JP3767120B2

JP3767120B2 - Vibration measuring device

Info

Publication number: JP3767120B2
Application number: JP27638397A
Authority: JP
Inventors: 太高橋
Original assignee: トキコテクノ株式会社
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH1194621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定流体の密度または質量流量を計測する振動式測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動式測定装置は、ケーシング内に、被測定流体が流通するセンサチューブが設けられ、センサチューブには、センサチューブを同期振動させるための加振器と、センサチューブの変位を検出する上流側ピックアップと下流側ピックアップとが設けられている。センサチューブを振動させることによって、被測定流体の流量に応じたコリオリ力が発生し、センサチューブの流入側と流出側とでコリオリ力の作用方向が逆向きになることを利用し、この位相差から流量を測定する。
加振器は、励磁コイルとマグネットとから構成されている。そして、これらの加振器はケーシングに励磁コイルが固定され、センサチューブにマグネットが励磁コイルに対向するように設けられており、励磁コイルに電流が供給されることにより、マグネットが変位してセンサチューブを振動させる。
【０００３】
上流側ピックアップ及び下流側ピックアップは、それぞれセンサコイルとマグネットとから構成されており、センサチューブが変位すると、センサコイルとマグネットとが相対変位してセンサコイルに電流が発生する。この電流を検出することでセンサチューブの変位を測定している。
【０００４】
上記従来の振動式測定装置では、振動式測定装置は爆発危険雰囲気において使用されることが多い。このため、振動式測定装置は、加振器の励磁コイルやピックアップのセンサコイルに流れる電流値を制限した本質安全防爆構造をとっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の振動式測定装置では、上述のように励磁コイルには所定の電流値以下の電流を供給し、また、ピックアップのセンサコイルに流れる電流も所定値以下に抑えることが好ましい。しかし、このように電流値を制限した場合には、振動式測定装置の口径が大きかったり、被測定流体の圧力や密度が大きかったりするなどして加振器に大きな励振力が求められるときに、励振力が不足したり、また、ピックアップよりの出力が小さくなるなど、測定が正確に行えないといった問題が生じる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加振器やピックアップに流れる電流値の制限を不要とした振動式測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、被測定流体が流通するセンサチューブと、前記センサチューブを支持する支持部材と、前記ケーシング側に取り付けられた励磁コイルと前記センサチューブに取り付けられたマグネットとからなり、前記センサチューブを振動させる加振器と、前記センサチューブの前記支持部材と前記加振器との間に取り付けられ、前記センサチューブの変位を検出するピックアップと、前記加振器を加振駆動させて前記センサチューブを振動させるとともに、前記ピックアップにより検出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記センサチューブ内を流通する流体の密度または質量流量を求める制御手段と、からなる振動式測定装置において、前記制御手段が収納される密閉空間を有する制御手段収納容器と、前記ケーシングに取り付けられ、前記加振器の励磁コイルが収納される密閉空間を有する加振器ホルダと、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の振動式測定装置において、前記制御手段収納容器の密閉空間と前記加振器ホルダの密閉空間とが連通して一つの密閉空間を形成することを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１または２記載の発明は、加振器の励磁コイルを加振器ホルダの密閉空間内に収納することで、爆発危険雰囲気と加振器の導通部分である励磁コイルとを隔離することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の振動式測定装置において、前記加振器ホルダは、前記マグネットに直接対峙する部分が非磁性体で形成され、前記励磁コイルを挟んでマグネットに対峙する部分が磁性体で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項３記載の発明は、マグネットの磁力線が加振器ホルダの磁性体部分に沿うように磁界が形成されて閉磁界に近い状態となるため、磁性体部分とマグネットとの間のある励磁コイルをより多くの磁力線が横切ることとなる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、被測定流体が流通するセンサチューブと、前記センサチューブを支持する支持部材と、前記センサチューブを振動させる加振器と、前記ケーシング側に取り付けられた検出部と前記センサチューブに取り付けられた被検出部とからなり、前記センサチューブの前記支持部材と前記加振器との間に取り付けられて前記センサチューブの変位を検出するピックアップと、前記加振器を加振駆動させて前記センサチューブを振動させるとともに、前記ピックアップにより検出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記センサチューブ内を流通する流体の密度または質量流量を求める制御手段と、からなる振動式測定装置において、前記制御手段が収納される密閉空間を有する制御手段収納容器と、前記ケーシングに取り付けられ、前記ピックアップの検出部が収納される密閉空間を有するピックアップホルダと、を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の振動式測定装置において、前記制御手段収納容器の密閉空間と前記ピックアップホルダの密閉空間とが連通して一つの密閉空間を形成することを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項４または５記載の発明は、ピックアップの検出部をピックアップホルダの密閉空間内に収納することで、爆発危険雰囲気とピックアップの導通部分である検出部とを隔離することができる。
【００１５】
また、請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の振動式測定装置において、前記ピックアップは、前記ケーシング側に取り付けられたセンサコイルと前記センサチューブに取り付けられたマグネットとからなり、前記センサコイルを収納する前記ピックアップホルダは、前記マグネットに直接対峙する部分が非磁性体で形成され、前記センサコイルを挟んでマグネットに対峙する部分が磁性体で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
従って、請求項６記載の発明は、マグネットの磁力線がピックアップホルダの磁性体部分に沿うように磁界が形成されて閉磁界に近い状態となるため、磁性体部分とマグネットとの間のあるセンサコイルをより多くの磁力線が横切ることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の振動式測定装置を質量流量計として用いたものを図１乃至図４に基づいて説明する。
振動式測定装置は密閉されたケーシング１内に被測定流体が流通する流路２を挿通してなる。流路２は、流入路３と、一対のセンサチューブ４、５と、流出路６とより構成されている。
【００１８】
ケーシング１は、円筒状に形成された本体７と、その両端開口を閉塞するふた部材８、９とから構成されている。蓋部材８は、内部に流入路３が設けられるとともに、流入側端部に上流側配管（図示せず）に連結されるフランジ８ａを有し、他端側はセンサチューブ４、５を支持する支持部材であるサポート１０を介して一対のセンサチューブ４、５に接続されている。また、蓋部材９は、内部に流出路６が設けられるとともに、流出側端部に下流側配管（図示せず）に連結されるフランジ９ａを有し、他端側はセンサチューブ４、５を支持する支持部材であるサポート１１を介して一対のセンサチューブ４、５に接続されている。
【００１９】
サポート１０は、弾性部材とシール材を兼ねたＯリング１２を介して蓋部材８に固定されており、流路２を流入路３から一対のセンサチューブ４、５に分岐させるように、蓋部材８とともにマニホールド１４を形成している。また、サポート１１は、Ｏリング１５を介して蓋部材９に固定されており、流路２を一対のセンサチューブ４、５から流出路６に合流させるように、蓋部材９とともにマニホールド１７を形成している。
【００２０】
Ｏリング１２、１５は、ケーシング１の振動がサポート１０、１１を介してセンサチューブ４、５に伝播しないように作用する。
【００２１】
一対のセンサチューブ４、５は、流体の流れ方向に直線上に延在するステンレス製の直管よりなり、互いに平行になるように両端側がサポート１０、１１に貫通して接続されており、流入路３と流出路６とを連通している。また、一対のセンサチューブ４、５の両端近傍にはセンサチューブ４、５が貫通することによってセンサチューブ４、５に固定される連節板１８が設けられており、流量測定時には連節板１８を振動の節としてセンサチューブ４、５が振動する。
【００２２】
