JP4000514B2 - コリオリ質量流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平６−１０９５１２号に示されている。
【０００３】
図において、１はフランジ２に、両端が取り付けられた振動チューブである。
フランジ２は管路へ振動チューブ１を取り付けるためのものである。
３は振動チューブ１の中央部に設けられた励振器である。
【０００４】
４，５は、振動チューブ１の両側にそれぞれ設けられた振動検出センサである。
６は、振動チューブ１の両端が固定されるハウジングである。
【０００５】
以上の構成において、振動チューブ１に測定流体が流され、励振器３が駆動される。
励振器３の振動方向の角速度「ω」、測定流体の流速「Ｖ」 （以下「」で囲まれた記号はベクトル量を表す）とすると、
【０００６】
Ｆｃ＝−２ｍ「ω」×「Ｖ」
のコリオリ力が働く。コリオリ力に比例した振動を測定すれば、質量流量が求められる。
【０００７】
図６は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平１１−１０８７２３号に示されている。
【０００８】
１１は、上流側固定端１２と下流側固定端１３とを結ぶ直線を基準軸１４として、この基準軸１４の各点から、それぞれ所定距離の円周線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブである。
【０００９】
１５は、振動チューブ１１の中央部に設けられた励振器である。
１６，１７は、振動チューブ１１の両側にそれぞれ設けられた振動検出センサである。
【００１０】
以上の構成において、図７は、図６の振動チューブ１１のｂ−ｂ断面図、図８は図６の振動チューブ１１のａ−ａ，ｃ−ｃ断面図、図９は振動チューブ１１の振動の様子を示す斜視図である。
図７，図８において、非励振状態の時、振動チューブ１１はＡの位置近傍にある。
【００１１】
励振状態になると、振動チューブ１１の中心は、基準軸１４から半径Ｒ(x)離れた円周上を移動する。
断面ｂ−ｂの位置では、基準軸１４から半径Ｒ(b) 離れた円周上を、断面ａ−ａやｃ−ｃの位置では、基準軸１４から半径Ｒ(a) や Ｒ(c) 離れた円周上を、Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→(以後繰り返し)のように振動する。
【００１２】
図９において、Ａ，Ｂ，Ｃは図７，図８の振動チューブ１１の各位置に一致する。
なお、１２，１３は固定端、１４は基準軸を示す。
【００１３】
振動チューブ１１は、基準軸１４から等距離にある円周面内のみでの振動なので、振動チューブ１１の位置がどこであっても、振動チューブ１１の長さが変わることはない。
【００１４】
図１０は、本出願人の先願に係わる出願の実施例の要部構成説明図で、特願平２００１３８３３４０号に示されている。
図１１は図１０の側面図、図１２は図１１のｄ−ｄ断面図、図１３は図１１のｅ−ｅ断面図、図１４〜図１７は図１０の動作説明図である。
【００１５】
図において、２０は、内部を測定流体が流れる振動チューブ、２は外部配管と接続するためのフランジ、６は流量計を形作るハウジング、１２、１３は振動チューブの両端の固定端、１４は両固定部を結ぶ基準軸である。
【００１６】
２１，２２は振動チューブ２０を励振させる励振器であり、振動チューブ２０を図のＹ方向に力を加えられる構造になっている。
２１と２２とでは、大きさと方向が等しく、逆位相の力を加えるようになっている。
【００１７】
この場合は、図１２に示す如く、励振器２１，２２は、マグネット２１１，２２１とコイル２１２，２２２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット２１１，２２１が固定され、対向する位置にコイル２１２，２２２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００１８】
なお、実際には円筒のコイル２１２，２２２の内側にマグネット２１１，２２１が配置されるが、マグネット２１１，２２１とコイル２１２，２２２を明確に示すため、分離して示す。
【００１９】
２３，２４は、振動を検出する振動検出センサで、図のＹ方向の振動速度あるいは変形を測定する。
【００２０】
この場合は、図１３に示す如く、振動検出センサ２３，２４は、マグネット２３１，２４１とコイル２３２，２４２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット２３１，２４１が固定され、対向する位置にコイル２３２，２４２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定される。
【００２１】
なお、実際には円筒のコイル２３２，２４２の内側にマグネット２３１，２４１が配置されるが、マグネット２３１，２４１とコイル２３２，２４２を明確に示すため、分離して示す。
【００２２】
振動チューブ２０は、図１０に示す如く、上流側端部１２と下流側端部１３の中点２５を中心に点対称で、変曲点を３箇所有するＳ字形の曲線形状であり、振動チューブ２０は両端近傍では、基準軸１４上に存在する。
【００２３】
以上の構成において、図１４は図１０のｆ−ｆ断面図、図１５は図１０のｇ−ｇ断面図、図１６は図１０のｈ−ｈ断面図である。
【００２４】
分かり易くする為に、ハウジング６や励振器２１，２２は省略してあり、振動チューブ２０のみを示した。
励振器２１，２２によってＹ方向で逆位相に力を加えられた振動チューブは、Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ｆ→Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ｆ（これを繰り返す）のように位置を変えていく。
【００２５】
両端固定端から等距離にある中点２５では、振動チューブはその位置を変わらずに、基準軸１４周りの回転振動のみを行う。
図１７からわかるように、振動チューブ２０は、常に基準軸１４から所定距離の円周上あるいはその近傍に位置する。
【００２６】
ｆ−ｆ断面では基準軸から距離Ｒ（ｆ）離れた円周上、ｈ−ｈ断面では基準軸から距離Ｒ（ｈ）離れた円周上で単振動を行う。
両固定端１２，１３の中心点である中点２５では、Ｒ（ｇ）＝０となり、位置を変えずに回転振動のみを行うことになる。
【００２７】
