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JP2984192B2 - Coriolis flow meter - Google Patents

Coriolis flow meter

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Publication number
JP2984192B2
JP2984192B2 JP7026644A JP2664495A JP2984192B2 JP 2984192 B2 JP2984192 B2 JP 2984192B2 JP 7026644 A JP7026644 A JP 7026644A JP 2664495 A JP2664495 A JP 2664495A JP 2984192 B2 JP2984192 B2 JP 2984192B2
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JP
Japan
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flow tube
coriolis
tube
flow
counter balance
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孝史 遠藤
健一 松岡
公宏 一瀬
日出海 関
信吾 五味
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OOBARU KK
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OOBARU KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コリオリ流量計に関
し、より詳細には、コリオリの力を利用して質量流量を
求める直管状のフローチューブを、該フローチューブと
平行に両端固定されたカウンタバランスとの間で交番駆
動する方式の直管状コリオリ流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Coriolis flow meter, and more particularly, to a straight tubular flow tube for obtaining a mass flow rate utilizing Coriolis force, and a counter fixed at both ends in parallel with the flow tube. The present invention relates to a straight tubular Coriolis flowmeter of a type that is driven alternately between a balance and a balance.

【0002】[0002]

【従来の技術】質量流量mの流体が流れるフローチュー
ブを両端支持して支持点まわりに角速度ωで交番振動を
与えたとき、フローチューブに質量流量mと角速度ωの
ベクトル積に比例したコリオリの力Fが作用する。フロ
ーチューブは、このコリオリの力Fにより変形され、コ
リオリの力に比例した位相差が生ずる。コリオリ流量計
は、この位相差を検出して質量流量mを求める質量流量
計で、更に角速度ωを支持点まわりの固有振動数ω0
選ぶことにより、ω0から流体の密度ρを計測すること
ができる。このように、フローチューブは、コリオリ流
量計のコリオリの力を発生させ、更には、密度を求める
要部をなすもので、形状として直管と湾曲管に大別され
る。
2. Description of the Related Art When an alternating vibration is applied at an angular velocity ω around a support point at both ends of a flow tube through which a fluid having a mass flow rate m flows, a Coriolis proportional to the vector product of the mass flow rate m and the angular velocity ω is applied to the flow tube. Force F acts. The flow tube is deformed by the Coriolis force F, and a phase difference proportional to the Coriolis force is generated. The Coriolis flow meter is a mass flow meter that detects this phase difference and obtains a mass flow rate m, and further measures the density ρ of the fluid from ω 0 by selecting the angular velocity ω as the natural frequency ω 0 around the support point. be able to. As described above, the flow tube generates a Coriolis force of the Coriolis flowmeter and forms a main part for obtaining the density. The flow tube is roughly classified into a straight tube and a curved tube in shape.

【0003】直管方式のコリオリ流量計は、言うまでも
なく、最も単純な形状をもったもので、小形で、メンテ
ナンスし易いという特徴をもっているが、コリオリの力
に応動する直管は曲げ剛性が大きいので、感度が小さ
く、SN比の面で不利である。最も単純にSN比をあげ
るためには、フローチューブを薄肉長尺にすることが考
えられるが、薄肉チューブは流体の圧力影響を受け易
く、長尺にすると、熱膨張影響を受けて固有振動数ω0
が変化し、コリオリの力の発生原理に基づいて求めよう
とする質量流量mに誤差が生ずる。
[0003] Needless to say, a Coriolis flow meter of the straight pipe type has the simplest shape, and is small in size and easy to maintain. Therefore, the sensitivity is small, and this is disadvantageous in terms of the SN ratio. The simplest way to increase the SN ratio is to make the flow tube thin and long. However, the thin tube is easily affected by the pressure of the fluid. ω 0
Changes, and an error occurs in the mass flow rate m to be obtained based on the principle of generation of the Coriolis force.

【0004】本発明者らは、上述した直管式のコリオリ
流量計の欠点を取り除くために、下記のコリオリ流量計
を提案した。
[0004] The present inventors have proposed the following Coriolis flowmeter in order to eliminate the above-mentioned disadvantages of the straight tube type Coriolis flowmeter.

【0005】図5は、従来の直管式のコリオリ流量計を
説明するための図で、図5(a)は図5(b)の矢視A
−A線断面図、図5(b)は図5(a)の矢視B−B線
断面図であり、図中、1は外筒、2a,2bは接続フラ
ンジ、3はフローチューブ、4はカウンタバランス、5
a,5bは連結ブロック、6は駆動部、7,8は検出
部、9は重錘である。
FIG. 5 is a view for explaining a conventional straight tube type Coriolis flowmeter, and FIG. 5 (a) is an arrow A of FIG. 5 (b).
5A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5A, wherein 1 is an outer cylinder, 2a and 2b are connection flanges, 3 is a flow tube, Is counterbalance, 5
Reference numerals a and 5b denote connection blocks, 6 denotes a drive unit, 7 and 8 denote detection units, and 9 denotes a weight.

