JP3321104B2 - 質量流量測定器 - Google Patents

質量流量測定器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、流動媒体をガイドする実質的に
直線的なコリオリ導管と、該コリオリ導管に配設されて
いて該コリオリ導管を励振する少なくとも１つの振動発
生器と、前記コリオリ導管に配設されていてコリオリの
力及び／又は該コリオリの力に基づくコリオリの振動を
検知する少なくとも１つの測定値受信器と、前記コリオ
リ導管を収容する収容円筒体とから成っている形式の、
コリオリの原理に基づいて動作する質量流量測定器であ
って、コリオリ導管が入口と出口とを介して収容円筒体
内に軸方向及び半径方向で可動に支承されている形式の
もの、並びにコリオリ導管を励振するための方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】予め断っておくが、当該質量流量測定器
には特に、コリオリ導管に「配設された」少なくとも１
つの振動発生器と、前記コリオリ導管に「配設された」
少なくとも１つの測定値受信器が所属している。概ね単
数又は複数の振動発生器（いずれにしても単数又は複数
の振動発生器の一部分）及び単数又は複数の測定値受信
器（いずれにしても単数又は複数の測定値受信器の一部
分）がコリオリ導管と結合されている。しかしながら、
この結合は是が非でも必要と云う訳ではないので、本明
細書では「結合された」とは云わずに「配設された」と
いう表現を使用した。
【０００３】コリオリの原理に基づいて動作する質量流
量測定器では、少なくとも実質的に直線的に形成された
コリオリ導管を備えた質量流量測定器と、ループ状に形
成されたコリオリ導管を備えた質量流量測定器とは原則
的に区別されている。また当該質量流量測定器では、１
本のコリオリ導管しか有していないような質量流量測定
器と、２本のコリオリ導管を有しているような質量流量
測定器とは区別されている。２本のコリオリ導管を有す
る実施形態の場合、両コリオリ導管は流動技術的に直列
にか又は互いに並列的に位置している。
【０００４】最近では、実質的に直線的なコリオリ導管
を１本しか備えていない質量流量測定器が益々その地歩
を確立するに至っている。１本の真直ぐなコリオリ導管
を備えた質量流量測定器は機械的構造が単純であり、つ
まり比較的僅かな経費で製作でき、コリオリ導管の内面
の被加工性に優れ、例えば研磨可能であり、圧力損失も
少なく、自動排出性を有している。
【０００５】しかしながら、ただ１本の真直ぐなコリオ
リ導管を備えた質量流量測定器は、その色々な利点にも
拘わらず、多角的な観点に立って見ると、様々な問題を
孕んでいる。
【０００６】先ずコリオリ導管が真直ぐに形成されてい
ることに基づいて、熱に起因した膨張もしくは応力によ
って、流動媒体の温度に関連した測定精度の従変性が生
じる。極端な事例では、熱応力によって機械的な損傷、
つまり応力割れがコリオリ導管に惹起されることすらあ
る。この問題点に取組んでいるのが例えばドイツ連邦共
和国特許出願公開第４１２４２９５号明細書並びにドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第１９６０１３４２号明細書
に記載の発明である。
【０００７】そればかりでなく、ただ１本のコリオリ導
管しか有していない質量流量測定器の場合には、２本の
平行に延びるコリオリ導管を音叉の形式で動作させる質
量流量測定器の場合よりも、外的障害の入力結合が強く
なる。それというのは、ただ１本のコリオリ導管しか有
していない質量流量測定器の場合には、該質量流量測定
器の質量重心が静止せず、不安定だからである。外的障
害の入力結合、つまり周辺管路系の振動の入力結合を最
小限にすることに取組んでいるのが、ドイツ連邦共和国
特許出願公開第４４２３１６８号明細書並びにドイツ連
邦共和国特許出願公開第１９６３２５００号明細書に記
載の発明である。
【０００８】更にドイツ連邦共和国特許出願公開第１９