センサチューブ４、５には、後述の上流側ピックアップ２３、２４、下流側ピックアップ３１、３２、加振器３８、３９が設けられている。加振器３８、３９はセンサチューブ４、５を振動させ、上流側ピックアップ２３、２４または下流側ピックアップ３１、３２では、センサチューブ４、５の振動が上流側または下流側の振動の位相を検出する。
【００２３】
以下に、上記構成になる振動式測定装置の動作を説明する。
流量測定時、変換器２６（制御手段収納容器）に収納された制御回路２０（制御手段）は、加振器３８、３９に電流を供給することにより、一対のセンサチューブ４、５を図中、ｙ方向に共振周波数で振動させる。上流側配管から供給された被測定流体は流入路３よりセンサチューブ４、５内に流入し、流出路６より下流側配管に流出する。
【００２４】
上述のように振動するセンサチューブ４、５に流体が流れるとその流量に応じた大きさのコリオリ力が発生する。これにより、上流側ピックアップ２３、２４の出力信号と下流側ピックアップ３１、３２の出力信号から検出される変位量との間には位相差が現れる。
【００２５】
この流入側と流出側との位相差が流量に比例するため、制御回路２０は上流側ピックアップ２３、２４からの出力信号と下流側ピックアップ３１、３２からの出力信号の位相差に基づいて流量を演算する。
【００２６】
以下に、上流側ピックアップ２３、２４、下流側ピックアップ３１、３２について説明する。
図３、図４に示すように、上流側ピックアップ２３、２４は、センサコイル２３ａとマグネット２３ｂとからなるピックアップ２３と、センサコイル２４ａとマグネット２４ｂとからなるピックアップ２４とから大略構成されている。
【００２７】
ピックアップ２３、２４はそれぞれセンサコイル２３ａ、２４ａがケーシングに、マグネット２３ｂ、２４ｂがセンサチューブ４、５に固定されているので、後述の加振器３８、３９によってセンサチューブ４、５が加振方向（図中、ｙ方向）に相対変位させられると、センサコイル２３ａ、２４ａとマグネット２３ｂ、２４ｂとが相対変位してセンサコイル２３ａ、２４ａに電流が発生する。ピックアップ２３、２４は、この電流の電圧値を検出して制御回路２０に出力する。制御回路２０では、ピックアップ２３、２４の出力する電圧値の平均から上流側ピックアップ２３、２４が設けられた位置のセンサチューブ４、５の変位量を求める。
【００２８】
センサコイル２３ａは、ピックアップホルダ２５に収納されており、ピックアップホルダ２５は円筒形の磁性体部２５ａと、磁性体部２５ａに設けられた有底円筒形の非磁性体部２５ｂとから構成されている。非磁性体部２５ｂの開口部に設けられたつば部と磁性体部２５ａの一方の開口部とが接続されることにより、非磁性体部２５ｂと磁性体部２５ａとの間にセンサコイル２３ａを収納するための空間（密閉空間）が形成されている。
【００２９】
磁性体部２５ａには、強磁性体である鉄などの磁性体を用い、非磁性体部２５ｂにはオーステナイト系ステンレスなどの非磁性体を用いている。マグネット２３ｂにより発生する磁界に対して、非磁性体部２５ｂはほとんど影響を及ぼさないが、磁性体部２５ａはヨークとして作用し、マグネット２３ａの磁力線が磁性体部２５ａに沿うようにゆがめられ、図４に矢印で示したような磁界を形成する。これによって閉磁界に近い状態となり、多くの磁力線がセンサコイル２３ａを横切るようになる。つまり、センサコイル２３ａの移動範囲においては磁界が強められることになり、センサコイル２３ａで発生する電流値が大きくなる。
【００３０】
ピックアップホルダ２５のセンサコイル２３ａの密閉空間と制御回路２０が収納されている変換器２６内の密閉空間とは、センサコイル２４ａと制御回路２０とを結ぶ導線が収納される金属管２７によって連通している。センサコイル２４ａもセンサコイル２３ａと同様に磁性体部２８ａと非磁性体部２８ｂとからなるピックアップホルダ２５と同様なピックアップホルダ２８の密閉空間に収納されており、ピックアップホルダ２８のセンサコイル２４ａの密閉空間と制御回路２０が収納されている変換器２６内の空間とは、センサコイル２４ａと制御回路２０を結ぶ導線が収納されている金属管２９によって連通している。
【００３１】
また、下流側ピックアップ３１、３２についても、上流側ピックアップ２３、２４と同様の構成であり、センサコイル３１ａとマグネット３１ｂとからなるピックアップ３１と、センサコイル３２ａとマグネット３２ｂとからなるピックアップ３２とから大略構成されている。そして、センサチューブ４、５のｙ方向の変位をピックアップ３１、３２により加振器３８、３９の下流側で検出し、センサコイル３１ａ、３２ａに発生する電流を制御回路２０に出力する。
【００３２】
センサコイル３１ａは、ピックアップホルダ２５と同様なピックアップホルダ３３の密閉空間に収納されており、ピックアップホルダ３３は円筒形の磁性体部３３ａと、磁性体部３３ａに設けられた有底円筒形の非磁性体部３３ｂとから構成されている。非磁性体部３３ｂの開口部に設けられたつば部と磁性体部３３ａの一方の開口部とが接続されることにより、非磁性体部３３ｂと磁性体部３３ａとの間にセンサコイル３１ａを収納するための空間（密閉空間）が形成されている。
【００３３】
ピックアップホルダ３３のセンサコイル３１ａの密閉空間と制御回路２０が収納されている変換器２６内の密閉空間とは、センサコイル３１ａと制御回路２０とを結ぶ導線が収納される金属管３４によって連通している。センサコイル３２ａもセンサコイル３１ａと同様に磁性体部３５ａと非磁性体部３５ｂとからなるピックアップホルダ３５の密閉空間に収納されており、ピックアップホルダ３５のセンサコイル３２ａの密閉空間と変換器２６内の空間とは、センサコイル３２ａと制御回路２０を結ぶ導線が収納されている金属管３６によって連通している。
【００３４】
次に、加振器３８、３９について説明する。
加振器３８、３９は、図５に示すように、励磁コイル３８ａとマグネット３８ｂとからなる加振器３８と、励磁コイル３９ａとマグネット３９ｂとからなる加振器３９とから構成されており、励磁コイル３８ａ、３９ａはケーシングに、マグネット３８ｂ、３９ｂはそれぞれセンサチューブ４、５に固定されている。励磁コイル３８ａ、３９ａには制御手段収納容器である変換器２６内に収納された制御回路２０から電流を供給するための導線が接続されており、励磁コイル３８ａ、３９ａに励振電流を供給することにより、励磁コイル３８ａとマグネット３８ｂと、励磁コイル３９ａとマグネット３９ｂとを図中、ｙ方向に相対変位させてセンサチューブ４、５を振動させる。
【００３５】
励磁コイル３８ａは、加振器ホルダ４０に収納されており、加振器ホルダ４０は円筒形の磁性体部４０ａと、磁性体部４０ａに設けられた有底円筒形の非磁性体部２５ｂとから構成されている。非磁性体部４０ｂの開口部に設けられたつば部と磁性体部４０ｂの一方の開口部とが接続されることにより、非磁性体部４０ｂと磁性体部４０ａとの間に励磁コイル３８ａを収納するための空間（密閉空間）が形成されている。
【００３６】
加振器ホルダ４０の励磁コイル３８ａの密閉空間と制御回路２０が収納されている変換器２６内の密閉空間とは、励磁コイル３８ａと制御回路２０とを結ぶ導線が収納される金属管４１によって連通している。励磁コイル３９ａも励磁コイル３８ａと同様に磁性体部４２ａと非磁性体部４２ｂとからなる加振器ホルダ４２の密閉空間に収納されており、加振器ホルダ４２の励磁コイル３９ａの密閉空間と変換器２６内の空間とは、励磁コイル３９ａと制御回路２０を結ぶ導線が収納されている金属管４３によって連通している。
【００３７】
従って、変換器２６と、上流側ピックアップ２３、２４のセンサコイル２３ａ、２４ａが収納されるピックアップホルダ２５、２８内の空間と、下流側ピックアップ３１、３２のセンサコイル３１ａ、３２ａの収納されるピックアップホルダ３３、３５内の空間と、加振器３８、３９の加振器３８、３９の励磁コイル３８ａ、３９ａが収納されるピックアップホルダ４０、４２内の空間と、のそれぞれは、金属管２７、２９、３４、３６、４１、４３によって連通しており、金属管２７、２９、３４、３６、４１、４３と変換器２６の接続部分は樹脂モールド等により機密に保持されている。これによって、変換器２６と、ピックアップホルダ２５、２８、３３、３５と、加振器ホルダ４０、４２と、金属管２７、２９、３４、３６、４１、４３とから一つの密閉容器４４が形成されてることになり、これにより、密閉容器４４内には一つの密閉空間が形成されることになる。
【００３８】
密閉容器４４は、内部を流れる電気によって火花が発生したり、爆発が起きたときでも、密閉容器４４の外側の爆発危険雰囲気であるケーシング１外部及びケーシング１内部に影響を及ぼさないように、耐圧防爆容器となっている。
【００３９】
ここで、センサチューブ４、５をｙ方向に相対変位させるための励振力は、励磁コイル３８ａ、３９ａに供給する励振電流の大きさ及びマグネット３８ｂ、３９ｂの磁束密度によって決定され、励振電力または磁束密度を大きくすると励振力が大きくなることは、ｆ（励振力）＝Ｉ（電流）×Ｂ（磁束密度）の式からも明らかである。ところが、振動式測定装置は防爆構造が必要な雰囲気において使用されることが多く、このため、使用する電流値を制限した本質安全防爆構造をとっており、加振器３８、３９の励磁コイル３８ａ、３９ａに流す電流値に上限がある。
【００４０】
加振器３１の励振力は励磁コイル３１ａに流す電流値に比例するため、センサチューブ４、５を振動させるのに大きな励振力が必要なときには、励磁コイル３１ａ、３２ａに上限値の電流を供給しても必要な励振力に達っしないことがある。つまり、従来の振動式測定装置では、被測定流体の状態（流体密度、流速、圧力など）や、センサチューブ４、５の状態（材質・肉厚等による強度、口径、長さなど）によっては、加振器３８、３９の励振力が不足し、測定が正確に行えないといった問題が起こりえた。
【００４１】
