JPH0499919A - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は質量流量計に係り、特にセンサチューブ内に被
測流体を通過させるよう構成した質量流量計に関する。

従来の技術 被測流体の流量は流体の種類、物性（密度、粘度など）
、プロセス条件（温度、圧力）によって影響を受けない
質量で表わされることが望ましい。

そのため、被測流体の質量流量を計測する種々の質量流
量計が開発されつつあり、その中の一つとして振動する
センサチューブ内に流体を流したときに生ずるコリオリ
の力を利用して質量流量を直接計測する流量計がある。

この種の従来の質量流量計の一例としては、特公昭５８
〜１７４８１４号公報により開示された流量計がある。

この公報の質量流量計は、被測流体が通過する際の圧力
損失を低減するため直線状に延在するセンサチューブの
中央部分を加振器により半径方向に振動させ、流量に比
例したコリオリカによるセンサチューブの変位をピック
アップにより検出するよう構成されている。

さらに、上記直管状のセンサチューブでの励振方法は、
センサチューブの略中央部分を半径方向に励振し、セン
サチューブを１次の振動モードで振動させている。この
ように、振動するセンサチューブ内に流体か流れると、
振動部分を分岐点として上流側管路と下流側管路とにお
いて夫々逆方向のコリオリカが発生し直管状のセンサチ
ューブに２次の振動モードが発生する。従って、上記質
量流量計では、２次の振動モードの周波数による上流側
管路と、下流側管路との変位を検出するピックアップの
出力間で時間差が生じ、この時間差により流量を計測し
ていた。

発明か解決しようとする課題 上記直管状のセンサチューブを有する質量流量計では、
直管を直管の半径方向に振動させる構成であるので、直
管か加振器による加振方向だけでなくこれ以外の半径方
向にも振動しやすい構造となっている。そのため、外部
振動が質量流量計に伝播すると、直管状のセンサチュー
ブが半径方向のとの方向（３６０°の方向）でも振動す
るため、外部振動の影響を受けやすく、周辺に振動発生
源となる各種機器等か設置されていると正確な流量計測
ができなくなることがあった。

そこで、本発明は直管状の管路が加振器による加振方向
とは異なる方向に振動しにくい構成とすることにより、
上記課題を解決した質量流量計を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明は、被測流体が流入する流入口と被測流体か流出
する流出口との間で直線状に延在する直管部を有する管
路と、 前記直管部を半径方向に振動させる加振器と、前記直管
部の振動に伴う直管部の半径方向の変位を検出するピッ
クアップと、 を有する質量流量計において、 前記直管部を前記ピックアップによる変位検出方向のみ
に変位可能とし、それ以外の方向に対しては前記直管部
の変位を規制すべく、前記変位検出方向にのみ伸縮する
変位規制部材を具備してなる。

作用 管路に対して、ピックアップか検出する半径力向のみに
変位可能とし、それ以外の方向に対してはその変位を規
制すべく、前記変位検出方向にのみ伸縮する変位規制部
材を設けることにより、外部振動が印加されても管路か
加振方向以外の方向に振動しにくくなり流量計測時の管
路の振動が安定し、流量計測を良好に行うことができる
。

実施例 第１図乃至第２図に本発明になる質量流量計の一実施例
を示す。

各図中、質量流量計１は密閉された箱状のケーシング２
内に被測流体が通過する管路３を設けてなる。管路３は
流入口５ａを有する流入管５と、直管状に形成された一
対のセンサチューブ（直管部）６，７と、流出口８ａを
有する流出管８とより形成されている。

流入管５は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５ｂを有し、流入管５の他端はケーシン
グ２の側壁２ａを貫通してケーシング２内部に形成され
た室２ｂに延出している。

９は流入側マニホールドで、流入管５が接続固定される
上流側接続口９ａと、センサチューブ６７の上流側端部
か接続固定される下流側接続口９ｂ、９ｃとを有する。

上流側接続口９ａと下流側接続口９ｂ、９ｃとは分流路
９ｄ、９ｅを介して連通されている。

１０は流出側マニホールドで、センサチューブ６．７の
下流側端部が接続固定される一対の接続口１０ａ、１０
ｂと、流出管８の上流側端部が接続される接続口１０ｃ
とを有する。又、流出側マニホールド１０内には一対の
接続口１０ａ。

１０ｂと接続口１０ｃとを連通ずる流路１０ｄ。

１０ｅが穿設されている。

一対のセンサチューブ６．７は流体の流れ方向（入方向
）に直線状に延在する直管よりなり、上記流入側マニホ
ールド９と流出側マニホールド１０との間で平行に設け
られている。直管よりなるセンサチューブ６．７は被測
流体が通過する際の圧力損失が少ないばかりか複雑な形
状に加工する必要もないので製作か容易である。

