JP4939408B2 - 流れに対する密度の影響を排除するための分割式バランスウエイト - Google Patents

Description

本発明は、２つ又はそれ以上の分割式バランスウエイトを使った、コリオリ流量計の力平衡に関する。

コリオリ質量流量計のような振動導管センサーは、通常、物質が中に入っている振動導管の動きを検出することによって作動する。物質の満たされた振動しているシステムの振動モードは、一般的に、物質の入っている流管と中に入っている物質との、質量、剛性及び減衰性を組み合わせた特性の影響を受けるので、導管内の質量流量や密度などの様な導管内の物質に関わる特性は、導管に取り付けられている運動変換器からの信号を処理することによって求められる。

代表的なコリオリ質量流量計は、パイプライン又は他の輸送システムとインラインで接続されている１つ又は複数の導管を含んでおり、流体、スラリーなどの物質をシステム内で運送する。各導管は、例えば、単純な曲げ、捻り、半径方向及び連成モードを含め、一式の自然振動モードを有すると考えることができる。代表的なコリオリ質量流測定装置では、導管は、物質が導管を通って流れているときに１つ又は複数の振動モードで加振され、導管の動きは、導管に沿って間隔を空けて配置されている場所で測定される。加振は、通常、導管を周期的に摂動させる作動器、例えば音声コイル型ドライバの様な電気機械的装置、によって行われる。質量流量は、各変換器位置での動きの間の時間遅延又は位相差を測定することによって求められる。

時間遅延の大きさは非常に小さく、ナノ秒で測定されることが多い。従って、変換器出力は、非常に正確なものとする必要がある。変換器の精度は、計器の構造の非線形性及び非対称性、又は外部力から生じる動きによって維持できなくなる虞がある。例えば、不平衡成分を有するコリオリ質量流量計は、そのケース、フランジ、及びパイプラインを計器の駆動周波数で振動させる。この振動は、取り付け剛性によって決まる量で時間遅延信号を摂動させる。また、コリオリ流量計は、駆動モードの周波数に基づいて流れる物質の密度を判定する。駆動モードが、ケース、フランジ、及びパイプラインの動きを含んでいる場合、密度測定の性能は悪影響を受ける。取り付け剛性は一般的に未知であり、時間と温度に依って変化するので、不平衡成分の影響は、補償することができず、計器の性能に大きな影響を与える。これら不平衡な振動及び取り付けの変動の影響は、平衡が取れている流量計設計を使用し、信号処理技法を使用して望ましくない運動成分を補償することによって、低減される。

先に論じた平衡振動は、１方向、即ちＺ方向の振動だけを伴っている。Ｚ方向は、導管が振動する際に変位する方向である。パイプラインに沿うＸ方向と、Ｚ及びＸ方向に直交するＹ方向を含め、他の方向は、平衡が取れていない。この基準座標系は、コリオリ流量計が二次正弦力をＹ方向に作り出すので重要である。この力は、平衡の取れていない計器振動をＹ方向に作り出し、その結果、計器誤差が生じる。

この二次力の原因の１つは、計器ドライバアッセンブリの質量の位置である。代表的なドライバアッセンブリは、一方の導管に締結されている磁石と、もう一方の導管に締結されている導電性ワイヤーのコイルと、で構成されている。Ｙ方向の振動は、ドライバ磁石の質量の中心とドライバコイルの質量の中心とが、それぞれの導管の中心線のＸ−Ｙ面上に位置していないことによって生じる。両Ｘ−Ｙ面は、導管が互いに干渉しないように、必ず間隔を空けて配置されている。コイルは、磁界内で最適な位置にあるために、磁石の端部と同心でなければならないので、磁石及び／又はコイルの質量の中心は、この面からオフセットしている。

流れ導管は、駆動され振動するときには、正確に並進運動するのではなく、導管が取り付けられている位置回りに周期的に曲がる。この曲げは、固定点回りの回転によって近似することができる。従って、振動は、回転中心ＣＲ回りの小さな角度の周期的回転であるように見える。角振動の振幅は、Ｚ方向での所望の振動振幅と、ドライバの位置にある導管中心の回転の中心からの距離ｄとによって決まる。振動の角振幅Δθは、以下の関係から求められる。

ドライバ構成要素（磁石又はコイルのアッセンブリ）の質量の中心は導管の中心線からオフセットしているので、ドライバ構成要素の質量中心は、振動のＹ成分を有することになる。ドライバ構成要素の質量は、普通は少なくとも導管の半径と等しいＺ方向のオフセットを有している。従って、導管の中心線からの角度オフセットΦは無視できない。ドライバ構成要素の質量は、そのオフセット位置の回りに、流れ導管Δθと同じ角振幅で振動する。ドライバ質量の動きを、ドライバの質量中心と回転中心ＣＲを繋ぐ線に垂直であると近似すると、ドライバ質量のＹ方向の動きΔＹ_ｍは、以下の式で求めることができる。

ドライバ構成要素の質量のＹ方向の運動によって、計器全体がＹ方向に振動する。運動量の保存則によれば、自由懸垂式計器の場合、計器全体のＹ方向の振動は、ドライバ質量のＹ方向振動の振幅に、ドライバ質量を計器質量で割った比率を掛けたものに等しいことになる。この計器全体のＹ方向の振動は、所望のＺ方向の導管の振動をドライバ構成要素の質量中心の角度オフセットと組み合わせた直接の結果である。所望の導管の振動と、計器全体の望ましくないＹ方向の振動の間のこの連成は、計器のＹ方向の振動の減衰がＺ方向の導管の振動を減衰させ、また堅い計器取付具は導管の周波数を上げ、軟い計器取付具は導管周波数を下げる、ということを意味している。取付具の剛性による導管の周波数の変化は、高いＹ方向振動振幅の計器で、実験的に観察されている。これは、導管の周波数は流体の密度を求めるのに使用され、周波数は導管の剛性も示すので問題である。取付具の剛性による導管剛性が変われば、計器の較正因数も変わる。駆動振動と局所環境との間の直接的結合は、計器が不安定ゼロ（流れが無い時の流れ信号）となる結果的になる。