しかし、本実施の形態の振動式測定装置では、電流の流れる導通部分である制御回路２０と、センサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａと、励磁コイル３８ａ、３９ａと、それぞれのコイルと制御回路２０とを結ぶ導線とが、耐圧防爆容器である密閉容器４４内に全て収納されているため、流れる電流値に制限を設ける本質安全防爆構造をとる必要がない。
【００４２】
これによって、励磁コイル３８ａ、３９ａに大きな電流を供給できるようになり、加振器３８、３９の励振力を大きくすることができる。また、加振器３８、３９の励振力が大きくなることによってセンサチューブ４、５の変位量が大きくなり、これによって上流側ピックアップ２３、２４、下流側ピックアップ３１、３２のセンサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａに流れる電流値も大きくなるが、これについても密閉容器４４内のみで電流が流れるため、電流値の大きさが問題となることがない。
【００４３】
また、センサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａの出力する電流値も大きくすることができるため、センサチューブ４、５の変位量の検出感度が向上し、振動式測定装置の流量測定精度を向上させることができる。
【００４４】
以上述べたように、本実施の形態の振動式測定装置では、電気の流れる導通部分が耐圧防爆容器である密閉容器４４内に収納されているため、本質安全防爆構造をとっていた従来の振動式測定装置の加振器に比べてより大きな励振力を発生でき、また、ピックアップ２３、２４、３１、３２の出力を大きくすることができる。このため、センサチューブ４、５のｙ方向の変位量が大きくなり、上流側ピックアップ２３、２４、下流側ピックアップ３１、３２でセンサチューブ４、５の変位を正確に且つ大きく出力することができるので、流量測定精度が向上する。また、加振器３８、３９の励振力が大きいため、センサチューブ４、５の口径を大きくして、流量が大の配管部分にも用いることができるようになる。
【００４５】
また、従来の本質安全防爆構造の振動式測定装置と異なり、電流値制限のためのバリア回路を設ける必要がないため、バリア回路を設けるためのコスト及びスペースを削減することができ、振動式測定装置の低価格化と、小型化を図ることができる。
【００４６】
また、ピックアップ２３、２４、３１、３２、加振器３８、３９は、センサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａ、励磁コイル３８ａ、３９ａのそれぞれを収納しているピックアップホルダ２５、２８、３３、３５、加振器ホルダ４０、４２の磁性体部２５ａ、２８ａ、３３ａ、３５ａ、４０ａ、４２ａによって、マグネット２３ｂ、２４ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３８ｂ、３９ｂによって発生する磁力線がゆがめられて閉磁界に近い磁界が形成され、センサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａ、励磁コイル３８ａ、３９ａの移動範囲の磁界が強められることによって、ピックアップ２３、２４、３１、３２は出力する電流値が大きくなるため、検出感度が向上し、加振器３８、３９は励振力が大きくなる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、制御手段収納容器である変換器２６内の空間と、ピックアップホルダ２５、２８、３３、３５内の空間と、加振器ホルダ４０、４２内の空間と、を金属管２７、２９、３４、３６、４１、４３によって連通させて一つの密閉容器４４を形成することにより、密閉容器４４内の一つの密閉空間と形成させているが、変換器２６内の空間と、ピックアップホルダ２５、２８、３３、３５内の空間と、加振器ホルダ４０、４２内の空間と、のそれぞれが独立した密閉空間となっていてもよい。この場合、空間の密閉性が保たれることで制御回路２０、センサコイル２３ａ、２４ａ、３１ａ、３２ａ、励磁コイル３８ａ、３９ａが周囲の爆発危険雰囲気と隔離されるこのになるので上述の実施の形態と同様の効果を生じる。また、上述のように独立した密閉空間とした場合においては、上記金属管に代えて絶縁体で被覆された電線により、上記独立した各空間を電気的に接続してもよい。
【００４８】
また、本実施の形態では、一対の直管状のセンサチューブ７、８が平行に配設された構成を一例として説明したが、これに限らず、例えば単管のセンサチューブや、Ｊ字状のセンサチューブを有する構成にも本発明が適用できる。
【００４９】
また、本実施の形態では、上流側ピックアップ２３、２４と下流側ピックアップ３１、３２とから検出されるセンサチューブ４、５の変位量の位相差に基づいて流量を検出する構成を一例として説明したが、加振器３８、３９と上流側ピックアップ２３、２４との位相差、または、加振器３８、３９と下流側ピックアップ３１、３２との位相差から流量を求める構成にも本発明が適用できる。
【００５０】
また、本実施の形態では、振動式測定装置を質量流量計として用いた場合を例に説明したが、センサチューブ４、５の共振周波数に基づいて被測定流体の密度を測定する密度計として用いる場合でも同様の効果を有する。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の振動式測定装置は、制御手段を制御手段収納容器内の密閉空間内に収納し、加振器の励磁コイルを加振器ホルダ内の密閉空間内に収納することで、励磁コイルと励磁コイルに電流を供給する制御手段とが爆発危険雰囲気と隔離される。これにより、加振器に供給する電流の制限を緩和することができるので、加振器の励振力を大きくすることができる。従って、振動式測定装置の口径を大きくしたり、圧力や密度の大きな被測定流体の測定に用いることができるなど、振動式測定装置の使用範囲を広げることができる。
【００５２】
また、請求項２の振動式測定装置は、加振器ホルダ内の密閉空間と制御手段を収納する制御手段収納容器内の密閉空間とを一つの密閉空間とすることで、該密閉空間の外側の爆発危険雰囲気と隔離することができる。これにより、加振器に供給する電流の制限を緩和することができるので、加振器の励振力を大きくすることができる。従って、振動式測定装置の口径を大きくしたり、圧力や密度の大きな被測定流体の測定に用いることができるなど、振動式測定装置の使用範囲を広げることができる。
【００５３】
また、請求項３の振動式測定装置は、加振器がマグネットと励磁コイルとから構成されるとき、導通部分の励磁コイルが収納される加振器ホルダの、励磁コイルを挟んでマグネットと対峙する部分が磁性体、直接マグネットと対峙する部分が非磁性体で形成されるので、ホルダの磁性体部分がヨークとなって、マグネットの磁力線がホルダの磁性体部分に沿うように磁界が形成されて閉磁界に近い状態となるため、磁性体部分とマグネットとの間のある励磁コイルをより多くの磁力線が横切ることとなり、励磁コイルに作用する磁界の強さが大きくなるので、加振器の励振力を大きくすることができる。従って、振動式測定装置の口径を大きくしたり、圧力や密度の大きな被測定流体の測定に用いることができるなど、振動式測定装置の使用範囲を広げることができる。
【００５４】
また、請求項４の振動式測定装置は、制御手段を制御手段収納容器内の密閉空間内に収納し、ピックアップの検出部をピックアップホルダ内の密閉空間内に収納することで、検出部と検出部から電流による信号が入力される制御手段とが爆発危険雰囲気と隔離される。これにより、ピックアップに流れる電流の制限を緩和することができ、ピックアップの出力を大きくすることができるので、センサチューブの変位の検出感度を向上させ、振動式測定装置の測定精度を向上させることができる。
【００５５】
また、請求項５の振動式測定装置は、ピックアップホルダ内の密閉空間と制御手段を収納する制御手段収納容器内の密閉空間とを一つの密閉空間とすることで、該密閉空間の外側の爆発危険雰囲気と隔離することができる。これにより、ピックアップに流れる電流の制限を緩和することができ、ピックアップの出力を大きくすることができるので、センサチューブの変位の検出感度を向上させ、振動式測定装置の測定精度を向上させることができる。
【００５６】
また、請求項６の振動式測定装置は、ピックアップがマグネットとセンサコイルとから構成されるとき、導通部分のセンサコイルが収納されるピックアップホルダの、センサコイルを挟んでマグネットと対峙する部分が磁性体、直接マグネットと対峙する部分が非磁性体で形成されるので、ホルダの磁性体部分がヨークとなって、マグネットの磁力線がホルダの磁性体部分に沿うように磁界が形成されて閉磁界に近い状態となるため、磁性体部分とマグネットとの間のある励磁コイルをより多くの磁力線が横切ることとなり、センサコイルに作用する磁界の強さが大きくなるので、センサコイルの検出感度を向上することができ、振動式測定装置の測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の振動式測定装置を示す断面図である。
【図２】同振動式測定装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同振動式測定装置のＢ−Ｂ断面図（Ｄ−Ｄ断面図）である。
【図４】同振動式測定装置のピックアップ２３（３１）を示すＢ−Ｂ断面（Ｄ−Ｄ断面）の部分拡大図である。
【図５】同振動式測定装置のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
２流路
３流入路
４センサチューブ
５センサチューブ
６流出路
７本体
８蓋部材（支持部材）
８ａフランジ
９蓋部材（支持部材）
９ａフランジ
１０サポート（支持部材）
１１サポート（支持部材）
１２Ｏリング
１４マニホールド
１５Ｏリング
１７マニホールド
１８連節板
２０制御回路（制御手段）
２３ピックアップ
２３ａセンサコイル（検出部）
２３ｂマグネット（被検出部）
２４ピックアップ