ここでは、わかりやすくするために、単振動の振幅を大きくして図示しているが、一般のコリオリ質量流量計では、振動振幅はごくわずかである。
振幅が小さい場合、円周上の振動は、図のＹ方向成分のみの振動に近似できる。
【００２８】
励振器２１，２２も振動検出器２３，２４も、本来ならばＹ方向だけでなく、Ｚ方向成分、あるいは、回転成分にも対応する必要があるが、上記の理由により、通常はＹ方向成分のみに対応する機器を使用して差し支えない。
【００２９】
上記振動の様子を模式的に示したのが図１７である。振動チューブはＡ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａのように位置を変えて単振動を続ける。
振動振幅は、チューブ長Lの１／４Ｌ、３／４Ｌ付近で最も大きく、両固定端１２，１３近傍や、中点２５付近の１／２Ｌでは、基準軸１４周りの回転振動（ＲｏｔＸ）はあっても、基準軸方向及び基準軸に直交する方向の成分の位置変化（ＵＸ， ＵＹ，ＵＺ）は殆ど無い。
【００３０】
要するに、振動チューブ２０は、点対称の曲線形状を保持したまま、上流側固定端１２と下流側固定端１３とを結ぶ直線を基準軸１４として、この基準軸１４の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする。
【００３１】
この結果、
（１）円周上の振動を採用することにより、振動チューブ２０の両固定端１２，１３近傍では、基準軸１４回りの回転振動成分が主になり、両固定端１２，１３では基準軸１４方向及び基準軸１４に直交する方向の力の発生は大幅に抑えることが出来、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計が得られる。
【００３２】
（２）点対称な振動チューブ２０の形状と振動モードを採用することで、振動チューブ２０の重心が、常に両固定端１２，１３の中点２５に位置し、重心が移動することが無くなる。
【００３３】
振動系の重心の移動が無くなるので、両固定端１２，１３を通じて、振動が外に漏れ出すのを防ぎ、より一層、振動絶縁性を高めることが出来るコリオリ質量流量計が得られる。
【００３４】
（３）振動絶縁性が高められることで、外部からの振動ノイズにも影響を受け難く、低消費電力が可能で、環境変化や外的要因によるゼロ点やスパン変動を減らし、高精度で高安定なコリオリ流量計を実現できる。
【００３５】
（４）流体流路が、流量計の入り口から出口まで、分岐や隙間が無い１本の貫通構造であり、緩やかなカーブを有する直管に近い形状の振動チューブ２０の採用で、コンパクトで圧損が少なく、流体等の温度変化による熱応力にも強い特徴を有するコリオリ質量流量計が得られる。
【００３６】
【特許文献１】
特開平６−１０９５１２号（第２頁、第５図）
【特許文献２】
特開平１１−１０８７２３号（第３−４頁、第１−５図）
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、図１２，図１３に示すように、全てのマグネット２１１，２２１，２３１，２４１はＹ方向下側に配置されている。
従って、振動チューブ２０とマグネット２１１，２２１，２３１，２４１からなる振動系の質量分布は、Ｙ方向負側が重く、Ｙ方向正側が軽い、アンバランス状態になっている。
【００３８】
このようなマスアンバランスがあると、励振振動によって振動チューブ２０の位置が変わると、振動系全体の重心位置も移動し、振動が振動系外部に多く漏れてしまい、振動絶縁がうまくいかない。
【００３９】
振動絶縁性が悪いと、以下のような問題が生じる。
１）外部からの影響を受けやすいことである。
すなわち、流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わった場合、流量計のハウジング（筐体）６ではその影響を受け止めきれず、内部の振動チューブ２０に外部振動や、応力が加わり、振動チューブ２０の振動状態が変化し、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差になって現れてしまう。
【００４０】
２）内部の振動チューブ２０の振動が、外部配管に漏れてしまうことである。
振動が外に漏れ、振動絶縁が不十分になると以下のような問題が発生する。
（１）Ｑ値が低くなるので、内部の振動が不安定になり、励振振動以外の余計な振動ノイズの影響を受けやすくなる。
【００４１】
（２）励振に大きなエネルギーが必要になり、消費電力が増加する。
（３）設置方法や、配管応力、温度等の環境変化や外的要因により、振動の漏れ程度も大きく変わり、振動チューブ２０の振動状況も変化し、零点やスパンが変化しやすくなる。
【００４２】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計を提供することにある。
【００４３】
即ち、本発明は、分岐がない１本管型のコリオリ質量流量計において、
緩やかなカーブを有する直管に近い形状の採用で、コンパクトで圧損が少なく、流体等の温度変化による熱応力にも強い特徴を有する。
【００４４】
更に、流量計内部の振動チューブの振動を外に漏らさないようにすることと、外部からの振動ノイズや応力の影響を受けにくくすることによって、安定性、精度、耐振性、ゼロ点変動も小さい、高精度を高安定なコリオリ流量計を実現することにある。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１のコリオリ質量流量計においては、
内部に測定流体が流れる振動チューブと、この振動チューブを励振する励振器と、前記測定流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じるコリオリ力による振動チューブの変形振動を検出する振動検出センサとを具備するコリオリ質量流量計において、上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、前記振動チューブに取付けられたマグネットとこのマグネットに対向して設けられたコイルとをそれぞれ有する励振器と振動検出センサと、前記振動チューブに取付けられ前記マグネットの振動に基づき発生するアンバランスを防止するバランサーと、配置場所と質量とが前記中点を中心に点対称な関係になるように配置され且つ重心位置は前記中点上にあるようにされた前記マグネットと前記バランサーとを具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。