７３２６０５号明細書では、１本の真直ぐなコリオリ導
管を備えた質量流量測定器において発生する位相差測定
時の難点、つまり測定値受信器から供給される、質量流
量に比例した２つの測定信号間の（この質量流量測定器
では極度に小さい）位相差の測定時の難点が取り扱われ
ている。質量流量測定器の測定精度に対して課される、
産業分野における慣行的要件は、１・１０-5度のオーダ
ー範囲の位相差解像を要求している。
【０００９】前挙の刊行物において或る程度の解決策に
近づいている前記の問題点以外に、１本の真直ぐなコリ
オリ導管を備えた質量流量測定器の更なる問題点は、質
量流量測定器の全長とコリオリ導管の呼び径との比が常
に大きいことである。コリオリ導管の呼び径に対して質
量流量測定器の全長が大きくなるのは、コリオリ導管の
直径が決まっている場合、コリオリ導管の自由長（該コ
リオリ導管を所要振幅で振動させ得るような長さ）を採
用する必要から生じる。コリオリ導管の曲げ剛さが過度
に高い場合には、合理的な測定精度を保証する振幅によ
る振動をコリオリ導管に生ぜしめることは出来ない。１
本の真直ぐなコリオリ導管を備えた質量流量測定器の、
結果的に生じる大きな全長は勿論望ましいことではな
い。それというのは、例えば該質量流量測定器が使用さ
れる化学工業及び食料品産業では、設置のために使用で
きる空間には限りがあるからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、１本の直線的なコリオリ導管を備えた質量流流測定
器を改良し、コリオリ導管の呼び径に対する全長比を、
公知の当該形式の質量流量測定器よりも著しく僅かに
し、かつコリオリ導管における熱膨張又は熱応力によっ
て質量流量測定器に機械的損傷を決して惹起しないよう
にすることである。
【００１１】前記課題を解決するための本発明の構成手
段は、コリオリ導管の両端が振動発生器によって、該コ
リオリ導管の縦軸線を中心として回転揺動運動するよう
に励振可能であって、コリオリ導管の一方の端部の回転
揺動運動位相が、コリオリ導管の他方の端部の回転揺動
運動位相に対して１８０゜のずれを有している点にあ
る。
【００１２】その場合前記の入口及び出口は夫々、円錐
形に拡がるダイヤフラムとして形成されているか、或い
は入口、出口又はコリオリ導管に大きな応力を発生させ
ることなく前記入口及び出口を僅かに膨張させ得るよう
に例えば弓形状に成形されているのが有利である。
【００１３】
【発明の効果】コリオリの原理に基づいて動作する本発
明の質量流量測定器ではコリオリ導管が浮動支承されて
いることによって、本発明の出発点を成す公知の質量流
量測定器の場合のようなコリオリ導管の変形は必要でな
くなる。また浮動支承された「事実上限りなく」剛性の
コリオリ導管は、該コリオリ導管内を流れる流動媒体と
相俟ってコリオリの力を発生させるように励振される。
コリオリ導管の変形が必要でないので、コリオリ導管
は、呼び径に対して僅かな長さで構成することができる
ので、コリオリ導管の浮動支承のために使用される入口
と出口が僅かな長さを有している場合には特に、本発明
による質量流量測定器の全長も相対的に短くすることが
できる。コリオリ導管及び収容円筒体並びに、前記コリ
オリ導管の浮動支承のために使用される構成部分の寸法
を最適に設計した場合には、例えば最大質量流量を３０
０ｋｇ／ｍｉｎとすれば、全長２０ｃｍ〜最大３０ｃｍ
しか有しない質量流量測定器を実現することが可能であ
る。
【００１４】本発明によって構成された質量流量測定器
の更なる利点は、コリオリ導管の振動の周波数が事実上
温度には無関係であることである。それというのは浮動
支承されたコリオリ導管が曲げ応力も捩り応力も受けな
いないからである。
【００１５】本発明による質量流量測定器の特に有利な
実施形態では、収容円筒体が、質量流量測定器の計器ケ
ーシングを形成しており、しかも該収容円筒体を、コリ
オリ導管、振動発生器及び測定値受信器を収容するため
の切欠部を備えた（比較的重い）金属ブロックとして構
