JPH0337689B2 - - Google Patents
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- JPH0337689B2 JPH0337689B2 JP57024285A JP2428582A JPH0337689B2 JP H0337689 B2 JPH0337689 B2 JP H0337689B2 JP 57024285 A JP57024285 A JP 57024285A JP 2428582 A JP2428582 A JP 2428582A JP H0337689 B2 JPH0337689 B2 JP H0337689B2
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- sensor
- signal
- coriolis force
- magnet
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- 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
- G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
- G01F1/8413—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
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- 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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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
一般的にいえば、本発明は、桁状に片持ばりの
如く固定取り付けされた、例えばＵ字形に屈曲し
た管を利用したコリオリ力式質量流量測定装置に
関するものであり、更に詳しくいえば、前記装置
の精度、安定性、融通性を実質的に高める為に、
前記利用されるセンサー及び回路構成の改良に関
する。
如く固定取り付けされた、例えばＵ字形に屈曲し
た管を利用したコリオリ力式質量流量測定装置に
関するものであり、更に詳しくいえば、前記装置
の精度、安定性、融通性を実質的に高める為に、
前記利用されるセンサー及び回路構成の改良に関
する。
本発明は、これまで知られて来た流量計の概念
には無い改良を行なうものであり、米国特許第
4187721号に説明されているような桁状に取付け
られた好ましくはＵ字形の連続した屈曲管を利用
する為のセンサーと回路構成とからなるものであ
る。
には無い改良を行なうものであり、米国特許第
4187721号に説明されているような桁状に取付け
られた好ましくはＵ字形の連続した屈曲管を利用
する為のセンサーと回路構成とからなるものであ
る。
本発明によるセンサーは、アナログ信号を出力
することにより正確なコリオリカの決定を行なう
ことができる。
することにより正確なコリオリカの決定を行なう
ことができる。
この点において、本発明のセンサーは、流量計
の取付けプラツトホームに設けられた構造物を参
照手段としてデジタル信号を出力するこれまでの
センサーと異なつている。
の取付けプラツトホームに設けられた構造物を参
照手段としてデジタル信号を出力するこれまでの
センサーと異なつている。
先行技術のセンサーにおけるデジタル信号は、
振動の１サイクル程度の時間巾を通して、振動す
る導管に関して“静的な”構造物に実質的に参照
手段を求めたものである。このような“静的な”
物理的構造物をデジタル的な参照手段として用い
ることを回避すれば、温度や流体圧力の様な外的
条件のゆらぎによつて惹起される流量計の前記構
造物や屈曲管の物理的特性の変動に対して必要な
マニユアルな補償処理が不要となる。
振動の１サイクル程度の時間巾を通して、振動す
る導管に関して“静的な”構造物に実質的に参照
手段を求めたものである。このような“静的な”
物理的構造物をデジタル的な参照手段として用い
ることを回避すれば、温度や流体圧力の様な外的
条件のゆらぎによつて惹起される流量計の前記構
造物や屈曲管の物理的特性の変動に対して必要な
マニユアルな補償処理が不要となる。
本発明に従えば、好ましくは速度センサーが採
用されるが、加速度センサーや位置センサーであ
つても良い。
用されるが、加速度センサーや位置センサーであ
つても良い。
コリオリ力を導管の速度の大きさの関数として
決定する為に速度センサーを利用するというより
も、本発明ではむしろ速度センサー（あるいは他
のセンサー）を、湾曲した導管の振動する側部脚
の行程に対応する正確な信号を生成し、質量流に
よつて誘起されるコリオリ力によつて惹起される
振動管の２本の側脚部の運動間の遅延時間が決定
されるように利用するものである。
決定する為に速度センサーを利用するというより
も、本発明ではむしろ速度センサー（あるいは他
のセンサー）を、湾曲した導管の振動する側部脚
の行程に対応する正確な信号を生成し、質量流に
よつて誘起されるコリオリ力によつて惹起される
振動管の２本の側脚部の運動間の遅延時間が決定
されるように利用するものである。
以下の考察において明らかにされるように、速
度、加速度あるいは位置の関数として導管の運動
をアナログ的に測定する技術は動的なすなわち振
動する導管に関して“静的”で離散的（デイスク
リート）な物理的構造物に参照手段を求めるとい
うことをしないものである。
度、加速度あるいは位置の関数として導管の運動
をアナログ的に測定する技術は動的なすなわち振
動する導管に関して“静的”で離散的（デイスク
リート）な物理的構造物に参照手段を求めるとい
うことをしないものである。
従つて、このアナログ的測定は、特許第
4187721号の第１図に示された如きコリオリ力式
質量流量計を用いる際には、外界条件の変動によ
つて惹起される長期性の構造上のゆらぎの為に離
散的（デイスクリート）で「静的な」構造物の位
置の補償が必要となるのに対して、このような長
期性の構造上のゆらぎとは独立して測定すること
ができる。好ましい速度センサーについていえ
ば、このゆらぎからの独立性は、流量計構造の外
的に誘起された歪みはセンサーの具体的な参照手
段よりもその大きさが実質的に小さいという事実
に基づいている。この場合、物理的参照手段は、
センサーによつて利用される均一な磁束の場の容
積的な拡がりと、均一な磁束の場に関し導管によ
つて誘起されたワイヤコイルの速度である。好ま
しい実施態様においては、各センサーの信号は少
なくとも１回、望ましくは複数回積分され、その
積分器の出力の各々は低域負帰還回路を経て該積
分器の入力側に戻される。この好ましい実施態様
によれば、センサー出力信号中に調波
（harmonics）を誘起する外界の振動に対する感
度が最小限にされ、センサー信号の位相に影響さ
れることなく積分器回路内に生成されたドリフト
が消去され、更にセンサー出力信号中の低周波数
成分、即ち駆動される導管の振動数よりも低い周
波数成分が除去される。
4187721号の第１図に示された如きコリオリ力式
質量流量計を用いる際には、外界条件の変動によ
つて惹起される長期性の構造上のゆらぎの為に離
散的（デイスクリート）で「静的な」構造物の位
置の補償が必要となるのに対して、このような長
期性の構造上のゆらぎとは独立して測定すること
ができる。好ましい速度センサーについていえ
ば、このゆらぎからの独立性は、流量計構造の外
的に誘起された歪みはセンサーの具体的な参照手
段よりもその大きさが実質的に小さいという事実
に基づいている。この場合、物理的参照手段は、
センサーによつて利用される均一な磁束の場の容
積的な拡がりと、均一な磁束の場に関し導管によ
つて誘起されたワイヤコイルの速度である。好ま
しい実施態様においては、各センサーの信号は少
なくとも１回、望ましくは複数回積分され、その
積分器の出力の各々は低域負帰還回路を経て該積
分器の入力側に戻される。この好ましい実施態様
によれば、センサー出力信号中に調波
（harmonics）を誘起する外界の振動に対する感