【００４６】
本発明の請求項２のコリオリ質量流量計においては、
全長Ｌに対する、基準軸からの最大湾曲部の距離Ｗは、ほぼ ±０．０１≦Ｗ／Ｌ≦±０．１なる関係を有する振動チューブを具備したことを特徴とする請求項１記載のコリオリ質量流量計。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の側面図、図３は図１のｋ−ｋ断面図、図４は図１のｌ−ｌ断面図である。
本実施例において、４１，４２は励振器、４３，４４は振動検出センサである。
【００４８】
励振器４１，４２は、この場合は、図３に示す如く、マグネット４１１，４２１とコイル４１２，４２２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット４１１，４２１が固定され、対向する位置にコイル４１２，４２２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００４９】
振動検出センサ４３，４４は、この場合は、図４に示す如く、マグネット４３１，４４１とコイル４３２，４４２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット４３１，４４１が固定され、対向する位置にコイル４３２，４４２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００５０】
なお、実際には円筒のコイル４１２，４２２，４３２，４４２の内側にマグネット４１１，４２１，４３１，４４１が配置されるが、マグネット４１１，４２１，４３１，４４１とコイル４１２，４２２，４３２，４４２を明確に示すため、分離して示す。
【００５１】
４５，４６，４７，４８は、振動チューブ２０に設置されているマグネット４１１，４２１，４３１，４４１と同等質量、形状のバランサーである。
バランサー４５，４６，４７，４８は、ＸＺ平面に対してマグネット４１１，４２１，４３１，４４１と対称な位置に設置されている。
【００５２】
励振器４１，４２のマグネット４１１，４２１に対してはバランサー４５，４６を、振動検出センサ４３，４４のマグネット４３１，４４１に対してはバランサー４７，４８が設置されている。
【００５３】
なお、実際には、円筒状のコイル４１２，４２２，４３２，４４２の内側にマグネット４１１，４２１，４３１，４４１を配置して用いられるが、図３，図４では、マグネット４１１，４２１，４３１，４４１とコイル４１２，４２２，４３２，４４２を明確に示すため、分離して示してある。
【００５４】
本発明の構造により、振動チューブ２０のみならず、励振器３１，３２や振動検出センサ３３，３４を含む振動系全体の質量分布をバランス良く配置することができる。
【００５５】
振動系全体の重心位置を、上流側固定点と下流側固定点の中点２５の位置に配置することができ、さらに、この中点２５を中心に点対称な質量分布を実現することができる。
【００５６】
このような構造を持つことにより、従来例よりも更に完璧に、振動系全体の重心位置を不動にし、対称な質量バランスを実現し、その結果、外界への振動絶縁性を増すことが可能になる。
【００５７】
振動絶縁性を向上させることで、以下のメリットがある。
１）流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わっても、流量計のハウジング６（筐体）でその影響を受け止め、内部の振動に影響を与えず、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００５８】
２）内部の振動チューブ２０の振動が、外部に漏らさないことにより、
（１）Ｑ値を高くでき、内部の振動が安定になり、余計な振動ノイズの影響を受けにくくなるコリオリ質量流量計が得られる。
（２）小さなエネルギーで励振可能になり、消費電力も削減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００５９】
（３）Ｑ値が高く、そもそも漏れ量が小さいので、設置方法や、配管応力、温度等の環境変化があっても、振動の漏れ量があまり変化しない。
よって、これら外的要因に対し、零点やスパンが安定なコリオリ質量流量計が得られる。
【００６０】
加えるに、
３）マグネットを振動チューブ２０に設置出来るので、コイルを振動チューブ２０に設置した場合のように、リード線の設置場所の心配をする必要がないコリオリ質量流量計が得られる。
【００６１】
４）リード線を振動する振動チューブ２０に配置すると、リード線及び、リード線を固定する接着剤等の質量の問題、リード線の変形によるダンピング抵抗の増大、リード線の配置場所等、様々なデメリットが生じるが、その心配がなく、設計の自由度が増すコリオリ質量流量計が得られる。
【００６２】
５）管軸１４と同じＸＺ座標位置に励振器３１，３２や振動検出センサ３３，３４を設置できるので、小型省スペースが可能なコリオリ質量流量計が得られる。
【００６３】
なお、具体的には、この場合は、振動チューブ２０は、ステンレス製で、外形が１４ｍｍ、厚さ１ｍｍ、全長Ｌ＝５００mm、基準軸１４からの最大湾曲部の距離Ｗ＝１５mm、、励振器４１，４２の質量（バランサーを含む）Ｍ＝２１ｇ、検出器４３，４４の質量（バランサーを含む）Ｍ＝１１ｇである。
【００６４】
このときの、円周振動モード共振周波数は５７０Ｈｚ（実験値）、低次モードの共振周波数は２２０Ｈｚであり、高次モードの共振周波数は１２００Ｈｚである。
【００６５】
従って、本実施例では、全長Ｌに対する、基準軸１４からの最大湾曲部の距離：Ｗ／Ｌ＝１５／５００＝０．０３となる。
振動チューブ２０の物性、曲がり形状や付属物の質量等により異なるが、±約０．０１≦Ｗ／Ｌ≦±約０．１ がトータルバランスに優れている。
【００６６】
振動チューブ２０の全長Ｌに対する、基準軸１４からの最大湾曲部の距離Ｗの比：Ｗ／Ｌは、小さすぎると、ねじれモードの共振周波数が高くなり、円周振動の共振モードが存在しなくなることもある。
【００６７】
また、大きすぎると、振動チューブ２０全体、流量計全体が大きくなりコストアップになる。
また、湾曲が大きいと、振動チューブ２０の内部を流れる測定流体の圧力損失も大きくなる。
【００６８】
本実施例での値 Ｗ／Ｌ＝０．０３ は、カーブが緩やかで、張り出し量が少ない直管近似な形状で、コンパクトで低圧損を実現している。