【0006】図5に示したコリオリ流量計は、フローチ
ューブ3とカウンタバランス4とを同軸に両端固定し、
カウンタバランス4の中央部に重錘9を固着して、各々
の固有振動数が等しくなるように調整して、駆動部6に
よりフローチューブ3とカウンタバランス4とを共振駆
動し、検出部7,8によりフローチューブ3のコリオリ
の力による位相差信号を検出するようにしたものであ
る。
In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5, a flow tube 3 and a counterbalance 4 are fixed at both ends coaxially.
The weight 9 is fixed to the center of the counter balance 4 and adjusted so that the respective natural frequencies are equal. The driving unit 6 drives the flow tube 3 and the counter balance 4 in resonance, and the detecting unit 7, 8, a phase difference signal due to the Coriolis force of the flow tube 3 is detected.

【0007】すなわち、共振駆動によりフローチューブ
3を大振幅で効率よく駆動することにより、高感度にコ
リオリ力を検出可能とし、更に、フローチューブ3の両
端をラッパ状に拡張した形状とすることにより、軸方向
の剛性を実質的に低くして流体温度変化によるフローチ
ューブ3の熱膨張,収縮による長さ変化影響を取り除
き、温度変化に対し、安定した計測結果が得られるよう
にして両端固定したフローチューブのコリオリ流量計の
欠点を取り除いている。
That is, by efficiently driving the flow tube 3 with a large amplitude by resonance driving, the Coriolis force can be detected with high sensitivity, and furthermore, by forming the both ends of the flow tube 3 into a trumpet-like shape. The rigidity in the axial direction was substantially reduced to eliminate the influence of the length change due to the thermal expansion and contraction of the flow tube 3 due to the fluid temperature change, and both ends were fixed so that stable measurement results could be obtained with respect to the temperature change. It eliminates the disadvantages of Coriolis flowmeters in flow tubes.

【0008】一方、図5に示したコリオリ流量計の振動
系の構成をみると、フローチューブ3は、カウンタバラ
ンス4とともに連結ブロック5a,5bにより固定支持
されており、更に、フローチューブ3の両端が拡張形状
の端部3a,3bで接続フランジ2a,2b内周壁に接
続されている。このフローチューブ3の振動モードは、
図4(a)に示すように、フローチューブ3は点P,Q
で固定支持され、更に、延長部はB位置で固定され、駆
動によりP,Q間は、破線で示したカウンタバランス4
とで共振駆動され、両端側にNa、中央にMaの3つの
曲率を有して振動する。
On the other hand, looking at the configuration of the vibration system of the Coriolis flow meter shown in FIG. 5, the flow tube 3 is fixedly supported by the connection blocks 5a and 5b together with the counter balance 4, and furthermore, both ends of the flow tube 3 Are connected to the inner peripheral walls of the connection flanges 2a, 2b at the ends 3a, 3b of the expanded shape. The vibration mode of the flow tube 3 is
As shown in FIG. 4 (a), the flow tube 3 is at points P and Q
, And the extension portion is fixed at the position B, and the counter balance 4 shown by a broken line between P and Q by driving.
And vibrates with three curvatures of Na at both ends and Ma at the center.

【0009】すなわち、図5に示したコリオリ流量計
は、共振駆動により小さいエネルギーで効率よく駆動さ
れ、しかも、B,P間では小剛性の振動であるから、固
定位置B近傍における応力も小さく、長期安定した計測
が可能となる。
That is, the Coriolis flowmeter shown in FIG. 5 is efficiently driven with smaller energy for resonance driving, and has a small rigid vibration between B and P, so that the stress near the fixed position B is small, Long-term stable measurement is possible.

【0010】また、コリオリ流量計は、物理,化学的に
性状の異なった流体の流量を計測するものである。例え
ば、室温と温度の異なる流体が流れると、フローチュー
ブは、直ちに熱応答し、流体温度となるが、カウンタバ
ランス4の温度は、流体温度変化に対して緩慢に変化
し、このため、初期においては、フローチューブ3,カ
ウンタバランス4の管材のヤング率が温度変化に応じて
変化する。
The Coriolis flowmeter measures the flow rate of fluids having different physical and chemical properties. For example, when a fluid having a temperature different from the room temperature flows, the flow tube immediately responds thermally and becomes a fluid temperature, but the temperature of the counter balance 4 changes slowly with respect to the fluid temperature change. Means that the Young's modulus of the tube material of the flow tube 3 and the counter balance 4 changes according to the temperature change.

