WO1998045681A1 - Densitometre a gaz de type a vibration - Google Patents

Description

明 細 書

振動式ガス密度計 技術分野

第 1に、 本発明は、 耐振動特性が向上され、 別に振動対策が不要で、 本質安全 防爆構造が採用容易な振動式ガス密度計に関するものである。

第 2に、 本発明は、 温度特性が向上され、 別に断熱対策が不要で、 本質安全防 爆構造が採用容易な振動式ガス密度計に関するものである。

第 3に、 本発明は、 周囲温度特性が向上された振動式ガス密度計に関するもの である。

第 4に、 本発明は、 感度が向上され、 圧損が少ない振動式ガス密度計に関する ものである。 背景技術

図 1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、 力 タログ名 ； 「D G 8形 バイプロ ガス分析計」 の 4頁、 発行日 ； 1 9 9 0年 7 月 1 5日、 発行所；横河電機株式会社に示されている。

図 2は図 1の A— A断面図、 図 3， 図 4は図 1の動作説明図である。

図 1、 図 2において、 1は、 中心ブ πックである。 測定流体の流量が少なくて 済むように設けられたものである。

2は、 中心プロック 1に内埋された測温抵抗体である。

3は、 測温抵抗体 2を同心円状に内蔵する内筒である。

4は、 内筒 3を同心円状に内蔵する外筒である。

5は、 内筒 3と外筒 4との間に、 同心円状に設けられた薄肉の円筒振動子であ る。

6は、 円筒振動子 5を励振する励振素子である。 この場合は、 圧電素子が使用 されている。

7は、 外筒 4を内蔵するケースである。

8は、 外筒 4の一端とケース 7とを固定するスリーブである。 この場合は、 硬 質のテフロンが使用されている。

9は、 内筒 3とスリーブ 8とをシ一ルする第 1の〇リングである。

1 1は、 スリーブ 8と外筒 4とをシールする第 2の〇リングである。

1 2は、 外筒 4の他端とケース？とを固定する防振ゴムである。

1 3は、 外筒 4の底部 1 4に設けられ、 円筒振動子 5の内周面へ測定流体を供 給するリング状の内周面供給路である。

1 5は、 外筒 4の底部 1 4に設けられ、 内周面供給路 1 3の外側の円周上に、 励振素子 6を避けて配置され、 円筒振動子 5の外周面へ測定流体を供給する外周 面供給孔である。 この場合は、 4個設けられている。

以上の構成において、 図 3， 図 4に示す如く、 測定ガスは内筒 3に入り、 内筒

3の下部で折り返して、 外筒 4の底部 1 4に入り、 内周面供給路 1 3と外周面供 給孔 1 5とに、 分流する。 円筒振動子 5の内外周面を通って外筒 4より抜ける。 しかして、 円筒振動子 5の共振周波数が、 円筒周囲のガス密度によって変化す ることを利用して、 円筒振動子 5の共振周波数を測定して測定ガス流体の密度を 測定する。

しかしながら、 この様な装置においては、

( 1 ) 外筒 4は、 ケース 7に、 スリーブ 8と防振ゴム 1 2とにより支持されてい る。

したがって、 外筒 4はケース 7に対して、 一応の防振対策は、 ほどこされてい る。 しかし十分な防振構造は考慮されてはいないので、 ケース 7或いは、 測定流 体の導入のためのガス配管から振動が伝わる。

このため、 外乱振動の大きな場合には、 別に、 防振対策が必要であった。 また、 特に、 配管振動が大きな場合には、 配管には金属パイプは使用する事が 出来ず、 ポリエチレン材等のパイプを使用しなければならず、 測定可能の測定流 体にも制限を受ける等の問題が生ずる。

また、 外筒 4はケース 7から電気的に絶縁されているので、 本質安全防爆構造 を取る事は出来るが、 構造が複雑であり、 製造コストが髙くなる。

( 2 ) 外筒 4は、 ケース 7に、 スリーブ 8と防振ゴム 1 2とにより支持されてい る。 したがって、 外筒 4はケース 7に対して一応の断熱対策は施されている。 しか し高感度にするのに十分な断熱構造は、 考慮されてはいないので、 ケース 7或い は、 測定流体の導入のためのガス配管側から熱が伝わる。

