている。支持体１３ａ及び１３ｂのそれぞれの厚み
は、計測チューブ１１の直径より厚いことが好ましい。
また、支持体１３ａ及び１３ｂのそれぞれの厚みは、カ
ウンタチューブ１２ａ及び１２ｂのそれぞれの直径より
厚いことも好ましい。ここで支持体の厚みとは、計測チ
ューブと二つのカウンタチューブにより形成される平面
に垂直な方向の支持体の長さを意味する。FIG. 8 is a perspective view showing the structure of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the Coriolis flow meter shown in FIG. In the Coriolis flowmeter shown in FIGS. 8 and 9, the measurement tube 11 is formed from the above alloy composition. In the Coriolis flowmeter shown in FIGS. 8 and 9, each of the supports 13 a and 13 b is fixed to the rigid substrate 14 via the elastic body 15. The thickness of each of the supports 13a and 13b is preferably larger than the diameter of the measurement tube 11.
It is also preferable that the thickness of each of the supports 13a and 13b is larger than the diameter of each of the counter tubes 12a and 12b. Here, the thickness of the support means the length of the support in a direction perpendicular to a plane formed by the measurement tube and the two counter tubes.

【００４０】計測チューブ１１と、カウンタチューブ１
２ａ及び１２ｂのそれぞれの間には、マグネット７ａと
コイル８ａ、マグネット７ｂとコイル８ｂからなる二つ
の振動発生装置が配置される。それぞれのカウンタチュ
ーブには、その両側にバランス錘としてマグネット７ｃ
及びセンサ３ｃが配置される。図９において、計測チュ
ーブとカウンタチューブに設けられたセンサ３ｃは、流
量計の横方向のバランスをとる目的で設けられている。
計測チューブに配置されたセンサ３ｃは、コリオリ力に
よる計測チューブの変形を検出することもできる。Measurement tube 11 and counter tube 1
Two vibration generators each including a magnet 7a and a coil 8a and a magnet 7b and a coil 8b are arranged between each of 2a and 12b. Each counter tube has a magnet 7c on both sides as a balance weight.
And the sensor 3c. In FIG. 9, sensors 3c provided on the measurement tube and the counter tube are provided for the purpose of balancing the flow meter in the lateral direction.
The sensor 3c arranged on the measurement tube can also detect deformation of the measurement tube due to Coriolis force.

【００４１】図１０は、本発明のコリオリ流量計のさら
に別な一例の構成を示す斜視図である。図１０に示した
コリオリ流量計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型
の計測チューブ２１、そしてその両端部を固定する支持
体２７などからなる。そして計測チューブの両端部のそ
れぞれには、支持体２７を通じて流体を流す流路が設け
られている。計測チューブ２１は、前記の合金組成物か
ら形成されている。そして計測チューブ２１には、コリ
オリ力により生じたチューブの変形などを検出するセン
サ３ａ及び３ｂが備えられている。FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. The Coriolis flowmeter shown in FIG. 10 includes a curved measurement tube 21 through which a fluid to be measured flows, and a support 27 for fixing both ends thereof. Each of the two ends of the measurement tube is provided with a flow path through which a fluid flows through the support 27. The measurement tube 21 is formed from the above alloy composition. The measuring tube 21 is provided with sensors 3a and 3b for detecting deformation of the tube caused by Coriolis force.

【００４２】計測チューブの両側には、湾曲型の計測チ
ューブ２１と同形に湾曲している二つの補助振動体２２
ａ及び２２ｂが、間隔を介してそれぞれ平行に配置され
る。そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれに
は、計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆とな
るように振動させる振動発生装置２ａ及び２ｂが備えら
れている。補助振動体は、その内部に流体を流さないの
で筒状でなくてもよい。そして補助振動体の断面形状に
も特に制限はなく、多角形や楕円形など任意の形状で構
わない。計測チューブ２１は、その両端のそれぞれに設
けられた流路の流入口２３及び流出口２４を介して、流
量を測定する系（プラントなど）と接続される。流入口
２３及び流出口２４のそれぞれには、フランジを設ける
ことが好ましい。On both sides of the measuring tube, two auxiliary vibrators 22 curved in the same shape as the curved measuring tube 21 are provided.
a and 22b are respectively arranged in parallel with an interval. Vibration generators 2a and 2b for vibrating the measurement tube and the auxiliary vibrators so that the vibration phases are opposite to each other are provided on the measurement tube and the auxiliary vibrators, respectively. The auxiliary vibrator does not need to have a cylindrical shape because no fluid flows through the auxiliary vibrator. The sectional shape of the auxiliary vibrator is not particularly limited, and may be an arbitrary shape such as a polygon or an ellipse. The measurement tube 21 is connected to a system (a plant or the like) for measuring a flow rate through an inlet 23 and an outlet 24 of a flow path provided at each of both ends thereof. It is preferable to provide a flange at each of the inflow port 23 and the outflow port 24.