【0011】計測時のフローチューブ3と、カウンタバ
ランス4の固有振動数f1,f2は、次のようにあらわさ
れる。
The natural frequencies f 1 and f 2 of the flow tube 3 and the counter balance 4 at the time of measurement are expressed as follows.

【0012】[0012]

【数1】 (Equation 1)

【0013】ここで、(1),(2)において、f1=f
2となるように質量MBが調整されている。
Here, in (1) and (2), f 1 = f
2 so as to mass M B is adjusted.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の直
管式のコリオリ流量計は、拡張部を有する低剛性のフロ
ーチューブ3bにより軸方向に移動可能に支持されてい
るので、連結ブロック5a,5bは図4(a)のP
(Q)で固定支持されているので、連結ブロック5a,
5bは回転モーメントを受け、また、3個の曲率Na,
Ma,Naをフローチューブ3に与えるため、連結ブロ
ック5a,5b自身の剛性の変化影響を受け易く、しか
も、連結ブロック5a,5bによる支持部は、外乱によ
り移動し易く、零点および計量値にバラツキが生ずる。
The conventional straight-tube Coriolis flowmeter shown in FIG. 5 is supported by a low-rigidity flow tube 3b having an expanded portion so as to be movable in the axial direction. 5a and 5b are P in FIG.
(Q), the connecting block 5a,
5b receives a rotational moment and has three curvatures Na,
Since Ma and Na are applied to the flow tube 3, the rigidity of the connection blocks 5a and 5b themselves is easily affected by the change. Further, the support portion by the connection blocks 5a and 5b is easily moved by disturbance, and the zero point and the measured value vary. Occurs.

【0015】また、測定流体の温度が変化すると、ヤン
グ率が変化してばね定数Kが変化し、フローチューブ
3,カウンタバランス4は、(1),(2)式に従って
固有振動数f1,f2が変化する。すなわち、フローチュ
ーブ3の温度は、直ちに流体温度と等しくなるように応
動するが、カウンタバランス4の温度は、緩慢に変化す
る。この結果、連成周期も緩慢に変化し、安定するまで
に時間を要する。従って、カウンタバランス4を流体温
度により補正しても、周期は、緩慢に変化し、応答性の
よい補正が不可能である。
When the temperature of the measurement fluid changes, the Young's modulus changes and the spring constant K changes, and the flow tube 3 and the counter balance 4 change the natural frequencies f 1 and f 1 according to the equations (1) and (2). f 2 is changed. That is, the temperature of the flow tube 3 responds immediately to become equal to the fluid temperature, but the temperature of the counterbalance 4 changes slowly. As a result, the coupling cycle also changes slowly, and it takes time to stabilize. Therefore, even if the counter balance 4 is corrected based on the fluid temperature, the cycle changes slowly, and it is impossible to perform correction with good responsiveness.

【0016】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、直管方式のコリオリ流量計の長所を生か
し、小形な流量計とするとともに、感度が低いという欠
点を高感度に改善するとともに、フローチューブの支持
位置の不安定要因を取り除き、また、流体の温度変化に
よる特性変化を応答よく補正可能とする直管式のコリオ
リ流量計を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and makes use of the advantages of a straight pipe type Coriolis flowmeter to provide a small flowmeter and to improve the disadvantage of low sensitivity to high sensitivity. It is another object of the present invention to provide a straight tube type Coriolis flowmeter capable of removing a cause of instability of a support position of a flow tube and correcting a characteristic change due to a temperature change of a fluid with good response.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、流管に液密に接続された直管状のフロー
チューブと、該フローチューブ両端近傍で連結ブロック
を介して該フローチューブと同軸又は軸平行に両端固着
されたカウンタバランスとを有し、前記フローチューブ
と前記カウンタバランスとを前記連結ブロックまわりに
反対位相で駆動したとき、前記フローチューブに作用す
るコリオリの力から質量流量を求める直管式のコリオリ
流量計であって、両側の前記連結ブロック内側近傍に前
記フローチューブと前記カウンタバランスとを支持する
1又は複数対のブレースバーを設けたコリオリ流量計に
おいて、前記フローチューブの両端が接続された前記
管と前記連結ブロックとの間に、該フローチューブの両
端に前記流管と軸方向に液密に移動可能なラッパ状に拡
張された端部を設けるとともに、前記フローチューブと
前記カウンタバランスの何れかに各々の固有振動数を等
しくする重錘を有し、軸方向に柔で駆動方向に剛に支持
したことを特徴としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a straight tube flow tube which is connected to a flow tube in a liquid-tight manner, and the flow tube is connected via a connection block near both ends of the flow tube. A counter balance fixed at both ends coaxially or axially parallel to the tube, and when the flow tube and the counter balance are driven in opposite phases around the connection block, the mass is reduced from the Coriolis force acting on the flow tube. a Coriolis flowmeter straight tube type for obtaining the flow rate, the Coriolis flowmeter provided with one or more pairs of brace bars for supporting said flow tube and said counter balance to the connecting block inside the vicinity of both sides, the flow between the flow tube ends of the tube are connected and the coupling block, both of said flow tubes
At its end, it expands into a trumpet shape that can move in a liquid-tight manner in the axial direction with the flow tube.
A tensioned end is provided, and a weight that equalizes the natural frequency of each of the flow tube and one of the counter balance is provided, and is softly supported in the axial direction and rigidly supported in the driving direction. It was done.