このため、 周囲温度変化が激しい場合、 特に、 温度急変時の過渡特性を良好に したい場合等には、 別に、 断熱対策が必要であった。

また、 特に、 周囲温度変化が激しい等の場合には、 恒温槽内に収納する、 又は 不凍液中に設置する或いは空調室に設置する等の断熱耐策が必要等の問題が生ず る。

また、 外筒 4はケース 7から電気的に絶縁されているので、 本質安全防爆構造 を取る事は出来る力 構造が複雑であり、 製造コストが高くなる。

( 3 ) ところで、 温度補償用の測温体 2は、 中心ブロック 1に内埋されている。 測定流体は中心ブ πック 1と内筒 3の隙間を経由した後、 円筒振動子 5の内外 周面へ至る。

中心プロック 1は金属よりなるため、 熱容量が大きく、 中心プロック 1自体の 温度は、 外気温の変化などによる過渡変化の影響は少ない。

一方、 測定流体は熱容量が小さいため、 中心プロック 1の橫を通過する時に熱 交換が行われ、 円筒振動子 5に至るときには、 測定流体の温度は、 ほぼ中心プロ ック 1の温度になっている。

したがって、 測温体 2は、 中心ブロック 1の温度を測定しているが、 測定流体 の温度も等価であるという事で、 測定流体の温度補償を行つている。

しかしながら、 この様な装置においては、 より高感度な振動式ガス密度計を開 発しようとすると、 温度特性も、 より高い安定性が求められるようになり、 上記 のような構造では適切でなくなった。

①すなわち、 ケース 7から外筒 4を通ってくる熱の流入により、 円筒振動子 5 及び測定流体の温度と、 中心ブロック 1内の測温体 2で測定された温度との間に 差が発生する。

②また、 測温体 2は、 中心プロック 1内に配置されているので、 中心プロック 1の大きな熱容量のため、 外部からの熱流入に対する、 円筒振動子 5及び測定流 体の温度変化を検出できない。 以上により、 測定流体の密度測定において、 より正確な温度補償ができない。

( 4 )

①外周面供給孔 1 5は、 内周面供給路 1 3の外側の円周上に、 4個設けられて いる。

し力、し、 より高感度な振動式ガス密度計を開発しょうとすると、 4個の外周面 供給孔 1 5の各々の間に生ずる測定流体の滞留部分が、 円筒振動子 5の応答特性 に悪影響を及ぼす事が判明してきた。

②測定管路に直接に挿入する場合を想定して、 測定ガスの入口と出口とを近接 して設ける様にしたが、 測定流体の流路が折り返す事になり、 圧力損失が大きく なる。

圧力損失が大きくなると、 密度測定に使用された測定流体は、 圧力低下により、 排ガスとして大気中に放出される等の処分がなされ、 近年の地球環境の保護の動 向に反する。

また、 測温抵抗体 2の温度検出により、 有効な温度補償を得るために、 測定流 体の流路が測温抵抗体 2の長さに対応して長くされているが、 この長さも圧力損 失の原因になる。

③中心ブロック 1、 内筒 3、 円筒振動子 5と外筒 4とが、 同心円状に組み立て られており、 構造が複雑であり、 加工、 組み立てコス トが高価となる。 本発明の目的は、

( 1 ) 第 1に、 耐振動特性が向上され、 別に振動対策が不要で、 本質安全防爆構 造が採用容易な振動式ガス密度計を提供するにある。

( 2 ) 第 2に、 温度特性が向上され、 別に断熱対策が不要で、 本質安全防爆構造 が採用容易な振動式ガス密度計を提供するにある。

( 3 ) 第 3に、 周囲温度特性が向上された振動式ガス密度計を提供するにある。

( 4 ) 第 4に、 感度が向上され、 圧損が少ない振動式ガス密度計を提供するにあ る。 発明の開示 上記の目的を達成するために本願発明は、

( 1 ) 円筒振動子と、 該円筒振動子の一端が一端側の底部に片持ち状に固定され 該円筒振動子の他端は開口端となるように該円筒振動子が同心円状に内蔵された 筒体本体と、 前記筒体本体の底部に設けられ前記円筒振動子を励振する励振素子 と、 前記筒体本体の底部に設けられ前記円筒振動子の内周面へ測定流体を供給す るリング状の内周面供給路と、 前記筒体本体の底部に設けられ該内周面供給路の 外側の円周上に前記励振素子を避けて配置され前記円筒振動子の外周面へ測定流 体を供給する外周面供給孔と、 前記筒体本体の両端が支持され該筒体本体が同心 円状に内蔵されるケースとを具備する振動式ガス密度計において、