【００４３】図１０に示したコリオリ流量計は、測定対
象の流体が流れる湾曲型の計測チューブと各補助振動体
とを、振動位相が逆となるように振動発生装置２ａ及び
２ｂにより振動させ、流体に作用するコリオリ力による
計測チューブの弾性変形やひずみなどをセンサ３ａ及び
３ｂにより検出することにより流体の質量流量を測定す
る。計測チューブと二つの補助振動体の安定した振動を
得るために、二つの補助振動体の形状および質量が、互
いに等しいことが好ましい。そして、計測チューブか
ら、それぞれの補助振動体までの距離が互いに等しいこ
とがより好ましい。そして二つの補助振動体として、計
測チューブと同一のチューブを用いることがさらに好ま
しい。二つの補助振動体としてチューブを用いる場合
は、それぞれのチューブの内部に、流量測定対象の流体
と同一の流体を密封することがさらに好ましい。さらに
計測チューブと補助振動体の振動を安定させるために、
補助振動体２２ａ及び２２ｂとして用いるチューブの肉
厚を変えたり、補助振動体のそれぞれに付加重量（錘な
ど）を設けることも好ましい。In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 10, the curved measuring tube through which the fluid to be measured flows and the auxiliary vibrators are vibrated by the vibration generators 2a and 2b so that the vibration phases are reversed. The mass flow rate of the fluid is measured by detecting the elastic deformation and strain of the measurement tube due to the Coriolis force acting on the fluid by the sensors 3a and 3b. In order to obtain stable vibration of the measurement tube and the two auxiliary vibrators, it is preferable that the two auxiliary vibrators have the same shape and mass. And it is more preferable that the distances from the measurement tube to the respective auxiliary vibrators are equal to each other. It is more preferable to use the same tube as the measurement tube as the two auxiliary vibrators. When tubes are used as the two auxiliary vibrators, it is more preferable that the same fluid as the fluid whose flow rate is to be measured is sealed inside each of the tubes. In addition, to stabilize the vibration of the measuring tube and auxiliary vibrator,
It is also preferable to change the wall thickness of the tubes used as the auxiliary vibrators 22a and 22b, or to provide additional weight (such as weight) to each of the auxiliary vibrators.

【００４４】湾曲型の計測チューブ２１としては、図１
０に示したようにＵ字型の計測チューブを用いることが
好ましい。計測チューブ２１は、Ｕ字型の計測チューブ
に限定されず、トライアングル型などの公知の湾曲型の
計測チューブを用いることができる。計測チューブと二
つの補助振動体の振動が、流量計の外部に漏れないよう
に、支持体２７の厚さは、計測チューブ２１の直径の２
倍以上であることが好ましい。支持体の厚さとは、計測
チューブが固定されている面に垂直な方向に沿った支持
体の長さを意味する。FIG. 1 shows a curved measuring tube 21.
It is preferable to use a U-shaped measuring tube as shown in FIG. The measurement tube 21 is not limited to a U-shaped measurement tube, and a known curved measurement tube such as a triangle type can be used. The thickness of the support 27 should be two times the diameter of the measurement tube 21 so that the vibration of the measurement tube and the two auxiliary vibrators does not leak out of the flow meter.
It is preferably at least two times. The thickness of the support means the length of the support along a direction perpendicular to the surface to which the measurement tube is fixed.

【００４５】計測チューブと補助振動体を振動させるた
めの振動発生装置２ａ及び２ｂは、マグネットとコイル
から構成されている。振動発生装置２ａは、計測チュー
ブ２１と補助振動体２２ａを振動させる。振動発生装置
２ａは、コイル２８ａとマグネット２７ａ及び２７ｂか
らなる。振動発生装置２ｂは、計測チューブ２１と補助
振動体２２ｂを振動させる。振動発生装置２ｂの構成
は、振動発生装置２ａと同様である。また振動発生装置
として、圧電素子や静電力を用いた振動発生装置を用い
ることもできる。振動発生装置２ａにより計測チューブ
２１と補助振動体２２ａを互いに遠ざける時に、振動発
生装置２ｂにより計測チューブ２１と補助振動体２２ｂ
を互いに引きつけるようにして、計測チューブと二つの
補助振動体とを振動位相が逆となるように振動させる。The vibration generators 2a and 2b for vibrating the measuring tube and the auxiliary vibrator are composed of a magnet and a coil. The vibration generator 2a vibrates the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22a. The vibration generator 2a includes a coil 28a and magnets 27a and 27b. The vibration generator 2b vibrates the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22b. The configuration of the vibration generator 2b is the same as that of the vibration generator 2a. Further, a vibration generator using a piezoelectric element or an electrostatic force can be used as the vibration generator. When the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22a are moved away from each other by the vibration generator 2a, the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22b are moved by the vibration generator 2b.
Are attracted to each other, and the measurement tube and the two auxiliary vibrators are vibrated so that the vibration phases are opposite.