成しておくのが更に有利である。本発明による前記実施
形態の質量流量測定器は、該測定器に境を接する両管路
のフランジ間に造作なく締込むことができ、その場合、
境を接する両管路とコリオリ導管との間に（勿論或る限
度範囲内においてではあるが）軸心の不整合が在っても
問題が生じることはない。
【００１６】しかし又、本発明による質量流量測定器
は、従来技術において実際に慣用されているように、両
側にフランジを備えた特別の計器ケーシングを、前記の
収容円筒体とは別に付加的に有することもできる。この
実施形態の場合には、コリオリ導管と計器ケーシングと
の間に２本の連絡導管が設けられている。両連絡導管は
入口と出口に、しかも円錐拡張部のほぼ中央で接続され
ているのが有利である。コリオリ導管の、所期のような
「限りのない」運動可能性は、前記の連絡導管をダイヤ
フラムとして構成した場合に役立つ。
【００１７】本発明による質量流量測定器では、コリオ
リ導管に必要な振動を生ぜしめる手段を実現する場合、
コリオリ導管が収容円筒体内で浮動支承されていること
も当然考慮されねばならない。コリオリ導管の振動を発
生させるための従来公知の手段をすべて、本発明の質量
流量測定器においても適用できる訳ではない。
【００１８】コリオリ導管を振動させるのに必要な手段
に関して、本発明による質量流量測定器の第１実施形態
の特徴とするところは、振動発生器がコリオリ導管を励
振して、該コリオリ導管の縦軸線に対して直角な横方向
に延びる振動軸線を中心として振動させる点にあり、そ
の場合、振動軸線は、コリオリ導管の縦軸線に対して垂
直に延在する質量流量測定器の中心平面内に位置してい
る。きわめて一般的に云えば、本発明の質量流量測定器
ではコリオリ導管は、該コリオリ導管の縦軸線に対して
垂直に延びる中心平面に対称的に振動し、しかもその都
度１８０゜の位相ずれをもって振動する。
【００１９】本発明による質量流量測定器では振動発生
器は、コリオリ導管の縦軸線に対して直角な横方向に、
しかも該コリオリ導管の縦方向で見て実質的にコリオリ
導管の中点に装着された振子と、収容円筒体との間で
か、或いは、コリオリ導管の縦軸線に対して直角な横方
向に、しかも該コリオリ導管の縦方向で見て実質的にコ
リオリ導管の中点に装着されたトーション棒と、収容円
筒体との間で作用係合することができる。前記の振子又
はトーション棒に補償質量を装備すれば、コリオリ導管
の慣性力を充分補償することが可能になる。
【００２０】前記の手段を実現する代わりに、本発明の
質量流量測定器では２つの振動発生器を、コリオリ導管
の縦方向で見て中点の左側と右側とに配置することも可
能であり、その場合前記の両振動発生器は逆位相でコリ
オリ導管に作用せねばならない。特に本実施形態では、
ばね部材に支持されている圧電子を振動発生器として使
用することが可能である。
【００２１】本発明による質量流量測定器では、コリオ
リ導管を振動させるために必要な手段を次のようにして
実現することも可能である。すなわち振動発生器がコリ
オリ導管の両端を励振して、該コリオリ導管の縦軸線を
中心として揺動運動させ、かつ、コリオリ導管の一半部
の揺動運動位相が、コリオリ導管の他半部の揺動運動位
相に対して１８０゜のずれを有しているようにする。こ
のコリオリ導管の振動モードについても、先に説明した
コリオリ導管の振動モードについても同じく該当するこ
とは、質量流量測定器もしくはコリオリ導管の中心平面
内に位置するコリオリ導管中点がいわば常時定点に在
り、要するに全ての振動が前記のコリオリ導管中点をめ
ぐって行われることである。
【００２２】常に機能上必要な振動を伝達するための、
最後に述べたコリオリ導管の伝達モードは、詳細には例
えば、振動発生器として、夫々９０゜相互にずらされて
横方向運動を発生させる複数の振動発生エレメントを設
け、かつ個々の振動発生エレメントを９０゜位相をずら
して正弦曲線状に励振することによって実現される。こ
の場合重要なことは、横方向の運動を重畳することによ
って回転運動を発生させることである。