【0018】[0018]

【作用】離間した二つの連結ブロックに直管状のフロー
チューブとカウンタバランスを平行して両端を固定し、
更に前記連結ブロック両内側でフローチューブとカウン
タバランスとをブレースバーで支持することにより、連
結ブロックとブレースバーとにより二点支持し、フロー
チューブとカウンタバランスとを共振駆動したときの支
持位置を外部影響を受けない安定なものとする。更に
は、カウンタバランスの材料を恒弾性又は低線膨張係数
材とすることにより、振動要素としてのカウンタバラン
ス側の振動熱影響をなくし、熱応答性のよいフローチュ
ーブの検出温度に基づいて周波数特性の温度補正を行
い、応答よく質量流量や密度を計測し、精度を向上させ
る。
[Function] A straight tubular flow tube and a counterbalance are fixed in parallel to two separate connecting blocks at both ends.
Furthermore, by supporting the flow tube and the counterbalance with the brace bar on both inner sides of the connection block, the connection block and the brace bar are supported at two points, and the support position when the flow tube and the counterbalance are driven by resonance is set to the outside. Be stable without being affected. Furthermore, the counterbalance material is made of a material having constant elasticity or a low coefficient of linear expansion, thereby eliminating the influence of vibration heat on the counterbalance side as a vibration element. The temperature is corrected and the mass flow rate and density are measured with good response to improve the accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】〔実施例1,2 以下、本発明のコリオリ流量計を図に基づいて説明す
る。まず、フローチューブの交番駆動における支持位置
の安定手段、次に、熱応答性改善手段について述べる。
[Embodiments 1 and 2 ] A Coriolis flowmeter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the means for stabilizing the support position in the alternating drive of the flow tube, and then the means for improving the thermal response will be described.

【0020】図1は、本発明によるコリオリ流量計で、
図1(a)は図1(b)の矢視A−A線断面図、図1
(b)は図1(a)の矢視B−B線断面図であり、図6
に示したコリオリ流量計と同様な直管式のもので、図
中、10a,10bはブレースバー(Brace Bar)で、
図5と同様の作用をする部分には、図5と同じ参照番号
が付してある。
FIG. 1 shows a Coriolis flow meter according to the present invention.
FIG. 1A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
Is a straight pipe type similar to the Coriolis flowmeter shown in Fig. 1, and 10a and 10b are brace bars in the figure.
Parts having the same functions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0021】図1に示したコリオリ流量計は、図5に示
したコリオリ流量計と同様に、フローチューブ3とカウ
ンタバランス4が連結ブロック5a,5bに同軸に連結
支持されており、該同軸連結部材は、フローチューブ3
が連結ブロック5a,5bを貫通して、ラッパ状に拡張
された両端部で接続フランジ2a,2bの内壁面に固着
支持されている。
In the Coriolis flow meter shown in FIG. 1, a flow tube 3 and a counterbalance 4 are coaxially connected and supported by connecting blocks 5a and 5b, similarly to the Coriolis flow meter shown in FIG. The member is a flow tube 3
Are penetrated through the connecting blocks 5a and 5b, and are fixedly supported on the inner wall surfaces of the connecting flanges 2a and 2b at both ends expanded in a trumpet shape.