【００４６】図１１（ａ）に、図１０に示した本発明の
コリオリ流量計の駆動モード（計測チューブと補助振動
体の振動モード）を示す。この駆動モードは、三脚音叉
型振動子の１次の曲げ振動モードに対応している。図１
１（ｂ）に、同じコリオリ流量計の、コリオリ力の検出
モードを示す。この検出モードは、三脚音叉型振動子の
１次のねじり振動モードに対応している。三脚音叉型振
動子は、非常に安定した振動が得られることが知られて
おり、レゾネーター等に広く用いられている。FIG. 11A shows a drive mode (vibration mode of the measurement tube and the auxiliary vibrator) of the Coriolis flowmeter of the present invention shown in FIG. This drive mode corresponds to the primary bending vibration mode of the tripod tuning fork vibrator. FIG.
FIG. 1B shows a Coriolis force detection mode of the same Coriolis flow meter. This detection mode corresponds to the primary torsional vibration mode of the tripod tuning fork vibrator. It is known that a tripod tuning fork type vibrator can obtain very stable vibration, and is widely used for a resonator or the like.

【００４７】図１１（ａ）に示した駆動モードは、図１
０に示した振動発生装置２ａにより計測チューブ２１と
補助振動体２２ａを互いに遠ざける時に、振動発生装置
２ｂにより計測チューブ２１と補助振動体２２ｂを互い
に引きつけるようにして、計測チューブと各補助振動体
を振動させることで得られる。図１１（ａ）に記入した
点線は、計測チューブ及び各補助振動体の変位した状態
を示し、一点鎖線は、計測チューブ及び各補助振動体に
おいて曲げ変位の最も大きい先端部分の変位を示してい
る。The drive mode shown in FIG.
When the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22a are moved away from each other by the vibration generator 2a shown in FIG. 0, the measurement tube 21 and the auxiliary vibrator 22b are attracted to each other by the vibration generator 2b, so that the measurement tube and each auxiliary vibrator are connected. Obtained by vibrating. 11A shows the displaced state of the measurement tube and each of the auxiliary vibrators, and the dashed line shows the displacement of the tip portion where the bending displacement is the largest in the measurement tube and each of the auxiliary vibrators. .

【００４８】図１１（ｂ）に示した検出モードは、駆動
モードにおいて計測チューブ２１に測定対象の流体が流
れたときのコリオリ力により生じる。図１１（ｂ）に記
入した点線は、計測チューブ及び各補助振動体の変位し
た状態を示し、一点鎖線は、計測チューブ及び各補助振
動体においてねじり変位の最も大きい先端部分の変位を
示している。このねじり振動をセンサ３ａ及び３ｂで検
出して質量流量を測定する。そして図１１（ｂ）に点線
で記載したように、計測チューブは各補助振動体と比べ
て２倍の変位を示し、そしてこの計測チューブの変位を
センサにより検出することで、流量計を高感度にするこ
とができる。The detection mode shown in FIG. 11B is generated by the Coriolis force when the fluid to be measured flows through the measuring tube 21 in the driving mode. The dotted line shown in FIG. 11B indicates the displaced state of the measurement tube and each auxiliary vibrator, and the dashed line indicates the displacement of the tip portion having the largest torsional displacement in the measurement tube and each auxiliary vibrator. . This torsional vibration is detected by the sensors 3a and 3b to measure the mass flow rate. Then, as indicated by a dotted line in FIG. 11B, the measurement tube shows a displacement twice as large as that of each auxiliary vibrator, and the displacement of the measurement tube is detected by a sensor, so that the flowmeter can be highly sensitive. Can be

【００４９】図１０に示したコリオリ流量計は、三脚音
叉型振動子の曲げ振動モードとねじり振動モードを利用
しているので、振動のロスが小さく、そして流量計の使
用環境における外部振動にほとんど影響されないために
高感度である。The Coriolis flowmeter shown in FIG. 10 uses the bending vibration mode and the torsional vibration mode of the tripod tuning fork type vibrator, so that the vibration loss is small and almost no external vibration occurs in the usage environment of the flowmeter. High sensitivity because it is not affected.

【００５０】図１２は、本発明のコリオリ流量計のさら
に別な一例の構成を示す斜視図である。図１２に示した
コリオリ流量計は、流量測定対象の流体が流れる湾曲型
の計測チューブ２１、計測チューブ２１の両側に間隔を
介してそれぞれ平行に配置された、計測チューブと同形
に湾曲しているチューブからなる二つの補助振動体２２
ａ及び２２ｂ、そして前記の三つのチューブのそれぞれ
の両端部を固定する支持体２７などからなる。計測チュ
ーブ２１には、コリオリ力により生じた計測チューブの
変形などを検出するセンサ３ａ及び３ｂが備えられる。
そして三つのチューブ内の流体の流れる方向が全て同一
方向となるように三つのチューブを直列に接続する流路
２５ｂ及び２５ｃ、直列に接続されたチューブの一方の
端部に支持体を通じて流体を供給する流路２５ａ、およ
び直列に接続されたチューブの他方の端部から支持体を
通じて流体を排出する流路２５ｄが設けられている。そ
して計測チューブと各補助振動体のそれぞれには、計測
チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるように
振動させる振動発生装置２ａ及び２ｂが備えられてい
る。FIG. 12 is a perspective view showing the structure of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention. The Coriolis flowmeter shown in FIG. 12 has a curved measurement tube 21 through which a fluid to be measured flows, and is curved in the same shape as the measurement tube which is arranged in parallel on both sides of the measurement tube 21 with an interval therebetween. Two auxiliary vibrators 22 made of tubes
a and 22b, and a support 27 for fixing both ends of each of the three tubes. The measurement tube 21 is provided with sensors 3a and 3b for detecting deformation and the like of the measurement tube caused by Coriolis force.
Then, the fluid is supplied through the support to one end of each of the tubes connected in series, and the channels 25b and 25c connecting the three tubes in series so that the directions of the fluids flowing in the three tubes are all in the same direction. And a flow passage 25d for discharging fluid from the other end of the tube connected in series through the support. Vibration generators 2a and 2b for vibrating the measurement tube and the auxiliary vibrators so that the vibration phases are opposite to each other are provided on the measurement tube and the auxiliary vibrators, respectively.