度が最小限にされ、センサー信号の位相に影響さ
れることなく積分器回路内に生成されたドリフト
が消去され、更にセンサー出力信号中の低周波数
成分、即ち駆動される導管の振動数よりも低い周
波数成分が除去される。
従つて、本発明の目的は、流量計の取付けプラ
ツトホームに固定された機械的な構造物に“静
的”な参照手段を求めるのではなく、動的な参照
手段に基づいて正確な質量流量測定を行なうこと
ができ、外的条件の変動によつて惹起される構造
上のゆらぎを補償する性質を固有に有する改良さ
れた装置を提供することである。
ツトホームに固定された機械的な構造物に“静
的”な参照手段を求めるのではなく、動的な参照
手段に基づいて正確な質量流量測定を行なうこと
ができ、外的条件の変動によつて惹起される構造
上のゆらぎを補償する性質を固有に有する改良さ
れた装置を提供することである。
本発明の別の目的は、センサー出力信号に影響
を与えるような流量計の構造中を伝わる振動に対
して不感な改良された質量流量測定装置を提供す
ることにある。
を与えるような流量計の構造中を伝わる振動に対
して不感な改良された質量流量測定装置を提供す
ることにある。
本発明のもう１つの目的は、温度や流体圧力の
ような環境に実質的に不感な改良された質量流量
測定装置を提供することにある。
ような環境に実質的に不感な改良された質量流量
測定装置を提供することにある。
本発明の更にもう１つの目的は、爆発性の雰囲
気の中でも作動する改良された質量流量測定装置
を提供することにある。
気の中でも作動する改良された質量流量測定装置
を提供することにある。
これら及びそれ以外の本発明の目的と特徴は、
以下の説明と図面によつて明らかになろう。
以下の説明と図面によつて明らかになろう。
ここで図面に注目すると、類似の構成要素は類
似の参照番号が種々の図面を通して用いられてい
る。
似の参照番号が種々の図面を通して用いられてい
る。
本発明の好適な実施例に従つて流量計は第１図
に描かれており、参照番号１０で概括的に指定さ
れている。
に描かれており、参照番号１０で概括的に指定さ
れている。
この流量計は多くの点で米国特許第4187721号
に係る流量計と類似している。この特許に示され
た知見をここで引用して記述に加える。
に係る流量計と類似している。この特許に示され
た知見をここで引用して記述に加える。
前記特許に示された知見のうち、第１図に示し
た流量計１０についての次に挙げる特徴は特に本
発明との関連が強い。
た流量計１０についての次に挙げる特徴は特に本
発明との関連が強い。
即ち、流量計は１つの湾曲した導管をなすＵ字
管１４を取り付けるプラツトフオーム１２を含ん
でいる。Ｕ字管の取り付けは、圧力に感応するジ
ヨイントを用いずに、回転振動用の片持ばり型の
入口１５及び出口１６に近接した管支持体２６に
よつてなされる。側部脚１８及び２０が、これら
の間に延在する横断結合部２２と共に設けられて
いる。
管１４を取り付けるプラツトフオーム１２を含ん
でいる。Ｕ字管の取り付けは、圧力に感応するジ
ヨイントを用いずに、回転振動用の片持ばり型の
入口１５及び出口１６に近接した管支持体２６に
よつてなされる。側部脚１８及び２０が、これら
の間に延在する横断結合部２２と共に設けられて
いる。
好ましくは、通常磁石とコイルの形をとる駆動
機構２５がＵ字管１４及び振動部材３０上に担持
されており、周知の駆動回路２７によつて、Ｕ字
管１４が軸線Ｗ−Ｗの周りで振動し、その結果コ
リオリの偏向力が軸線Ｏ−Ｏの周りに生ずるよう
駆動される。
機構２５がＵ字管１４及び振動部材３０上に担持
されており、周知の駆動回路２７によつて、Ｕ字
管１４が軸線Ｗ−Ｗの周りで振動し、その結果コ
リオリの偏向力が軸線Ｏ−Ｏの周りに生ずるよう
駆動される。
振動部材３０としては種々の形のものが考えら
れる。例えば単葉状のばね、広くなつた方の端部
を取り付け固定されたＶ字部材、あるいは図示さ
れた矩形構造物であつて良い。
れる。例えば単葉状のばね、広くなつた方の端部
を取り付け固定されたＶ字部材、あるいは図示さ
れた矩形構造物であつて良い。
重要なことは振動部材３０が、質量流量測定対
象の流体の密度と同範囲の密度を有する流体でＵ
字管１４が満たされた時にこのＵ字管が持つ共振
振動数と実質的に同じ共振振動数を持つていると
いう事と、両者は１つの音叉を形づくるように取
付けられていることである。
象の流体の密度と同範囲の密度を有する流体でＵ
字管１４が満たされた時にこのＵ字管が持つ共振
振動数と実質的に同じ共振振動数を持つていると
いう事と、両者は１つの音叉を形づくるように取
付けられていることである。
従つて、Ｕ字管１４及び振動部材３０は、駆動
機構２５によつて共通の共振振動数で駆動され
る。
機構２５によつて共通の共振振動数で駆動され
る。
更に、米国特許第4187721号の教えるところに
よれば、軸線Ｗ−Ｗの周りでのＵ字管１４の共振
振動数は、軸線Ｏ−Ｏの周りのそれよりも低くす
べきである。
よれば、軸線Ｗ−Ｗの周りでのＵ字管１４の共振
振動数は、軸線Ｏ−Ｏの周りのそれよりも低くす
べきである。
この関係によつて、コリオリ力による結合に対
する支配的な抗力がＯ−Ｏ軸線の周りについての
Ｕ字管の弾性ばね変形となり、従つて速度に対し
てこれを引きずる作用を持つ蓄積性の力と慣性抗
力を測定する必要がなくなり、複雑さが回避され
るということが保証される。
する支配的な抗力がＯ−Ｏ軸線の周りについての
Ｕ字管の弾性ばね変形となり、従つて速度に対し
てこれを引きずる作用を持つ蓄積性の力と慣性抗
力を測定する必要がなくなり、複雑さが回避され
るということが保証される。
本発明においては、センサー３３，３３′又は
３４，３４′はＵ字管１４の振動を正確に表わす
線型のアナログ信号を生成する。この点、前述の
米国特許第4187721号における具体例と異なつて
いる。前記特許においてはＵ字管１４の偏向は振
動の通過経路の特定点において振動する管に関し
て固定された機械的な構造物の通路をデジタルに
検知することにより測定される。
３４，３４′はＵ字管１４の振動を正確に表わす
線型のアナログ信号を生成する。この点、前述の
米国特許第4187721号における具体例と異なつて
いる。前記特許においてはＵ字管１４の偏向は振
動の通過経路の特定点において振動する管に関し
て固定された機械的な構造物の通路をデジタルに
検知することにより測定される。
前記の先行技術における具体化例においては、
Ｕ字管１４の側脚部１８，２０上にセンサーを置
き、振動の中心点でデジタル信号を生成するよう
管に取り付けられたセンサー部分と共働する固定
構造物を配置することにより、生成されたタイミ
ング信号を振動中心点を通過する脚１８と２０と
の間の遅延時間を決定する為に使用することが可
能となる。
Ｕ字管１４の側脚部１８，２０上にセンサーを置
き、振動の中心点でデジタル信号を生成するよう
管に取り付けられたセンサー部分と共働する固定
構造物を配置することにより、生成されたタイミ
ング信号を振動中心点を通過する脚１８と２０と
の間の遅延時間を決定する為に使用することが可
能となる。
米国特許第4187721号によれば、この遅延時間
にＵ字管１４の幾何学的形状に依存した定数を乗
ずることにより管の中を通過する質量流量に等し
くなる。
にＵ字管１４の幾何学的形状に依存した定数を乗
ずることにより管の中を通過する質量流量に等し
くなる。
本発明はこの様な知見を利用するが、独特の方
法によつて脚１８と２０の通過の遅延時間を決定
することにより、正確度のより高い質量流量測定
を行なうことを目的とする。
法によつて脚１８と２０の通過の遅延時間を決定
することにより、正確度のより高い質量流量測定
を行なうことを目的とする。
センサー３３，３３′又は３４，３４′の出力信
号は第２図を参照することにより、より良く理解
されるであろう。
号は第２図を参照することにより、より良く理解
されるであろう。
図示のとおり、Ｕ字管１４の位置は縦軸に、時
間は横軸に各々プロツトされている。理想的な条
件の下では、米国特許第4187721号において特に
企図されているように、理想的に導管の側脚部が
それぞれ極限まで両側に振動する時その振動の通
過経路のちようど真中すなわち半分の点で導管全
体の静止位置に対応した“静的な”中心点を表わ