【００２３】例えば流動媒体の温度変化によって発生す
るところの、熱に起因した膨張又は応力を、可能な限り
僅少にするために本発明の質量流量測定器では、少なく
ともコリオリ導管を、熱膨張の比較的僅かな材料から製
作することが提案される。このような材料としては特に
デュプレックス、不銹鋼、ニッケルチタン或いはカーボ
ン強化材料又はガラス繊維強化材料を使用することが可
能である。
【００２４】更に本発明の別の構成によれば、少なくと
もコリオリ導管は、優れた腐食特性を有する材料と僅か
な熱膨張係数を有する材料とを組合せた複合材料から成
っており、しかも前記の優れた腐食特性を有する材料
は、流動媒体に直接接触しており、かつ前記の僅かな膨
張係数を有する材料によって包囲されている。これによ
って、しばしば必要とされるコリオリ導管の高い耐食性
が得られると同時に、優れた腐食特性を有する材料のみ
を使用する場合に生じるところの、大抵は比較的高い熱
膨張が低下される。
【００２５】択一的又は重畳的に適用可能な本発明の別
の思想によれば、少なくともコリオリ導管は、引張り予
荷重又は圧縮予荷重をかけて収容円筒体内に配置されて
いてもよい。その場合、引張り予荷重は、本発明の質量
流量測定器が格別高い温度に対して適性を有していなけ
ればならない場合に必要であるのに対して、圧縮予荷重
は、本発明の質量流量測定器を格別低い温度に適用でき
るようにする場合に必要である。コリオリ導管が、引張
り予荷重をかけて収容円筒体内に配置されている場合に
は、温度上昇に伴って前記引張り予荷重が先ず解消され
るので、これによって次いで発生する圧縮応力を許容限
度内に維持することが可能である。これに対してコリオ
リ導管が、圧縮予荷重をかけて収容円筒体内に配置され
ている場合には、温度降下に伴って前記圧縮予荷重が先
ず解消されるので、これによって次いで発生する引張り
応力を許容限度内に維持することが可能である。
【００２６】ところで本発明による質量流量測定器を構
成かつ改良する態様は多数存在している。この態様を実
現するためには、請求項１に従属する請求項、請求項１
６及び請求項１７に従属する請求項を参照する一方、図
面に基づく本発明の質量流量測定器の種々の実施例に関
する説明を参照されたい。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の実施
例を詳説する。
【００２８】図１〜図４及び図１０〜図１２に図示した
質量流量測定器は、公知のようにコリオリの原理に基づ
いて動作し、かつ該質量流量測定器の基本的構造は、流
動媒体をガイドする直線的なコリオリ導管１と、該コリ
オリ導管１に配設されていて該コリオリ導管１を励振す
る１つの振動発生器２（図１及び図２）又は該コリオリ
導管１に配設されていて該コリオリ導管１を励振する２
つの振動発生器２，３（図３及び図４並びに図１０〜図
１２）と、前記コリオリ導管１に配設されていてコリオ
リの力及び／又は該コリオリの力に基づくコリオリの振
動を検知する２つの測定値受信器４，５と、コリオリ導
管１を収容する収容円筒体６とから成っている。
【００２９】本発明によれば、図１、図２、図３、図４
及び図１０に詳細に示したように、コリオリ導管１は、
円錐形に拡がる入口７と同じく円錐形に拡がる出口８と
を介して収容円筒体６内に浮動支承されている。この浮
動支承によって、本発明の出発点を成す公知の質量流量
測定器の場合のようなコリオリ導管１の変形は必要とし
ない。また浮動支承された「事実上限りなく」剛性のコ
リオリ導管１は、コリオリ導管１内を流動する媒体と相
俟ってコリオリの力を発生させるように、励振すること
ができる。
【００３０】図１、図２及び図３並びに図１０及び図１
１には、本発明による質量流量測定器の格別有利な実施
形態が図示されており、該実施形態の特徴とするところ
は、収容円筒体６が質量流量測定器の計器ケーシングを
形成しており、しかも該収容円筒体６が、コリオリ導管
１と単数又は複数の振動発生器２，３と測定値受信器
４，５とを収容するための複数の切欠部を有する「比較