【００６９】
次に、励振モードの共振周波数は、数十Ｈｚ程度だと、配管ノイズの影響を受けやすく、また、振動系全体の大きさも大きくなり、場所をとりコストアップ要因にもなり、好ましくない。
【００７０】
逆に、１０００Ｈｚ以上程度では、振動振幅が小さく、また信号処理の速度も間に合わなくなるので、問題がでてくる。
今回のように数百Ｈｚ程度が、耐振動ノイズ面からも、信号処理回路の都合からも、適当な値となる。
【００７１】
次に、振動チューブ２０は、励振振動周波数の近傍に他の不要な共振モードが存在しないことが望ましい。本具体例のように、他の共振振動モードと大きく離れていればなお望ましい。
【００７２】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
本発明の構造により、振動チューブのみならず、励振器や振動検出センサを含む振動系全体の質量分布をバランス良く配置することができる。
【００７４】
振動系全体の重心位置を、上流側固定点と下流側固定点の中点の位置に配置することができ、さらに、この中点を中心に点対称な質量分布を実現することができる。
【００７５】
このような構造を持つことにより、従来例よりも更に完璧に、振動系全体の重心位置を不動にし、対称な質量バランスを実現し、その結果、外界への振動絶縁性を増すことが可能になる。
【００７６】
振動絶縁性を向上させることで、以下のメリットがある。
１）流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わっても、流量計のハウジング（筐体）でその影響を受け止め、内部の振動に影響を与えず、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００７７】
２）内部の振動チューブの振動が、外部に漏らさないことにより、
（１）Ｑ値を高くでき、内部の振動が安定になり、余計な振動ノイズの影響を受けにくくなるコリオリ質量流量計が得られる。
（２）小さなエネルギーで励振可能になり、消費電力も削減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００７８】
（３）Ｑ値が高く、そもそも漏れ量が小さいので、設置方法や、配管応力、温度等の環境変化があっても、振動の漏れ量があまり変化しない。
よって、これら外的要因に対し、零点やスパンが安定なコリオリ質量流量計が得られる。
【００７９】
加えるに、
３）マグネットを振動チューブに設置出来るので、コイルを振動チューブに設置した場合のように、リード線の設置場所の心配をする必要がないコリオリ質量流量計が得られる。
【００８０】
４）リード線を振動する振動チューブに配置すると、リード線及び、リード線を固定する接着剤等の質量の問題、リード線の変形によるダンピング抵抗の増大、リード線の配置場所等、様々なデメリットが生じるが、その心配がなく、設計の自由度が増すコリオリ質量流量計が得られる。
【００８１】
５）管軸と同じＸＺ座標位置に検出器や振動検出センサを設置できるので、小型省スペースが可能なコリオリ質量流量計が得られる。
【００８２】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
振動チューブの全長に対する、基準軸からの最大湾曲部の距離の比は、小さすぎると、ねじれモードの共振周波数が高くなり、円周振動の共振モードが存在しなくなることもある。
【００８３】
また、大きすぎると、振動チューブ全体、流量計全体が大きくなりコストアップになる。
また、湾曲が大きいと、振動チューブの内部を流れる測定流体の圧力損失も大きくなる。
【００８４】
すなわち、カーブが緩やかで、張り出し量が少ない直管近似な形状により、コンパクトで低圧損を実現出来るコリオリ質量流量計が得られる。
【００８５】
従って、本発明によれば、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 図１のｋ−ｋ断面図である。
【図４】 図１のｌ−ｌ断面図である。
【図５】 従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図６】 従来より一般に使用されている他の従来例の要部構成説明図である。
【図７】 図６のｂ−ｂ断面図である。
【図８】 図６のａ−ａ，ｃ−ｃ断面図である。
【図９】 図６の動作説明図である。
【図１０】 先願に係わる出願の実施例の要部構成説明図である。
【図１１】 図１０の側面図である。
【図１２】 図１１のｄ−ｄ断面図である。
【図１３】 図１１のｅ−ｅ断面図である。
【図１４】 図１０の動作説明図である。
【図１５】 図１０の動作説明図である。
【図１６】 図１０の動作説明図である。
【図１７】 図１０の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 振動チューブ
２ フランジ
３ 励振器
４ 振動検出センサ
５ 振動検出センサ
６ ハウジング
１１ 振動チューブ
１２ 上流側固定端
１３ 下流側固定端
１４ 基準軸
１５ 励振器
１６ 振動検出センサ
１７ 振動検出センサ
２０ 振動チューブ
２１ 励振器
２１１ マグネット
２１２ コイル
２２ 励振器
２２１ マグネット
２２２ コイル
２３ 振動検出センサ
２３１ マグネット
２３２ コイル
２４ 振動検出センサ
２４１ マグネット
２４２ コイル
２５ 中点
４１ 励振器
４１１ マグネット
４１２ コイル
４２ 励振器
４２１ マグネット
４２２ コイル
４３ 振動検出センサ
４３１ マグネット
４３２ コイル
４４ 振動検出センサ
４４１ マグネット
４４２ コイル
４５ バランサー
４６ バランサー
４７ バランサー
４８ バランサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平６−１０９５１２号に示されている。
【０００３】
図において、１はフランジ２に、両端が取り付けられた振動チューブである。
フランジ２は管路へ振動チューブ１を取り付けるためのものである。
３は振動チューブ１の中央部に設けられた励振器である。
【０００４】
４，５は、振動チューブ１の両側にそれぞれ設けられた振動検出センサである。
６は、振動チューブ１の両端が固定されるハウジングである。
【０００５】
