JPH0678924B2 - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
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- JPH0678924B2 JPH0678924B2 JP2325787A JP2325787A JPH0678924B2 JP H0678924 B2 JPH0678924 B2 JP H0678924B2 JP 2325787 A JP2325787 A JP 2325787A JP 2325787 A JP2325787 A JP 2325787A JP H0678924 B2 JPH0678924 B2 JP H0678924B2
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- Japan
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- axis
- conduit
- mass
- curved conduit
- around
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
- G01F1/845—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
- G01F1/8468—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
- G01F1/8472—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、質量流量計、より詳細には、軸対称な湾曲導
管を主構成要素とするコリオリの力式質量流量計におい
て、被測定流体の密度が変化しても誤差の生じないよう
にした質量流量計に関する。
管を主構成要素とするコリオリの力式質量流量計におい
て、被測定流体の密度が変化しても誤差の生じないよう
にした質量流量計に関する。
従来技術 導管内を単位質量ｍの流体が流速Ｖで流れているとき、
この流体に対して角速度ωの振動を与えると、流管流体
に、流体の質量流量に比例し、流体の流れ方向と流体を
振動させる角速度のベクトル方向とのベクトル積と一致
する向きのコリオリの力が発生することが知られ、この
原理を利用した質量流量計が、例えば、特開昭54−5257
0号公報において公知である。この流量計は第２図に示
すようにＵ字形の導管（湾曲導管）１を軸XX′に対称に
支持部材２で固着支持するとともに、軸XX′方向に延び
る往復動部材３の一端が支持部材２に固着されている。
この往復動部材３の他端には導管１の固着点を結ぶ軸Y
Y′回りの導管１の固有振動数と実質的に等しい振動数
で加振する電磁コイル４が配設されている。この電磁コ
イル４の軸上に磁石４が導管１に保持板６を介して装着
されており、図示しない駆動源によりZZ′方向に吸収反
発され、この結果、導管１は軸YY′の回りに駆動され
る。これによりＱ方向に流れる液体に対してコリオリの
力が作用し、XX′軸まわりに回転力が生ずる。これを導
管１の両腕に対称的に固設された遮閉板８により遮光さ
れる光検出器７における光量変化から、導管１の両腕が
中立面を通過する時間差を出し、これからコリオリの力
を求めている。
この流体に対して角速度ωの振動を与えると、流管流体
に、流体の質量流量に比例し、流体の流れ方向と流体を
振動させる角速度のベクトル方向とのベクトル積と一致
する向きのコリオリの力が発生することが知られ、この
原理を利用した質量流量計が、例えば、特開昭54−5257
0号公報において公知である。この流量計は第２図に示
すようにＵ字形の導管（湾曲導管）１を軸XX′に対称に
支持部材２で固着支持するとともに、軸XX′方向に延び
る往復動部材３の一端が支持部材２に固着されている。
この往復動部材３の他端には導管１の固着点を結ぶ軸Y
Y′回りの導管１の固有振動数と実質的に等しい振動数
で加振する電磁コイル４が配設されている。この電磁コ
イル４の軸上に磁石４が導管１に保持板６を介して装着
されており、図示しない駆動源によりZZ′方向に吸収反
発され、この結果、導管１は軸YY′の回りに駆動され
る。これによりＱ方向に流れる液体に対してコリオリの
力が作用し、XX′軸まわりに回転力が生ずる。これを導
管１の両腕に対称的に固設された遮閉板８により遮光さ
れる光検出器７における光量変化から、導管１の両腕が
中立面を通過する時間差を出し、これからコリオリの力
を求めている。
以上のＵ字形の湾曲導管を用いて、コリオリの力を該導
管の基準面を各々の導管腕を通過する時間差として求め
る方式においては、Ｘ軸まわりの捩りモーメントと捩り
角とが比例する微少捩り範囲では、コリオリの力の比例
項の一つである振動周波数の項が消去され、質量流量は
時間差だけの関数として求められる。