【0022】更に、連結ブロック5a,5bで同軸に連
結支持されたフローチューブ3とカウンタバランス4と
は、連結ブロック5a,5bに近接した内側の区間で、
平板状のブレースバー10aと10bとにより支持され
ている。ブレースバー10aと10bとで支持されたフ
ローチューブ3とカウンタバランス4の何れか、例え
ば、図においては、カウンタバランス4の中央部に各々
の固有振動数を等しく調整するための重錘9が設けら
れ、また、フローチューブ3とカウンタバランス4を共
振駆動するための駆動部6,コリオリの力による位相差
信号を検出する検出部7,8が設けられている。
Further, the flow tube 3 and the counterbalance 4 which are coaxially connected and supported by the connection blocks 5a and 5b are located in an inner section close to the connection blocks 5a and 5b.
It is supported by flat brace bars 10a and 10b. Either the flow tube 3 supported by the brace bars 10a and 10b or the counterbalance 4, for example, in the figure, a weight 9 for adjusting the natural frequency of each is provided at the center of the counterbalance 4. Further, a drive unit 6 for driving the flow tube 3 and the counter balance 4 in resonance is provided with detection units 7 and 8 for detecting a phase difference signal due to Coriolis force.

【0023】図2に示したコリオリ流量計は、他の実施
例を説明するための図で、図2(a)は図2(b)の矢
視A−A線断面図、図2(b)は図2(a)の矢視A−
A線断面図であり、図中、11はカウンタバランス、1
2a,12bは連結ブロック、13a,13bはブレー
スバーである。
The Coriolis flowmeter shown in FIG. 2 is a view for explaining another embodiment. FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (b), and FIG. ) Is the arrow A- in FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line A, in which 11 is a counterbalance, 1
2a and 12b are connecting blocks, and 13a and 13b are brace bars.

【0024】図2に示したコリオリ流量計は、フローチ
ューブ3とカウンタバランス11とが異軸平行に連結ブ
ロック12a,12bに連結支持され、該連結ブロック
12a,12b近傍内側でフローチューブ3とカウンタ
バランス11とを支持した構造をもっており、連結支持
部材は、図1と同様にフローチューブ3の拡張形状端部
3a,3bで接続フランジ2a,2b内壁に固着支持さ
れている。
In the Coriolis flowmeter shown in FIG. 2, the flow tube 3 and the counterbalance 11 are connected to and supported by connecting blocks 12a and 12b in parallel to each other, and the flow tube 3 and the counter balance are provided inside the vicinity of the connecting blocks 12a and 12b. The connection support member has a structure supporting the balance 11, and the connection support member is fixedly supported on the inner walls of the connection flanges 2a, 2b at the expanded end portions 3a, 3b of the flow tube 3 as in FIG.

【0025】図1,図2に示した直管式のコリオリ流量
計は、駆動部9で共振駆動されたとき、同様の振動モー
ドをもっており、これを図4(b),(c),(d)に基
づいて説明する。
The straight tube type Coriolis flow meter shown in FIGS. 1 and 2 has a similar vibration mode when driven by the drive unit 9 in resonance, which is shown in FIGS. 4 (b), (c) and ( Description will be made based on d).

【0026】図4(b)は、自由支持による振動で1個
の曲率Mbを有し、支持は1点支持であり、図4(a)
に示すように、固定支持した場合の支持部の特性変化の
影響を受けにくく、安定した振動を得ることができる。
図4(c)は、ブレースバー10a(13a),10b
(13b)間の振動モードを示す図であり、駆動部9に
よる振幅dの共振駆動により、ブレースバー10a(1
3a),10b(13b)間のフローチューブ3は1個
の曲率Mcを有して単振運動し、ブレースバー10a
(13a),連結ブロック5a(12a)間では、曲率
Mcと反対側の曲率Ncをもって運動する。
FIG. 4B shows a case where one vibration is caused by free support and has one curvature Mb.
As shown in (2), when the fixed support is used, the vibration is hardly affected by the characteristic change of the support portion, and a stable vibration can be obtained.
FIG. 4C shows the brace bars 10a (13a) and 10b.
FIG. 13B is a diagram showing a vibration mode during (13b), in which the brace bar 10a (1
The flow tube 3 between 3a) and 10b (13b) has a single curvature Mc and makes a simple vibration motion, and the brace bar 10a
(13a), the link block 5a (12a) moves with a curvature Nc opposite to the curvature Mc.

【0027】区間P,C間は小さい距離の区間で、しか
もブレースバー10a(13a),10b(13b)は
振動によりばね作用により支持点P,Q点まわりに回転
するので、位置P,Qは、安定した位置で、しかも効率
よく低エネルギーで回転駆動される。
The interval between the sections P and C is a section of a small distance, and the brace bars 10a (13a) and 10b (13b) rotate around the support points P and Q by spring action due to vibration. It is driven to rotate at a stable position and efficiently with low energy.