的重い」金属ブロックとして形成されている点にある。
本発明のこの実施形態による質量流量測定器は、隣接し
た両管路のフランジ（図示せず）間に造作なく締込むこ
とができ、しかもコリオリ導管１と隣接した両管路との
間に（勿論或る限度範囲内においてではあるが）軸心の
不整合が在っても問題が生じることはない。
【００３１】図１、図２及び図３並びに図１０及び図１
１に示した実施例とは異なった実施形態として図４及び
図１２に示した本発明の質量流量測定器の特徴とすると
ころは、収容円筒体６に加えて更に計器ケーシング９が
設けられており、かつコリオリ導管１と計器ケーシング
９との間に２本の連絡導管１０，１１が配設されている
点にある。図４に図示したように前記の連絡導管１０，
１１は、円錐形に拡がる入口７と、同じく円錐形に拡が
る出口８とに、拡張部のほぼ真中域で接続されている。
因みに連絡導管１０，１１並びに入口７及び出口８はダ
イヤフラム（膜）として構成されており、かつ計器ケー
シング９は両側にフランジ１２，１３を備えている。
【００３２】図４に示した実施例とは異なった実施形態
として図１２に示した本発明の質量流量測定器の特徴と
するところは、入口７及び出口８が弓形に形成されてい
る点にある。この形成によって入口７及び出口８は、入
口７及び出口８に大きな応力を発生させることなしに夫
々僅かに膨張することができるので、コリオリ導管１に
も大きな応力が伝達されることはない。同じくコリオリ
導管１自体も僅かしか膨張せず、該コリオリ導管内に大
きな応力が発生することはない。それというのは入口７
及び出口８も、このような膨張を（勿論僅かな程度）許
容するからである。
【００３３】図４の（ａ）では本発明の質量流量測定器
が静的状態で、すなわち如何なる振動も存在していない
状態で図示されている。これに対して図４の（ｂ）では
本発明の質量流量測定器が励振振動の存在している状態
で、また図４の（ｃ）では本発明の質量流量測定器がコ
リオリの振動の存在している状態で図示されている。励
振振動が存在している場合も、コリオリの振動が存在し
ている場合も共にコリオリ導管１は収容円筒体６に対し
て逆位相で振動する。従って著しく僅かなエネルギ及び
微々たる振動しか計器ケーシング９に伝達されないよう
な釣合系が存在している。
【００３４】図１、図２及び図３並びに図１０及び図１
１に示した全ての実施例において、円錐形に拡がる入口
７及び出口８には、収容円筒体６の円錐拡張区分１５，
１６が接続している。これは図４に示した実施例につい
ては該当しない。
【００３５】コリオリ導管１に必要な振動を惹起する手
段を実現するに当たって、本発明による質量流量測定器
の個々の実施例では、コリオリ導管１を収容円筒体６内
に浮動支承することが当然考慮されている。
【００３６】図１、図２、図３、図４及び図１２に示し
た本発明による質量流量測定器の実施例の場合、単数の
振動発生器２（図１及び図２）もしくは複数の振動発生
器２，３（図３、図４及び図１２）がコリオリ導管１
を、該コリオリ導管１の縦軸線に対して直角に延びる振
動軸線を中心として励振して振動させることが当て嵌ま
り、しかも前記振動軸線は、コリオリ導管１の縦軸線に
対して垂直に延びる、質量流量測定器もしくはコリオリ
導管１の中心平面内に位置している。要するにコリオリ
導管１は、該コリオリ導管１の縦軸線に対して垂直に延
びる中心平面に対して対称的に、しかもその都度１８０
゜位相をずらして振動する。
【００３７】図１に示した本発明による質量流量測定器
の実施例では振動発生器２は、コリオリ導管１の縦軸線
に対して直角に、しかも縦方向で見て実質的にコリオリ
導管１の中央に装着された振子１７と、収容円筒体６と
の間に作用係合している。前記振子１７には振子腕１８
と補償質量１９が所属している。該補償質量１９は、振
子１７の固有振動数が、可能な限り広くコリオリ導管１
の励振振動の固有振動数に合致するように選ばれてい
る。
【００３８】図２に示した本発明による質量流量測定器
の実施例では振動発生器２は、コリオリ導管１の縦軸線