す線Ａ−Ｃによつて中心面の周りの振動が特定さ
れる。
間は横軸に各々プロツトされている。理想的な条
件の下では、米国特許第4187721号において特に
企図されているように、理想的に導管の側脚部が
それぞれ極限まで両側に振動する時その振動の通
過経路のちようど真中すなわち半分の点で導管全
体の静止位置に対応した“静的な”中心点を表わ
す線Ａ−Ｃによつて中心面の周りの振動が特定さ
れる。
しかし、管１４の中を流れる流体の温度変化や
圧力変化、更に取付プラツトホームの振動などを
含むような実際の作業条件下では、Ｕ字管１４の
振動は典型的には図示の曲線で描かれているよう
に変動する振動の通過経路の特定点の周りで生ず
る。
圧力変化、更に取付プラツトホームの振動などを
含むような実際の作業条件下では、Ｕ字管１４の
振動は典型的には図示の曲線で描かれているよう
に変動する振動の通過経路の特定点の周りで生ず
る。
例えば、まず温度が一定状態からはずれて上
昇、次に下降してはずれたとすると、実際に対称
性振動が名目上の静的振動の通過経路の特定点の
周りで起るのは点Ａ，Ｂ，Ｃにおいてのみであ
る。一方、実際の振動は、図解上の理由で誇張さ
れているが、曲線の周りで対称的に起つている。
このような条件下では振動の名目上の振動の通過
経路の特定点は実際には現実の中央点からは逸脱
することが理解されるであろう。
昇、次に下降してはずれたとすると、実際に対称
性振動が名目上の静的振動の通過経路の特定点の
周りで起るのは点Ａ，Ｂ，Ｃにおいてのみであ
る。一方、実際の振動は、図解上の理由で誇張さ
れているが、曲線の周りで対称的に起つている。
このような条件下では振動の名目上の振動の通過
経路の特定点は実際には現実の中央点からは逸脱
することが理解されるであろう。
第２図に示したような振動の通過経路の特定点
からの逸脱の結果としての中央点ドリフトに応じ
た再校正を行なう必要を無くす為に、第１図に示
された流量計１０は、Ｕ字管１４の実際の振動の
実質的に線型な関数であるアナログ信号を生成す
るセンサーを利用しており、この点流量計の取付
けプラツトホームに固定された構造物に関連した
デジタル信号を生成するものとは異なつている。
センサー３３，３３′については、速度センサー
が好ましいが、加速度センサーを用いても良い。
センサー３４，３４′の場合は−米国特許第
4187721号におけるデジタルの名目上の特定点位
置センサーと混同してはならないが−ストレンゲ
ージの様なものが設けられる。
からの逸脱の結果としての中央点ドリフトに応じ
た再校正を行なう必要を無くす為に、第１図に示
された流量計１０は、Ｕ字管１４の実際の振動の
実質的に線型な関数であるアナログ信号を生成す
るセンサーを利用しており、この点流量計の取付
けプラツトホームに固定された構造物に関連した
デジタル信号を生成するものとは異なつている。
センサー３３，３３′については、速度センサー
が好ましいが、加速度センサーを用いても良い。
センサー３４，３４′の場合は−米国特許第
4187721号におけるデジタルの名目上の特定点位
置センサーと混同してはならないが−ストレンゲ
ージの様なものが設けられる。
加速度センサーや速度センサーは好ましくは軸
線Ｗ−Ｗから離れた結合部２２の所に置かれるべ
きである。そこは速度や加速度というパラメータ
が最も大きい場所だからである。
線Ｗ−Ｗから離れた結合部２２の所に置かれるべ
きである。そこは速度や加速度というパラメータ
が最も大きい場所だからである。
センサー３３，３３′については、第１図に示
すように脚１８，２０の外側の縁部に配置するこ
とが結合部２２に配置するよりも好ましい。一
方、Ｕ字管１４の応力は結合部２２の位置の関数
としてＵ字管の取付部付近で最大であり、従つて
センサー３４，３４′はＵ字管１４の固定取付部
に近接して、但し好ましくは若干離して取り付け
られる。位置センサーと加速度センサーによつて
生成されたアナログ信号は、互に180°位相がずれ
ているが、波形は相似していることは明らかであ
ろう。又、速度センサーによつて生成されたアナ
ログ信号は加速度信号と波形は類似しているが、
90°偏位している。
すように脚１８，２０の外側の縁部に配置するこ
とが結合部２２に配置するよりも好ましい。一
方、Ｕ字管１４の応力は結合部２２の位置の関数
としてＵ字管の取付部付近で最大であり、従つて
センサー３４，３４′はＵ字管１４の固定取付部
に近接して、但し好ましくは若干離して取り付け
られる。位置センサーと加速度センサーによつて
生成されたアナログ信号は、互に180°位相がずれ
ているが、波形は相似していることは明らかであ
ろう。又、速度センサーによつて生成されたアナ
ログ信号は加速度信号と波形は類似しているが、
90°偏位している。
考察の便宜上、第３ａ，３ｂ図に描かれたよう
に好ましい実施例として速度センサーを採用して
いるが、これは位置信号あるいは加速度信号を生
成するセンサーであつても等価であるとの理解の
上に立つものである。
に好ましい実施例として速度センサーを採用して
いるが、これは位置信号あるいは加速度信号を生
成するセンサーであつても等価であるとの理解の
上に立つものである。
第３図を参照すると、速度センサー４０は１つ
の磁石、好ましくは永久磁石４２を含んでおり、
この磁石は取付けプラツトホーム１２に取付け固
定されている。又、このセンサー４０は、コイル
４５を担持したＵ字管１４に取付けられた１つの
ボビン４４を含んでいる。
の磁石、好ましくは永久磁石４２を含んでおり、
この磁石は取付けプラツトホーム１２に取付け固
定されている。又、このセンサー４０は、コイル
４５を担持したＵ字管１４に取付けられた１つの
ボビン４４を含んでいる。
第３ｂ図を参照すると、コイルの巻線は磁石４
２の両磁極面４７，４８に近接しており、両磁極
面に位置した巻線終端を接続している直線部分を
除いて常に均一な磁束の場の中に置かれるように
なつている。
２の両磁極面４７，４８に近接しており、両磁極
面に位置した巻線終端を接続している直線部分を
除いて常に均一な磁束の場の中に置かれるように
なつている。
ボビン４４は実質的に矩形のものである。第３
ａ図に示されたようなＵ字管１４は鉛直方向に往
復運動を行なう。従つて、コイル４５の上部及び
下部の水平方向巻線は実質的に均一な磁石４２の
磁束の場を直角方向に横切る。これによりコイル
４５の近接した磁石４２に対する相対速度の線型
関数に対応した電位が誘起される。磁石４２の磁
極面４７と４８は、そこにおける磁束が各面に対
して垂直となるよう十分に離れていることが好ま
しい。磁石４２の外形については、その磁極面４
７，４８がＵ字管１４の最大振巾よりも大きくと
り、これによりコイル４５の上部及び下部が均一
な磁場内に保たれることを確実にする。
ａ図に示されたようなＵ字管１４は鉛直方向に往
復運動を行なう。従つて、コイル４５の上部及び
下部の水平方向巻線は実質的に均一な磁石４２の
磁束の場を直角方向に横切る。これによりコイル
４５の近接した磁石４２に対する相対速度の線型
関数に対応した電位が誘起される。磁石４２の磁
極面４７と４８は、そこにおける磁束が各面に対
して垂直となるよう十分に離れていることが好ま
しい。磁石４２の外形については、その磁極面４
７，４８がＵ字管１４の最大振巾よりも大きくと
り、これによりコイル４５の上部及び下部が均一
な磁場内に保たれることを確実にする。
好ましくは、磁極面４７，４８はＵ字管１４の
振動と偏位の間、コイル４５との間の間隙が変化
しないように位置決めされる。もちろん、もし所
望であれば上述の配置に代えてＵ字管１４に磁石
４２を取り付けボビン４４をコイルに固定取付け
してよい。
振動と偏位の間、コイル４５との間の間隙が変化
しないように位置決めされる。もちろん、もし所
望であれば上述の配置に代えてＵ字管１４に磁石
４２を取り付けボビン４４をコイルに固定取付け
してよい。
第４図に戻ると、センサー回路が平行に並んで
おり−一方にはダツシユを付してある−速度セン
サー４０に関して既に説明した１組のコイル４
５，４５′が描かれている。このようなコイル４
５，４５′からの出力信号は質量流量に応じて誘
起されたコリオリ力や機構２５によつて起される
管の振動に基づく振動数成分と、衝撃、温度のゆ