【0028】図4(d)は、連結ブロックの間にブレー
スバーを複数設け、各々フローチューブ3とカウンタバ
ランス4(11)(図示せず)をPa,PbおよびQ
a,Qb間で支持した場合の振動モードを示すものであ
る。
FIG. 4D shows that a plurality of brace bars are provided between the connecting blocks, and the flow tube 3 and the counter balance 4 (11) (not shown) are respectively connected to Pa, Pb and Q.
This shows a vibration mode when supported between a and Qb.

【0029】図4(d)の場合の振動も図3(c)の場
合と同様、フローチューブ3は内側のブレースバーによ
る支持位置間で一つの曲率Mdを有する単振運動し、P
b,Qbの位置移動することなく、効率よく駆動され
る。更に、固定端の特性変化は、ブレースバーの数に応
じて順次減少するので、Pb,Qb間はより安定した振
動となり、安定した質量流量計測が可能となる。
As in the case of FIG. 3 (c), the vibration in the case of FIG. 4 (d) is such that the flow tube 3 makes a simple vibration with one curvature Md between the positions supported by the inner brace bar,
It is driven efficiently without moving the positions of b and Qb. Further, since the characteristic change of the fixed end is sequentially reduced in accordance with the number of the brace bars, the vibration between Pb and Qb becomes more stable, and the stable mass flow rate measurement becomes possible.

【0030】〔実施例3 図1,図2に示したコリオリ流量計では、ブレースバー
は、一つの管体で構成しフローチューブに対し、同軸,
平行に設けているが、図2において、平行条件を充たせ
ば、管体である必要はなく、更には単体である必要もな
い。
[Embodiment 3 ] In the Coriolis flow meter shown in FIGS. 1 and 2, the brace bar is constituted by one tube, and is coaxial with the flow tube.
Although they are provided in parallel, in FIG. 2, if the parallel condition is satisfied, they do not need to be a tubular body and further need not be a single body.

【0031】図3は、本発明に係るブレースバーの配置
を説明するための断面図で、図3(a)はカウンタバラ
ンスが四本、図3(b),(c)は二本の場合を示し、
図中、14a,14b,14c,14d,16a,16
bはカウンタバランス、15,17はブレースバーであ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the brace bar according to the present invention. FIG. 3 (a) shows a case where the counter balance is four, and FIGS. Indicates that
In the figure, 14a, 14b, 14c, 14d, 16a, 16
b is a counter balance, and 15 and 17 are brace bars.

【0032】図3(a)は、四本のカウンタバランス1
4a,〜,14dは棒状体で、フローチューブ3の軸0を
通る面に対して軸0と対称に配置された場合のもので、
カウンタバランス14a,〜,14dは軸0を中心とした
半径rの円周上に配置され、ブレースバー15に固着さ
れている。
FIG. 3A shows four counter balances 1.
Reference numerals 4a, to 14d denote rods, which are arranged symmetrically to the axis 0 with respect to a plane passing through the axis 0 of the flow tube 3,
The counter balances 14 a to 14 d are arranged on a circumference having a radius r around the axis 0 and fixed to the brace bar 15.

【0033】図3(b)は、二本のカウンタバランス1
6a,16bが、フローチューブ3の軸0を通る振動方
向又は振動方向と直角な平面に軸対称な位置に設けら
れ、ブレースバー17に固着されている。
FIG. 3B shows two counter balances 1.
6 a and 16 b are provided at axially symmetric positions in a vibration direction passing through the axis 0 of the flow tube 3 or a plane perpendicular to the vibration direction, and are fixed to the brace bar 17.

【0034】更に、図3(a)によるフローチューブ3
とカウンタバランス14a〜14dとは、フローチュー
ブ3が矢印(+Y)方向に振動するとき、カウンタバラ
ンス14a〜14dは反対の(−Y)方向に振動するも
ので、カウンタバランス14a,14bおよび14c,
14dは、各々振動方向に対しても対称であり、図3
(b),(c)によるフローチューブ3とカウンタバラ
ンス16a,16bは、振動方向Y方向又は直角な方向
に配置されている。
Further, the flow tube 3 shown in FIG.
And the counter balances 14a to 14d are such that when the flow tube 3 vibrates in the direction of the arrow (+ Y), the counter balances 14a to 14d vibrate in the opposite (-Y) direction, and the counter balances 14a, 14b and 14c,
14d are also symmetrical with respect to the vibration direction, respectively.
The flow tube 3 and the counter balances 16a and 16b according to (b) and (c) are arranged in the vibration direction Y or at right angles.