前記筒体本体の両端面と前記ケースとの間にそれぞれ設けられ該筒体本体と該 ケースとの間をシールすると共に該ケースから該筒体本体を筒体軸方向に支持す る第 1 , 第 2弾性体と、 前記筒体本体の両端面側の周面と前記ケースとの間にそ れぞれ設けられ該筒体本体と該ケースとの間をシールすると共に該ケースから該 筒体本体を筒体直径方向に支持する第 3， 第 4弾性体とを具備したことを特徴と する振動式ガス密度計。

( 2 ) 前記筒体本体の測定流体導入側に一端が接続され他端が前記ケースに接続 され測定流体を該筒体本体に導入すると共に所定長さを有して該ケースから該筒 体本体への熱の伝達を防止する導入管とを具備したことを特徴とする （ 1 ) 記載 の振動式ガス密度計。

( 3 ) 前記ケースの両端面にそれぞれ設けられた第 1 , 第 2凹部と、 該第 1， 第 2凹部と前記筒体本体との間にそれぞれ設けられ該第 1 , 第 2凹部と該筒体本体 との間をシールすると共に前記ケースから該筒体本体を筒体軸方向に支持する第 1， 第 2弾性体と、 前記筒体本体の両端面側の周面と前記第 1 , 第 2凹部との間 にそれぞれ設けられ該筒体本体と該第 1 , 第 2囬部との間をシールすると共に該 ケースから該筒体本体を筒体直径方向に支持する第 3 , 第 4弾性体とを具備した ことを特徴とする （1 ) 又は （2 ) 記載の振動式ガス密度計。

( 4 ) 前記第 1， 第 2、 第 3 , 第 4弾性体として 0リングが使用されたことを特 徴とする （1 ) 乃至 （3 ) の何れかに記載の振動式ガス密度計。

( 5 ) 前記筒体本体と前記ケースとの間の隙間の全部或いは一部に設けられた断 熱材よりなる断熱体を具備したことを特徴とする （2 ) 乃至 （4 ) の何れかに記 載の振動式ガス密度計。

( 6 ) 前記導入管の周囲に設けられた断熱材よりなる断熱体を具備したことを特 徴とする （2 ) 乃至 （5 ) の何れかに記載の振動式ガス密度計。

( 7 ) 前記筒体本体の周面に取付られ測温体素子本体が前記円筒振動子の前記開 口端近傍に配置された測温体を具備したことを特徴とする （1 ) 記載の振動式ガ ス密度計。

( 8 ) 前記円筒振動子の前記開口端面の下流近傍に配置された測温体素子本体を 具備したことを特徴とする （7 ) 記載の振動式ガス密度計。

( 9 ) 前記筒体本体の底部に設けられ円筒振動子の外周面への測定流体の供給の 際に測定流体の滞留部が発生しないような所定数が設けられた外周面供給孔と、 前記筒体本体の底部側の前記ケ一スに一端が設けられ他端が前記内周面供給路と 前記所定数の外周面供給孔に連通され測定流体が導入される測定流体導入路と、 前記筒体本体の他端側の前記ケースに一端が設けられ他端が前記筒体本体の他端 側に連通し測定流体が排出される測定流体排出路とを具備したことを特徴とする

( 1 ) 記載の振動式ガス密度計。

以上の構成において、 測定ガスは筒体本体に入り、 円筒振動子の内外周面を通 つてケースより抜ける。

しかして、 円筒振動子の共振周波数が、 円筒周囲のガス密度によって変化する ことを利用して、 円筒振動子の共振周波数を測定して測定ガス流体の密度を測定 する事が出来る。

そして、 筒体本体は、 ケースから、 第 1 , 第 2， 第 3 , 第 4弾性体を介して支 持されている。

この結果、

( 1 ) 筒体本体は、 ケースから、 第 1 , 第 2 , 第 3 , 第 4弾性体を介して支持さ れ、 ケースから完全にフロートされているので、 耐振動特性が向上され、 広い周 波数範囲に亘つての耐ノィズ特性が向上された振動式ガス密度計が得られる。

( 2 ) したがって、 外乱振動の大きな場合に、 別に、 防振対策をする必要もなく、 例えば、 防振ゴム、 防振構造、 設置場所の選定、 制限、 プラスチック配管工事等 の設置コストを低減出来る振動式ガス密度計が得られる。

(3) 筒体本体は、 ケースから、 第 1， 第 2, 第 3, 第 4弾性体を介して支持さ れ、 ケースから完全にフロートされているので、 第 1， 第 2, 第 3, 第！弾性体 に電気的絶縁材を採用すれば、 グランドからの電気的絶縁が容易であり、 本質安 全防爆構造を採用するのにも容易な振動式ガス密度計が得られる。