【００５１】図１２に示したコリオリ流量計は、測定対
象の流体が流れる計測チューブと湾曲したチューブから
なる各補助振動体とを、振動位相が逆となるように振動
発生装置２ａ及び２ｂにより振動させ、流体に作用する
コリオリ力による計測チューブ２１の弾性変形やひずみ
などをセンサ３ａ及び３ｂにより検出することにより流
体の質量流量を測定する。計測チューブと二つの補助振
動体の安定した振動を得るために、二つの補助振動体の
形状および質量が、互いに等しいことが好ましい。そし
て計測チューブからそれぞれの補助振動体までの距離
は、互いに等しいことがより好ましい。そして二つの補
助振動体として、計測チューブと同一のチューブを用い
ることがさらに好ましい。さらに計測チューブと補助振
動体の振動を安定させるために、補助振動体２２ａ及び
２２ｂとして用いるチューブの肉厚を変えたり、補助振
動体２２ａ及び２２ｂに付加重量（錘など）を設けるこ
とも好ましい。In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 12, the measuring tubes through which the fluid to be measured flows and the auxiliary vibrating members formed of curved tubes are vibrated by the vibration generating devices 2a and 2b so that the vibration phases are reversed. Then, the mass flow rate of the fluid is measured by detecting the elastic deformation and strain of the measuring tube 21 due to the Coriolis force acting on the fluid by the sensors 3a and 3b. In order to obtain stable vibration of the measurement tube and the two auxiliary vibrators, it is preferable that the two auxiliary vibrators have the same shape and mass. It is more preferable that the distance from the measurement tube to each auxiliary vibrator is equal to each other. It is more preferable to use the same tube as the measurement tube as the two auxiliary vibrators. Further, in order to stabilize the vibration between the measurement tube and the auxiliary vibrator, it is preferable to change the thickness of the tubes used as the auxiliary vibrators 22a and 22b, or to provide an additional weight (such as a weight) to the auxiliary vibrators 22a and 22b.

【００５２】計測チューブ２１と二つの補助振動体２２
ａ及び２２ｂを直列に接続する流路２５ｂ及び２５ｃ、
そして直列に接続された三つのチューブの一方の端部に
流体を供給する流路２５ａ、そして直列に接続された三
つのチューブの他方の端部から流体を排出する流路２５
ｄは、支持体２７の内部にのみ設ける必要はない。即
ち、支持体の下方にさらに配管を設けて支持体下方の外
部で三つのチューブを直列に接続したり、支持体の下方
から流体を供給そして排出する構造とすることもでき
る。Measurement tube 21 and two auxiliary vibrators 22
flow paths 25b and 25c connecting a and 22b in series,
A channel 25a for supplying a fluid to one end of the three tubes connected in series, and a channel 25 for discharging the fluid from the other end of the three tubes connected in series
d need not be provided only inside the support 27. That is, it is also possible to provide a structure in which three tubes are connected in series outside the support below the support by further providing a pipe below the support, or a fluid is supplied and discharged from below the support.

【００５３】図１２に示したコリオリ流量計を、図１１
（ａ）に示す振動モードで駆動し、支持体に設けられた
流入口２３から流出口２４に向けて、図１２に記入した
矢印の方向に測定対象の流体を流す。そして図１１
（ｂ）に示した検出モードにおいて、計測チューブは各
補助振動体と比べて２倍の変位を示し、そしてこの計測
チューブの変位をセンサにより検出することで、流量計
を高感度にすることができる。そして図１２に示したコ
リオリ流量計においては、コリオリ力が、計測チューブ
２１と補助振動体２２ａ及び２２ｂの全てに作用する。
そして計測チューブ２１のねじり変位は、図１０に示し
たコリオリ流量計より大きくなり、流量計をさらに高感
度にすることができる。図１２に示したコリオリ流量計
は、三脚音叉型振動子の曲げ振動モードとねじり振動モ
ードを利用しているので、振動のロスが小さく、かつ流
量計の使用環境における外部振動にほとんど影響されな
いために高感度である。図１２に示したコリオリ流量計
は、３本のチューブ全てにコリオリ力が作用するのでよ
り高感度せある。The Coriolis flowmeter shown in FIG.
Driving in the vibration mode shown in (a), the fluid to be measured flows from the inlet 23 provided on the support to the outlet 24 in the direction of the arrow shown in FIG. And FIG.
In the detection mode shown in (b), the displacement of the measurement tube is twice as large as that of each auxiliary vibrator, and the displacement of the measurement tube is detected by the sensor, so that the flowmeter can be made highly sensitive. it can. Then, in the Coriolis flow meter shown in FIG. 12, the Coriolis force acts on all of the measuring tube 21 and the auxiliary vibrators 22a and 22b.
Then, the torsional displacement of the measuring tube 21 becomes larger than that of the Coriolis flow meter shown in FIG. 10, and the flow meter can be made more sensitive. Since the Coriolis flowmeter shown in FIG. 12 uses the bending vibration mode and the torsional vibration mode of the tripod tuning fork vibrator, the loss of vibration is small, and it is hardly affected by external vibration in the use environment of the flowmeter. High sensitivity. The Coriolis flowmeter shown in FIG. 12 has higher sensitivity because Coriolis force acts on all three tubes.