本発明は、駆動システムの平衡を取れるような寸法に作られ、配置されている平衡システムを使って、不平衡な振動力に付帯する問題を解決するのに役立つ。或る実施形態では、本発明は、広範囲な起こりうる流れ物質の密度に亘って、実質的に一定の質量流量の較正因数を維持できるので好都合である。

或る例の平衡システムは、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトを流れ導管に連結する２つ又はそれ以上の取付部材と、を含んでいる。少なくとも第１Ｙバランスウエイトは、第１導管ノードと駆動システムの間の第１位置で流れ導管に連結されており、少なくとも第２Ｙバランスウエイトは、駆動システムと第２導管ノードの間の第２位置で流れ導管に連結されている。２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトは、ドライバに２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトを加えた質量の組み合わせ中心が、導管中心線のＸ−Ｙ面上に実質的に位置するような寸法に作られ、配置されている。

或る例では、等価Ｙ平衡と呼ばれる２つ又はそれ以上の平衡装置は、流れ導管上に作られている。等価Ｙ平衡は、取付部材の一端に接続されている質量を備えており、取付部材の他端は、ドライバと曲げ軸Ｗの間で流れ導管に取り付けられている。等価Ｙ平衡は、磁石とコイルの質量の中心の位置と、流量計の構成の型式（即ち、１つ又は２つの導管）とに依って、１つ又は両方の導管上に使用することもできる。

等価Ｙ平衡は、Ｚ方向の導管の動きを使用することによって、等価Ｙ平衡の質量をＹ方向に動かすように作用する。等価Ｙ平衡のＹ方向の運動量は、駆動構成要素のＹ方向の運動量の平衡を取って、望ましくないケースと環境の動きを防ぐように設計することができる。これは、等価の原理によって、環境的な振動及び減衰に対し計器を不感性にすることにもなる。

態様
本発明の或る態様は、コリオリ流量計であり、同流量計は、
少なくとも１つの流れ導管であって、第１導管ノード及び第２導管ノードと、流れ導管と第１導管ノード及び第２導管ノードで交差している曲げ軸Ｗと、を含んでおり、曲げ軸Ｗ回りに振動する、少なくとも１つの流れ導管と、
少なくとも１つの流れ導管に連結されている駆動システムと、
少なくとも１つの流れ導管に連結されている平衡システムであって、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトを少なくとも１つの流れ導管に連結する２つ又はそれ以上の取付部材と、を備えており、少なくとも第１Ｙバランスウエイトが、少なくとも１つの導管に第１導管ノードと駆動システムの間の第１位置で連結されており、少なくとも第２Ｙバランスウエイトが、少なくとも１つの流れ導管に駆動システムと第２導管ノードの間の第２位置で連結されている、平衡システムと、を備えている。

駆動システムは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｄだけ上方に配置されており、第１Ｙバランスウエイトは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ１だけ上方に配置されており、第２Ｙバランスウエイトは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ２だけ上方に配置されているのが望ましい。

第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、実質的に１と２／１であるのが望ましい。
第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２と実質的に等しいのが望ましい。
第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１と第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２は、少なくとも１つの流れ導管内の流れ媒体の流体密度が変化しても、駆動周波数対捻り周波数の比ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}が実質的に一定となるように作られるのが望ましい。

２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管に永久的に連結されているのが望ましい。
２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管に取り外し可能に連結されているのが望ましい。

２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管の運動に応答して、少なくとも部分的には変形可能であるのが望ましい。
２つ又はそれ以上の取付部材と２つ又はそれ以上Ｙバランスウエイトの変形は、平衡システムの固有周波数を、流量計の駆動周波数より小さくなるようにするのが望ましい。

平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管と実質的に異位相で振動するのが望ましい。
平衡システムは、駆動システムと平衡システムの組み合わせられた質量の中心が、実質的に、少なくとも１つの流れ導管の中心線の面近くに位置するような寸法に作られ、配置されているのが望ましい。

平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管の、駆動システムとは実質的に反対側に配置されているのが望ましい。
平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管の、駆動システムとは実質的に反対側に、流れ導管の水平面に対して実質的に４５度の向きで配置されているのが望ましい。

平衡システムは、平衡システムの運動量が、駆動システムの運動量と、実質的に等しく、駆動運動に実質的に垂直な方向に実質的に反対向きになるような寸法に作られ、配置されているのが望ましい。

個々のＹバランスウエイトの質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、１つのドライバー位置にあるウエイトＭ_{ｓｉｎｇｌｅ}の質量に、駆動システムの曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｄを、個々のＹバランスウエイトの曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｗで割ったものの３乗を掛けたものの、実質的に半分であるのが望ましい。