らぎ、流体圧力の変動等の外乱によつて惹き起こ
される振動数の変動による成分を合成した波形を
持つている。
おり−一方にはダツシユを付してある−速度セン
サー４０に関して既に説明した１組のコイル４
５，４５′が描かれている。このようなコイル４
５，４５′からの出力信号は質量流量に応じて誘
起されたコリオリ力や機構２５によつて起される
管の振動に基づく振動数成分と、衝撃、温度のゆ
らぎ、流体圧力の変動等の外乱によつて惹き起こ
される振動数の変動による成分を合成した波形を
持つている。
速度センサー４５，４５′の出力は累算接合部
４８，４８′へ供給され、そこから更に積分器４
９，４９′へ送られる。外乱に対する感度を減ず
る為に数段の積分器を設け得ることが理解されよ
う。積分器４９，４９′の出力は各々速度センサ
ーコイル４５，４５′からの低周波数信号成分を
通過させる低減フイルター５０，５０′へ接続さ
れ、更に各々累算接合部へ負帰還される。フイル
ター５０，５０′は抵抗５１，５１′；容量５２，
５２′及び増巾器５３，５３′を含み、図示の如く
従来より知られている配置のものである。こうし
て、速度センサー４５，４５′からの信号の低周
波数成分は実際上打ち消し合い、これにより積分
器４９，４９′の出力からこのような低周波数成
分は実質的に除去される。積分器４９，４９′の
出力は抵抗５４，５４′を経て飽和レベルで動作
する増巾器５５，５５′へ送られる。良く知られ
ているように、増巾器５５，５５′は振動波形入
力を近似的に先端を切つたのこぎり波形を持つク
リツプされた信号波形の出力に変換する。
４８，４８′へ供給され、そこから更に積分器４
９，４９′へ送られる。外乱に対する感度を減ず
る為に数段の積分器を設け得ることが理解されよ
う。積分器４９，４９′の出力は各々速度センサ
ーコイル４５，４５′からの低周波数信号成分を
通過させる低減フイルター５０，５０′へ接続さ
れ、更に各々累算接合部へ負帰還される。フイル
ター５０，５０′は抵抗５１，５１′；容量５２，
５２′及び増巾器５３，５３′を含み、図示の如く
従来より知られている配置のものである。こうし
て、速度センサー４５，４５′からの信号の低周
波数成分は実際上打ち消し合い、これにより積分
器４９，４９′の出力からこのような低周波数成
分は実質的に除去される。積分器４９，４９′の
出力は抵抗５４，５４′を経て飽和レベルで動作
する増巾器５５，５５′へ送られる。良く知られ
ているように、増巾器５５，５５′は振動波形入
力を近似的に先端を切つたのこぎり波形を持つク
リツプされた信号波形の出力に変換する。
比較器６０，６０′は各々その一方の入力端で
抵抗５７，５７′を介して増巾器５５，５５′から
の出力に接続されている。比較器６０，６０′の
参照入力は抵抗６３，６３′を介して参照電圧に
接続され、又、例えば別の抵抗値を有する抵抗６
５，６６を介して接地される。従つて、参照電圧
Vaは比較器６０に与えられ、Vbは比較器６０′
へ与えられる。一方、比較器６０の出力の矩形波
は電圧Vaの関数として“ON”位置へバイアス
される。即ち、増巾器５５の出力に関連して描か
れたバイアスラインの位置で“OFF”に切り換
えられる。同じ手段によつて比較器６０′からの
出力信号は“OFF”位置にバイアスされている。
即ち参照電圧Vbの関数としてバイアスラインｂ
の位置で再び切り換えられる。このバイアスは、
流量計１０のダイナミツクレンジ全体にわたりセ
ンサー４５が振れて即ちＵ字管１４内の流量が最
大となつた場合でも、比較器６０′からの立上り
波形に先立つて比較器６０からの立上り波形を与
えるように調整される。
抵抗５７，５７′を介して増巾器５５，５５′から
の出力に接続されている。比較器６０，６０′の
参照入力は抵抗６３，６３′を介して参照電圧に
接続され、又、例えば別の抵抗値を有する抵抗６
５，６６を介して接地される。従つて、参照電圧
Vaは比較器６０に与えられ、Vbは比較器６０′
へ与えられる。一方、比較器６０の出力の矩形波
は電圧Vaの関数として“ON”位置へバイアス
される。即ち、増巾器５５の出力に関連して描か
れたバイアスラインの位置で“OFF”に切り換
えられる。同じ手段によつて比較器６０′からの
出力信号は“OFF”位置にバイアスされている。
即ち参照電圧Vbの関数としてバイアスラインｂ
の位置で再び切り換えられる。このバイアスは、
流量計１０のダイナミツクレンジ全体にわたりセ
ンサー４５が振れて即ちＵ字管１４内の流量が最
大となつた場合でも、比較器６０′からの立上り
波形に先立つて比較器６０からの立上り波形を与
えるように調整される。
比較器６０，６０′の矩形波出力は読み取り回
路７０へ与えられる。この読み取り回路は、米国
特許第4187721号に記されたもの、あるいは刊行
物となつている「モデルＢ質量流量計の指示マニ
ユアル（Instruction Manual Model Ｂ Mass
Flow Meter）」に記載され、Micro Motion社、
7070Winchester Circle，Boulder，
Colorado80301から市販されているものと同一の
ものである。
路７０へ与えられる。この読み取り回路は、米国
特許第4187721号に記されたもの、あるいは刊行
物となつている「モデルＢ質量流量計の指示マニ
ユアル（Instruction Manual Model Ｂ Mass
Flow Meter）」に記載され、Micro Motion社、
7070Winchester Circle，Boulder，
Colorado80301から市販されているものと同一の
ものである。
以下に述べるように、読取り回路７０は基本的
には、詳細が米国特許第4187721号に記載されて
いるアツプダウンカウンタあるいは「モデルＢ質
量流量計の指示マニユアル」のその詳細が記載さ
れているアナログ積分器を構成している。これら
の回路のいずれも、読取り回路に入力された比較
器６０，６０′の矩形波出力の立上り部分と立下
り部分との間の遅延時間を測定するよう志向した
ものである。
には、詳細が米国特許第4187721号に記載されて
いるアツプダウンカウンタあるいは「モデルＢ質
量流量計の指示マニユアル」のその詳細が記載さ
れているアナログ積分器を構成している。これら
の回路のいずれも、読取り回路に入力された比較
器６０，６０′の矩形波出力の立上り部分と立下
り部分との間の遅延時間を測定するよう志向した
ものである。
第１図〜第４図及び上述の説明から明らかなよ
うに、上述のセンサー及び回路によつていくつか
の重要な利点が保証される。何故なら、Ｕ字管１
４の振動運動の正確な線型関数を表わすアナログ
信号−取付けプラツトホーム１２に参照手段を採
つた“静的な”面に依存したデジタル信号でなく
−を生成することによつてＵ字管の弾性偏向を生
起するコリオリ力を測定する改良された手段が提
供される。詳しくいえば、センサー３３，３３′
あるいは３４，３４′がＵ字管１４の実際の振動
運動の線型関数となつている信号を生成する。
うに、上述のセンサー及び回路によつていくつか
の重要な利点が保証される。何故なら、Ｕ字管１
４の振動運動の正確な線型関数を表わすアナログ
信号−取付けプラツトホーム１２に参照手段を採
つた“静的な”面に依存したデジタル信号でなく
−を生成することによつてＵ字管の弾性偏向を生
起するコリオリ力を測定する改良された手段が提
供される。詳しくいえば、センサー３３，３３′
あるいは３４，３４′がＵ字管１４の実際の振動
運動の線型関数となつている信号を生成する。
センサー３４，３４′として採用されることが
考えられる位置センサーはＵ字管１４中に誘起さ
れる応力の関数として電気的特性、典型的には抵
抗値、の変化するストレンゲージであることが好
ましい。これらセンサーは好ましくは応力が最大
となる入口１５、出口１６に近接して、但しＵ字
管１４の支持体２６への固定取付けによる応力の
影響を回避する為にやや距離を置いて取付けられ
る。脚１８，２０と結合部２２の交差する所に取
付けられたセンサー３３，３３′は好ましくは加
速度センサーあるいは速度センサーである。
考えられる位置センサーはＵ字管１４中に誘起さ
れる応力の関数として電気的特性、典型的には抵
抗値、の変化するストレンゲージであることが好