２４ａセンサコイル（検出部）
２４ｂマグネット（被検出部）
２５ピックアップホルダ
２５ａ磁性体部
２５ｂ非磁性体部
２６変換器（制御手段収納容器）
２７金属管
２８ピックアップホルダ
２８ａ磁性体部
２８ｂ非磁性体部
２９金属管
３１ピックアップ
３１ａセンサコイル（検出部）
３１ｂマグネット（被検出部）
３２ピックアップ
３２ａセンサコイル（検出部）
３２ｂマグネット（被検出部）
３３ピックアップホルダ
３３ａ磁性体部
３３ｂ非磁性体部
３４金属管
３５ピックアップホルダ
３５ａ磁性体部
３５ｂ非磁性体部
３６金属管
３８加振器
３８ａ励磁コイル
３８ｂマグネット
３９加振器
３９ａ励磁コイル
３９ｂマグネット
４０加振器ホルダ
４０ａ磁性体部
４０ｂ非磁性体部
４１金属管
４２加振器ホルダ
４２ａ磁性体部
４２ｂ非磁性体部
４３金属管
４４密閉容器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration type measuring apparatus that measures the density or mass flow rate of a fluid to be measured.
[0002]
[Prior art]
In a conventional vibration type measuring device, a sensor tube through which a fluid to be measured flows is provided in a casing. The sensor tube includes an exciter for synchronously vibrating the sensor tube and an upstream for detecting displacement of the sensor tube. A side pickup and a downstream pickup are provided. By oscillating the sensor tube, Coriolis force is generated according to the flow rate of the fluid to be measured, and this phase difference is utilized by the fact that the direction of action of Coriolis force is reversed between the inflow side and the outflow side of the sensor tube. Measure the flow rate from
The vibrator is composed of an exciting coil and a magnet. These exciters have an exciting coil fixed to the casing, and the sensor tube is provided so that the magnet faces the exciting coil. When current is supplied to the exciting coil, the magnet is displaced and the sensor is Vibrate the tube.
[0003]
The upstream pickup and the downstream pickup are each composed of a sensor coil and a magnet. When the sensor tube is displaced, the sensor coil and the magnet are relatively displaced, and a current is generated in the sensor coil. The displacement of the sensor tube is measured by detecting this current.
[0004]
In the conventional vibration type measuring apparatus, the vibration type measuring apparatus is often used in an explosion-hazardous atmosphere. For this reason, the vibration type measuring apparatus has an intrinsically safe explosion-proof structure in which the current value flowing through the excitation coil of the vibrator and the sensor coil of the pickup is limited.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional vibration type measuring apparatus, it is preferable to supply a current equal to or smaller than a predetermined current value to the exciting coil as described above, and to suppress a current flowing through the sensor coil of the pickup to a predetermined value or less. However, when the current value is limited in this way, when a large excitation force is required for the vibrator due to the large diameter of the vibration measuring device or the pressure or density of the fluid to be measured being large. There is a possibility that problems such as insufficient excitation force and a decrease in output from the pickup may cause problems such as inaccurate measurement.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vibration type measurement apparatus that does not require a restriction on the value of a current flowing through a vibrator or a pickup.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a casing, a sensor tube provided in the casing and through which a fluid to be measured flows, a support member that supports the sensor tube, and the casing side An excitation coil attached to the magnet and a magnet attached to the sensor tube, and attached between the vibrator for vibrating the sensor tube, the support member of the sensor tube and the vibrator, A pickup that detects displacement of the sensor tube, and a fluid that vibrates the sensor tube by driving the vibrator to vibrate, and that circulates in the sensor tube based on the displacement of the sensor tube detected by the pickup. And a control means for obtaining the density or mass flow rate of A control means storage container having a sealed space in which the control means is stored; and a vibrator holder attached to the casing and having a sealed space in which the exciting coil of the vibrator is stored. To do.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the vibration type measuring apparatus according to the first aspect, the sealed space of the control means storage container and the sealed space of the vibrator holder form a single sealed space. It is characterized by that.