(4) 筒体本体が、 ケースに設けられた第 1, 第 2凹部に、 第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体を介して支持されれば、 筒体本体のケ一スによる支持が確実な振動式 ガス密度計が得られる。

(5) 第 1, 第 2， 第 3, 第 4弾性体に〇リングが使用されれば、 ケースから筒 体本体を断熱出来、 温度特性が良好な振動式ガス密度計が得られる。

(6) 第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体に、 0リングが使用されれば、 構成が簡単 に出来、 製造コストを低減出来る振動式ガス密度計が得られる。

従って、 本発明によれば、 耐振動特性が向上され、 別に振動対策が不要で、 本 質安全防爆構造が採用容易な振動式ガス密度計を実現することが出来る。

次に、 発明 （2) によれば、 筒体本体は、 ケースから、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体を介して支持されている。

また、 導入管により、 測定流体導入側のケースから筒体本体への熱の伝達が防 止される。

更に、 断熱体により、 測定流体導入側のケースから筒体本体への熱の伝達が防 止される。

この結果、 .

(1) 筒体本体は、 ケースから第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体を介して支持され、 ケースから完全にフロートされていると共に、 導入管により、 測定流体導入側の ケースから筒体本体への熱の伝達が防止されているので、 筒体本体はケースから 熱的に絶縁され、 温度特性が向上された振動式ガス密度計が得られる。

特に、 温度急変時の過渡特性の大幅な特性向上が得られ、 各種アプリケ—ショ ン、 特に、 都市ガスの熱量制御における制御特性向上に大きく寄与することが出 来る振動式ガス密度計が得られる。

(2) したがって、 周囲温度変化が大きな場合に、 別に、 断熱対策をする必要も なく、 例えば、 恒温槽内に収納する、 又は不凍液中に設置する或いは空調室に設 置する等の断熱耐策が不要となり、 設置コストを低減出来る振動式ガス密度計が 得られる。

(3) 筒体本体は、 ケースから、 第 1， 第 2， 第 3, 第 4弾性体を介して支持さ れ、 ケースから完全にフロートされているので、 第 1， 第 2, 第 3, 第 4弾性体 に電気的絶縁材を採用すれば、 グランドからの電気的絶縁が容易であり、 本質安 全防爆構造を採用するのにも容易な振動式ガス密度計が得られる。

(4) 筒体本体が、 ケースに設けられた第 1, 第 2凹部に、 第 1, 第 2， 第 3, 第 4弾性体を介して支持されれば、 筒体本体のケースによる支持が確実な振動式 ガス密度計が得られる。

(5 ) 第 1 , 第 2, 第 3, 第 4弾性体に 0リングが使用されれば、 ケースから筒 体本体を断熱出来、 更に、 温度特性が良好な振動式ガス密度計が得られる。

(6 ) 第 1 , 第 2, 第 3， 第 4弾性体に 0リングが使用されれば、 構成が簡単に 出来、 製造コストを低減出来る振動式ガス密度計が得られる。

(7 ) 断熱体が導入管の周囲に設けられれば、 測定流体導入側のケースから筒体 本体への熱の伝達が防止され、 更に、 温度特性が良好な振動式ガス密度計が得ら れる。

従って、 本発明によれば、 温度特性が向上され、 別に断熱対策が不要で、 本質 安全防爆構造が採用容易な振動式ガス密度計を実現することが出来る。

次に、 発明 （7 ) によれば、 測定流体は、 熱容量が小さいため、 円筒振動子の 内外周面を通過してくる際に、 熱交換が行われ、 円筒振動子の開口端において、 測定流体の温度は円筒振動子の温度と等しくなる。

しかして、 この間において、 外部からの熱流入による円筒振動子の温度変化を も、 測温体素子本体は検出することができる。

この結果、

( 1 ) 測温体が筒体本体の周面に取付られ、 測温体素子本体が円筒振動子の開口 端近傍に配置されたので、 周囲温度の変化をも検出出来、 周囲温度をも適切に補 償することが出来る振動式ガス密度計が得られる。

(2) また、 測温体素子本体が、 円筒振動子の開口端面の下流近傍に配置されれ ば、 周囲温度の変化をも検出出来、 更に、 円筒振動子と測定流体の温度の丁度バ ランスした位置で、 温度が測定されるので、 周囲温度の変化を検出出来、 更に、 正確に周囲温度をも適切に補償することが出来る振動式ガス密度計が得られる。 従って、 本発明によれば、 周囲温度特性が向上された振動式ガス密度計を実現 することが出来る。