本発明の更なる態様は、コリオリ流量計の力平衡を取るための方法であり、本方法は、
少なくとも１つの流れ導管であって、第１導管ノード及び第２導管ノードと、流れ導管と第１導管ノード及び第２導管ノードで交差している曲げ軸Ｗと、を含んでおり、曲げ軸Ｗ回りに振動する、少なくとも１つの流れ導管を提供する段階と、
少なくとも１つの流れ導管に連結されている駆動システムを提供する段階と、
少なくとも１つの流れ導管に連結されている平衡システムであって、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトを少なくとも１つの流れ導管に連結する２つ又はそれ以上の取付部材と、を備えており、少なくとも第１Ｙバランスウエイトが、少なくとも１つの流れ導管に第１導管ノードと駆動システムの間の第１位置で連結されており、少なくとも第２Ｙバランスウエイトが、少なくとも１つの流れ導管に駆動システムと第２導管ノードの間の第２位置で連結されている、平衡システムを提供する段階と、で構成されている。

駆動システムは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｄだけ上方に配置されており、第１Ｙバランスウエイトは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ１だけ上方に配置されており、第２Ｙバランスウエイトは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ２だけ上方に配置されているのが望ましい。

第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、実質的に１と１／２であるのが望ましい。
第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２と実質的に等しいのが望ましい。
第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１と第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２は、少なくとも１つの流れ導管内の流れ媒体の流体密度が変化しても、駆動周波数対捻り周波数の比ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}が実質的に一定となるように作られるのが望ましい。

２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管に永久的に連結されているのが望ましい。
２つ又はそれ以上のＹバランスウエイトと２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管に取り外し可能に連結されているのが望ましい。

２つ又はそれ以上の取付部材は、少なくとも１つの流れ導管の運動に応答して、少なくとも部分的には変形可能であるのが望ましい。
２つ又はそれ以上の取付部材と２つ又はそれ以上Ｙバランスウエイトの変形は、平衡システムの固有周波数を、流量計の駆動周波数より小さくなるようにするのが望ましい。

平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管と実質的に異位相で振動するのが望ましい。
平衡システムは、駆動システムと平衡システムの組み合わせられた質量の中心が、実質的に、少なくとも１つの流れ導管の中心線の面近くに位置するような寸法に作られ、配置されているのが望ましい。

平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管の、駆動システムとは実質的に反対側に配置されているのが望ましい。
平衡システムは、少なくとも１つの流れ導管の、駆動システムとは実質的に反対側に、流れ導管の水平面に対して実質的に４５度の向きで配置されているのが望ましい。

平衡システムは、平衡システムの運動量が、駆動システムの運動量と、実質的に等しく、駆動運動に実質的に垂直な方向に実質的に反対向きになるような寸法に作られ、配置されているのが望ましい。

個々のＹバランスウエイトの質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、１つのドライバー位置にあるウエイトＭ_{ｓｉｎｇｌｅ}の質量に、駆動システムの曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｄを、個々のＹバランスウエイトの曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｗで割ったものの３乗を掛けたものの、実質的に半分であるのが望ましい。

図１−５と以下の説明は、当業者に、本発明の最良のモードを作成し使用する方法を教示するため、具体例を示している。本発明の原理を教示するために、幾つかの従来の態様は、単純化し或いは省略している。当業者には理解頂けるように、これらの例からの派生も、本発明の範囲に含まれる。当業者には理解頂けるように、以下に記載している特徴を様々なやり方で組み合わせると、本発明の数多くの派生例を形成することができる。つまり、本発明は、以下に記載する具体例ではなく、特許請求項の範囲とそれらの等価物によってのみ制限される。

図１は、流量計アッセンブリ１０と流量計電子回路２０を備えているコリオリ流量計５を示している。流量計電子回路２０は、リード線１００を介して流量計アッセンブリ１０に接続されており、経路２６を通して密度、質量流量、体積流量、合計質量流量、温度、及び他の情報を提供する。当業者には自明のように、本発明は、ドライバ、ピックオフセンサー、流れ導管の数、又は振動の作動モードに関わらず、何れの型式のコリオリ流量計にも使用することができる。

流量計アッセンブリ１０は、一対のフランジ１０１、１０１’と、マニホルド１０２、１０２’と、ドライバ１０４と、ピックオフセンサー１０５−１０５’と、流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂと、を含んでいる。ドライバ１０４と、ピックオフセンサー１０５、１０５’は、流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂに接続されている。流量計アッセンブリ１０は、温度センサー（図示せず）を含んでいてもよい。

フランジ１０１、１０１’は、マニホルド１０２、１０２’に取り付けられている。マニホルド１０２、１０２’は、スペーサー１０６の互いに反対側の端部に取り付けられている。スペーサー１０６は、流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂ内の望ましくない振動を防ぐために、マニホルド１０２と１０２’の間に間隔を維持している。流量計アッセンブリ１０が、測定対象の物質を運ぶパイプラインシステム（図示せず）に挿入されると、物質は、フランジ１０１を通って流量計アッセンブリ１０に入り、入口マニホルド１０２を通過し、そこで物質の総量が流れ導管１０３Ａと１０３Ｂに入るように方向付けされ、流れ導管１０３Ａと１０３Ｂを通って流れ、出口マニホルド１０２’へ戻り、そこでフランジ１０１’を通って流量計アッセンブリ１０を出る。

流れ導管１０３Ａと１０３Ｂは、それぞれ曲げ軸Ｗ--Ｗ及びＷ’--Ｗ’に関して、実質的に同じ質量配分、慣性モーメント、弾性率を有するように選択され、入口マニホルド１０２と出口マニホルド１０２’に適切に取り付けられている。両流れ導管は、基本的に平行な様式でマニホルドから外向きに伸張している。