[0009]
Therefore, according to the first or second aspect of the present invention, the exciting coil of the vibration exciter is housed in the sealed space of the vibration exciter holder, thereby isolating the explosion dangerous atmosphere from the exciting coil that is the conduction part of the vibration exciter. can do.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the vibration type measuring apparatus according to the first or second aspect, the portion of the vibrator holder that is directly opposed to the magnet is formed of a non-magnetic material, and the excitation coil is sandwiched therebetween. And the part which opposes a magnet is formed with the magnetic body, It is characterized by the above-mentioned.
[0011]
Therefore, in the invention according to claim 3, since the magnetic field is formed so that the magnetic lines of force of the magnet are along the magnetic part of the vibrator holder and the magnetic field part is close to the closed magnetic field, there is a gap between the magnetic part and the magnet. More magnetic field lines will cross the exciting coil.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a casing, a sensor tube through which the fluid to be measured flows, a support member that supports the sensor tube, and a vibrator that vibrates the sensor tube. And a detection portion attached to the casing side and a detected portion attached to the sensor tube, and is attached between the support member of the sensor tube and the vibration exciter to displace the sensor tube. The density or mass flow rate of the fluid flowing in the sensor tube based on the displacement of the sensor tube detected by the pickup and the vibration to drive the vibrator to vibrate the sensor tube And a control unit for obtaining a sealed space in which the control unit is housed. And control means receiving container having, attached to the casing, characterized in that the detector of the pickup is provided, the pick-up holder having a sealed space to be accommodated.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration type measuring apparatus according to the fourth aspect, the closed space of the control means storage container and the closed space of the pickup holder communicate with each other to form one closed space. Features.
[0014]
Therefore, the invention according to claim 4 or 5 can isolate the explosive danger atmosphere from the detection part which is a conduction part of the pickup by housing the pickup detection part in the sealed space of the pickup holder.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration type measuring apparatus according to the fourth or fifth aspect, the pickup includes a sensor coil attached to the casing side and a magnet attached to the sensor tube, The pickup holder that houses the sensor coil is characterized in that a portion that directly faces the magnet is formed of a non-magnetic material, and a portion that faces the magnet across the sensor coil is formed of a magnetic material.
[0016]
Therefore, in the invention according to claim 6, since the magnetic field is formed so that the magnetic lines of force of the magnet are along the magnetic part of the pickup holder and the state becomes close to the closed magnetic field, a sensor coil between the magnetic part and the magnet is provided. More magnetic field lines will cross.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, what used the vibration type measuring apparatus of one embodiment of this invention as a mass flowmeter is demonstrated based on FIG. 1 thru | or FIG.
The vibration type measuring apparatus is formed by inserting a flow path 2 through which a fluid to be measured flows into a sealed casing 1. The flow path 2 includes an inflow path 3, a pair of sensor tubes 4 and 5, and an outflow path 6.
[0018]
The casing 1 includes a main body 7 formed in a cylindrical shape, and lid members 8 and 9 that close the openings at both ends. The lid member 8 is provided with an inflow passage 3 therein, and has a flange 8a connected to an upstream side pipe (not shown) at an inflow side end portion, and the other end side supports the sensor tubes 4 and 5. It is connected to a pair of sensor tubes 4 and 5 via a support 10 which is a support member. Further, the lid member 9 is provided with an outflow passage 6 therein, and has a flange 9a connected to a downstream pipe (not shown) at the outflow side end, and the other end side is provided with the sensor tubes 4 and 5. It is connected to a pair of sensor tubes 4 and 5 via a support 11 that is a supporting member to be supported.
[0019]
The support 10 is fixed to the lid member 8 via an O-ring 12 serving both as an elastic member and a sealing material, and the lid member so as to branch the flow path 2 from the inflow path 3 to the pair of sensor tubes 4 and 5. 8 and the manifold 14 are formed. Further, the support 11 is fixed to the lid member 9 via an O-ring 15, and a manifold 17 is formed together with the lid member 9 so as to join the flow path 2 from the pair of sensor tubes 4 and 5 to the outflow path 6. is doing.
[0020]
The O-rings 12 and 15 act so that the vibration of the casing 1 does not propagate to the sensor tubes 4 and 5 via the supports 10 and 11.
[0021]
The pair of sensor tubes 4 and 5 is made of a straight stainless steel tube extending linearly in the fluid flow direction, and both ends thereof are connected to the supports 10 and 11 so as to be parallel to each other. The path 3 and the outflow path 6 are communicated. In addition, a joint plate 18 fixed to the sensor tubes 4 and 5 by penetrating the sensor tubes 4 and 5 is provided in the vicinity of both ends of the pair of sensor tubes 4 and 5. The sensor tubes 4 and 5 vibrate using the vibration node as a vibration node.
[0022]
The sensor tubes 4 and 5 are provided with upstream pickups 23 and 24, downstream pickups 31 and 32, and vibrators 38 and 39, which will be described later. The vibration exciters 38 and 39 vibrate the sensor tubes 4 and 5, and the upstream pickups 23 and 24 or the downstream pickups 31 and 32 detect the vibration phase of the sensor tubes 4 and 5 on the upstream or downstream side. To do.
[0023]
Below, operation | movement of the vibration type measuring apparatus which becomes the said structure is demonstrated.
When measuring the flow rate, the control circuit 20 (control means) housed in the converter 26 (control means storage container) supplies a current to the vibrators 38 and 39, thereby connecting the pair of sensor tubes 4 and 5 in the figure. Oscillate at a resonance frequency in the y direction. The fluid to be measured supplied from the upstream side pipe flows into the sensor tubes 4 and 5 from the inflow path 3 and flows out from the outflow path 6 to the downstream side pipe.
[0024]
When fluid flows through the sensor tubes 4 and 5 that vibrate as described above, a Coriolis force having a magnitude corresponding to the flow rate is generated. As a result, a phase difference appears between the output signals of the upstream pickups 23 and 24 and the displacement detected from the output signals of the downstream pickups 31 and 32.
[0025]
Since the phase difference between the inflow side and the outflow side is proportional to the flow rate, the control circuit 20 adjusts the flow rate based on the phase difference between the output signals from the upstream pickups 23 and 24 and the output signals from the downstream pickups 31 and 32. Calculate.
[0026]
The upstream pickups 23 and 24 and the downstream pickups 31 and 32 will be described below.
As shown in FIGS. 3 and 4, the upstream side pickups 23 and 24 are generally configured by a pickup 23 including a sensor coil 23 a and a magnet 23 b and a pickup 24 including a sensor coil 24 a and a magnet 24 b.
[0027]
In the pickups 23 and 24, the sensor coils 23a and 24a are fixed to the casing, and the magnets 23b and 24b are fixed to the sensor tubes 4 and 5, respectively. When relative displacement is made in the y direction in the figure, the sensor coils 23a, 24a and the magnets 23b, 24b are relatively displaced, and current is generated in the sensor coils 23a, 24a. The pickups 23 and 24 detect the voltage value of this current and output it to the control circuit 20. In the control circuit 20, the displacement amount of the sensor tubes 4 and 5 at the position where the upstream side pickups 23 and 24 are provided is obtained from the average of the voltage values output from the pickups 23 and 24.