管の基準面を各々の導管腕を通過する時間差として求め
る方式においては、Ｘ軸まわりの捩りモーメントと捩り
角とが比例する微少捩り範囲では、コリオリの力の比例
項の一つである振動周波数の項が消去され、質量流量は
時間差だけの関数として求められる。
従来技術における問題点 上述の従来技術は、支持部材２と共通の基板として固有
振動数が実質的に等しくなるように選ばれた導管１と往
復動部材３とで音叉状に振動させることにより、コイル
４と磁石５とによる電磁駆動エネルギを最小にするよう
な試みがなされ、一般に、このような共振周波数で加振
する場合の振動振幅に対して極めて小さいコリオリの力
による導管１の変位を、Ｕ字形のような湾曲導管とする
ことによりXX′軸のまわりに回転モーメントを大きくし
て、実質的に大きい変位量とすることが可能となる。こ
の結果、高感度な変位検出ができ、精度の高い質量流量
を得ることができた。この様な加振方式でのコリオリの
力は、その原理から明らかなように、導管１のYY′軸ま
わりの振動周波数と等しい周波数で発生する。従来技術
においては、導管１のYY′まわりの固有振動数よりもX
X′軸まわりの固有振動を大きくとっているが、理想的
にはオリコリの力の発生するXX′軸まわりの振動・振幅
特性は、振動周波数が変化しても振幅一定となることで
あり、振動周波数が変化してもオリコリの力による変位
量が変化しないことである。しかし、現実には、XX′軸
まわりの振動特性によって振動周波数が変化すると異な
った変位量が検出される。導管１の固有振動数は被測定
流体の密度により変化するので質量流量も僅かに変化す
るという問題点があった。流体の密度影響を受けずに質
量流量を測定する質量流量計にとっては、精度向上を求
める上において重大な問題点となっている。
振動数が実質的に等しくなるように選ばれた導管１と往
復動部材３とで音叉状に振動させることにより、コイル
４と磁石５とによる電磁駆動エネルギを最小にするよう
な試みがなされ、一般に、このような共振周波数で加振
する場合の振動振幅に対して極めて小さいコリオリの力
による導管１の変位を、Ｕ字形のような湾曲導管とする
ことによりXX′軸のまわりに回転モーメントを大きくし
て、実質的に大きい変位量とすることが可能となる。こ
の結果、高感度な変位検出ができ、精度の高い質量流量
を得ることができた。この様な加振方式でのコリオリの
力は、その原理から明らかなように、導管１のYY′軸ま
わりの振動周波数と等しい周波数で発生する。従来技術
においては、導管１のYY′まわりの固有振動数よりもX
X′軸まわりの固有振動を大きくとっているが、理想的
にはオリコリの力の発生するXX′軸まわりの振動・振幅
特性は、振動周波数が変化しても振幅一定となることで
あり、振動周波数が変化してもオリコリの力による変位
量が変化しないことである。しかし、現実には、XX′軸
まわりの振動特性によって振動周波数が変化すると異な
った変位量が検出される。導管１の固有振動数は被測定
流体の密度により変化するので質量流量も僅かに変化す
るという問題点があった。流体の密度影響を受けずに質
量流量を測定する質量流量計にとっては、精度向上を求
める上において重大な問題点となっている。
問題解決の手段 上述の問題点に対して、本出願人は被測定流体の密度が
異なった場合においても、各々の異なった密度の流体が
流れているときの湾曲導管１のXX′軸まわりの固有振動
数ωＴとYY′軸まわりの固有振動数ωｂとの比が流体密
度が変化しても一定な値をとるとき、密度影響を受けな
い正確な質量流量が求められることを実験的に確めた。
異なった場合においても、各々の異なった密度の流体が
流れているときの湾曲導管１のXX′軸まわりの固有振動
数ωＴとYY′軸まわりの固有振動数ωｂとの比が流体密
度が変化しても一定な値をとるとき、密度影響を受けな
い正確な質量流量が求められることを実験的に確めた。
実施例 第２図において、密度ρの流体が流れている導管１の質
量をM,Y軸まわりのばね定数をKyとし、Ｘ軸まわりの慣
性モーメントをJ,ねじりばね定数をＫθとすると、それ
ぞれの固有振動数ωy,ωθは で表わせる。
量をM,Y軸まわりのばね定数をKyとし、Ｘ軸まわりの慣
性モーメントをJ,ねじりばね定数をＫθとすると、それ
ぞれの固有振動数ωy,ωθは で表わせる。
導管１および該導管１内に存在する流体の質量を各々mp
およびml,慣性モーメントをjp,jlとすると、（１）式
は、 で表わされる。（２）式において、導管１のＹ軸および
Ｘ軸まわりのばね定数Ky,Kθは一定である範囲内でωｙ
とωθとの比が一定となる条件を求めると、導管１の質
量mpと慣性モーメントjpの比を、導管１内の流体質量ml
と慣性モーメントjlとの比と等しくすることであり、 なる式を満足することである。（３）式で左辺は流体に
より定まるものであるから、右辺の導管の質量mp又は慣
性モーメントjpを変えて、（３）式に合せる。例えば、
導管１とＸ軸上との交点にＸ軸まわりの導管１の慣性モ