流れ導管１０３Ａ−Ｂは、ドライバ１０４によって、それぞれの曲げ軸Ｗ及びＷ’に関して反対方向に、いわゆる、流量計の第１異相曲げモードで駆動される。ドライバ１０４は、流れ導管１０３Ａに取り付けられている磁石と流れ導管１０３Ｂに取り付けられている相対するコイルの様な、多くの周知の装置の内の１つを備えている。交流は、前記相対するコイルを通して流され、両方の導管を振動させる。適切な駆動信号が、流量計電子回路１２０により、リード線１１０を介してドライバ１０４に印加される。図１の説明は、コリオリ流量計の作動例として提供しているに過ぎず、本発明の教示を限定する意図はない。

流量計電子回路２０は、リード線１１１、１１１’それぞれでセンサー信号を受信する。流量計電子回路２０は、リード線１１０上に駆動信号を生成し、ドライバ１０４に、流れ導管１０３Ａと１０３Ｂを振動させる。流量計電子回路２０は、質量流量を計算するために、ピックオフセンサー１０５、１０５’からの左右の速度信号を処理する。経路２６は、流量計電子回路１２０がオペレーターと接触する入力及び出力手段を提供している。

図２は、コリオリ流量計５の或る実施形態の駆動システム１０４を示している。或る好適な代表的実施形態では、ドライバ１０４は、コイルと磁石のアッセンブリである。当業者はお気付きのように、他の型式の駆動システムを使用してもよい。

ドライバ１０４は、磁石アッセンブリ２１０とコイルアッセンブリ２２０を有している。各ブラケット２１１は、磁石アッセンブリ２１０とコイルアッセンブリ２２０から互いに反対方向外向きに伸張している。ブラケット２１１は、平坦な基部から外向きに伸張している翼部であり、底部側に、流れ導管１０３Ａ又は１０３Ｂに沿うように形成されている実質的に湾曲した縁部２９０を有している。ブラケット２１１の湾曲した縁部２９０は、ドライバ１０４をコリオリ流量計５に取り付けるため、流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂに溶接されるか、又は何か他の方法で取り付けられる。

磁石アッセンブリ２１０は、基部として磁石保持部２０２を有している。ブラケット２１１は、磁石保持部２０２の第１側から伸張している。壁２１３と２１４は、磁石保持部２０２の第２側の外縁部から外向きに伸張している。壁２１３と２１４は、磁石２０３の磁界の方向をコイル２０４の巻きに対して垂直に制御する。

磁石２０３は、第１及び第２端部を有する実質的に円筒形の磁石である。磁石２０３は、磁石スリーブ（図示せず）に嵌め込まれている。磁石スリーブと磁石２０３は、磁石２０３を磁石アッセンブリ２１０内に固定するため、磁石保持部２０２の第２表面に取り付けられている。磁石２０３は、通常、その第２側に貼り付けられている極（図示せず）を有している。磁極（図示せず）はキャップであり、磁界をコイル２０４の中に向けるために磁石２０３の第２端部に装着されている。

コイルアッセンブリ２２０は、コイル２０４とコイルボビン２０５を含んでいる。コイルボビン２０５は、ブラケット２１１に取り付けられている。コイルボビン２０５は、回りにコイル２０４が巻き付けられている第１表面から突き出たスプールを有している。コイル２０４は、磁石２０３に相対しているコイルボビン２０５の上に取り付けられている。コイル２０４は、交流をコイル２０４に印加するリード線１１０に接続されている。交流は、コイル２０４と磁石２０３を互いに引き付けさせ、反発させて、流れ導管１０３Ａと１０３Ｂを互いに反対方向に振動させる。

図３は、流れ導管１０３の単純化したＸ軸断面図である。流れ導管１０３は、ドライバ１０４に取り付けられている。ドライバ１０４は、流れ導管１０３からΦだけオフセットしている。流れ導管１０３は、Ｚ方向に振幅ΔＺで動く。流れ導管１０３がＺ方向に並進運動すると、その固定位置は流れ導管をその回転中心ＣＲ回りに回転させるので、角度振幅がΔθとなる。ドライバ１０４とその付帯する質量の中心ＣＭは、流れ導管１０３と同じ角度振幅Δθで回転する。しかしながら、オフセット角Φのために、駆動構成要素の質量の中心ＣＭは、Ｌ線を上下に振動させる。これによって、駆動構成要素の質量の中心ＣＭに垂直な動きΔＹ_ｍが生じる。

図４は、本発明の第１例の平衡システム４００を示している。平衡システム４００は、流れ導管１０３Ａ、Ｂに連結されているＹバランスウエイト４０１、４０２を含んでいる。Ｙバランスウエイト４０１、４０２は、機械的取付、溶接、蝋付け、又は糊付けを含め様々な方法を使って取り付けることができる。Ｙバランスウエイト４０１は、質量の中心ＣＭ_ｂ１を有している。Ｙバランスウエイト４０１は、その質量の中心ＣＭ_ｂ１をコイルアッセンブリの質量の中心ＣＭ_ｃと組み合わせると、組み合わせた質量の中心ＣＣＭ_１が、導管１０３ＡのＸ−Ｙ面上にくるような寸法に作成され配置されている。更に、Ｙバランスウエイト４０２は、質量の中心ＣＭ_ｂ２を有している。Ｙバランスウエイト４０２は、その質量の中心ＣＭ_ｂ２を磁石アッセンブリの質量の中心ＣＭ_ｍと組み合わせると、組み合わせた質量の中心ＣＣＭ_２が、導管１０３ＢのＸ−Ｙ面上にくるような寸法に作成され配置されている。Ｙバランスウエイトの具体的な属性は、