[0028]
The sensor coil 23a is housed in a pickup holder 25, and the pickup holder 25 includes a cylindrical magnetic body portion 25a and a bottomed cylindrical nonmagnetic body portion 25b provided on the magnetic body portion 25a. Yes. By connecting the flange provided at the opening of the non-magnetic member 25b and one opening of the magnetic member 25a, the sensor coil 23a is connected between the non-magnetic member 25b and the magnetic member 25a. A space for storage (sealed space) is formed.
[0029]
A magnetic body such as iron which is a ferromagnetic body is used for the magnetic body portion 25a, and a nonmagnetic body such as austenitic stainless steel is used for the nonmagnetic body portion 25b. Although the non-magnetic part 25b hardly affects the magnetic field generated by the magnet 23b, the magnetic part 25a acts as a yoke, and the magnetic lines of force of the magnet 23a are distorted along the magnetic part 25a. 4 forms a magnetic field as indicated by an arrow. As a result, a state close to a closed magnetic field is obtained, and many lines of magnetic force cross the sensor coil 23a. That is, the magnetic field is strengthened in the movement range of the sensor coil 23a, and the current value generated in the sensor coil 23a increases.
[0030]
The sealed space of the sensor coil 23a of the pickup holder 25 and the sealed space in the converter 26 in which the control circuit 20 is housed communicate with each other by a metal tube 27 in which a conductor connecting the sensor coil 24a and the control circuit 20 is housed. ing. Similarly to the sensor coil 23a, the sensor coil 24a is also housed in a sealed space of the pickup holder 28 similar to the pickup holder 25 including the magnetic body portion 28a and the nonmagnetic body portion 28b, and the sensor coil 24a of the pickup holder 28 is sealed. The space and the space in the converter 26 in which the control circuit 20 is accommodated communicate with each other by a metal tube 29 in which a conductor connecting the sensor coil 24a and the control circuit 20 is accommodated.
[0031]
The downstream pickups 31 and 32 have the same configuration as the upstream pickups 23 and 24. The pickups 31 are composed of a sensor coil 31a and a magnet 31b, and the pickups 32 are composed of a sensor coil 32a and a magnet 32b. It is roughly structured. Then, the displacement in the y direction of the sensor tubes 4 and 5 is detected by the pickups 31 and 32 on the downstream side of the vibrators 38 and 39, and the current generated in the sensor coils 31 a and 32 a is output to the control circuit 20.
[0032]
The sensor coil 31a is housed in a sealed space of the pickup holder 33 similar to the pickup holder 25. The pickup holder 33 is a cylindrical magnetic body portion 33a and a bottomed cylindrical non-circular member provided on the magnetic body portion 33a. It is comprised from the magnetic body part 33b. By connecting the flange provided at the opening of the non-magnetic member 33b and one opening of the magnetic member 33a, the sensor coil 31a is connected between the non-magnetic member 33b and the magnetic member 33a. A space for storage (sealed space) is formed.
[0033]
The sealed space of the sensor coil 31a of the pickup holder 33 and the sealed space in the converter 26 in which the control circuit 20 is housed communicate with each other by a metal tube 34 in which a conductor connecting the sensor coil 31a and the control circuit 20 is housed. ing. Similarly to the sensor coil 31a, the sensor coil 32a is also housed in a sealed space of the pickup holder 35 composed of a magnetic body portion 35a and a non-magnetic body portion 35b. This space is communicated by a metal pipe 36 in which a conducting wire connecting the sensor coil 32a and the control circuit 20 is accommodated.
[0034]
Next, the vibrators 38 and 39 will be described.
As shown in FIG. 5, the exciters 38 and 39 are composed of an exciter 38 including an exciting coil 38a and a magnet 38b, and an exciter 39 including an exciting coil 39a and a magnet 39b. The exciting coils 38a and 39a are fixed to the casing, and the magnets 38b and 39b are fixed to the sensor tubes 4 and 5, respectively. Conductive wires for supplying current from the control circuit 20 accommodated in the converter 26, which is a control means storage container, are connected to the excitation coils 38a and 39a, and excitation current is supplied to the excitation coils 38a and 39a. As a result, the excitation coil 38a and the magnet 38b, and the excitation coil 39a and the magnet 39b are relatively displaced in the y direction in the drawing to vibrate the sensor tubes 4 and 5.
[0035]
The exciting coil 38a is accommodated in the vibrator holder 40. The vibrator holder 40 includes a cylindrical magnetic body portion 40a and a bottomed cylindrical nonmagnetic body portion 25b provided in the magnetic body portion 40a. It is composed of By connecting a flange provided at the opening of the non-magnetic member 40b and one opening of the magnetic member 40b, the exciting coil 38a is connected between the non-magnetic member 40b and the magnetic member 40a. A space for storage (sealed space) is formed.
[0036]
The sealed space of the exciting coil 38a of the exciter holder 40 and the sealed space in the converter 26 in which the control circuit 20 is housed are formed by a metal tube 41 in which a conductive wire connecting the exciting coil 38a and the control circuit 20 is housed. Communicate. Similarly to the excitation coil 38a, the excitation coil 39a is also housed in a sealed space of the exciter holder 42 composed of the magnetic part 42a and the non-magnetic part 42b. The space in the converter 26 is communicated with a metal tube 43 in which a conducting wire connecting the exciting coil 39a and the control circuit 20 is accommodated.
[0037]
Therefore, the converter 26, the space in the pickup holders 25 and 28 in which the sensor coils 23a and 24a of the upstream pickups 23 and 24 are stored, and the pickup in which the sensor coils 31a and 32a of the downstream pickups 31 and 32 are stored. The space in the holders 33 and 35 and the space in the pickup holders 40 and 42 in which the exciting coils 38a and 39a of the vibrators 38 and 39 of the vibrators 38 and 39 are housed are respectively the metal tube 27, 29, 34, 36, 41, and 43, and the connecting portion between the metal tubes 27, 29, 34, 36, 41, and 43 and the converter 26 is kept secret by a resin mold or the like. Thereby, one sealed container 44 is formed from the converter 26, the pickup holders 25, 28, 33, 35, the vibrator holders 40, 42, and the metal tubes 27, 29, 34, 36, 41, 43. As a result, one sealed space is formed in the sealed container 44.
[0038]
The sealed container 44 has a pressure resistance so as not to affect the outside of the casing 1 and the inside of the casing 1, which is an explosion dangerous atmosphere outside the sealed container 44, even when a spark is generated by an electric current flowing inside or an explosion occurs. It is an explosion-proof container.
[0039]
Here, the excitation force for relatively displacing the sensor tubes 4 and 5 in the y direction is determined by the magnitude of the excitation current supplied to the excitation coils 38a and 39a and the magnetic flux density of the magnets 38b and 39b. It is clear from the equation f (excitation force) = I (current) × B (magnetic flux density) that the excitation force increases as the density is increased. However, the vibration type measuring apparatus is often used in an atmosphere that requires an explosion-proof structure. Therefore, the vibration-type measuring apparatus has an intrinsically safe explosion-proof structure in which a current value to be used is limited, and the excitation coils 38a of the vibrators 38 and 39 are used. , 39a has an upper limit on the value of the current passed through it.
[0040]
Since the excitation force of the vibrator 31 is proportional to the value of the current flowing through the excitation coil 31a, when a large excitation force is required to vibrate the sensor tubes 4 and 5, an upper limit current is supplied to the excitation coils 31a and 32a. Even so, the necessary excitation force may not be reached. In other words, in the conventional vibration type measuring device, depending on the state of the fluid to be measured (fluid density, flow velocity, pressure, etc.) and the state of the sensor tubes 4, 5 (strength due to material, wall thickness, etc., diameter, length, etc.) However, the excitation force of the vibrators 38 and 39 is insufficient, and there is a problem that the measurement cannot be performed accurately.