【0035】図3(a),(b),(c)による振動にお
いて、カウンタバランス14,16は、複数の棒状体で
構成されているから、フローチューブ3とにより共振駆
動されるための一本当りの質量を小さくすることができ
るので、全体に小形とすることが可能で、しかも、コリ
オリ流量計の取付姿勢による精度影響もなくなる。な
お、図3において、カウンタバランスの数を2,4とし
たが、この数に限ることはなく、要は共振駆動可能な数
を選べばよい。
In the vibrations shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), since the counter balances 14 and 16 are composed of a plurality of rods, they are driven by the flow tube 3 in resonance. Since the mass per unit can be reduced, the size can be reduced as a whole, and the accuracy of the mounting posture of the Coriolis flowmeter is not affected. In FIG. 3, the number of counter balances is set to two or four. However, the number is not limited to this number.

【0036】〔実施例4 時間Tにおいて、被計測の流体温度がtからtに変
化したとすると、フローチューブ3の温度は、流体温度
に応動してtからtに変化し、その結果、フロ
ーチューブ3の材料のヤング率が変化し、バネ定数Kが
変化する。従って、固有振動数fは(1)式に従って
変化し、温度一定であれば、振動周期は一定に保たれ
る。これを周期Aとする。
[0036] In Example 4 time T, when the fluid temperature of the measured changes from t 1 to t 0, the temperature of the flow tube 3, the t 0 from t 1 in response to the fluid temperature t 0 As a result, the Young's modulus of the material of the flow tube 3 changes, and the spring constant K changes. Therefore, the natural frequency f 1 is changed in accordance with the equation (1), if the temperature constant, the oscillation period is kept constant. This is referred to as a period A.

【0037】このとき、カウンタバランス4(11)の
材料をNiスパンC等の恒弾性材料にすると、温度によ
りヤング率が変化しないので、固有振動数f2は(2)
式に従い一定であり、周期は流体温度が変化しても一定
になる。これを周期Bとする。従って、フローチューブ
3とカウンタバランス4(11)との連成周期は、周期
Aと周期Bに従って変化するが、流体温度t即応して変
化するので、流体温度tを検知して、誤差のない周期τ
が検知される。
At this time, if the material of the counterbalance 4 (11) is a constant elastic material such as Ni span C, the Young's modulus does not change with temperature, so that the natural frequency f 2 is (2)
It is constant according to the equation, and the period is constant even if the fluid temperature changes. This is referred to as a cycle B. Accordingly, the coupling cycle between the flow tube 3 and the counterbalance 4 (11) changes according to the cycles A and B, but changes in response to the fluid temperature t, so that the fluid temperature t is detected and there is no error. Period τ
Is detected.