で示すように、各導管で、Ｙバランスウエイトの質量掛ける速度が、ドライバアッセンブリの質量掛ける速度と、等しく、Ｙ方向に反対になっていることである。

言い換えると、Ｙバランスウエイトの運動量は、

で導かれるように、各導管に取り付けられているドライバアッセンブリの運動量と逆向きになっている。

図５は、本発明の別の例の平衡システム５００を示している。平衡システム５００は、板ばね５０４、５０５を使って流れ導管１０３Ａ、Ｂに連結されているＹバランスウエイト５０１、５０２を含んでいる。この実施形態の板ばね５０４は、Ｘ−Ｙ面に対して略４５度に向けられており、導管の、コイルアッセンブリ２２０とは反対側に接続されている。板ばね５０４の剛性とＹバランスウエイト５０１の質量は、第１振動モード（飛び込み板モード）における等価Ｙ平衡の固有周波数が、計器の駆動周波数より低くなるように選定される。固有周波数が加振（駆動）周波数より低いので、ウエイト５０１は、導管１０３Ａと異位相で動く傾向にある。従って、導管１０３Ａが左（−Ｚ方向）へ動くと、等価Ｙ平衡のウェイト５０１は、導管に対して右（＋Ｚ方向）へ動く。しかし、板ばね５０４のＸ−Ｙ面に対する角度のために、ウエイト５０１は、板ばね５０４によって拘束され、右下（＋Ｚ及び−Ｙ方向）へ動く。これは、導管１０３Ａが左へ動くと、オフセットしているコイルアッセンブリ２２０は左上（＋Ｚ及び＋Ｙ方向）へ動くので好都合である。質量とばね定数を、等価Ｙ平衡のＹ方向運動量（質量掛ける速度）が、オフセットしているドライバ構成要素のＹ方向運動量と等しく且つ反対方向になるように設計することによって、計器全体の外部Ｙ方向振動をほぼ無くすことができる。同じ設計原理は、管１０３Ｂにも当てはまる。

この第２の例は、更なる利点を有している。ウエイト５０１、５０２は、導管１０３Ａ、Ｂから板ばね５０４、５０５によって吊り下げられているので、導管１０３Ａ、Ｂとは異位相で振動し、その結果、その質量の極く僅かしか導管１０３Ａ、Ｂに連結されない。

図中の板ばね５０４及びウエイト５０１の角度と向きは、例として挙げているに過ぎないものと理解頂きたい。板ばね５０４及びウエイト５０１の角度と向きは、変更してもよく、変更しても本発明の目標を実現することができる。

図６は、本発明の更に別の例の平衡システ６００を示している。この実施形態では、平衡システム６００は、第１導管ノード６０３ａと第２導管ノード６０３ｂを有する流れ導管１０３と、駆動システム１０４と、ピックオフ１０５、１０５’と、少なくとも第１及び第２Ｙバランスウエイト６０１ａ、６０１ｂと、少なくとも第１及び第２取付部材６０２ａ、６０２ｂと、を含んでいる。ピックオフ１０５、１０５’は、駆動システム１０４と第１導管ノード６０３ａ及び第２導管ノード６０３ｂとの間に配置されている。図中の流れ導管１０３の形状は、一例に過ぎず、流れ導管１０３は、他の幾何学形状であってもよいものと理解されたい。更に、Ｙバランスウエイト６０１ａ、６０１ｂの位置も一例に過ぎず、その位置は、流管の材料、流管の幾何学形状、流れの物質、温度、ドライバの振動、ドライバの質量、ピックオフの質量、構造許容値などに従って変わるものと理解されたい。

流れ導管１０３は、１つの導管流量計を備えていてもよいし、２つの導管流量計の構成要素（図５参照）を備えていてもよい。流れ導管１０３は、曲げ軸Ｗ回りに振動する（図３の回転中心ＣＲも参照）。曲げ軸Ｗは、流れ導管と第１導管ノード６０３ａ及び第２導管ノード６０３ｂで交差する。

Ｙバランスウエイト６０１と取付部材６０２は、流れ導管１０３に連結されている。第１Ｙバランスウエイト６０１ａと第１取付部材６０２ａは、第１導管ノード６０３ａと駆動システム１０４の間で、流れ導管１０３に連結されている。同様に、第２Ｙバランスウエイト６０１ｂと第２取付部材６０２ｂは、駆動システム１０４と第２導管ノード６０３ｂの間で、流れ導管１０３に連結されている。第１Ｙバランスウエイト６０１ａと第２Ｙバランスウエイト６０１ｂは、対応する第１取付部材６０２ａ及び第２取付部材６０２ｂによって、永久的に又は取り外し可能に、流れ導管１０３に連結することができる。更に、取り外し可能に連結されている取付部材６０２は、流れ導管１０３上に滑動可能に配置することのできる、滑動可能に連結される取付部材６０２を備えていてもよい。

２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト６０１は、流量計５の流量較正特性に影響を与えること無く、流量計５のＹ方向の平衡を正確且つ効果的に実現するために用いられている。流れ導管１０３上の一点に１つのＹバランスウエイトが取り付けられている場合に直面する問題は、流量計５が異なる密度の流体に使用される場合に、流量較正因数が変わることである。流量計５が流体の密度とは無関係の流量較正因数を有するためには、導管１０３に追加される質量の分布は、流体の密度にどの様な変化があっても、駆動周波数対捻れ周波数の割合（即ち、ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}）が一定に止まるものでなければならない。