更に、 発明 （9 ) によれば、 測定流体は、 測定流体導入路より、 筒体本体に入 り、 内周面供給路と 8個の外周面供給孔とに分岐し、 円筒振動子の内外周面を通 つて、 測定流体排出路より抜ける。

この結果、

( 1 ) 外周面供給孔が、 筒体本体の底部に設けられ、 円筒振動子の外周面への測 定流体の供給の際に、 測定流体の滞留部が発生しないような所定数が設けられた ので、 測定流体のコンタミネ—ションをなくす事が出来、 応答特性の改善が図れ、 高感度な振動式ガス密度計が得られる。

( 2 ) 測定管路に直接に挿入出来るように、 測定ガスの入口と出口とを近接して 設けることを止め、 筒体本体の一端側に測定流体導入路が設けられ、 他端側に測 定流体排出路が設けられ、 測定流体の流路が折り返す事を廃止したので、 流路抵 杭が少なくなり、 圧力損失が小さくなる。

更に、 測定流体の滞留部が発生しないような所定数の外周面供給孔が設けられ たので、 圧力損失が更に小さくなる。

このため、 振動式ガス密度計の入出力間の差圧が少なくても測定することが出 来、 測定対象の循環系中に振動式ガス密度計を配置することが出来るので、 特別 なサンプリング装置が不要になり、 設置コストが低減し得る振動式ガス密度計が 得られる。

特に、 例えば、 水素冷却発電機内の水素濃度測定等のような危険な測定流体の 測定に好適な振動式ガス密度計が得られる。

( 3 ) さらに、 圧力損失が小さくて、 振動式ガス密度計の入出力間の差圧が少な くても測定することが出来るため、 振動式ガス密度計の出力部分の測定流体を、 低圧にする必要が無くなるので、 測定済みの測定流体を再利用出来る部分に戻す 事が容易に出来、 排ガスとして大気中に放出処分する必要がなく、 近年の地球環 境の保護の趨勢にも合致することとなり、 使用コストを低減出来る振動式ガス密 度計が得られる。

特に、 例えば、 都市ガス工業での L N Gの熱量調整ラインで、 採取元のライン に測定後の L N Gを戻す事もできる等に好適な振動式ガス密度計が得られる。 従って、 本発明によれば、 感度が向上され、 圧損が少ない振動式ガス密度計を 実現することが出来る。 図面の簡単な説明

図 1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ある。

図 2は、 図 1の A— A断面図である。

図 3は、 図 1の動作説明図である。

図 4は、 図 1の動作原理説明図である。

図 5は、 本発明の一実施例の構成説明図である。

図 6は、 図 5の要部詳細図である。

図 7は、 図 6の B— B断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。

図 5は本発明の一実施例の要部構成説明図、 図 6は図 5の要部詳細説明図、 図 7は図 6の B— B断面図である。

図において、 図 1と同一記号の構成は同一機能を表わす。

以下、 図 1と相違部分のみ説明する。

2 1は、 円筒振動子 5の一端が一端側の底部 4 1側に固定され、 円筒振動子 5 が同心円状に内蔵された筒体本体である。

2 2は、 筒体本体 2 1の両端が支持され、 同心円状に、 内蔵されるケースであ

2 3 , 2 4は、 筒体本体 2 1の両端面とケース 2 2との間にそれぞれ設けられ、 筒体本体 2 1とケース 2 2との間をシールすると共に、 ケース 2 2から筒体本体 2 1を筒体軸方向に支持する第 1 , 第 2弾性体である。 25、 2 6は、 筒体本体 2 1の両端面側の周面とケース 2 2との間にそれぞれ 設けられ、 筒体本体 2 1とケース 2 2との間をシールすると共に、 ケース 22か ら筒体本体 2 1を筒体直径方向に支持する第 3, 第 4弾性体である。

第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 2 3, 24, 2 5, 26は、 この場合は、 0リ ングが使用されている。

また、 この場合は、 筒体本体 2 1は、 ケース 2 2に設けられた第 1, 第 2凹部 27, 28に、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 2 3, 24, 25, 26を介して 支持されている。

以上の構成において、 図 5に示す如く、 測定ガスは筒体本体 2 1に入り、 円筒 振動子 5の内外周面を通ってケース 22より抜ける。

しかして、 円筒振動子 5の共振周波数が、 円筒周囲のガス密度によって変化す ることを利用して、 円筒振動子 5の共振周波数を測定して測定ガス流体の密度を 測定する事が出来る。

そして、 筒体本体 2 1は、 ケース 2 2から、 第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体 2 3, 24, 2 5, 26を介して支持されている。