[0041]
However, in the vibration type measuring apparatus according to the present embodiment, the control circuit 20 which is a conducting part through which the current flows, the sensor coils 23a, 24a, 31a and 32a, the excitation coils 38a and 39a, the respective coils and the control circuit 20 are used. Are all housed in an airtight container 44, which is a pressure-resistant explosion-proof container, so that it is not necessary to adopt an intrinsically safe explosion-proof structure that restricts the value of the flowing current.
[0042]
Accordingly, a large current can be supplied to the exciting coils 38a and 39a, and the exciting force of the vibrators 38 and 39 can be increased. Further, the displacement of the sensor tubes 4 and 5 is increased by increasing the excitation force of the vibrators 38 and 39, thereby causing the sensor coils 23 a and 24 a of the upstream pickups 23 and 24 and the downstream pickups 31 and 32. The value of the current flowing through 31a and 32a also increases. However, since the current flows only within the sealed container 44, the magnitude of the current value does not become a problem.
[0043]
In addition, since the current value output from the sensor coils 23a, 24a, 31a, and 32a can be increased, the detection sensitivity of the displacement amount of the sensor tubes 4 and 5 is improved, and the flow measurement accuracy of the vibration measuring device is improved. be able to.
[0044]
As described above, in the vibration type measuring apparatus according to the present embodiment, since the conductive portion through which electricity flows is housed in the sealed container 44 that is a pressure-proof explosion-proof container, the conventional vibration that has taken the intrinsically safe explosion-proof structure. A larger excitation force can be generated compared with the vibrator of the type measuring apparatus, and the outputs of the pickups 23, 24, 31, 32 can be increased. For this reason, the displacement amount in the y direction of the sensor tubes 4 and 5 increases, and the upstream pickups 23 and 24 and the downstream pickups 31 and 32 can output the displacement of the sensor tubes 4 and 5 accurately and greatly. , Flow measurement accuracy is improved. In addition, since the exciting force of the vibrators 38 and 39 is large, the diameter of the sensor tubes 4 and 5 can be increased to be used for a pipe portion having a large flow rate.
[0045]
Also, unlike conventional vibration measuring devices with intrinsically safe explosion-proof structure, it is not necessary to provide a barrier circuit for limiting the current value, so the cost and space for providing a barrier circuit can be reduced, and vibration measurement is possible. The price of the device can be reduced and the size can be reduced.
[0046]
The pickups 23, 24, 31, 32, and the exciters 38, 39 are pickup holders 25, 28, 33, 35 that house the sensor coils 23a, 24a, 31a, 32a and the excitation coils 38a, 39a, respectively. Magnetic field portions 25a, 28a, 33a, 35a, 40a, 42a of the vibrator holders 40, 42 distort the magnetic lines of force generated by the magnets 23b, 24b, 31b, 32b, 38b, 39b, and are close to a closed magnetic field. Since the magnetic field in the movement range of the sensor coils 23a, 24a, 31a, 32a and the excitation coils 38a, 39a is strengthened, the current value output from the pickups 23, 24, 31, 32 increases, so that the detection sensitivity And the excitation force of the vibrators 38 and 39 is increased.
[0047]
In the present embodiment, the space in the converter 26 which is a control means storage container, the space in the pickup holders 25, 28, 33 and 35, and the space in the vibrator holders 40 and 42 are made of metal. A single sealed container 44 is formed by communicating with the tubes 27, 29, 34, 36, 41, 43, thereby forming a single sealed space in the sealed container 44. The spaces in the pickup holders 25, 28, 33, and 35 and the spaces in the vibrator holders 40 and 42 may be independent sealed spaces. In this case, the control circuit 20, the sensor coils 23a, 24a, 31a, 32a, and the exciting coils 38a, 39a are isolated from the surrounding explosion danger atmosphere by maintaining the airtightness of the space. It produces the same effect as the form. Further, when the independent sealed spaces are used as described above, the independent spaces may be electrically connected by electric wires covered with an insulator instead of the metal pipe.
[0048]
In the present embodiment, the configuration in which the pair of straight tubular sensor tubes 7 and 8 are arranged in parallel has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a single tube sensor tube or a J-shaped sensor tube is used. The present invention can also be applied to a configuration having a sensor tube.
[0049]
Further, in the present embodiment, the configuration for detecting the flow rate based on the phase difference between the displacement amounts of the sensor tubes 4 and 5 detected from the upstream pickups 23 and 24 and the downstream pickups 31 and 32 has been described as an example. However, the present invention is also applied to a configuration in which the flow rate is obtained from the phase difference between the vibrators 38 and 39 and the upstream pickups 23 and 24 or the phase difference between the vibrators 38 and 39 and the downstream pickups 31 and 32. it can.
[0050]
Further, in the present embodiment, the case where the vibration measuring device is used as a mass flow meter has been described as an example. However, the vibration measuring device is used as a density meter that measures the density of the fluid to be measured based on the resonance frequency of the sensor tubes 4 and 5. Even if it has the same effect.
[0051]
【The invention's effect】
In the vibration type measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the control means is housed in the sealed space in the control means storage container, and the excitation coil of the vibrator is housed in the sealed space in the vibrator holder. The excitation coil and the control means for supplying current to the excitation coil are isolated from the explosion danger atmosphere. Thereby, since the restriction | limiting of the electric current supplied to a vibration exciter can be eased, the excitation force of a vibration exciter can be enlarged. Therefore, the range of use of the vibration type measuring device can be expanded, for example, the diameter of the vibration type measuring device can be increased, or the fluid type measuring device can be used for measuring a fluid to be measured having a large pressure or density.
[0052]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vibration measuring apparatus, wherein the sealed space in the exciter holder and the sealed space in the control means storage container for storing the control means are formed as a single sealed space. Can be isolated from explosion hazardous atmosphere. Thereby, since the restriction | limiting of the electric current supplied to a vibration exciter can be eased, the excitation force of a vibration exciter can be enlarged. Therefore, the range of use of the vibration type measuring device can be expanded, for example, the diameter of the vibration type measuring device can be increased, or the fluid type measuring device can be used for measuring a fluid to be measured having a large pressure or density.
[0053]
According to a third aspect of the present invention, when the vibration exciter is composed of a magnet and an excitation coil, the vibration measurement apparatus of the vibration exciter holder in which the excitation coil of the conductive portion is accommodated is opposed to the magnet. The magnetic part is made of a magnetic material and the part directly facing the magnet is made of a non-magnetic material. Therefore, the magnetic part of the holder is a yoke, and a magnetic field is formed so that the magnetic lines of force of the magnet are along the magnetic part of the holder. Since the magnetic field is close to the closed magnetic field, more lines of magnetic force cross the exciting coil between the magnetic part and the magnet, and the strength of the magnetic field acting on the exciting coil increases. The excitation force can be increased. Therefore, the range of use of the vibration type measuring device can be expanded, for example, the diameter of the vibration type measuring device can be increased, or the fluid type measuring device can be used for measuring a fluid to be measured having a large pressure or density.
[0054]
According to a fourth aspect of the present invention, the control unit is housed in a sealed space in the control unit storage container, and the pickup detection unit is housed in the sealed space in the pickup holder, thereby detecting the detection unit and the detection unit. The control means to which a signal by current is input from the section is isolated from the explosion danger atmosphere. As a result, the restriction on the current flowing through the pickup can be relaxed and the output of the pickup can be increased, so that the detection sensitivity of the displacement of the sensor tube can be improved and the measurement accuracy of the vibration type measuring device can be improved. it can.