通常のＵ字管流量計では、流れ導管１０３は、駆動周波数で加振される。駆動周波数は、流れ導管１０３の共振周波数と実質的に合致するように選定される。生じた駆動モード振動（即ち、第１異位相曲げモード）は、流れ導管１０３の両端の静止ノードを含んでおり、一方、最大振動振幅点は、流れ導管１０３の中心、即ち駆動システム１０４に生じる。例えば、これらの端部ノードは、図６に示すノード６０３ａと６０３ｂである。

捻りモードの振動は、流体の流れから生まれるコリオリ力によって励起される。電子回路によって測定される時間遅延を生み出すのは、捻りモードの管の振動である。捻りモードの振動（即ち、第２異位相曲げモード）では、流れ導管１０３は、流れ導管の両端に静止ノードを有しており、更に、中心（即ち、駆動システム１０４）に静止ノードを含んでいる。その結果、捻りモードでは、流れ導管１０３の最大振幅は、駆動システム１０４と両端のノードとの間に位置する２つの点に発生する。

捻りモードは、一般的に駆動周波数より高い捻り共振周波数を有している。しかしながら、コリオリ力は、高い方の捻り周波数ではなく、駆動周波数で最大振幅となるので、駆動周波数で測定するのが望ましい。捻りモードの振動の共振周波数は、一般的に、駆動モードの振動の共振周波数より高い。従って、発生する振動の振幅は、駆動周波数と捻り共振周波数との間の周波数の差の関数である。２つの周波数が近い場合は、捻れ振幅は大きい。２つの周波数が離れている場合は、捻れ振幅は小さい。この様に、流量計の流量較正因数を一定のレベルに維持するためには、駆動周波数と捻り共振周波数の間の周波数比を一定に保たなければならないことが分かる。

流体の密度が変わると、駆動周波数と捻り周波数が共に変わる。流管上の質量の位置によって、両者の間の周波数比が一定であるか否かが決まる。通常のＵ字管流量計の駆動モードは、流れ導管１０３の両端にノードを含んでおり、最大振幅の点は中心に生じるので、駆動システム１０４に余分な質量を配置すると、駆動周波数が下がり、流体の密度の変化が駆動周波数に及ぼす影響が少なくなる効果が生じる。捻りモードでは、各流管の両端と中心にノードがあるので、駆動システム１０４に余分な質量を配置しても、そこは中心のノードなので、捻りモードには影響しない。しかしながら、捻りモードで最大変位の点（駆動システム１０４と端部ノードとの間）に質量を配置すると、流体の密度の変化に対する捻りモードの感度が低下する。

この欠点の解決策は、少なくとも２つの間隔を空けて配置されたＹバランスウエイト６０１を駆動システム１０４の両方の側に含んでいる平衡システム６００を形成することである。少なくとも２つのＹバランスウエイト６０１が、図に示しているように、駆動システム１０４の上流及び下流に配置されている。従って、流体の密度の変化によって駆動周波数と捻り周波数の両方が適量だけ変化するように、Ｙバランスウエイトの質量を、駆動システム１０４から或る距離に配置することができる。駆動システム１０４からのこの距離は、例えば有限要素解析で求めることができ、流体の密度が変化しても周波数の比（ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}）が一定の状態に留まる距離になるように決められている。同時に、これらのウエイトは、計器をＹ平衡状態にするのに適切な寸法に作ることができる。

駆動システム１０４は、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｄだけ上方に配置されている。第１Ｙバランスウエイト６０１ａは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_Ｗ１だけ上方に配置されている。第２Ｙバランスウエイト６０１ｂは、曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_Ｗ２だけ上方に配置されている。従って、２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト６０１ａと６０１ｂは、例えば、Ｙ距離比Ｙ_ｄ／Ｙ_Ｗ１及びＹ_ｄ／Ｙ_Ｗ２に従って配置されている。或る実施形態では、前記比の一方又は両方は、実質的に１と２／１である（即ち、Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ＝１１／２）。異なる流管幾何学形状（及び別の因数）を有する別の実施形態では、比は実質的に２である。しかしながら、必要に応じて他の値を使用することもできる。或る実施形態では、第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２と実質的に等しい（即ち、Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１＝Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２）。しかしながら、距離は、流れ導管の寸法及び特性、構造許容値などによって変わり、従って、距離は、どの様な大きさの比でも形成できるものと理解されたい。更に、２つの比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１とＹ_ｄ／Ｙ_ｗ２は、異なっていてもよく、必ずしも等しくなくてもよい。

Ｙバランスウエイト６０１の実際の位置、従って距離Ｙ_ｗ１とＹ_ｗ２は、実験的に求めることもできるし、例えば、有限要素解析（ＦＥＡ）技法を使って繰り返し算的に求めることもできる。望ましいＦＥＡを行えば、流れ導管１０３内の流れ媒体の流体密度の変化に亘って、実質的に一定のω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}比を維持することができる。従って、望ましいＦＥＡを行えば、Ｙ方向の動きを許容レベルに抑制することができる。或る実施形態では、ＦＥＡ計算の近似開始点は、最初は、Ｙバランスウエイト６０１を、ピックオフ１０５及び１０５’に対し中間の垂直方向に配置する（即ち、距離比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１＝Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２＝約２であり、水平方向から約４５度の角度をなす）。

更に、場所が求められると、各Ｙバランスウエイト６０１の質量を計算しなければならない。同じ質量平衡効果を達成するために、個々の分割されたＹバランスウエイト６０１の質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、駆動システム１０４に配置されている１つのＹバランスウエイトの質量Ｍ_{ｓｉｎｇｌｅ}より大きくなければならない。個々のＹバランスウエイト６０１ａ又は６０１ｂの質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、以下の式を使うことによって近似的に求めることができる。

Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}＝１／２（Ｍ_{ｓｉｎｇｌｅ}は）（Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ）^３ （５）
従って、上記式では、垂直距離Ｙ_Ｗが小さくなると、質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}が大きくなる。
先に論じた図５のＹバランスウエイト５０１と板ばね５０４の場合と同じく、取付部材６０２ａと６０２ｂは、少なくとも部分的に変形可能にしてもよい。例えば、取付部材６０２は、ばね又は板ばねを備えていてもよい。その結果、取付部材６０２ａ及び６０２ｂは、流れ導管１０３の動きに応答して変形することになる。２つ又はそれ以上の取付部材６０２と２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト６０１が変形すると、平衡システム６００の固有周波数は、流量計５の駆動周波数より小さくなる。その結果、平衡システム６００は、導管１０３とは異位相で振動する。

或る実施形態の平衡システム６００は、駆動システム１０４と平衡システム６００の組み合わせた質量の中心が、流れ導管１０３の中心線の面に実質的に近接して位置するような寸法に作られ、配置されている。或る実施形態では、平衡システム６００は、流れ導管１０３の、駆動システム１０４とは実質的に反対側に配置されている（図６参照）。或る実施形態では、平衡システム６００は、流れ導管１０３の、駆動システム１０４とは実質的に反対側に、流れ導管１０３の水平方向面に対して実質的に４５度の方向に配置されている。或る実施形態の平衡システム６００は、平衡システム６００の運動量が駆動システム１０４の運動量と実質的に等しく、且つ駆動運動に実質的に垂直な方向に反対方向になるような、寸法に作られ、配置されている。

本発明の目的を実現するために、３つ以上のＹバランスウエイト６０１を使用してもよいものと理解されたい。更に、様々な数と構成の取付部材６０２も利用することができる。取付部材６０２は、Ｙバランスウエイト６０１間の架橋、Ｙバランスウエイト６０１当たり複数の取付部材６０２、様々な形状又は寸法の取付部材６０２、異なる材料で形成された取付部材６０２、異なる変形特性を有する取付部材６０２などを含んでいてもよい。

上記例は、ドライバの質量オフセットに対する補償に限定されるものではない。例えば、導管力によるマニホルド鋳造品の変形が、計器フランジをＹ方向に振動させることもある。このフランジの振動が駆動質量オフセットによって生じる振動と同位相である場合、平衡質量は、マニホルドの変形による追加的な信号を補償するため増やしてもよい。同様に、マニホルドの変形によるフランジの振動が、駆動質量のオフセットによって生じる振動と異位相である場合、平衡質量を小さくすることができる。

流量計アッセンブリと流量計電子回路を備えているコリオリ流量計を示している。 コリオリ流量計の或る実施形態の駆動システムを示している。 コリオリ流量計の導管のＸ軸断面図を示している。 本発明の第１例の平衡システムを示している。 本発明の別の例の平衡システムを示している。 本発明の更に別の例の平衡システムを示している。

Claims (32)