この結果、

(1) 筒体本体 2 1は、 ケース 22から、 第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体 2 3,

24， 25, 2 6を介して支持され、 ケース 22から完全にフロートされている ので、 耐振動特性が向上され、 広い周波数範囲に亘つての耐ノイズ特性が向上さ れた振動式ガス密度計が得られる。

(2) したがって、 外乱振動の大きな場合に、 別に、 防振対策をする必要もなく、 例えば、 防振ゴム、 防振構造、 設置場所の選定、 制限、 プラスチック配管工事等 の設置コストを低減出来る振動式ガス密度計が得られる。

(3) 筒体本体 2 1は、 ケース 22から、 第 1, 第 2， 第 3， 第 4弾性体 23,

24, 2 5, 2 6を介して支持され、 ケース 22から完全にフロートされている ので、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 2 5, 26に電気的絶縁材を 採用すれば、 グランドからの電気的絶縁が容易であり、 本質安全防爆構造を採用 するのにも容易な振動式ガス密度計が得られる。

(4) 筒体本体 2 1が、 ケース 22に設けられた第 1， 第 2凹部 27， 28に、 第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体 23， 24, 25, 26を介して支持されれば、 筒体本体 21のケース 22による支持が確実な振動式ガス密度計が得られる。

(5) 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24， 25, 26に 0リ ングが使用 されれば、 ケース 22から筒体本体 21を断熱出来、 温度特性が良好な振動式ガ ス密度計が得られる。

(6) 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 25, 26に、 0リ ングが使 用されれば、 構成が簡単に出来、 製造コストを低減出来る振動式ガス密度計が得 られる。

従って、 本発明によれば、 耐振動特性が向上され、 別に振動対策が不要で、 本 質安全防爆構造が採用容易な振動式ガス密度計を実現することが出来る。

第 2に、 31は、 筒体本体 21の測定流体導入側に一端が接続され、 他端がケ ース 22に接続され、 測定流体を筒体本体 21に導入すると共に、 所定長さを有 してケース 22から筒体本体 21への熱の伝達を防止する導入管である。

32は、 導入管 31の周囲に設けられた断熱材よりなる断熱体である。

以上の構成において、 筒体本体 21は、 ケース 22から、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23， 24， 25, 26を介して支持されている。

また、 導入管 31により、 測定流体導入側のケース 22から筒体本体 21への 熱の伝達が防止される。

更に、 断熱体 32により、 測定流体導入側のケース 22から筒体本体 21への 熱の伝達が防止される。

この結果、

(1) 筒体本体 21は、 ケース 22から第 1, 第 2, 第 3， 第 4弾性体 23, 2 4， 25, 26を介して支持され、 ケース 22から完全にフロートされていると 共に、 導入管 31により、 測定流体導入側のケース 22から筒体本体 21への熱 の伝達が防止されているので、 筒体本体 21はケース 22から熱的に絶縁され、 温度特性が向上された振動式ガス密度計が得られる。

特に、 温度急変時の過渡特性の大幅な特性向上が得られ、 各種了プリケーショ ン、 特に、 都市ガスの熱量制御における制御特性向上に大きく寄与することが出 来る振動式ガス密度計が得られる。 (2) したがって、 周囲温度変化が大きな場合に、 別に、 断熱対策をする必要も なく、 例えば、 恒温槽内に収納する、 又は不凍液中に設置する或いは空調室に設 置する等の断熱耐策が不要となり、 設置コストを低減出来る振動式ガス密度計が 得られる。

(3) 筒体本体 21は、 ケース 22から、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23,

24, 25, 26を介して支持され、 ケース 22から完全にフロートされている ので、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 25, 26に電気的絶縁材を 採用すれば、 グランドからの電気的絶縁が容易であり、 本質安全防爆構造を採用 するのにも容易な振動式ガス密度計が得られる。

(4) 筒体本体 21が、 ケース 22に設けられた第 1, 第 2凹部 27, 28に、 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 25, 26を介して支持されれば、 筒体本体 21のケース 22による支持が確実な振動式ガス密度計が得られる。

(5) 第 1， 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 25, 26に 0リングが使用 されれば、 ケース 22から筒体本体 21を断熱出来、 更に、 温度特性が良好な振 動式ガス密度計が得られる。

(6) 第 1, 第 2, 第 3, 第 4弾性体 23, 24, 25， 26に 0リングが使用 されれば、 構成が簡単に出来、 製造コストを低減出来る振動式ガス密度計が得ら れる。