以上の構成において、振動チューブ１に測定流体が流され、励振器３が駆動される。
励振器３の振動方向の角速度「ω」、測定流体の流速「Ｖ」 （以下「」で囲まれた記号はベクトル量を表す）とすると、
【０００６】
Ｆｃ＝−２ｍ「ω」×「Ｖ」
のコリオリ力が働く。コリオリ力に比例した振動を測定すれば、質量流量が求められる。
【０００７】
図６は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平１１−１０８７２３号に示されている。
【０００８】
１１は、上流側固定端１２と下流側固定端１３とを結ぶ直線を基準軸１４として、この基準軸１４の各点から、それぞれ所定距離の円周線上で単振動あるいは円運動をする振動チューブである。
【０００９】
１５は、振動チューブ１１の中央部に設けられた励振器である。
１６，１７は、振動チューブ１１の両側にそれぞれ設けられた振動検出センサである。
【００１０】
以上の構成において、図７は、図６の振動チューブ１１のｂ−ｂ断面図、図８は図６の振動チューブ１１のａ−ａ，ｃ−ｃ断面図、図９は振動チューブ１１の振動の様子を示す斜視図である。
図７，図８において、非励振状態の時、振動チューブ１１はＡの位置近傍にある。
【００１１】
励振状態になると、振動チューブ１１の中心は、基準軸１４から半径Ｒ(x)離れた円周上を移動する。
断面ｂ−ｂの位置では、基準軸１４から半径Ｒ(b) 離れた円周上を、断面ａ−ａやｃ−ｃの位置では、基準軸１４から半径Ｒ(a) や Ｒ(c) 離れた円周上を、Ａ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→(以後繰り返し)のように振動する。
【００１２】
図９において、Ａ，Ｂ，Ｃは図７，図８の振動チューブ１１の各位置に一致する。
なお、１２，１３は固定端、１４は基準軸を示す。
【００１３】
振動チューブ１１は、基準軸１４から等距離にある円周面内のみでの振動なので、振動チューブ１１の位置がどこであっても、振動チューブ１１の長さが変わることはない。
【００１４】
図１０は、本出願人の先願に係わる出願の実施例の要部構成説明図で、特願平２００１３８３３４０号に示されている。
図１１は図１０の側面図、図１２は図１１のｄ−ｄ断面図、図１３は図１１のｅ−ｅ断面図、図１４〜図１７は図１０の動作説明図である。
【００１５】
図において、２０は、内部を測定流体が流れる振動チューブ、２は外部配管と接続するためのフランジ、６は流量計を形作るハウジング、１２、１３は振動チューブの両端の固定端、１４は両固定部を結ぶ基準軸である。
【００１６】
２１，２２は振動チューブ２０を励振させる励振器であり、振動チューブ２０を図のＹ方向に力を加えられる構造になっている。
２１と２２とでは、大きさと方向が等しく、逆位相の力を加えるようになっている。
【００１７】
この場合は、図１２に示す如く、励振器２１，２２は、マグネット２１１，２２１とコイル２１２，２２２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット２１１，２２１が固定され、対向する位置にコイル２１２，２２２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００１８】
なお、実際には円筒のコイル２１２，２２２の内側にマグネット２１１，２２１が配置されるが、マグネット２１１，２２１とコイル２１２，２２２を明確に示すため、分離して示す。
【００１９】
２３，２４は、振動を検出する振動検出センサで、図のＹ方向の振動速度あるいは変形を測定する。
【００２０】
この場合は、図１３に示す如く、振動検出センサ２３，２４は、マグネット２３１，２４１とコイル２３２，２４２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット２３１，２４１が固定され、対向する位置にコイル２３２，２４２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定される。
【００２１】
なお、実際には円筒のコイル２３２，２４２の内側にマグネット２３１，２４１が配置されるが、マグネット２３１，２４１とコイル２３２，２４２を明確に示すため、分離して示す。
【００２２】
振動チューブ２０は、図１０に示す如く、上流側端部１２と下流側端部１３の中点２５を中心に点対称で、変曲点を３箇所有するＳ字形の曲線形状であり、振動チューブ２０は両端近傍では、基準軸１４上に存在する。
【００２３】
以上の構成において、図１４は図１０のｆ−ｆ断面図、図１５は図１０のｇ−ｇ断面図、図１６は図１０のｈ−ｈ断面図である。
【００２４】
分かり易くする為に、ハウジング６や励振器２１，２２は省略してあり、振動チューブ２０のみを示した。
励振器２１，２２によってＹ方向で逆位相に力を加えられた振動チューブは、Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ｆ→Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ｆ（これを繰り返す）のように位置を変えていく。
【００２５】
両端固定端から等距離にある中点２５では、振動チューブはその位置を変わらずに、基準軸１４周りの回転振動のみを行う。
図１７からわかるように、振動チューブ２０は、常に基準軸１４から所定距離の円周上あるいはその近傍に位置する。
【００２６】
ｆ−ｆ断面では基準軸から距離Ｒ（ｆ）離れた円周上、ｈ−ｈ断面では基準軸から距離Ｒ（ｈ）離れた円周上で単振動を行う。
両固定端１２，１３の中心点である中点２５では、Ｒ（ｇ）＝０となり、位置を変えずに回転振動のみを行うことになる。
【００２７】
ここでは、わかりやすくするために、単振動の振幅を大きくして図示しているが、一般のコリオリ質量流量計では、振動振幅はごくわずかである。
振幅が小さい場合、円周上の振動は、図のＹ方向成分のみの振動に近似できる。
【００２８】
励振器２１，２２も振動検出器２３，２４も、本来ならばＹ方向だけでなく、Ｚ方向成分、あるいは、回転成分にも対応する必要があるが、上記の理由により、通常はＹ方向成分のみに対応する機器を使用して差し支えない。
【００２９】
上記振動の様子を模式的に示したのが図１７である。振動チューブはＡ→Ｂ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ａのように位置を変えて単振動を続ける。