1. コリオリ流量計において、
   少なくとも１つの流れ導管（１０３）であって、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）は、第１導管ノード（６０３ａ）及び第２導管ノード（６０３ｂ）と、前記流れ導管（１０３）と前記第１導管ノード（６０３ａ）及び前記第２導管ノード（６０３ｂ）で交差している曲げ軸と、を含んでおり、前記曲げ軸Ｗ回りに振動する、少なくとも１つの流れ導管（１０３）と、
   前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結されている駆動システム（１０４）と、
   前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結されている平衡システム（６００）であって、パイプラインに沿う方向をＸ方向、少なくとも１つの流れ導管（１０３）が振動する際に変位する方向をＺ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とするとき、
   前記Ｙ方向の前記駆動システム（１０４）の運動量を補償するための２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と、前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）を前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結する２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）と、を備えており、少なくとも第１Ｙバランスウエイト（６０１ａ）が、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に前記第１導管ノード（６０３ａ）と前記駆動システム（１０４）の間の第１位置で連結されており、少なくとも第２Ｙバランスウエイト（６０１ｂ）が、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に前記駆動システム（１０４）と前記第２導管ノード（６０３ｂ）の間の第２位置で連結されている、平衡システムと、を備えているコリオリ流量計。
2. 前記駆動システム（１０４）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｄだけ上方に配置されており、前記第１Ｙバランスウエイト（６０１ａ）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ１だけ上方に配置されており、前記第２Ｙバランスウエイト（６０１ｂ）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ２だけ上方に配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
3. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、実質的に１と１／２である、請求項２に記載のコリオリ流量計。
4. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２と実質的に等しい、請求項２に記載のコリオリ流量計。
5. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１と第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２は、少なくとも１つの流れ導管（１０３）内の流れ媒体の流体密度が変化しても、駆動周波数対捻り周波数の比ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}が実質的に一定となるように作られている、請求項２に記載のコリオリ流量計。
6. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、捻りモードでの最大変位点に配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
7. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に永久的に連結されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
8. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に取り外し可能に連結されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
9. 前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の動きに応答して、少なくとも部分的には変形可能である、請求項１に
   記載のコリオリ流量計。
10. 前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）と前記２つ又はそれ以上Ｙバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）の変形は、前記平衡システム（６００）の固有周波数を、前記流量計の駆動周波数より小さくなるようにする、請求項１に記載のコリオリ流量計。
11. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）と実質的に異位相で振動する、請求項１に記載のコリオリ流量計。
12. 前記平衡システム（６００）は、前記駆動システム（１０４）と前記平衡システム（６００）の組み合わせられた質量の中心が、実質的に、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の中心線の面近くに位置するような寸法に作られ、配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
13. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、前記駆動システム（１０４）とは実質的に反対側に配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
14. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、前記駆動システム（１０４）とは実質的に反対側に、前記流れ導管（１０３）の水平面に対して実質的に４５度の向きで配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
15. 前記平衡システム（６００）は、前記平衡システム（６００）の運動量が、前記駆動システム（１０４）の運動量と、実質的に等しく、駆動運動に実質的に垂直な方向に実質的に反対向きになるような寸法に作られ、配置されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
16. 個々のＹバランスウエイト（６０１）の質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、１つのドライバー位置にあるウエイトＭ_{ｓｉｎｇｌｅ}の質量に、前記駆動システム（１０４）の曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｄを、個々のＹバランスウエイト（６０１）の曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｗで割ったものの３乗を掛けたものの、実質的に半分である、請求項１に記載のコリオリ流量計。
17. コリオリ流量計の力平衡を取るための方法において、
    少なくとも１つの流れ導管（１０３）であって、第１導管ノード（６０３ａ）及び第２導管ノード（６０３ｂ）と、前記流れ導管（１０３）と前記第１導管ノード（６０３ａ）及び前記第２導管ノード（６０３ｂ）で交差している曲げ軸Ｗと、を含んでおり、前記曲げ軸Ｗ回りに振動する、少なくとも１つの流れ導管（１０３）を提供する段階と、
    前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結されている駆動システム（１０４）を提供する段階と、
    前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結されている平衡システム（６００）であって、パイプラインに沿う方向をＸ方向、少なくとも１つの流れ導管（１０３）が振動する際に変位する方向をＺ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とするとき、前記Ｙ方向の前記駆動システム（１０４）の運動量を補償するための２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と、前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）を前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に連結する２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）と、を備えており、少なくとも第１Ｙバランスウエイト（６０１ａ）が、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に前記第１導管ノード（６０３ａ）と前記駆動システム（１０４）の間の第１位置で連結されており、少なくとも第２Ｙバランスウエイト（６０１ｂ）が、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に前記駆動システム（１０４）と前記第２導管ノード（６０３ｂ）の間の第２位置で連結されている、平衡システムを提供する段階と、から成
    る方法。
18. 前記駆動システム（１０４）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｄだけ上方に配置されており、前記第１Ｙバランスウエイト（６０１ａ）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ１だけ上方に配置されており、前記第２Ｙバランスウエイト（６０１ｂ）は、前記曲げ軸Ｗより垂直距離Ｙ_ｗ２だけ上方に配置されている、請求項１７に記載の方法。
19. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、実質的に１と１／２である、請求項１８に記載の方法。
20. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１は、第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２と実質的に等しい、請求項１８に記載の方法。
21. 第１比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ１と第２比Ｙ_ｄ／Ｙ_ｗ２は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）内の流れ媒体の流体密度が変化しても、駆動周波数対捻り周波数の比ω_{ＤＲＩＶＥ}／ω_{ＴＷＩＳＴ}が実質的に一定となるように作られている、請求項１８に記載の方法。
22. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、捻りモードでの最大変位点に配置されている、請求項１７に記載の方法。
23. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に永久的に連結されている、請求項１７に記載の方法。
24. 前記２つ又はそれ以上のＹバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）と前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）に取り外し可能に連結されている、請求項１７に記載の方法。
25. 前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の運動に応答して、少なくとも部分的には変形可能である、請求項１７に記載の方法。
26. 前記２つ又はそれ以上の取付部材（６０２ａ、６０２ｂ）と前記２つ又はそれ以上Ｙバランスウエイト（６０１ａ、６０１ｂ）の変形は、前記平衡システム（６００）の固有周波数を、前記流量計の駆動周波数より小さくなるようにする、請求項１７に記載の方法。
27. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）と実質的に異位相で振動する、請求項１７に記載の方法。
28. 前記平衡システム（６００）は、前記駆動システム（１０４）と前記平衡システム（６００）の組み合わせられた質量の中心が、実質的に、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の中心線の面近くに位置するような寸法に作られ、配置されている、請求項１７に記載の方法。
29. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、前記駆動システム（１０４）とは実質的に反対側に配置されている、請求項１７に記載の方法。
30. 前記平衡システム（６００）は、前記少なくとも１つの流れ導管（１０３）の、前記駆動システム（１０４）とは実質的に反対側に、前記流れ導管（１０３）の水平面に対して実質的に４５度の向きで配置されている、請求項１７に記載の方法。
31. 前記平衡システム（６００）は、前記平衡システム（６００）の運動量が、前記駆動システム（１０４）の運動量と、実質的に等しく、駆動運動に実質的に垂直な方向に実質的に反対向きになるような寸法に作られ、配置されている、請求項１７に記載の方法。
32. 個々のＹバランスウエイト（６０１）の質量Ｍ_{ｓｐｌｉｔ}は、１つのドライバー位置にあるウエイトＭ_{ｓｉｎｇｌｅ}の質量に、前記駆動システム（１０４）の前記曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｄを、個々のＹバランスウエイト（６０１）の、前記曲げ軸Ｗからの垂直距離Ｙ_ｗで割ったものの３乗を掛けたものの、実質的に半分である、請求項１７に記載の方法。

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