(7) 断熱体 32が導入管 31の周囲に設けられれば、 測定流体導入側のケース 22から筒体本体 21への熱の伝達が防止され、 更に、 温度特性が良好な振動式 ガス密度計が得られる。

従って、 本発明によれば、 温度特性が向上され、 別に断熱対策が不要で、 本質 安全防爆構造が採用容易な振動式ガス密度計を実現することが出来る。

第 3に、 42は、 円筒振動子 5の開口端 51近傍に配置された測温体素子本体 。

この場合は、 測温体素子本体 42は、 円筒振動子 5の開口端面 51 1の下流近 傍に配置されている。

以上の構成において、 測定流体は、 熱容量が小さいため、 円筒振動子 5の内外 周面を通過してくる際に、 熱交換が行われ、 円筒振動子 5の開口端 51において、 測定流体の温度は円筒振動子 5の温度と等しくなる。

しかして、 この間において、 外部からの熱流入による円筒振動子 5の温度変化 をも、 測温体素子本体 4 2は検出することができる。

この結果、

( 1 ) 測温体 2 3が筒体本体 2 1の周面に取付られ、 測温体素子本体 4 2が円筒 振動子 5の開口端 5 1近傍に配置されたので、 周囲温度の変化をも検出出来、 周 囲温度をも適切に補償することが出来る振動式ガス密度計が得られる。

( 2 ) また、 測温体素子本体 4 2が、 円筒振動子 5の開口端面 5 1 1の下流近傍 に配置されれば、 周囲温度の変化をも検出出来、 更に、 円筒振動子 5と測定流体 の温度の丁度バランスした位置で、 温度が測定されるので、 周囲温度の変化を検 出出来、 更に、 正確に周囲温度をも適切に補償することが出来る振動式ガス密度 計が得られる。

従って、 本発明によれば、 周囲温度特性が向上された振動式ガス密度計を実現 することが出来る。

第 4に、 6 1は、 筒体本体の底部 4 1に設けられ、 円筒振動子 5の外周面への 測定流体の供給の際に、 測定流体の滞留部が発生しないような、 所定数が設けら れた外周面供給孔である。

この場合は、 8個の外周面供給孔 6 1が設けられている。

6 2は、 筒体本体 2 1の底部 4 1側のケース 7に一端が設けられ、 他端が前記 内周面供給路 1 3と所定数の外周面供給孔 6 1に連通され測定流体が導入される 測定流体導入路である。

6 3は、 筒体本体 2 1の他端側のケース 2 2に一端が設けられ、 他端が前記筒 体本体 2 1の他端側に連通し測定流体が排出される測定流体排出路である。

以上の構成において、 図 1に示す如く、 測定流体は、 測定流体導入路 6 2より、 筒体本体 2 1に入り、 内周面供給路 1 3と 8個の外周面供給孔 6 1とに分岐し、 円筒振動子 5の内外周面を通って、 測定流体排出路 6 3より抜ける。

この結果、

( 1 ) 外周面供給孔 6 1が、 筒体本体 2 1の底部 4 1に設けられ、 円筒振動子 5 の外周面への測定流体の供給の際に、 測定流体の滞留部が発生しないような所定 数が設けられたので、 測定流体のコンタミネ一ションをなくす事が出来、 応答特 性の改善が図れ、 高感度な振動式ガス密度計が得られる。

( 2 ) 測定管路に直接に挿入出来るように、 測定ガスの入口と出口とを近接して 設けることを止め、 筒体本体 2 1の一端側に測定流体導入路 6 2が設けられ、 他 端側に測定流体排出路 6 3が設けられ、 測定流体の流路が折り返す事を廃止した ので、 流路抵抗が少なくなり、 圧力損失が小さくなる。

更に、 測定流体の滞留部が発生しないような所定数の外周面供給孔 6 1が設け られたので、 圧力損失が更に小さくなる。

このため、 振動式ガス密度計の入出力間の差圧が少なくても測定することが出 来、 測定対象の循環系中に振動式ガス密度計を配置することが出来るので、 特別 なサンプリング装置が不要になり、 設置コストが低減し得る振動式ガス密度計が 得られる。

特に、 例えば、 水素冷却発電機内の水素濃度測定等のような危険な測定流体の 測定に好適な振動式ガス密度計が得られる。

( 3 ) さらに、 圧力損失が小さくて、 振動式ガス密度計の入出力間の差圧が少な くても測定することが出来るため、 振動式ガス密度計の出力部分の測定流体を、 低圧にする必要が無くなるので、 測定済みの測定流体を再利用出来る部分に戻す 事が容易に出来、 排ガスとして大気中に放出処分する必要がなく、 近年の地球環 境の保護の趨勢にも合致することとなり、 使用コストを低減出来る振動式ガス密 度計が得られる。