振動振幅は、チューブ長Lの１／４Ｌ、３／４Ｌ付近で最も大きく、両固定端１２，１３近傍や、中点２５付近の１／２Ｌでは、基準軸１４周りの回転振動（ＲｏｔＸ）はあっても、基準軸方向及び基準軸に直交する方向の成分の位置変化（ＵＸ， ＵＹ，ＵＺ）は殆ど無い。
【００３０】
要するに、振動チューブ２０は、点対称の曲線形状を保持したまま、上流側固定端１２と下流側固定端１３とを結ぶ直線を基準軸１４として、この基準軸１４の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする。
【００３１】
この結果、
（１）円周上の振動を採用することにより、振動チューブ２０の両固定端１２，１３近傍では、基準軸１４回りの回転振動成分が主になり、両固定端１２，１３では基準軸１４方向及び基準軸１４に直交する方向の力の発生は大幅に抑えることが出来、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計が得られる。
【００３２】
（２）点対称な振動チューブ２０の形状と振動モードを採用することで、振動チューブ２０の重心が、常に両固定端１２，１３の中点２５に位置し、重心が移動することが無くなる。
【００３３】
振動系の重心の移動が無くなるので、両固定端１２，１３を通じて、振動が外に漏れ出すのを防ぎ、より一層、振動絶縁性を高めることが出来るコリオリ質量流量計が得られる。
【００３４】
（３）振動絶縁性が高められることで、外部からの振動ノイズにも影響を受け難く、低消費電力が可能で、環境変化や外的要因によるゼロ点やスパン変動を減らし、高精度で高安定なコリオリ流量計を実現できる。
【００３５】
（４）流体流路が、流量計の入り口から出口まで、分岐や隙間が無い１本の貫通構造であり、緩やかなカーブを有する直管に近い形状の振動チューブ２０の採用で、コンパクトで圧損が少なく、流体等の温度変化による熱応力にも強い特徴を有するコリオリ質量流量計が得られる。
【００３６】
【特許文献１】
特開平６−１０９５１２号（第２頁、第５図）
【特許文献２】
特開平１１−１０８７２３号（第３−４頁、第１−５図）
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、図１２，図１３に示すように、全てのマグネット２１１，２２１，２３１，２４１はＹ方向下側に配置されている。
従って、振動チューブ２０とマグネット２１１，２２１，２３１，２４１からなる振動系の質量分布は、Ｙ方向負側が重く、Ｙ方向正側が軽い、アンバランス状態になっている。
【００３８】
このようなマスアンバランスがあると、励振振動によって振動チューブ２０の位置が変わると、振動系全体の重心位置も移動し、振動が振動系外部に多く漏れてしまい、振動絶縁がうまくいかない。
【００３９】
振動絶縁性が悪いと、以下のような問題が生じる。
１）外部からの影響を受けやすいことである。
すなわち、流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わった場合、流量計のハウジング（筐体）６ではその影響を受け止めきれず、内部の振動チューブ２０に外部振動や、応力が加わり、振動チューブ２０の振動状態が変化し、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差になって現れてしまう。
【００４０】
２）内部の振動チューブ２０の振動が、外部配管に漏れてしまうことである。
振動が外に漏れ、振動絶縁が不十分になると以下のような問題が発生する。
（１）Ｑ値が低くなるので、内部の振動が不安定になり、励振振動以外の余計な振動ノイズの影響を受けやすくなる。
【００４１】
（２）励振に大きなエネルギーが必要になり、消費電力が増加する。
（３）設置方法や、配管応力、温度等の環境変化や外的要因により、振動の漏れ程度も大きく変わり、振動チューブ２０の振動状況も変化し、零点やスパンが変化しやすくなる。
【００４２】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計を提供することにある。
【００４３】
即ち、本発明は、分岐がない１本管型のコリオリ質量流量計において、
緩やかなカーブを有する直管に近い形状の採用で、コンパクトで圧損が少なく、流体等の温度変化による熱応力にも強い特徴を有する。
【００４４】
更に、流量計内部の振動チューブの振動を外に漏らさないようにすることと、外部からの振動ノイズや応力の影響を受けにくくすることによって、安定性、精度、耐振性、ゼロ点変動も小さい、高精度を高安定なコリオリ流量計を実現することにある。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１のコリオリ質量流量計においては、
内部に測定流体が流れる振動チューブと、この振動チューブを励振する励振器と、前記測定流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じるコリオリ力による振動チューブの変形振動を検出する振動検出センサとを具備するコリオリ質量流量計において、上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、前記振動チューブに取付けられたマグネットとこのマグネットに対向して設けられたコイルとをそれぞれ有する励振器と振動検出センサと、前記振動チューブに取付けられ前記マグネットの振動に基づき発生するアンバランスを防止するバランサーと、配置場所と質量とが前記中点を中心に点対称な関係になるように配置され且つ重心位置は前記中点上にあるようにされた前記マグネットと前記バランサーとを具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。
【００４６】
本発明の請求項２のコリオリ質量流量計においては、
全長Ｌに対する、基準軸からの最大湾曲部の距離Ｗは、ほぼ ±０．０１≦Ｗ／Ｌ≦±０．１なる関係を有する振動チューブを具備したことを特徴とする請求項１記載のコリオリ質量流量計。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の側面図、図３は図１のｋ−ｋ断面図、図４は図１のｌ−ｌ断面図である。
本実施例において、４１，４２は励振器、４３，４４は振動検出センサである。
【００４８】