流出管８は上流側端部か流出側マニホールド１０の接続
口１０ｃに接続固定され、下流側端部がケーシング２の
側壁２ｃを貫通して下流側（Ａ方向）へ突出している。

尚、流出管８の下流側端部には流出口８ａが開口し、そ
の外周には下流側配管（図示せず）に連結されるフラン
ジ８ｂが設けられている。

ケーシング２は流入管５及び流出管８を保持して管路３
を室２ｂ内に保持した構成であり、外部振動が管路３に
伝達しないように十分な剛性を有している。

流入側マニホールド９と流出側マニホールド１０との間
に装架された一対のセンサチューブ６゜７間には一対の
センサチューブ６．７の中央部を半径方向（Ｘ方向）に
振動させる加振器１４と、加振器１４の上、下流側に設
けられセンサチューブ６．７の振動に伴う変位を検出す
るピックアップ１５．１６とか配設されている。加振器
１４は実質電磁ソレノイドと同様な構成であり、センサ
チューブ６側に設けられたコイル部１４ａと、センサチ
ューブ７側に設けられたマグネット部１４ｂとよりなり
、コイル部１４ａに通電するとセンサチューブ６．７を
夫々近接あるいは離間するＸ方向に駆動する。

ピックアップ１５．１６は上記加振器１４と同様コイル
部１５ａ、１６ａと、マグネット部１５ｂ、１６ｂとよ
りなり、センサチューブ６゜７の振動に伴うセンサチュ
ーブ６．７の相対変位に応じた出力信号を得る。

流量計測時、一対のセンサチューブ６．７は加振器１４
により内部に流体が流れている状態で加振される。尚、
流入口５ａより管路３に流入した流体は流入側マニホー
ルド９の分流路９ｄ、９ｅで２分されセンサチューブ６
．７を等しい流量となって流れ、さらに流出側マニホー
ルド１０の流路１０ｄ、１０ｅで合流して流出管８より
下流側配管へ流出する。このように、振動するセンサチ
ューブ６．７に流体が流れると、その流量に応じたコリ
オリカが発生する。そのため、直管状のセンサチューブ
６．７の流入側と流出側で動作遅れが生じ、これにより
ピックアップ１５と１６との出力信号に位相差があられ
れる。この位相差が流量に比例するため、ピックアップ
１５．１６からの出力信号の位相差に基づいて流量が求
まる。

尚、振動するセンサチューブ１５．１６を通過する流量
に応じて発生するコリオリカによる変位をピックアップ
１５．１６で検出する流量計測の原理は先に出願された
質量流量計と同様であるので、ここでは詳しい流量計測
動作の説明は省略する。

このように質量流量計１においては加振器１４によるＸ
方向の加振に対して、ピックアップ１５゜１６が上記加
振に応じた同じくＸ方向の変位を検出する構成である。

１７．１８は、センサチューブ６．７間のＸ方向以外の
相対変位を規制するための変位規制部材であり、センサ
チューブ６．７の延在方向と直交する方向（図中Ｘ方向
）に延在する向きで平行なセンサチューブ６．７間に装
架されている。一方の変位規制部材１７は加振器１４と
上流側のピックアップ１５との間に設けられ、他方の変
位規制部材１８は加振器１４と下流側のピックアップ１
６との間に設けられている。

第３図はこの変位規制部材１７を拡大して示す斜視図で
ある（変位規制部材１８も同様な構造である）。変位規
制部材１７は薄い金属板で形成され、同図に示すように
、センサチューブ６．７か挿通され、且つセンサチュー
ブ６．７が溶接されたチューブ支持部１７ａ、’１７．
ｂを両端部に有し、その中間部にはチューブ支持部１７
ａ、１７ｂに連続して７字状の収縮部１７ｃが設けられ
ている。

この変位規制部材１７は、センサチューブ６７のＸ方向
に対しては収縮部１７ｃを構成する２つの傾斜部１７ｄ
、１７ｅが夫々その傾斜角度を変更するように変位して
伸縮できるため、センサチューブ６．７のＸ方向の変位
を妨げることがない。しかしながら、例えばＸ方向の変
位に対しては、変位規制部材１７を構成するチューブ支
持部＋７ａ、１７ｂ及び上記傾斜部１７ｄ、１７ｅがＸ
方向のみ変位可能な構成であり、且つセンサチューブ６
．７がチューブ支持部１７ａ、１７ｂ上に対し回動不可
状態に強固に固定されていることから、一対のセンサチ
ューブ６．７はＸ方向への変位か規制される。

又、センサチューブ６．７の半径方向においてＸ方向以
外の方向に対しても上記Ｘ方向への変位と同様、変位規
制部材１７により変位が規制される。従って、変位規制
部材１７．１８は加振器１４の負荷とならないよう構成
されている。