ーメントjpに影響を及ぼさないＸ軸上に長い質量ｍを付
加することにより導管１の質量を増加するか、Ｙ軸に平
行する線と交わる導管１の両腕に等しい質量を付加して
慣性モーメントjpを増加させるかをすることにより
（３）式を満足させるものである。通常は、導管１のＸ
軸上に質量ｍを付加することが部品点数も少なく有利で
あるため、この方法について述べる。例えば、被測定流
体が水と空気である場合、水および空気を流量計に導入
したときの曲げ固有振動数およびねじり固有振動数を測
定する。水および空気の曲げ固有振動数を各々ωyH，ω
yAとし、ねじり固有振動数を各々ωθＨ，ωθＡとす
る。導管のYY′まわりのばね定数Kyも容易に測定できる
ので、XX′軸上の導管に、 の質量、例えば第１図のようにステンレスの薄板10を
（４）式により求めたΔｍの質量にして電子ビーム等で
溶着すればよい。
およびml,慣性モーメントをjp,jlとすると、（１）式
は、 で表わされる。（２）式において、導管１のＹ軸および
Ｘ軸まわりのばね定数Ky,Kθは一定である範囲内でωｙ
とωθとの比が一定となる条件を求めると、導管１の質
量mpと慣性モーメントjpの比を、導管１内の流体質量ml
と慣性モーメントjlとの比と等しくすることであり、 なる式を満足することである。（３）式で左辺は流体に
より定まるものであるから、右辺の導管の質量mp又は慣
性モーメントjpを変えて、（３）式に合せる。例えば、
導管１とＸ軸上との交点にＸ軸まわりの導管１の慣性モ
ーメントjpに影響を及ぼさないＸ軸上に長い質量ｍを付
加することにより導管１の質量を増加するか、Ｙ軸に平
行する線と交わる導管１の両腕に等しい質量を付加して
慣性モーメントjpを増加させるかをすることにより
（３）式を満足させるものである。通常は、導管１のＸ
軸上に質量ｍを付加することが部品点数も少なく有利で
あるため、この方法について述べる。例えば、被測定流
体が水と空気である場合、水および空気を流量計に導入
したときの曲げ固有振動数およびねじり固有振動数を測
定する。水および空気の曲げ固有振動数を各々ωyH，ω
yAとし、ねじり固有振動数を各々ωθＨ，ωθＡとす
る。導管のYY′まわりのばね定数Kyも容易に測定できる
ので、XX′軸上の導管に、 の質量、例えば第１図のようにステンレスの薄板10を
（４）式により求めたΔｍの質量にして電子ビーム等で
溶着すればよい。
効果 上述のごとく、本発明によると密度の異なる流体を導通
したときの曲げ固有振動数およびねじり固有振動数を測
定し、更に流量計湾曲導管のばね定数を測定することで
（４）式で定められる付加質量を付加するという簡単な
手法により、前記曲げおよびねじり固有振動数の比を液
体密度の変化した場合でも一定とすることが可能で、質
量流量測定結果において、従来の液体密度の変化による
誤差はなくなり高精度の質量流量計を提供できる。
したときの曲げ固有振動数およびねじり固有振動数を測
定し、更に流量計湾曲導管のばね定数を測定することで
（４）式で定められる付加質量を付加するという簡単な
手法により、前記曲げおよびねじり固有振動数の比を液
体密度の変化した場合でも一定とすることが可能で、質
量流量測定結果において、従来の液体密度の変化による
誤差はなくなり高精度の質量流量計を提供できる。
第１図は、本発明の一例を説明するための図で、第２図
は従来技術の一例を説明するための図である。 １…湾曲導管,2…支持部材,3…往復動部材,4…コイル,5
…磁石,7,8…各々光検出器、遮閉板,10…付加質量。
は従来技術の一例を説明するための図である。 １…湾曲導管,2…支持部材,3…往復動部材,4…コイル,5
…磁石,7,8…各々光検出器、遮閉板,10…付加質量。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｙ軸上の２点間で支持され、該２点間の中
央を通り前記Ｙ軸と直交するＸ軸に軸対称な湾曲導管に
前記Ｙ軸またはＸ軸と平行する軸を軸として正弦振動を
与え、Ｘ軸まわりに生ずるコリオリの力から質量流量を
求める質量流量計において、前記湾曲導管に所定質量を
付加して該湾曲導管のＹ軸まわりの固有振動数と、Ｘ軸
まわりの固有振動数との比を前記湾曲導管を流通する被
測定流体の密度が変化しても一定な値とすることを特徴
とする質量流量計。 - 【請求項２】前記Ｘ軸上の湾曲導管に一体的におもりを
固設し、該おもりの質量Δｍを前記湾曲導管に密度ρ１
およびρ２の流体を流通したときの該湾曲導管のＹ軸、
Ｘ軸まわりの固有振動数をωy1，ωy1およびωθ１，ω
θ２とし、Ｙ軸のまわりのばね定数をKyとしたとき、 としたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