励振器４１，４２は、この場合は、図３に示す如く、マグネット４１１，４２１とコイル４１２，４２２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット４１１，４２１が固定され、対向する位置にコイル４１２，４２２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００４９】
振動検出センサ４３，４４は、この場合は、図４に示す如く、マグネット４３１，４４１とコイル４３２，４４２から構成されており、振動チューブ２０にマグネット４３１，４４１が固定され、対向する位置にコイル４３２，４４２がハウジング６等の振動しない不動の場所に固定されている。
【００５０】
なお、実際には円筒のコイル４１２，４２２，４３２，４４２の内側にマグネット４１１，４２１，４３１，４４１が配置されるが、マグネット４１１，４２１，４３１，４４１とコイル４１２，４２２，４３２，４４２を明確に示すため、分離して示す。
【００５１】
４５，４６，４７，４８は、振動チューブ２０に設置されているマグネット４１１，４２１，４３１，４４１と同等質量、形状のバランサーである。
バランサー４５，４６，４７，４８は、ＸＺ平面に対してマグネット４１１，４２１，４３１，４４１と対称な位置に設置されている。
【００５２】
励振器４１，４２のマグネット４１１，４２１に対してはバランサー４５，４６を、振動検出センサ４３，４４のマグネット４３１，４４１に対してはバランサー４７，４８が設置されている。
【００５３】
なお、実際には、円筒状のコイル４１２，４２２，４３２，４４２の内側にマグネット４１１，４２１，４３１，４４１を配置して用いられるが、図３，図４では、マグネット４１１，４２１，４３１，４４１とコイル４１２，４２２，４３２，４４２を明確に示すため、分離して示してある。
【００５４】
本発明の構造により、振動チューブ２０のみならず、励振器３１，３２や振動検出センサ３３，３４を含む振動系全体の質量分布をバランス良く配置することができる。
【００５５】
振動系全体の重心位置を、上流側固定点と下流側固定点の中点２５の位置に配置することができ、さらに、この中点２５を中心に点対称な質量分布を実現することができる。
【００５６】
このような構造を持つことにより、従来例よりも更に完璧に、振動系全体の重心位置を不動にし、対称な質量バランスを実現し、その結果、外界への振動絶縁性を増すことが可能になる。
【００５７】
振動絶縁性を向上させることで、以下のメリットがある。
１）流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わっても、流量計のハウジング６（筐体）でその影響を受け止め、内部の振動に影響を与えず、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００５８】
２）内部の振動チューブ２０の振動が、外部に漏らさないことにより、
（１）Ｑ値を高くでき、内部の振動が安定になり、余計な振動ノイズの影響を受けにくくなるコリオリ質量流量計が得られる。
（２）小さなエネルギーで励振可能になり、消費電力も削減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００５９】
（３）Ｑ値が高く、そもそも漏れ量が小さいので、設置方法や、配管応力、温度等の環境変化があっても、振動の漏れ量があまり変化しない。
よって、これら外的要因に対し、零点やスパンが安定なコリオリ質量流量計が得られる。
【００６０】
加えるに、
３）マグネットを振動チューブ２０に設置出来るので、コイルを振動チューブ２０に設置した場合のように、リード線の設置場所の心配をする必要がないコリオリ質量流量計が得られる。
【００６１】
４）リード線を振動する振動チューブ２０に配置すると、リード線及び、リード線を固定する接着剤等の質量の問題、リード線の変形によるダンピング抵抗の増大、リード線の配置場所等、様々なデメリットが生じるが、その心配がなく、設計の自由度が増すコリオリ質量流量計が得られる。
【００６２】
５）管軸１４と同じＸＺ座標位置に励振器３１，３２や振動検出センサ３３，３４を設置できるので、小型省スペースが可能なコリオリ質量流量計が得られる。
【００６３】
なお、具体的には、この場合は、振動チューブ２０は、ステンレス製で、外形が１４ｍｍ、厚さ１ｍｍ、全長Ｌ＝５００mm、基準軸１４からの最大湾曲部の距離Ｗ＝１５mm、、励振器４１，４２の質量（バランサーを含む）Ｍ＝２１ｇ、検出器４３，４４の質量（バランサーを含む）Ｍ＝１１ｇである。
【００６４】
このときの、円周振動モード共振周波数は５７０Ｈｚ（実験値）、低次モードの共振周波数は２２０Ｈｚであり、高次モードの共振周波数は１２００Ｈｚである。
【００６５】
従って、本実施例では、全長Ｌに対する、基準軸１４からの最大湾曲部の距離：Ｗ／Ｌ＝１５／５００＝０．０３となる。
振動チューブ２０の物性、曲がり形状や付属物の質量等により異なるが、±約０．０１≦Ｗ／Ｌ≦±約０．１ がトータルバランスに優れている。
【００６６】
振動チューブ２０の全長Ｌに対する、基準軸１４からの最大湾曲部の距離Ｗの比：Ｗ／Ｌは、小さすぎると、ねじれモードの共振周波数が高くなり、円周振動の共振モードが存在しなくなることもある。
【００６７】
また、大きすぎると、振動チューブ２０全体、流量計全体が大きくなりコストアップになる。
また、湾曲が大きいと、振動チューブ２０の内部を流れる測定流体の圧力損失も大きくなる。
【００６８】
本実施例での値 Ｗ／Ｌ＝０．０３ は、カーブが緩やかで、張り出し量が少ない直管近似な形状で、コンパクトで低圧損を実現している。
【００６９】
次に、励振モードの共振周波数は、数十Ｈｚ程度だと、配管ノイズの影響を受けやすく、また、振動系全体の大きさも大きくなり、場所をとりコストアップ要因にもなり、好ましくない。
【００７０】
逆に、１０００Ｈｚ以上程度では、振動振幅が小さく、また信号処理の速度も間に合わなくなるので、問題がでてくる。
今回のように数百Ｈｚ程度が、耐振動ノイズ面からも、信号処理回路の都合からも、適当な値となる。
【００７１】
次に、振動チューブ２０は、励振振動周波数の近傍に他の不要な共振モードが存在しないことが望ましい。本具体例のように、他の共振振動モードと大きく離れていればなお望ましい。
【００７２】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