従って、第１図において上記構成の変位規制部材１７．
１８が設けられているセンサチューブ６゜７間では、上
記作用により、Ｘ方向の変位に対しては変位可能となる
が、Ｘ方向の変位に対してはこれが規制される。その結
果、外部振動によりセンサチューブ６，７間に発生する
あらゆる半径方向の変位のうちＸ方向を除く振動成分が
抑制される。そのため、センサチューブ６．７はＸ方向
のみ振動可能となり、ピックアップ１５．１６は振動す
るセンサチューブ６．７の相対変位を検出することがで
き、従来のように外部振動による影響を受けることなく
流量に比例したコリオリカによるセンサチューブ６．７
の変位のみを検出することができる。

又、上記実施例ではセンサチューブ６．７間に一対の変
位規制部材１７．１８を設けたが、例えば第１図中−点
鎖線で示すようにピックアップ１５の上流側、ピックア
ップ１６の下流側に設けてもよいし、あるいは４個の変
位規制部材を設けるようにしても良い。

次に、第４図に変位規制部材の変形例を示す。

同図に示す変位規制部材１９は、一端がセンサチューブ
６に固定されたピストン部材２０と、このピストン部材
２０に嵌合し、一端がセンサチューブ７に固定されたシ
リンダ部材２１により、センサチューブ６．７のＸ方向
に対してのみ伸縮するように構成されている。

上記構成の変位規制部材１９を使用した場合においても
、センサチューブ６．７間におけるＸ方向の相対変位は
可能となり、図中Ｘ方向を含むＸ方向以外のピストン部
材２０の変位は全て制限されるため、上記変位規制部材
１７．１８と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の変位規制部材は、上述した２つの実施例
以外であっても、センサチューブ６．７のＸ方向に対し
てのみ伸縮するように構成されたものであればよい。

更に、上記実施例においては、２本のセンサチューブ６
．７間における相対変位に対して変位規制していたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、センサチュー
ブを１本だけ使用した質量流量計であってもよい。

第５図に前述した原理による質量流量計であってセンサ
チューブが１本の質量流量計の一例を示す。

同図に示す質量流量計３０では、加振器３２かケーシン
グ３１に対してセンサチューブ３５をＸ方向に加振し、
ピックアップ３３．３４はケーシング３１に対するセン
サチューブ３５の変位を検出している。そして上述した
７字状の収縮部を有した変位規制部材３６．３７が、一
端にセンサチューブ３５を固定し、他端をケーシング３
１に固定してＸ方向上に設けられている。尚、本実施例
における加振器３２及びピツクア・ノブ３３゜３４は、
第１図に示す加振器１４及びピツクア・ツブ１５，１６
と同一構成のものである。

このような構成の質量流量計３０においても、変位規制
部材３６．３７の作用により、外部振動が働いてもセン
サチューブ３５はケーシング３１に対してＸ方向のみ変
位可能となる。そして、ケーシング３１は十分な剛性を
有していることから、同じケーシング３１上に設けられ
たピ・ツクアップ３３．３４はコリオす力によるセンサ
チューブ３５のＸ方向の変位のみを検出することができ
る。

又、上記実施例では直管状のセンサチューブを例に挙げ
て説明したが、これ以外の形状とされたセンサチューブ
の直管部分に上記変位規制部材を設けるようにしても良
い。

発明の効果 上述の如く、本発明になる質量流量計は、ピ・ツクアッ
プが検出する振動方向以外の振動成分を規制する変位規
制部材を具備しているため、例えば外部振動が伝達され
ても直管部か加振方向以外の方向に振動することを防止
でき、流量に応じたコリオリカによるセンサチューブの
変位を精度良く検出できる。従って、外部振動によるノ
イズか除去され、より正確な流量計測を行うことかでき
る等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる質量流量計の一実施例の横断面図
、第２図は第１図中Ｉ［−ＩＩ線に沿う縦断面図、第３
図は変位規制部材を拡大して示す斜視図、第４図は変位
規制部材の変形例を示す斜視図、第１５図は本発明の別
の変形例の横断面図である。 ■、３０・・・質量流量計、２，３１・・・ケーシング
、３・・・管路、６，７．３５・・・センサチューブ、
９・・・流入側マニホールド、ＩＯ・・・流出側マニホ
ールド、１４．３２・・・加振器、１５，１６，３３．
３４・・・ピックアップ、１７，１８，１９，３６．３
７・・・変位規制部材、１７ａ、１７ｂ・・・チューブ
支持部材、１７ｃ・・・収縮部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測流体が流入する流入口と被測流体が流出する流出
   口との間で直線状に延在する直管部を有する管路と、前
   記直管部を半径方向に振動させる加振器と、前記直管部
   の振動に伴う直管部の半径方向の変位を検出するピック
   アップと、を有する質量流量計において、前記直管部を
   前記ピックアップによる変位検出方向のみに変位可能と
   し、それ以外の方向に対しては前記直管部の変位を規制
   すべく、前記変位検出方向にのみ伸縮する変位規制部材
   を具備してなることを特徴とする質量流量計。