【００５４】図５から図１２に示したコリオリ流量計
は、計測チューブが前記の合金組成物から形成されてい
るために高感度である。そして計測チューブとカウンタ
ロッドの構成を工夫して三脚型音叉の振動モードを利用
することで、さらに流量計を高感度とすることができ
る。本発明のコリオリ流量計は、計測チューブに好まし
い合金組成物を用いることに大きな特徴がある。従っ
て、本発明のコリオリ流量計には、公知の構成を適用す
ることができる。The Coriolis flowmeter shown in FIGS. 5 to 12 has high sensitivity because the measuring tube is formed from the above alloy composition. By devising the configuration of the measuring tube and the counter rod and utilizing the vibration mode of the tripod tuning fork, the flowmeter can be made even more sensitive. The Coriolis flowmeter of the present invention is characterized by using a preferable alloy composition for the measurement tube. Therefore, a known configuration can be applied to the Coriolis flowmeter of the present invention.

【００５５】[0055]

【発明の効果】これまで、コリオリ流量計を高感度とす
るために、計測チューブの形状やコリオリ力の検出方
法、コリオリ力を検出するセンサの高感度化など様々な
手段が検討されていた。本発明においては、ヤング率が
９０ＧＰａ以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以
上である合金組成物からなる計測チューブを用いること
で、高感度のコリオリ流量計を得ている。さらに、計測
チューブと二つのカウンタロッド（または補助振動体）
を用いた三脚音叉型振動子の振動モードを利用すること
で、さらに高感度のコリオリ流量計を提供することがで
きる。本発明に従って、計測チューブに用いる材料を変
更することで、これまでよりも高感度のコリオリ流量計
を容易に提供することができる。In order to increase the sensitivity of the Coriolis flowmeter, various means have been studied so far, such as the shape of the measuring tube, the method of detecting the Coriolis force, and increasing the sensitivity of the sensor for detecting the Coriolis force. In the present invention, a highly sensitive Coriolis flowmeter is obtained by using a measurement tube made of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more. In addition, a measuring tube and two counter rods (or auxiliary vibrators)
By using the vibration mode of the tripod tuning fork type vibrator using the method, a Coriolis flowmeter with higher sensitivity can be provided. By changing the material used for the measurement tube according to the present invention, it is possible to easily provide a Coriolis flowmeter with higher sensitivity than before.

【００５６】[0056]

【実施例】第２表に記載の各組成物をアーク炉に装入
し、アーク加熱により各組成物を溶融混合した後に鋳型
に流し込み、各合金組成物（試料番号１〜９）のインゴ
ットを作製した。作製したインゴットからサンプルを切
り出し、Ｘ線回折法により分析した結果、作製した全て
の合金組成物は、単相固溶体であり、そして体心立方構
造であることが確認された。EXAMPLES Each composition described in Table 2 was charged into an arc furnace, and each composition was melted and mixed by arc heating, and then poured into a mold, and an ingot of each alloy composition (sample numbers 1 to 9) was prepared. Produced. A sample was cut out from the produced ingot and analyzed by an X-ray diffraction method. As a result, it was confirmed that all the produced alloy compositions were a single-phase solid solution and had a body-centered cubic structure.

【００５７】作製した合金組成物のそれぞれについて、
ヤング率Ｅ、降伏強さσｙ、極限引張り強さ（破断強
さ）σｕ、弾性伸び限界εｅ、破断伸びεｆ、及びビッ
カース強さＨｖを測定し、測定結果を第１表に記載し
た。また、合金組成物のヤング率（Ｔ）と純Ｔｉのヤン
グ率（ＥTi）の比（Ｅ／ＥTi）、合金組成物のヤング率
に対する降伏強さの比（σｙ／Ｅ）、そして合金組成物
のヤング率に対するビッカース硬さの比（Ｈｖ／Ｅ）を
計算した結果を第２表に記載した。For each of the prepared alloy compositions,
Young's modulus E, yield strength σy, ultimate tensile strength (rupture strength) σu, elastic elongation limit εe, elongation at break εf, and Vickers strength Hv were measured, and the measurement results are shown in Table 1. Further, the ratio of the Young's modulus (T) of the alloy composition to the Young's modulus (E Ti ) of pure Ti (E / E Ti ), the ratio of the yield strength to the Young's modulus of the alloy composition (σy / E), and the alloy The results of calculating the ratio of the Vickers hardness to the Young's modulus of the composition (Hv / E) are shown in Table 2.