ましい。これらセンサーは好ましくは応力が最大
となる入口１５、出口１６に近接して、但しＵ字
管１４の支持体２６への固定取付けによる応力の
影響を回避する為にやや距離を置いて取付けられ
る。脚１８，２０と結合部２２の交差する所に取
付けられたセンサー３３，３３′は好ましくは加
速度センサーあるいは速度センサーである。
加速度センサーは外界の振動に対して感じ易い
が、この欠点は、遅延時間測定の為の信号処理に
先立つて数段の積分を行なうことによつて回避で
きる。このような積分は回路４９，４９′を通し
て行なわれる。加速度センサーの出力に対する２
回目の積分出力は位置センサー３４，３４′の元
の出力に等価であり、加速度センサーの１回目の
積分出力は速度センサー４０からの信号と等価で
ある。
が、この欠点は、遅延時間測定の為の信号処理に
先立つて数段の積分を行なうことによつて回避で
きる。このような積分は回路４９，４９′を通し
て行なわれる。加速度センサーの出力に対する２
回目の積分出力は位置センサー３４，３４′の元
の出力に等価であり、加速度センサーの１回目の
積分出力は速度センサー４０からの信号と等価で
ある。
一般に、極端に多くの積分段を設けると回路中
に不安定さが認められるが、いずれのセンサーが
採用された場合でも複数段の積分がやはり望まし
い。実際の流量計システムにおいて積分器を設け
ることによる利点が損なわれてしまう数段がどの
位かについて、当業者であれば容易に気付く筈で
ある。
に不安定さが認められるが、いずれのセンサーが
採用された場合でも複数段の積分がやはり望まし
い。実際の流量計システムにおいて積分器を設け
ることによる利点が損なわれてしまう数段がどの
位かについて、当業者であれば容易に気付く筈で
ある。
第３ａ図、第３ｂ図に示されたような速度セン
サー４０は経済的であり、センサー３３，３３′
として最も有効であるように思われる。これは、
理論上の長所とは対立するが、組立の容易性、適
当な回路要素の入手のし易さと安定性とに負うと
ころが大きい。
サー４０は経済的であり、センサー３３，３３′
として最も有効であるように思われる。これは、
理論上の長所とは対立するが、組立の容易性、適
当な回路要素の入手のし易さと安定性とに負うと
ころが大きい。
流量計１０に速度センサー４０が採用され、そ
のセンサー出力が１段あるいは多段にわたり積分
されると、従来最も厄介だつた使用条件、例えば
Ｕ字管１４の中を流れる流体の温度が200℃ある
いはそれ以上も実質的に変動するような条件のも
とでも長期的な安定性が得られる。
のセンサー出力が１段あるいは多段にわたり積分
されると、従来最も厄介だつた使用条件、例えば
Ｕ字管１４の中を流れる流体の温度が200℃ある
いはそれ以上も実質的に変動するような条件のも
とでも長期的な安定性が得られる。
Ｕ字管１４に直接冷凍剤が降りかかるようなこ
とがあつても、数サイクル以上流量計１０の感度
と精度を破壊することはできない。先行技術にお
ける振動管型のコリオリ力流量計の場合には、こ
のような条件のもとでは重大な動作破壊を招く。
とがあつても、数サイクル以上流量計１０の感度
と精度を破壊することはできない。先行技術にお
ける振動管型のコリオリ力流量計の場合には、こ
のような条件のもとでは重大な動作破壊を招く。
流量計１０の動作は第５図から第８図にかけて
描かれた信号とタイミングを表わすチヤートを参
照するとさらに判り易くなる。これらの図につい
ての議論及び読取り回路７０の動作については、
回路７０が基本的には米国特許第4187721号に記
されたような加算−減算カウンタか、あるいは
「モデルＢ質量流量計指示マニユアル」に記され
たような積分器のいずれかであることに留意すれ
ば判り易い。加算−減算カウンタあるいはアナロ
グ積分器回路のいずれも同一の目的を達成するも
のであるので、読取り回路７０がどのように動作
するかに関する以下の議論は便宜上各々の場合に
ついて繰返さない。その代り、いずれか一方の機
能を持つことを表わす合成語“カウンタ／積分
器”を使用する。第４図の積分器４９，４９′の
出力は、第５図に示されているように、コリオリ
力に由来する振動以外の周波数成分が消去された
後では、流れの存在しない条件下において、そろ
つた同一の繰返し波形を有している。各比較器６
０，６０′への参照電圧VaとVbが異なつている
結果、比較器６０，６０′から読取り回路７０へ
の矩形波入力は第６図に示される如く、比較器６
０からのものが、比較器６０′からのものよりも
長い間“ON”レベルにある。従つて、比較器６
０からの信号の立上りによつて開始される減算カ
ウント／積分は比較器６０′からの信号によつて
終了し、これら事象間の遅延時間を表わすカウン
ト／積分信号レベルと共に常に正の値に保たれ
る。
描かれた信号とタイミングを表わすチヤートを参
照するとさらに判り易くなる。これらの図につい
ての議論及び読取り回路７０の動作については、
回路７０が基本的には米国特許第4187721号に記
されたような加算−減算カウンタか、あるいは
「モデルＢ質量流量計指示マニユアル」に記され
たような積分器のいずれかであることに留意すれ
ば判り易い。加算−減算カウンタあるいはアナロ
グ積分器回路のいずれも同一の目的を達成するも
のであるので、読取り回路７０がどのように動作
するかに関する以下の議論は便宜上各々の場合に
ついて繰返さない。その代り、いずれか一方の機
能を持つことを表わす合成語“カウンタ／積分
器”を使用する。第４図の積分器４９，４９′の
出力は、第５図に示されているように、コリオリ
力に由来する振動以外の周波数成分が消去された
後では、流れの存在しない条件下において、そろ
つた同一の繰返し波形を有している。各比較器６
０，６０′への参照電圧VaとVbが異なつている
結果、比較器６０，６０′から読取り回路７０へ
の矩形波入力は第６図に示される如く、比較器６
０からのものが、比較器６０′からのものよりも
長い間“ON”レベルにある。従つて、比較器６
０からの信号の立上りによつて開始される減算カ
ウント／積分は比較器６０′からの信号によつて
終了し、これら事象間の遅延時間を表わすカウン
ト／積分信号レベルと共に常に正の値に保たれ
る。
同様に、読取り回路７０の加算カウント／積分
部は、比較器６０′からの信号の折れ下り端によ
つて動作を開始し、比較器６０からの信号の折れ
下り端によつて動作を終了する。従つてやはり遅
延時間を表わす正の値に保たれる。上記のよう
に、この関係は参照電圧Va，Vbの相対的な大き
さを調整することによつて維持される。流れの無
い条件下では、カウント／積分は、加算・減算に
ついて同一である。
部は、比較器６０′からの信号の折れ下り端によ
つて動作を開始し、比較器６０からの信号の折れ
下り端によつて動作を終了する。従つてやはり遅
延時間を表わす正の値に保たれる。上記のよう
に、この関係は参照電圧Va，Vbの相対的な大き
さを調整することによつて維持される。流れの無
い条件下では、カウント／積分は、加算・減算に
ついて同一である。
第７図を参照すると、積分器４９，４９′から
出力される繰返し信号は、流れがある条件下にお
いてシフトを起すことが理解されよう。
出力される繰返し信号は、流れがある条件下にお
いてシフトを起すことが理解されよう。
比較器６０からの信号が“ON”である時間の
相対的な長さも、比較器６０′からの信号が
“ON”である時間の相対的な長さも変らないが、
両者の信号変化の間の遅延時間は第８図に示すよ
うに変る。
相対的な長さも、比較器６０′からの信号が
“ON”である時間の相対的な長さも変らないが、
両者の信号変化の間の遅延時間は第８図に示すよ
うに変る。
減算カウント／積分が読取り回路７０内に記録
されている期間と、同じく加算カウント／積分が
記録されている期間とは一致しない。両者の差は
質量流量を表わしている。簡潔にいえば、第６図
に示すように流れが無い条件下において読取り回
路７０によつてなされる減算カウント／積分と加
算カウント／積分とは、Ｕ字管１４が軸線Ｏ−Ｏ
の周りで無偏向故に同一であり、減算カウント／
積分と加算カウント／積分とを合わせて加える読
取り回路７０は無流量を指示する。一方、流れが
存在する条件下では、第８図に示すように、Ｕ字
管１４の上昇ストロークによつて比較器６０から