特に、 例えば、 都市ガス工業での L N Gの熱量調整ラインで、 採取元のライン に測定後の L N Gを戻す事もできる等に好適な振動式ガス密度計が得られる。 従って、 本発明によれば、 感度が向上され、 圧損が少ない振動式ガス密度計を 実現することが出来る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 円筒振動子と、

該円筒振動子の一端が一端側の底部に片持ち状に固定され該円筒振動子の他端は 開口端となるように該円筒振動子が同心円状に内蔵された筒体本体と、

前記筒体本体の底部に設けられ前記円筒振動子を励振する励振素子と、 前記筒体本体の底部に設けられ前記円筒振動子の内周面へ測定流体を供給する リング状の内周面供給路と、

前記筒体本体の底部に設けられ該内周面供給路の外側の円周上に前記励振素子 を避けて配置され前記円筒振動子の外周面へ測定流体を供給する外周面供給孔と、 前記筒体本体の両端が支持され該筒体本体が同心円状に内蔵されるケースと を具備する振動式ガス密度計において、

前記筒体本体の両端面と前記ケースとの間にそれぞれ設けられ該筒体本体と該 ケースとの間をシールすると共に該ケースから該筒体本体を筒体軸方向に支持す る第 1 , 第 2弾性体と、

前記筒体本体の両端面側の周面と前記ケースとの間にそれぞれ設けられ該筒体 本体と該ケースとの間をシールすると共に該ケースから該筒体本体を筒体直径方 向に支持する第 3 , 第 4弾性体と

を具備したことを特徴とする振動式ガス密度計。

2 . 前記筒体本体の測定流体導入側に一端が接続され他端が前記ケースに接続さ れ測定流体を該筒体本体に導入すると共に所定長さを有して該ケースから該筒体 本体への熱の伝達を防止する導入管と

を具備したことを特徴とする請求の範囲 1 . 記載の振動式ガス密度計。

3 . 前記ケースの両端面にそれぞれ設けられた第 1 , 第 部と、

該第 1 , 第 2凹部と前記筒体本体との間にそれぞれ設けられ該第 1 , 第 2凹部 と該筒体本体との間をシールすると共に前記ケースから該筒体本体を筒体軸方向 に支持する第 1 , 第 2弾性体と、

前記筒体本体の両端面側の周面と前記第 1， 第 2凹部との間にそれぞれ設けら れ該筒体本体と該第 1， 第 2凹部との間をシールすると共に該ケースから該筒体 本体を筒体直径方向に支持する第 3 , 第 4弾性体と を具備したことを特徴とする請求の範囲 1 . 又は請求の範囲 2 . 記載の振動式 ガス密度計。

4 . 前記第 1 , 第 2、 第 3 , 第 4弾性体として 0リングが

使用されたことを特徴とする請求の範囲 1 . 乃至請求の範囲 3 . の何れかに記 載の振動式ガス密度計。

5 . 前記筒体本体と前記ケースとの間の隙間の全部或いは一部に設けられた断熱 材よりなる断熱体

を具備したことを特徴とする請求の範囲 2 . 乃至請求の範囲 4の何れかに記載 の振動式ガス密度計。

6 . 前記導入管の周囲に設けられた断熱材よりなる断熱体

を具備したことを特徴とする請求の範囲 2 . 乃至請求の範囲 5の何れかに記載 の振動式ガス密度計。

7 . 前記筒体本体の周面に取付られ測温体素子本体が前記円筒振動子の前記開口 端近傍に配置された測温体

を具備したことを特徴とする請求の範囲 1 . 記載の振動式ガス密度計。

8 . 前記円筒振動子の前記開口端面の下流近傍に配置された測温体素子本体 を具備したことを特徵とする請求の範囲 7 . 記載の振動式ガス密度計。

9 . 前記筒体本体の底部に設けられ円筒振動子の外周面への測定流体の供給の際 に測定流体の滞留部が発生しないような所定数が設けられた外周面供給孔と、 前記筒体本体の底部側の前記ケースに一端が設けられ他端が前記内周面供給路 と前記所定数の外周面供給孔に連通され測定流体が導入される測定流体導入路と、 前記筒体本体の他端側の前記ケースに一端が設けられ他端が前記筒体本体の他 端側に連通し測定流体が排出される測定流体排出路と

を具備したことを特徴とする請求の範囲 1 . 記載の振動式ガス密度計。