に対して直角に、しかも縦方向で見て実質的にコリオリ
導管１の中央に装着されていて補償質量２０を有するト
ーション棒２１と、収容円筒体６との間に作用係合して
いる。
【００３９】図３に示した本発明による質量流量測定器
の実施例では、２つの振動発生器２，３がコリオリ導管
１の縦方向で中心の左右に配置されており、しかも両振
動発生器２，３は、ばね部材２２，２３に支持された圧
電子２４，２５として構成されている。
【００４０】図５には本発明による質量流量測定器の第
１実施例におけるコリオリ導管１及び振子１７の励振振
動の原理図が図示されている。容易に判るようにコリオ
リ導管１は、該コリオリ導管１の縦軸線に対して直角な
横方向に延びる振動軸線を中心として振動を行なう。つ
まり振動軸線は図５では図平面に対して垂直に延びてい
る。また図５から容易に推考できるように、コリオリ導
管１は、浮動支承に基づいて変形を受けることはない。
むしろ実際に変形を受けるのは、図５に略示したダイヤ
フラムだけにすぎない。
【００４１】図６の（ａ）及び（ｂ）では、振子１７と
コリオリ導管１とに作用する力を説明するために、コリ
オリ導管１及び振子１７が励振振動の諸位相で図示され
ている。この場合振子腕１８の変形は夫々著しく誇張し
て図示されている。
【００４２】ところで図７では、図５に示した励振振動
に重畳されるコリオリの振動が原理的に図示されてお
り、このコリオリの振動は、コリオリ導管１を流動媒体
の通流する際に発生するコリオリの力によって惹起され
る。図７に示したコリオリの振動の重畳によって、コリ
オリ導管１の中点の左右における２点の振動の位相差を
測定技術的に検出することが可能になる。この位相差は
質量流量に比例する。それというのは位相差の要因とな
るコリオリの力は、コリオリ導管１を通流する質量流量
に比例するからである。
【００４３】図８及び図９では、励振振動時及びコリオ
リ振動時に発生するコリオリ導管１、入口７及び出口８
の変形が図示されており、これらの変形は有限要素法に
基づいて求められた。容易に判るようにコリオリ導管１
がほとんど変形を受けないのに対して、入口７及び出口
８は、各振動から結果する変形を受ける。
【００４４】図１０及び図１１に示した本発明による質
量流量測定器の実施例について重要な点は、両振動発生
器２，３がコリオリ導管１の両端を励振して該コリオリ
導管１の縦軸線を中心として揺動運動させ、しかもコリ
オリ導管１の一方の半部の揺動運動位相が、コリオリ導
管１の他方の半部の揺動運動位相に対して１８０゜ずら
されていることである。より詳細に云えば、、振動発生
器２，３として、夫々９０゜相互にずらして配置されて
横方向運動を発生させる振動発生エレメント２６が設け
られており、かつ個々の振動発生エレメント２６が９０
゜移相されて制限曲線状に励振されることによって、前
記の１８０゜移相の揺動運動は実現されている。要する
にこの場合肝要な点は、横方向運動の重畳による回転運
動の発生である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による質量流量測定器の第１実施例の断
面図である。
【図２】本発明による質量流量測定器の第２実施例の断
面図である。
【図３】本発明による質量流量測定器の第３実施例の断
面図である。
【図４】本発明による質量流量測定器の第４実施例の断
面図である。
【図５】本発明による質量流量測定器の第１実施例にお
ける励振原理図である。
【図６】本発明による質量流量測定器の第１実施例にお
ける振子運動の原理図である。
【図７】本発明による質量流量測定器のコリオリ導管
の、コリオリの力によって励振されるコリオリの振動原
理図である。
【図８】励振振動時の変形の数値的なシミュレーション
図である。
【図９】コリオリの振動時の変形の数値的なシミュレー
ション図である。
【図１０】本発明による質量流量測定器のコリオリ導管
の第５実施例の断面図である。
【図１１】図１０に示したＸＩ−ＸＩ断面線に沿った質
量流量測定器の断面図である。