の矩形波信号は相対的に前進し、一方、比較器６
０′からの矩形波信号は引き延ばされる。これに
より読取り回路７０への加算カウント／積分入力
は増加し、減算カウント／積分入力は減少する。
されている期間と、同じく加算カウント／積分が
記録されている期間とは一致しない。両者の差は
質量流量を表わしている。簡潔にいえば、第６図
に示すように流れが無い条件下において読取り回
路７０によつてなされる減算カウント／積分と加
算カウント／積分とは、Ｕ字管１４が軸線Ｏ−Ｏ
の周りで無偏向故に同一であり、減算カウント／
積分と加算カウント／積分とを合わせて加える読
取り回路７０は無流量を指示する。一方、流れが
存在する条件下では、第８図に示すように、Ｕ字
管１４の上昇ストロークによつて比較器６０から
の矩形波信号は相対的に前進し、一方、比較器６
０′からの矩形波信号は引き延ばされる。これに
より読取り回路７０への加算カウント／積分入力
は増加し、減算カウント／積分入力は減少する。
従つて、Ｕ字管内の質量流量は第８図に示すよ
うに、加算カウント／積分と減算カウント／積分
の差の関数となる。本発明の１つの実施例におい
て用いられる構成要素の典型例を下表にあげてお
く。もちろん、この実施例と等価あるいはそれに
変形を加えた設計において、これ以外の、あるい
は、これとは相違した特性値を有する構成要素を
用いることが可能である。
うに、加算カウント／積分と減算カウント／積分
の差の関数となる。本発明の１つの実施例におい
て用いられる構成要素の典型例を下表にあげてお
く。もちろん、この実施例と等価あるいはそれに
変形を加えた設計において、これ以外の、あるい
は、これとは相違した特性値を有する構成要素を
用いることが可能である。
増巾器49，49′， モトローラ型
53，53′，55 1555 FET
及び55′ 演算増巾器
抵抗体51，51′ 500キロオーム．25ワツトCC*
〃 54，54′ 10 〃 25ワツトCC
〃 57，57′ 1.0 〃 CC
〃 63，63′ 5.6 〃 CC
〃 65 100 〃 CC
〃 66 150 〃 CC
コンデンサ １マイクロフアラツド．低漏洩
52，52′ ナシヨナルセミコンダクタ社
比較器60，60′ No.LM111
＊炭素組成物
要するに、本発明はＵ字管の振動に影響を与え
る外部の物理的フアクターの変動に起因した、Ｕ
字管の振動挙動における周波数変動の問題を解決
したことになる。Ｕ字管の振動運動の線型関数と
してのアナログ信号を生成するセンサーを、好ま
しくは振動サイクルの全体にわたつて駆動機構２
５によつて惹起される振動以外の、物理的変化に
対応する周波数成分を積分し、ろ波し、消去する
為の回路を用いることによつて、安定で正確な質
量流量計が提供される。外乱に対する感度を最小
にする為にセンサーの出力は、それが加速度セン
サー、速度センサー、位置センサーのいずれであ
つてもすくなくとも一度は積分されることが好ま
しく、特に加速度センサーからの出力信号の場合
は数段の積分が望ましい。信号がこのように生成
されると、即ち、Ｕ字管の振動に線型に関連した
信号が得られると、これらの信号は容易に矩形波
に変換され、それらの信号間の遅延時間がコリオ
リ力による管の側脚部の偏向に対応するものとし
てモニターされ、流量計を流れる質量流量が正確
に測定される。
る外部の物理的フアクターの変動に起因した、Ｕ
字管の振動挙動における周波数変動の問題を解決
したことになる。Ｕ字管の振動運動の線型関数と
してのアナログ信号を生成するセンサーを、好ま
しくは振動サイクルの全体にわたつて駆動機構２
５によつて惹起される振動以外の、物理的変化に
対応する周波数成分を積分し、ろ波し、消去する
為の回路を用いることによつて、安定で正確な質
量流量計が提供される。外乱に対する感度を最小
にする為にセンサーの出力は、それが加速度セン
サー、速度センサー、位置センサーのいずれであ
つてもすくなくとも一度は積分されることが好ま
しく、特に加速度センサーからの出力信号の場合
は数段の積分が望ましい。信号がこのように生成
されると、即ち、Ｕ字管の振動に線型に関連した
信号が得られると、これらの信号は容易に矩形波
に変換され、それらの信号間の遅延時間がコリオ
リ力による管の側脚部の偏向に対応するものとし
てモニターされ、流量計を流れる質量流量が正確
に測定される。
第１図は本発明の質量流量計の見取図；第２図
は典型的な振動導管の運動を図示したもの；第３
ａ図は第１図に示した流量計の磁石−コイルセン
サー構造の好ましい例を示し、振動する導管に関
して１つの配置関係にある状態について描かれて
いる。この配置関係については当業者であれば多
くの中の一例であることが理解されよう；第３ｂ
図は、第３ａ図と同じ好ましい磁石−コイル速度
センサーの細部の配置を描いたもので、コイルと
磁極面の間の一つの好ましい寸法関係を示してい
る。当業者であれば導管の振動運動と外部条件の
ゆらぎによる長期的な導管のゆがみのいずれにも
無関係にコイル外周が均一な磁束の場の中に置か
れることが理解されるであろう；第４図は第３ａ
図と第３ｂ図で示されたセンサーと共に用いられ
る電子回路；第５図は第２図に示された信号と実
質的に同一の信号が外部誤差信号を補償された後
の様子を、無流量の場合について理想的な信号生
成を仮定して描いた図；第６図は第５図のセンサ
ー出力に対応した質量流量計の読取り信号を図示
したもの；第７図は流量が存在する時についての
第５図と同様の図；第８図は第７図に示されたセ
ンサー出力に対応した質量流量計の読取り信号を
図示したもの；である。 １０……流量計、１２……取付けプラツトフオ
ーム、１４……Ｕ字管、１５……流入口、１６…
…流出口、１８，２０……側脚部、３３，３３′，
３４，３４′……センサー、４５，４５′……検出
手段、４２……磁石。
は典型的な振動導管の運動を図示したもの；第３
ａ図は第１図に示した流量計の磁石−コイルセン
サー構造の好ましい例を示し、振動する導管に関
して１つの配置関係にある状態について描かれて
いる。この配置関係については当業者であれば多
くの中の一例であることが理解されよう；第３ｂ
図は、第３ａ図と同じ好ましい磁石−コイル速度
センサーの細部の配置を描いたもので、コイルと
磁極面の間の一つの好ましい寸法関係を示してい
る。当業者であれば導管の振動運動と外部条件の
ゆらぎによる長期的な導管のゆがみのいずれにも
無関係にコイル外周が均一な磁束の場の中に置か
れることが理解されるであろう；第４図は第３ａ
図と第３ｂ図で示されたセンサーと共に用いられ
る電子回路；第５図は第２図に示された信号と実
質的に同一の信号が外部誤差信号を補償された後
の様子を、無流量の場合について理想的な信号生
成を仮定して描いた図；第６図は第５図のセンサ
ー出力に対応した質量流量計の読取り信号を図示
したもの；第７図は流量が存在する時についての
第５図と同様の図；第８図は第７図に示されたセ
ンサー出力に対応した質量流量計の読取り信号を
図示したもの；である。 １０……流量計、１２……取付けプラツトフオ
ーム、１４……Ｕ字管、１５……流入口、１６…
…流出口、１８，２０……側脚部、３３，３３′，
３４，３４′……センサー、４５，４５′……検出
手段、４２……磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体の質量流量を測定するためのコリオリ力
式質量流量計において、(a)支持体と、(b)該支持体
に側脚部の両開端部を固設してなる導管であつて
前記側脚部の前記支持体への取付点を実質上通る
軸線のまわりを振動する少なくとも１本の連続的
な湾曲した導管と、(c)該導管にほぼ平行な配置で
該導管に固設され該導管とほぼ同じ共振振動数を
有するとともに前記導管と逆位相で振動して該導
管と一緒に音叉として動作するようにしてなる振
動部材と、(d)前記導管および前記振動部材を振動
せしめる駆動手段と、(e)前記導管の運動に応答し
て電気的信号を発生するセンサー手段と、(f)信号
処理手段と、(g)前記導管を流れる流体の質量流量
を、前記湾曲した導管の一方の側脚部がその振動
の通過経路の特定点を通過する時点と前記導管の
他方の側脚部がその振動の通過経路の対応した特
定点を通過する時点との時間差の関数として指示