本発明の構造により、振動チューブのみならず、励振器や振動検出センサを含む振動系全体の質量分布をバランス良く配置することができる。
【００７４】
振動系全体の重心位置を、上流側固定点と下流側固定点の中点の位置に配置することができ、さらに、この中点を中心に点対称な質量分布を実現することができる。
【００７５】
このような構造を持つことにより、従来例よりも更に完璧に、振動系全体の重心位置を不動にし、対称な質量バランスを実現し、その結果、外界への振動絶縁性を増すことが可能になる。
【００７６】
振動絶縁性を向上させることで、以下のメリットがある。
１）流量計外部から、配管振動や、配管応力が加わっても、流量計のハウジング（筐体）でその影響を受け止め、内部の振動に影響を与えず、出力揺動や、ゼロ点変化等の誤差を低減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００７７】
２）内部の振動チューブの振動が、外部に漏らさないことにより、
（１）Ｑ値を高くでき、内部の振動が安定になり、余計な振動ノイズの影響を受けにくくなるコリオリ質量流量計が得られる。
（２）小さなエネルギーで励振可能になり、消費電力も削減できるコリオリ質量流量計が得られる。
【００７８】
（３）Ｑ値が高く、そもそも漏れ量が小さいので、設置方法や、配管応力、温度等の環境変化があっても、振動の漏れ量があまり変化しない。
よって、これら外的要因に対し、零点やスパンが安定なコリオリ質量流量計が得られる。
【００７９】
加えるに、
３）マグネットを振動チューブに設置出来るので、コイルを振動チューブに設置した場合のように、リード線の設置場所の心配をする必要がないコリオリ質量流量計が得られる。
【００８０】
４）リード線を振動する振動チューブに配置すると、リード線及び、リード線を固定する接着剤等の質量の問題、リード線の変形によるダンピング抵抗の増大、リード線の配置場所等、様々なデメリットが生じるが、その心配がなく、設計の自由度が増すコリオリ質量流量計が得られる。
【００８１】
５）管軸と同じＸＺ座標位置に検出器や振動検出センサを設置できるので、小型省スペースが可能なコリオリ質量流量計が得られる。
【００８２】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
振動チューブの全長に対する、基準軸からの最大湾曲部の距離の比は、小さすぎると、ねじれモードの共振周波数が高くなり、円周振動の共振モードが存在しなくなることもある。
【００８３】
また、大きすぎると、振動チューブ全体、流量計全体が大きくなりコストアップになる。
また、湾曲が大きいと、振動チューブの内部を流れる測定流体の圧力損失も大きくなる。
【００８４】
すなわち、カーブが緩やかで、張り出し量が少ない直管近似な形状により、コンパクトで低圧損を実現出来るコリオリ質量流量計が得られる。
【００８５】
従って、本発明によれば、安定性、精度、耐振性が向上されたコリオリ質量流量計を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 図１のｋ−ｋ断面図である。
【図４】 図１のｌ−ｌ断面図である。
【図５】 従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図６】 従来より一般に使用されている他の従来例の要部構成説明図である。
【図７】 図６のｂ−ｂ断面図である。
【図８】 図６のａ−ａ，ｃ−ｃ断面図である。
【図９】 図６の動作説明図である。
【図１０】 先願に係わる出願の実施例の要部構成説明図である。
【図１１】 図１０の側面図である。
【図１２】 図１１のｄ−ｄ断面図である。
【図１３】 図１１のｅ−ｅ断面図である。
【図１４】 図１０の動作説明図である。
【図１５】 図１０の動作説明図である。
【図１６】 図１０の動作説明図である。
【図１７】 図１０の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 振動チューブ
２ フランジ
３ 励振器
４ 振動検出センサ
５ 振動検出センサ
６ ハウジング
１１ 振動チューブ
１２ 上流側固定端
１３ 下流側固定端
１４ 基準軸
１５ 励振器
１６ 振動検出センサ
１７ 振動検出センサ
２０ 振動チューブ
２１ 励振器
２１１ マグネット
２１２ コイル
２２ 励振器
２２１ マグネット
２２２ コイル
２３ 振動検出センサ
２３１ マグネット
２３２ コイル
２４ 振動検出センサ
２４１ マグネット
２４２ コイル
２５ 中点
４１ 励振器
４１１ マグネット
４１２ コイル
４２ 励振器
４２１ マグネット
４２２ コイル
４３ 振動検出センサ
４３１ マグネット
４３２ コイル
４４ 振動検出センサ
４４１ マグネット
４４２ コイル
４５ バランサー
４６ バランサー
４７ バランサー
４８ バランサー
Claims (2)
- 内部に測定流体が流れる振動チューブと、
この振動チューブを励振する励振器と、
前記測定流体の流れと前記振動チューブの角振動によって生じるコリオリ力による振動チューブの変形振動を検出する振動検出センサと
を具備するコリオリ質量流量計において、
上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、
上流側固定端と下流側固定端の中点を中心に点対称で３個の変曲点を有する曲線形状で前記点対称の曲線形状を保持したまま前記上流側固定端と下流側固定端とを結ぶ直線を基準軸としてこの基準軸の各点からそれぞれ所定距離の円周線上で単振動をする振動チューブと、
前記振動チューブに取付けられたマグネットとこのマグネットに対向して設けられたコイルとをそれぞれ有する励振器と振動検出センサと、
前記振動チューブに取付けられ前記マグネットの振動に基づき発生するアンバランスを防止するバランサーと、
配置場所と質量とが前記中点を中心に点対称な関係になるように配置され且つ重心位置は前記中点上にあるようにされた前記マグネットと前記バランサーと
を具備したことを特徴とするコリオリ質量流量計。 - 全長Ｌに対する、基準軸からの最大湾曲部の距離Ｗは、ほぼ ±０．０１≦Ｗ／Ｌ≦±０．１なる関係を有する振動チューブ
を具備したことを特徴とする請求項１記載のコリオリ質量流量計。
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