【００５８】[0058]

【表２】 [Table 2]

【００５９】ヤング率が小さい材料でも、降伏強さやビ
ッカース硬さが小さいと、コリオリ流量計に実際に使用
するには好ましくない。例えば、計測チューブに、ヤン
グ率と降伏強さの両者が小さい材料を用いた場合、振動
発生装置の駆動力により計測チューブに塑性変形を生じ
て正確な流量測定ができなくなる。σｙ／Ｅ及びＨｖ／
Ｅは、合金組成物の実用面での機械的特性の善し悪しを
判断するためには有効であり、これらの値は大きいほど
好ましい。σｙ／Ｅの値は、０．０１０以上であること
が好ましく、０．０１５以上であることがより好まし
い。Ｈｖ／Ｅの値は、０．００５以上であることが好ま
しい。Even for a material having a small Young's modulus, a small yield strength or Vickers hardness is not preferable for practical use in a Coriolis flowmeter. For example, when a material having both a small Young's modulus and a low yield strength is used for the measurement tube, plastic deformation occurs in the measurement tube due to the driving force of the vibration generator, and accurate flow rate measurement cannot be performed. σy / E and Hv /
E is effective for judging whether the mechanical properties of the alloy composition in practical use are good or bad. The larger these values are, the more preferable. The value of σy / E is preferably 0.010 or more, and more preferably 0.015 or more. The value of Hv / E is preferably 0.005 or more.

【００６０】作製した合金組成物のヤング率は、これま
でコリオリ流量計の計測チューブに用いられていた純Ｔ
ｉのほぼ半分（第２表に記載したＥ／ＥTiの値を参照）
であり、これらの合金組成物が、コリオリ流量計の感度
を高めるのに好ましい材料であることがわかる。また、
作製した合金組成物の降伏強さは、従来計測チューブに
用いられていたチタンの５倍以上であり、ジルコニウム
やステンレスの３倍以上であり、実用上充分な強度であ
ることがわかる。The Young's modulus of the produced alloy composition is determined by the pure T which has been used in the measurement tube of the Coriolis flowmeter.
Almost half of i (see E / E Ti values in Table 2)
It can be seen that these alloy compositions are preferable materials for increasing the sensitivity of the Coriolis flowmeter. Also,
The yield strength of the produced alloy composition is five times or more that of titanium conventionally used for a measurement tube, and three times or more that of zirconium or stainless steel, which indicates that the strength is practically sufficient.

【００６１】次に得られたインゴットを圧延して薄板を
作製し、筒状に曲げ加工して溶接することでチューブを
形成した。このチューブを切断して、直管型の計測チュ
ーブを形成した。また、得られたチューブに曲げ加工を
行い、Ｕ字型の計測チューブを形成した。Next, the obtained ingot was rolled to produce a thin plate, which was bent into a tube and welded to form a tube. This tube was cut to form a straight tube type measurement tube. Further, the obtained tube was bent to form a U-shaped measurement tube.

【００６２】得られたＵ字型の計測チューブを用いて、
図１、図１０及び図１２の構成のコリオリ流量計を作製
した。図１０及び図１２のコリオリ流量計の作製におい
ては、補助振動体として、前述の合金組成物から形成し
た計測チューブと同一のチューブを用いた。同様にし
て、得られた直管型の計測チューブを用いて、図３、図
５、図７及び図８の構成のコリオリ流量計をそれぞれ作
製した。図５、図７及び図８のコリオリ流量計の作製に
おいては、カウンタロッドとして前述の合金組成物から
形成したチューブを用いた。そして比較のために、純Ｔ
ｉ製の計測チューブを用いて、図１、図３、図５、図
７、図８、図１０及び図１２の構成のコリオリ流量計を
それぞれ作製した。Using the obtained U-shaped measuring tube,
Coriolis flowmeters having the configurations shown in FIGS. 1, 10, and 12 were manufactured. In the production of the Coriolis flowmeter of FIGS. 10 and 12, the same tube as the measuring tube formed from the above-described alloy composition was used as the auxiliary vibrator. Similarly, Coriolis flowmeters having the configurations shown in FIGS. 3, 5, 7, and 8 were produced using the obtained straight tube type measurement tubes. In manufacturing the Coriolis flowmeter shown in FIGS. 5, 7 and 8, a tube formed from the above-described alloy composition was used as a counter rod. And for comparison, pure T
The Coriolis flowmeters having the configurations shown in FIGS. 1, 3, 5, 7, 8, 10, and 12 were produced using the i measurement tube.

【００６３】このようにして作製したコリオリ流量計の
フランジに配管を接続して水を流し、水の質量流量を測
定した。本発明のコリオリ流量計を用いて質量流量の測
定をした場合、同じ流量の水を流した場合でも、計測チ
ューブのたわみを検出するセンサからの出力電圧が（純
Ｔｉ製の計測チューブを用いた場合より）大きくなり、
検出感度が高いことが確認できた。A pipe was connected to the flange of the Coriolis flow meter manufactured as described above, water was allowed to flow, and the mass flow rate of the water was measured. When the mass flow rate was measured using the Coriolis flow meter of the present invention, the output voltage from the sensor that detects the deflection of the measurement tube was (even when the same flow rate of water was flowed) using a pure Ti measurement tube. Bigger than if)
It was confirmed that the detection sensitivity was high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のコリオリ流量計の一例の構成を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an example of a Coriolis flow meter according to the present invention.