するようにした質量流量読取手段と、を具備し、 前記センサー手段は前記導管の二つの側脚部の
それぞれに隣り合つてたがいに対向配置された少
なくとも一対のセンサーであつてそれぞれのセン
サーが前記導管の隣り合つた側脚部の全体的な実
際の振動を表わすアナログ信号を発生するように
なし、且つ、前記信号処理手段は、前記導管の振
動の通過経路の前記両特定点を前記両側脚部が通
過する時間差に相当した前記各センサーの発生す
る信号同士の遅延時間を電子的に検出するように
してなること、 を特徴とするコリオリ力式質量流量計。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のコリオリ力式質
量流量計において、各対中のセンサーは同一のも
のであり、且つ、位置センサー、加速度センサ
ー、速度センサーのうちのいずれかから選択され
るものであることを特徴とする前記質量流量計。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のコリオリ力式質
量流量計において、前記センサーが速度センサー
である前記質量流量計。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のコリオリ力式質
量流量計において、各速度センサーは、１つのコ
イルと１つの磁石とを含み、その両者の間には１
つの間隙が形成され、両者は相対的に運動するの
に適しており、コイルと磁石のうちの一方は静止
して取り付けられ他方は前記湾曲した導管に取り
付けられていることを特徴とする前記質量流量
計。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のコリオリ力式質
量流量計において、各コイルは１つの矩形ボビン
上に巻回されており、その平行な端部は近接する
磁石の２つの磁極面の作る均一な磁束の場の内部
に位置しており、これにより該磁石とコイルとの
相対的な運動によつて、この運動の速度に対応し
た線型の電気信号が生成されることを特徴とする
前記質量流量計。 ６ 特許請求の範囲第４項記載のコリオリ力式質
量流量計において、各コイルは１つの矩形ボビン
上に巻回されており、その平行な端部のうちの一
方は近接する磁石の磁極面の一方の作る均一な磁
束の場の内部に位置しており、これにより磁石と
コイルの間の相対運動によつて、この相対運動の
速度に対応した線型の電気信号が生成されること
を特徴とする前記質量流量計。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし６項のいずれか
に記載のコリオリ力式質量流量計において、前記
センサー対の各センサーの出力信号は、外乱から
切り離す為の少なくとも１段の積分手段に接続さ
れており、前記積分出力は更に電気的なドリフト
と低周波成分を前記積分出力信号中の導管の振動
数に相当する周波数成分から分離するに適した低
域フイルターに接続され、これらに連継された回
路が前記信号中の成分を積分器の入力に負帰還さ
せて積分器出力の前記成分を相殺させる手段を含
み、これにより遅延時間測定の誤差の原因となる
低振動数の導管運動に相当する電気信号と電気的
ドリフトとを除去するようセンサー出力信号を電
子的に平均化することを特徴とする前記質量流量
計。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし６項のいずれか
に記載のコリオリ力式質量流量計において、前記
信号処理手段は、（）前記導管がその振動の通
過経路の前記各特定点を通過する時に発生する電
気的信号とほぼ同じ大きさの参照信号を設定する
信号設定手段と、（）前記各アナログ信号の関
数としての矩形波を発生する信号発生手段であつ
て、前記矩形波の垂直部分が前記設定された参照
信号に相当する前記アナログ信号の一部分に一致
した時間に位置設定し、それによつて前記一対の
センサーの各々に対する前記矩形波の対応する垂
直部分同士の時間差が前記読取手段に送るべき遅
延時間となるようにしたこと、を特徴とする前記
質量流量計。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4012521A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-15 | Mazin Inc. | Current measuring system and method for a machine tool |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4559833A (en) * | 1982-09-30 | 1985-12-24 | Smith Meter Inc. | Meter for measuring mass flow rate |
| NL8500112A (nl) * | 1985-01-17 | 1986-08-18 | Techno Diagnosis Bv | Brandstofstroommeter en brandstoftoevoersysteem. |
| DE3650427T2 (de) * | 1985-08-29 | 1996-07-18 | Micro Motion Inc | Sensormontage für schwingende strukturen. |
| US4817448A (en) * | 1986-09-03 | 1989-04-04 | Micro Motion, Inc. | Auto zero circuit for flow meter |
| US4823613A (en) * | 1986-10-03 | 1989-04-25 | Micro Motion, Inc. | Density insensitive coriolis mass flow rate meter |
| US4738144A (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-19 | Micro Motion, Inc. | Drive means for oscillating flow tubes of parallel path coriolis mass flow rate meter |
| AU590995B2 (en) * | 1986-10-03 | 1989-11-23 | Micro Motion, Inc. | Density insensitive coriolis mass flow rate meter |
| US4777833A (en) * | 1986-11-12 | 1988-10-18 | Micro Motion, Inc. | Ferromagnetic drive and velocity sensors for a coriolis mass flow rate meter |
| US4914956A (en) * | 1987-07-22 | 1990-04-10 | Exac Corporation | Method and circuit for processing sensory input signals of the type obtained from coriolis mass flow rate sensors and the like |
| DE3738018A1 (de) * | 1987-11-09 | 1989-05-24 | Flowtec Ag | Verfahren zur fehlererkennung und -korrektur, insbesondere bei einem massendurchfluss-messgeraet |
| DE3808913C1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Rheometron Ag, Basel, Ch | Method and circuit arrangement for processing the measuring signals from flow meters |