【図１２】第４実施例に類似した、本発明による質量流
量測定器の第６実施例の断面図である。
【符号の説明】
１ コリオリ導管、 ２，３ 振動発生器、 ４，５
測定値受信器、 ６収容円筒体、 ７ 入口、 ８ 出
口、 ９ 計器ケーシング、 １０，１１連絡導管、
１５，１６ 円錐拡張区分、 １７ 振子、 １８ 振
子腕、 １９，２０ 補償質量、 ２１ トーション
棒、 ２２，２３ ばね部材、 ２４，２５ 圧電子、
２６ 振動発生エレメント
フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９８２５７７５．９ (32)優先日 平成10年６月10日(1998．6．10) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） 前置審査 (56)参考文献 特開 平５−133788（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193864（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−69451（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開95／29386（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/84

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動媒体をガイドする実質的に直線的な
    コリオリ導管（１）と、該コリオリ導管（１）に配設さ
    れていて該コリオリ導管（１）を励振する少なくとも１
    つの振動発生器（２，３）と、前記コリオリ導管（１）
    に配設されていてコリオリの力及び／又は該コリオリの
    力に基づくコリオリの振動を検知する少なくとも１つの
    測定値受信器（４，５）と、前記コリオリ導管（１）を
    収容する収容円筒体（６）とから成っている形式の、コ
    リオリの原理に基づいて動作する質量流量測定器であっ
    て、コリオリ導管（１）が入口（７）と出口（８）とを
    介して収容円筒体（６）内に軸方向及び半径方向で可動
    に支承されている形式のものにおいて、 コリオリ導管（１）の両端が振動発生器（２，３）によ
    って、該コリオリ導管（１）の縦軸線を中心として回転
    揺動運動するように励振可能であって、コリオリ導管
    （１）の一方の端部の回転揺動運動位相が、コリオリ導
    管（１）の他方の端部の回転揺動運動位相に対して１８
    ０゜のずれを有していることを特徴とする、質量流量測
    定器。
  2. 【請求項２】 振動発生器（２，３）として、夫々９０
    ゜相互にずらされて横方向運動を発生させる複数の振動
    発生エレメント（２６）が設けられており、かつ個々の
    振動発生エレメント（２６）が９０゜位相をずらされて
    正弦曲線状に励振される、請求項１記載の質量流量測定
    器。
  3. 【請求項３】 入口（７）及び出口（８）が夫々、円錐
    形に拡がるダイヤフラムとして形成されている、請求項
    １又は２記載の質量流量測定器。
  4. 【請求項４】 入口（７）及び出口（８）が夫々、入口
    （７）、出口（８）又はコリオリ導管（１）に大きな応
    力を発生させることなく前記入口（７）及び出口（８）
    を僅かに膨張させ得るように弓形状に成形されている、
    請求項１から３までのいずれか１項記載の記載の質量流
    量測定器。
  5. 【請求項５】 収容円筒体（６）が、質量流量測定器の
    計器ケーシングを形成している、請求項１から４までの
    いずれか１項記載の質量流量測定器。
  6. 【請求項６】 収容円筒体（６）が、コリオリ導管
    （１）、振動発生器（２，３）及び測定値受信器（４，
    ５）を収容するための切欠部を備えた金属ブロックとし