【図２】図１に示したコリオリ流量計の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the Coriolis flow meter shown in FIG.

【図３】本発明のコリオリ流量計の別な一例の構成を示
す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of another example of the Coriolis flow meter of the present invention.

【図４】図３に示したコリオリ流量計の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the Coriolis flow meter shown in FIG. 3;

【図５】本発明のコリオリ流量計のさらに別な一例の構
成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention.

【図６】図５に示したコリオリ流量計の平面図である。6 is a plan view of the Coriolis flow meter shown in FIG.

【図７】本発明のコリオリ流量計のさらに別な一例の構
成を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention.

【図８】本発明のコリオリ流量計のさらに別な一例の構
成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of still another example of the Coriolis flow meter of the present invention.

【図９】図８に示したコリオリ流量計の平面図である。9 is a plan view of the Coriolis flow meter shown in FIG.

【図１０】本発明のコリオリ流量計のさらに別な一例の
構成を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of still another example of the Coriolis flowmeter of the present invention.

【図１１】（ａ）は、図１０に示したコリオリ流量計の
駆動振動モードを示す図であり、（ｂ）は、同じコリオ
リ流量計の検出振動モードを示す図である。11A is a diagram showing a driving vibration mode of the Coriolis flow meter shown in FIG. 10, and FIG. 11B is a diagram showing a detection vibration mode of the same Coriolis flow meter.