[0055]
According to another aspect of the vibration measuring apparatus of the present invention, the sealed space in the pickup holder and the sealed space in the control means storage container for storing the control means are formed as a single sealed space, so that the explosion outside the sealed space is performed. Can be isolated from hazardous atmosphere. As a result, the restriction on the current flowing through the pickup can be relaxed and the output of the pickup can be increased, so that the detection sensitivity of the displacement of the sensor tube can be improved and the measurement accuracy of the vibration type measuring device can be improved. it can.
[0056]
According to another aspect of the vibration type measuring apparatus of the present invention, when the pickup is composed of a magnet and a sensor coil, the portion of the pickup holder in which the sensor coil of the conducting portion is accommodated that faces the magnet across the sensor coil is magnetic. The part directly facing the magnet is made of a non-magnetic material, so that the magnetic material part of the holder serves as a yoke, and a magnetic field is formed so that the magnetic field lines of the magnet follow the magnetic material part of the holder. Because it is in a close state, more lines of magnetic force cross the exciting coil between the magnetic part and the magnet, and the strength of the magnetic field acting on the sensor coil increases, so the detection sensitivity of the sensor coil is improved. It is possible to improve the measurement accuracy of the vibration type measuring apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a vibration type measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the vibration measurement apparatus.
FIG. 3 is a BB sectional view (DD sectional view) of the vibration type measuring apparatus.
FIG. 4 is a partially enlarged view of a BB cross section (DD cross section) showing a pickup 23 (31) of the vibration type measuring apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line C-C of the vibration measurement device.
[Explanation of symbols]
1 casing
2 Channel
3 Inflow channel
4 Sensor tube
5 Sensor tube
6 Outflow channel
7 Body
8 Lid member (support member)
8a Flange
9 Lid member (support member)
9a Flange
10 Support (support member)
11 Support (support member)
12 O-ring
14 Manifold
15 O-ring
17 Manifold
18 articulated plates
20 Control circuit (control means)
23 Pickup
23a Sensor coil (detector)
23b Magnet (detected part)
24 Pickup
24a Sensor coil (detector)
24b Magnet (detected part)
25 Pickup holder
25a Magnetic part
25b Non-magnetic part
26 Converter (Control means storage container)
27 Metal tube
28 Pickup holder
28a Magnetic part
28b Non-magnetic part
29 Metal tube
31 Pickup
31a Sensor coil (detector)
31b Magnet (detected part)
32 pickup
32a Sensor coil (detector)
32b Magnet (detected part)
33 Pickup holder
33a Magnetic part
33b Non-magnetic part
34 Metal tube
35 Pickup holder
35a Magnetic part
35b Non-magnetic part
36 metal tubes
38 Exciter
38a Excitation coil
38b magnet
39 Exciter
39a Excitation coil
39b Magnet
40 Exciter holder
40a Magnetic part
40b Non-magnetic part
41 Metal tube
42 Exciter holder
42a Magnetic part
42b Non-magnetic part
43 Metal tube
44 Airtight container

Claims

ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、被測定流体が流通するセンサチューブと、
前記センサチューブを支持する支持部材と、
前記ケーシング側に取り付けられた励磁コイルと前記センサチューブに取り付けられたマグネットとからなり、前記センサチューブを振動させる加振器と、
前記センサチューブの前記支持部材と前記加振器との間に取り付けられ、前記センサチューブの変位を検出するピックアップと、
前記加振器を加振駆動させて前記センサチューブを振動させるとともに、前記ピックアップにより検出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記センサチューブ内を流通する流体の密度または質量流量を求める制御手段と、
からなる振動式測定装置において、
前記制御手段が収納される密閉空間を有する制御手段収納容器と、
前記ケーシングに取り付けられ、前記加振器の励磁コイルが収納される密閉空間を有する加振器ホルダと、を設けたことを特徴とする振動式測定装置。A casing,
A sensor tube provided in the casing and through which a fluid to be measured flows;
A support member for supporting the sensor tube;
An excitation coil attached to the casing side and a magnet attached to the sensor tube, and a vibrator for vibrating the sensor tube;
A pickup attached between the support member of the sensor tube and the vibrator, and detecting a displacement of the sensor tube;
Control means for oscillating and driving the vibrator to vibrate the sensor tube and obtaining a density or mass flow rate of the fluid flowing through the sensor tube based on the displacement of the sensor tube detected by the pickup; ,
In the vibration type measuring device consisting of
A control means storage container having a sealed space in which the control means is stored;
A vibratory measurement apparatus, comprising: a vibrator holder attached to the casing and having a sealed space in which an exciting coil of the vibrator is accommodated.

前記制御手段収納容器の密閉空間と前記加振器ホルダの密閉空間とが連通して一つの密閉空間を形成することを特徴とする請求項１記載の振動式測定装置。 2. The vibration type measuring apparatus according to claim 1, wherein the sealed space of the control means storage container and the sealed space of the vibrator holder form a single sealed space.

前記加振器ホルダは、前記マグネットに直接対峙する部分が非磁性体で形成され、前記励磁コイルを挟んでマグネットに対峙する部分が磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の振動式測定装置。 The portion of the vibrator holder that directly faces the magnet is made of a non-magnetic material, and the portion that faces the magnet with the excitation coil interposed therebetween is made of a magnetic material. 2. The vibration type measuring apparatus according to 2.

ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、被測定流体が流通するセンサチューブと、
前記センサチューブを支持する支持部材と、
前記センサチューブを振動させる加振器と、
前記ケーシング側に取り付けられた検出部と前記センサチューブに取り付けられた被検出部とからなり、前記センサチューブの前記支持部材と前記加振器との間に取り付けられて前記センサチューブの変位を検出するピックアップと、
前記加振器を加振駆動させて前記センサチューブを振動させるとともに、前記ピックアップにより検出されたセンサチューブの変位に基づいて、前記センサチューブ内を流通する流体の密度または質量流量を求める制御手段と、
からなる振動式測定装置において、
前記制御手段が収納される密閉空間を有する制御手段収納容器と、
前記ケーシングに取り付けられ、前記ピックアップの検出部が収納される密閉空間を有するピックアップホルダと、を設けたことを特徴とする振動式測定装置。A casing,
A sensor tube provided in the casing and through which a fluid to be measured flows;
A support member for supporting the sensor tube;
A vibrator for vibrating the sensor tube;
It consists of a detection part attached to the casing side and a detected part attached to the sensor tube, and is attached between the support member of the sensor tube and the vibrator to detect displacement of the sensor tube. Pick up and
Control means for oscillating and driving the vibrator to vibrate the sensor tube and obtaining a density or mass flow rate of the fluid flowing through the sensor tube based on the displacement of the sensor tube detected by the pickup; ,
In the vibration type measuring device consisting of
A control means storage container having a sealed space in which the control means is stored;
A vibration measuring apparatus, comprising: a pickup holder attached to the casing and having a sealed space in which the pickup detection unit is housed.

前記制御手段収納容器の密閉空間と前記ピックアップホルダの密閉空間とが連通して一つの密閉空間を形成することを特徴とする請求項４記載の振動式測定装置。5. The vibration type measuring apparatus according to claim 4 , wherein the closed space of the control means storage container and the closed space of the pickup holder communicate with each other to form one closed space.

前記ピックアップは、前記ケーシング側に取り付けられたセンサコイルと前記センサチューブに取り付けられたマグネットとからなり、前記センサコイルを収納する前記ピックアップホルダは、前記マグネットに直接対峙する部分が非磁性体で形成され、前記センサコイルを挟んでマグネットに対峙する部分が磁性体で形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の振動式測定装置。 The pickup is composed of a sensor coil attached to the casing and a magnet attached to the sensor tube, and the pickup holder that houses the sensor coil is formed of a non-magnetic portion that directly faces the magnet. 6. The vibration type measuring apparatus according to claim 4, wherein a portion facing the magnet across the sensor coil is formed of a magnetic material.