載の質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325787A JPH0678924B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325787A JPH0678924B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63191024A JPS63191024A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0678924B2 true JPH0678924B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=12105548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2325787A Expired - Lifetime JPH0678924B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678924B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10557924B1 (en) | 2018-05-14 | 2020-02-11 | SOS Lab co., Ltd | Lidar device |
| US10591598B2 (en) | 2018-01-08 | 2020-03-17 | SOS Lab co., Ltd | Lidar device |
| US11953626B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2893286B2 (ja) * | 1990-05-17 | 1999-05-17 | グンゼ株式会社 | 熱収縮性発泡複合フィルム及びその製法 |
| JP2758798B2 (ja) * | 1992-11-19 | 1998-05-28 | 株式会社オーバル | コリオリ流量計 |
| US5734112A (en) * | 1996-08-14 | 1998-03-31 | Micro Motion, Inc. | Method and apparatus for measuring pressure in a coriolis mass flowmeter |
| JP4819541B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2011-11-24 | 株式会社フジシールインターナショナル | シュリンクラベル |
| JP4881248B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2012-02-22 | 株式会社フジシールインターナショナル | 収縮成形体の製造方法、及び収縮成形体 |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP2325787A patent/JPH0678924B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10591598B2 (en) | 2018-01-08 | 2020-03-17 | SOS Lab co., Ltd | Lidar device |
| US10613224B2 (en) | 2018-01-08 | 2020-04-07 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
| US11493630B2 (en) | 2018-01-08 | 2022-11-08 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
| US11953626B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
| US11953596B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
| US10557924B1 (en) | 2018-05-14 | 2020-02-11 | SOS Lab co., Ltd | Lidar device |
| US10578721B2 (en) | 2018-05-14 | 2020-03-03 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
| US10705190B2 (en) | 2018-05-14 | 2020-07-07 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63191024A (ja) | 1988-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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