【図１２】本発明のコリオリ流量計のさらに別な一例の
構成を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of still another example of the Coriolis flow meter of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ Ｕ字型の計測チューブ ２、２ａ、２ｂ 振動発生装置 ３ａ、３ｂ、３ｃ センサ 4 配管 ５ フランジ ６ 容器 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、２７ａ、２７ｂ マグネット ８、８ａ、８ｂ、２８ａ コイル １１ 直管型の計測チューブ １２ａ、１２ｂ カウンタロッド １３ａ、１３ｂ 支持体 １４ 剛性基板 １５ 弾性体 ２１ 湾曲型の計測チューブ ２２ａ、２２ｂ 補助振動体 ２３ 流体の流入口 ２４ 流体の流出口 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 流体の流路 ２７ 支持体 Ｌ１ 計測チューブの長さ Ｌ２ 支持体の長さ 矢印 流体の流れる方向 1 U-shaped measuring tube 2, 2a, 2b Vibration generator 3a, 3b, 3c Sensor 4 Piping 5 Flange 6 Container 7, 7, 7a, 7b, 7c, 27a, 27b Magnet 8, 8a, 8b, 28a Coil 11 Straight tube Type measuring tube 12a, 12b counter rod 13a, 13b support 14 rigid substrate 15 elastic body 21 curved type measuring tube 22a, 22b auxiliary vibrator 23 fluid inlet 24 fluid outlet 25a, 25b, 25c, 25d fluid Flow path 27 Support L1 Length of measurement tube L2 Length of support Arrow Flow direction of fluid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川 内住宅11−806 Ｆターム(参考） 2F035 JA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akihisa Inoue 35-29 Kawachi Moto-Hasekura, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Prefecture 11-806 Kawauchi Residence F-term (reference) 2F035 JA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 振動状態にある計測チューブの内部を流
れる流量測定対称の流体に作用するコリオリ力を検出す
ることによって、流体の質量流量を測定するコリオリ流
量計において、該計測チューブが、ヤング率が９０ＧＰ
ａ以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上である
合金組成物から形成されていることを特徴とするコリオ
リ流量計。1. A Coriolis flowmeter for measuring a mass flow rate of a fluid by detecting a Coriolis force acting on a fluid having a flow measurement symmetry flowing inside a vibrating measurement tube, wherein the measurement tube has a Young's modulus. Is 90GP
a, and a Coriolis flowmeter characterized by being formed from an alloy composition having a yield strength of not more than 100 MPa. 【請求項２】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項１に記載のコリオリ流量
計。 【化１】Ｔｉ100-a-b-c-dＭaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、ｃ、
そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３０、０
≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦６
０を満たす数値である。］2. The Coriolis flowmeter according to claim 1, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR1 ## Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ] 【請求項３】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項２に記載のコリオリ流量
計。 【化２】Ｔｉ100-a-b-c-dＺｒaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方で
あり、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、
ｃ、そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３
０、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ≦６０を満たす数値である。］3. The Coriolis flowmeter according to claim 2, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR2 ## Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ] 【請求項４】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる直管型の計測チューブ、そして該計測チューブの両
側に間隔を介してそれぞれ平行に配置された二本のカウ
ンタロッドからなり、該計測チューブの一方の端部と各
カウンタロッドの一方の端部とが一方の支持体に固定さ
れ、また該計測チューブの他方の端部と各カウンタロッ
ドの他方の端部とが別の支持体に固定されており、該計
測チューブと各カウンタロッドのそれぞれには計測チュ
ーブと各カウンタロッドとを振動位相が逆となるように
振動させる振動発生装置が備えられ、そして上記の両支
持体が剛性基板上に固定されているコリオリ流量計であ
って、計測チューブが、ヤング率が９０ＧＰａ以下であ
り、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上である合金組成物
から形成されていることを特徴とするコリオリ流量計。4. A measuring pipe comprising a straight pipe-type measuring tube provided with a sensor through which a fluid to be subjected to flow measurement flows, and two counter rods arranged in parallel on both sides of the measuring tube with an interval therebetween. One end of the tube and one end of each counter rod are fixed to one support, and the other end of the measurement tube and the other end of each counter rod are connected to another support. The measuring tube and each of the counter rods are fixed, and each of the measuring tubes and the respective counter rods is provided with a vibration generating device for vibrating the measuring tube and the respective counter rods so that the vibration phases thereof are opposite to each other. The Coriolis flowmeter fixed above, wherein the measurement tube is formed of an alloy composition having a Young's modulus of 90 GPa or less and a yield strength of 100 MPa or more. A Coriolis flowmeter characterized in that: 【請求項５】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項４に記載のコリオリ流量
計。 【化３】Ｔｉ100-a-b-c-dＭaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、ｃ、
そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３０、０
≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦６
０を満たす数値である。］5. The Coriolis flowmeter according to claim 4, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. ## STR3 ## Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ] 【請求項６】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項５に記載のコリオリ流量
計。 【化４】Ｔｉ100-a-b-c-dＺｒaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方で
あり、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、
ｃ、そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３
０、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ≦６０を満たす数値である。］6. The Coriolis flowmeter according to claim 5, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ] 【請求項７】 二つの支持体のそれぞれが、弾性体を介
して剛性基板に固定されていることを特徴とする請求項
４に記載のコリオリ流量計。7. The Coriolis flowmeter according to claim 4, wherein each of the two supports is fixed to a rigid substrate via an elastic body. 【請求項８】 センサを備えた流量測定対象の流体が流
れる湾曲型の計測チューブ、そして該計測チューブの両
端部を固定する支持体からなり、そして計測チューブの
両端部のそれぞれに支持体を通じて流体を流す流路が設
けられているコリオリ流量計であって、該計測チューブ
と同形に湾曲している二つの補助振動体が、計測チュー
ブの両側に間隔を介してそれぞれ平行に配置されてお
り、そして計測チューブと各補助振動体のそれぞれには
計測チューブと各補助振動体とを振動位相が逆となるよ
うに振動させる振動発生装置が備えられているコリオリ
流量計であって、計測チューブが、ヤング率が９０ＧＰ
ａ以下であり、且つ降伏強さが１００ＭＰａ以上である
合金組成物から形成されていることを特徴とするコリオ
リ流量計。8. A curved measuring tube provided with a sensor through which a fluid to be subjected to flow rate measurement flows, and a support for fixing both ends of the measuring tube, and a fluid is passed through the support to each of both ends of the measuring tube. Coriolis flowmeter provided with a flow path through which two auxiliary vibrators curved in the same shape as the measurement tube are arranged in parallel on both sides of the measurement tube with an interval therebetween, And each of the measurement tube and each auxiliary vibrator is a Coriolis flowmeter equipped with a vibration generator that vibrates the measurement tube and each auxiliary vibrator so that the vibration phases are opposite, and the measurement tube is Young's modulus is 90GP
a, and a Coriolis flowmeter characterized by being formed from an alloy composition having a yield strength of not more than 100 MPa. 【請求項９】 合金組成物が、次式で表される組成を有
することを特徴とする請求項８に記載のコリオリ流量
計。 【化５】Ｔｉ100-a-b-c-dＭaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍは、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方であ
り、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群から
選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、ｃ、
そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３０、０
≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦６
０を満たす数値である。］9. The Coriolis flowmeter according to claim 8, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd M a M ' b M "c V d [ where, M represents, Zr, and one or both of Hf, M' is, Nb, in one or both of Ta M ″ is one or two or more elements selected from the group consisting of Cr, Mo, W, and Sn, and a, b, c,
And d is 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 30, 0
≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c + d ≦ 6
It is a numerical value that satisfies 0. ] 【請求項１０】 合金組成物が、次式で表される組成を
有することを特徴とする請求項９に記載のコリオリ流量
計。 【化６】Ｔｉ100-a-b-c-dＺｒaＭ’bＭ”cＶd ［但し、Ｍ’は、Ｎｂ、Ｔａのいずれか一方又は両方で
あり、Ｍ”は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、及びＳｎからなる群か
ら選ばれる一種又は二種以上の元素であり、ａ、ｂ、
ｃ、そしてｄはそれぞれ、５≦ａ≦４０、１≦ｂ≦３
０、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦２０、１０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ≦６０を満たす数値である。］10. The Coriolis flowmeter according to claim 9, wherein the alloy composition has a composition represented by the following formula. Embedded image Ti 100-abcd Zr a M ' b M "c V d [ where, M' is, Nb, and one or both of Ta, M" is, Cr, Mo, W, and the Sn One or more elements selected from the group consisting of a, b,
c and d are respectively 5 ≦ a ≦ 40, 1 ≦ b ≦ 3
0, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 20, 10 ≦ a + b + c +
It is a numerical value satisfying d ≦ 60. ]
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