    て構成されている、請求項５記載の質量流量測定器。
  7. 【請求項７】 収容円筒体（６）に加えて計器ケーシン
    グ（９）が設けられており、かつコリオリ導管（１）と
    計器ケーシング（９）との間に２本の連絡導管（１０，
    １１）が設けられている、請求項１から４までのいずれ
    か１項記載の質量流量測定器。
  8. 【請求項８】 連絡導管（１０，１１）が入口（７）と
    出口（８）に、しかも円錐拡張部のほぼ中央で接続され
    ている、請求項７記載の質量流量測定器。
  9. 【請求項９】 連絡導管（１０，１１）が、ダイヤフラ
    ムとして構成されている、請求項７又は８記載の質量流
    量測定器。
  10. 【請求項１０】 振動発生器（２，３）が、ばね部材
    （２２，２３）に支持されている圧電子（２４，２５）
    として構成されている、請求項１から９までのいずれか
    １項記載の質量流量測定器。
  11. 【請求項１１】 少なくともコリオリ導管（１）が、デ
    ュプレックス、不銹鋼、ニッケルチタン或いはカーボン
    強化材料又はガラス繊維強化材料のような、熱膨張の比
    較的僅かな材料から成っている、請求項１から１０まで
    のいずれか１項記載の質量流量測定器。
  12. 【請求項１２】 少なくともコリオリ導管（１）が、優
    れた腐食特性を有する材料と僅かな熱膨張係数を有する
    材料とを組合せた複合材料から成り、しかも前記の優れ
    た腐食特性を有する材料が、流動媒体に直接接触してお
    り、かつ前記の僅かな膨張係数を有する材料によって包
    囲されている、請求項１から１０までのいずれか１項記
    載の質量流量測定器。
  13. 【請求項１３】 優れた腐食特性を有する材料が、溶
    接、接着、硬鑞接又はねじ締結によって、僅かな熱膨張
    係数を有する材料と結合されている、請求項１２記載の
    質量流量測定器。
  14. 【請求項１４】 僅かな熱膨張係数を有する材料の面
    に、ニッケル／鉄−合金のような優れた腐食特性を有す
    る材料が粉末コーティング層によって被着されている、
    請求項１２記載の質量流量測定器。
  15. 【請求項１５】 流動媒体をガイドする実質的に直線的
    なコリオリ導管（１）と、該コリオリ導管（１）に配設
    されていて該コリオリ導管（１）を励振する少なくとも
    １つの振動発生器（２，３）と、前記コリオリ導管
    （１）に配設されていてコリオリの力及び／又は該コリ
    オリの力に基づくコリオリの振動を検知する少なくとも
    １つの測定値受信器（４，５）と、前記コリオリ導管
    （１）を収容する収容円筒体（６）とから成っている形
    式の、コリオリの原理に基づいて動作する質量流量測定
    器の、流れる媒体をガイドするほぼ真っ直ぐなコリオリ
    導管（１）を励振するための方法であって、コリオリ導
    管（１）を入口（７）と出口（８）とを介して収容円筒
    体（６）内に軸方向及び半径方向で可動に支承する方法
    において、 振動発生器（２，３）が、コリオリ導管（１）の両端を
    該コリオリ導管（１）の縦軸線を中心として回転揺動運
    動するように励振させ、コリオリ導管（１）の一方の端
    部の回転揺動運動位相を、コリオリ導管（１）の他方の
    端部の回転揺動運動位相に対して１８０゜ずらすことを
    特徴とする、質量流量測定器を励振するための方法。
  16. 【請求項１６】 振動発生器（２，３）として、夫々９
    ０゜相互にずらされて横方向運動を発生させる複数の振
    動発生エレメント（２６）を設け、かつ個々の振動発生
    エレメント（２６）を、９０゜位相をずらして正弦曲線
    状に励振させる、請求項１５記載の質量流量測定器を励
    振するための方法。
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