| DE3923409A1 (de) * | 1989-07-14 | 1991-01-24 | Danfoss As | Nach dem coriolis-prinzip arbeitendes massendurchfluss-messgeraet |
| DE4016907C3 (de) * | 1990-05-25 | 1998-06-10 | Krohne Ag | Massendurchflußmeßgerät |
| DE4124296A1 (de) * | 1990-07-28 | 1992-02-06 | Krohne Messtechnik Massametron | Massendurchflussmessgeraet |
| DE4124295A1 (de) | 1991-07-22 | 1993-01-28 | Krohne Ag | Massendurchflussmessgeraet |
| DE4224379C2 (de) * | 1992-07-06 | 1998-05-20 | Krohne Messtechnik Kg | Massendurchflußmeßgerät |
| EP0596178B1 (de) * | 1992-11-06 | 1995-02-01 | Endress + Hauser Flowtec AG | Coriolis-Massendurchflussmesser |
| ES2069404T3 (es) * | 1992-11-18 | 1995-05-01 | Flowtec Ag | Caudalimetro de masas segun el principio de coriolis. |
| US5349872A (en) * | 1993-08-20 | 1994-09-27 | Micro Motion, Inc. | Stationary coils for a coriolis effect mass flowmeter |
| DE4423168C2 (de) | 1994-07-04 | 1998-09-24 | Krohne Ag | Massendurchflußmeßgerät |
| DE4435809A1 (de) | 1994-10-07 | 1996-04-11 | Krohne Messtechnik Kg | Meßgerät für strömende Medien |
| US6381114B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-04-30 | Micro Motion, Inc. | Integrated current source feedback and current limiting element |
| JP4565150B2 (ja) | 2003-05-12 | 2010-10-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | コリオリ流量計 |
| EP2430406B1 (en) * | 2009-05-11 | 2021-01-13 | Micro Motion, Inc. | A flow meter including a balanced reference member and its method |
| AU2009349706B2 (en) | 2009-06-30 | 2013-08-22 | Micro Motion, Inc. | A method and apparatus for separating a driver and a pick-off of a vibrating sensor assembly |
| AU2013203999B9 (en) * | 2009-06-30 | 2014-03-06 | Micro Motion, Inc. | A method and apparatus for separating a driver and a pick-off of a vibrating sensor assembly |
| EP3559610B1 (en) * | 2016-12-20 | 2024-09-25 | General Electric Company | Coriolis flow meter for measuring properties of a fluid and method therefor |
| DE102018133117A1 (de) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3276257A (en) * | 1960-02-02 | 1966-10-04 | Roth Wilfred | Gyroscopic mass flowmeters |
| US3355944A (en) * | 1964-09-03 | 1967-12-05 | Anatole J Sipin | Mass flow metering means |
| JPS51126194A (en) * | 1974-11-25 | 1976-11-04 | Hitachi Ltd | Signal processing unit for analyzers |
| JPS5234481A (en) * | 1976-06-17 | 1977-03-16 | Masatoshi Matsuura | Method of manufaceuring blade of scissors |
| US4127028A (en) * | 1977-06-07 | 1978-11-28 | Halliburton Company | Coriolis mass flow rate metering means |
| JPS5641763Y2 (ja) * | 1977-07-05 | 1981-09-30 | ||
| NL187033C (nl) * | 1977-07-25 | 1991-05-01 | Micro Motion Inc | Inrichting voor het meten van een massastroomsnelheid. |
| US4187721A (en) * | 1977-07-25 | 1980-02-12 | S & F Associates | Method and structure for flow measurement |
| US4192184A (en) * | 1978-11-13 | 1980-03-11 | Halliburton Company | Mass flowmeter |
| US4252028A (en) * | 1979-02-26 | 1981-02-24 | S & F Associates | Method and apparatus for measuring flow |
-
1982
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-
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- 1987-10-01 MY MYPI87002702A patent/MY101680A/en unknown
-
1992
- 1992-10-28 JP JP4290139A patent/JPH0772693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4012521A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-15 | Mazin Inc. | Current measuring system and method for a machine tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX151353A (es) | 1984-11-12 |
| NZ199748A (en) | 1985-08-16 |
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| MY101680A (en) | 1991-12-31 |
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