【0038】このように、カウンタバランス4(11)
を恒弾性材料にすることにより、流体温度変化に遅れな
く応動し、且つ、流体温度のみにより、簡単な形で周期
補正が行われ、補正された周期にしたがって、正確な流
体密度を求めることができる。なお、カウンタバランス
をインバー等の低線膨張係数材料としても、流体,温
度,環境温度の変化に対して一定の長さを保つので、同
様の手段により応答性の優れた質量流量,密度を求める
ことができる。
Thus, the counter balance 4 (11)
Is made to be a constant elastic material, it responds to the fluid temperature change without delay, and the cycle correction is performed in a simple form only by the fluid temperature, and the accurate fluid density can be obtained according to the corrected cycle. it can. Even if the counterbalance is made of a material having a low linear expansion coefficient such as invar or the like, a constant length is maintained with respect to changes in fluid, temperature, and environmental temperature. be able to.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、流管に液密に接続された直管状のフローチュ
ーブと、該フローチューブ両端近傍で連結ブロックを介
して該フローチューブと同軸又は軸平行に両端固着され
たカウンタバランスとを有し、前記フローチューブと
カウンタバランスとを前記連結ブロックまわりに反対
位相で駆動したとき、前記フローチューブに作用するコ
リオリの力から質量流量を求める直管式のコリオリ流量
計であって、両側の前記連結ブロック内側近傍に前記フ
ローチューブと前記カウンタバランスとを支持する1又
は複数対のブレースバーを設けたコリオリ流量計におい
て、前記フローチューブの両端が接続された前記流管と
前記連結ブロックとの間に、該フローチューブの両端に
前記流管と軸方向に液密に移動可能なラッパ状に拡張さ
れた端部を設けるとともに、前記フローチューブと前記
カウンタバランスの何れかに各々の固有振動数を等しく
する重錘を有し、軸方向に柔で駆動方向に剛に支持した
ので、フローチューブはブレースバー間で効率よく単振
振動し、しかも安定した支持位置を保つので、外乱影響
を受けにくい安定な流量計測ができる。また、カウンタ
バランスを複数の棒状体又は管体とし、フローチューブ
軸を通る面に対し、軸対称に支持すれば、小形で、取付
姿勢の影響を受けにくい流量計とすることができる。さ
らに、カウンタバランスの材料を恒弾性材又は低熱膨張
材とすれば、温度変化に対し、ヤング率又は長さが一定
に保たれ、周期変動がなく、これに対し、フローチュー
ブは流体温度に即応して温度変化するので、連成周期は
フローチューブの温度のみに依存して補正可能に変化
し、流体密度,質量流量に対応した正確な周期が得られ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a straight tubular flow tube liquid-tightly connected to a flow tube, and the flow tube via a connecting block near both ends of the flow tube. And a counter balance fixed at both ends coaxially or axially parallel to the flow tube and the front.
When the counter balance is driven around the connecting block in the opposite phase, a straight pipe type Coriolis flow meter that obtains a mass flow rate from the Coriolis force acting on the flow tube, and is located near the inside of the connecting block on both sides. in Coriolis flowmeter provided with one or more pairs of brace bars for supporting said counterbalance and the flow tube, said flow tube having both ends of the flow tube is connected
Between the connection block, at both ends of the flow tube
Expanded into a trumpet shape that can move in a liquid-tight manner in the axial direction with the flow tube.
With the provision of the end, has a weight that equals the natural frequency of each one of the <br/> counterbalance to the flow tube, since the supporting rigidly in the drive direction in the axial direction with a soft Since the flow tube efficiently vibrates between the brace bars in a simple vibration and maintains a stable support position, a stable flow rate measurement that is hardly affected by disturbance can be performed. In addition, if the counter balance is a plurality of rods or tubes and is supported axially symmetrically with respect to a plane passing through the flow tube axis, it is possible to provide a small-sized flowmeter that is not easily affected by the mounting posture. Furthermore, if the counterbalance material is made of a constant elastic material or a low thermal expansion material, the Young's modulus or length is kept constant with temperature changes, there is no periodic fluctuation, whereas the flow tube responds immediately to the fluid temperature. As a result, the coupling cycle changes in a correctable manner depending only on the temperature of the flow tube, and an accurate cycle corresponding to the fluid density and the mass flow rate can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明によるコリオリ流量計である。FIG. 1 is a Coriolis flow meter according to the present invention.

【図2】 本発明によるコリオリ流量計の他の実施例を
説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining another embodiment of the Coriolis flow meter according to the present invention.

【図3】 本発明に係るブレースバーの配置を説明する
ための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of a brace bar according to the present invention.

【図4】 直管式のコリオリ流量計の振動モードの概要
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a vibration mode of a straight tube type Coriolis flowmeter.

【図5】 従来の直管式のコリオリ流量計を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a view for explaining a conventional straight tube type Coriolis flow meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外筒、2a,2b…接続フランジ、3…フローチュ
ーブ、4…カウンタバランス、5a,5b…連結ブロッ
ク、6…駆動部、7,8…検出部、9…重錘、10a,
10b…ブレースバー(Brace Bar)、11…カウンタ
バランス、12a,12b…連結ブロック、13a,1
3b…ブレースバー、14a,14b,14c,14
d,16a,16b…カウンタバランス、15,17…
ブレースバー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer cylinder, 2a, 2b ... Connection flange, 3 ... Flow tube, 4 ... Counter balance, 5a, 5b ... Connection block, 6 ... Drive part, 7, 8 ... Detection part, 9 ... Weight, 10a,
10b: Brace Bar, 11: Counter Balance, 12a, 12b: Connected Block, 13a, 1
3b: brace bar, 14a, 14b, 14c, 14
d, 16a, 16b ... counter balance, 15, 17 ...
Brace bar.

フロントページの続き (72)発明者 関 日出海 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 株 式会社オーバル内 (72)発明者 五味 信吾 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 株 式会社オーバル内 (56)参考文献 特開 平6−160148(JP,A) 特開 平5−248913(JP,A) 特開 平6−201428(JP,A) 特開 平4−52517(JP,A) 国際公開95/3528(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/84 Continuing on the front page (72) Inventor Seki Hijimi 3-10-8 Kamiochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Inside the oval company (72) Inventor Shingo Gomi 3-10-8, Kamiochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Inside the oval company (56) References JP-A-6-160148 (JP, A) JP-A-5-248913 (JP, A) JP-A-6-201428 (JP, A) JP-A-4-52517 (JP, A) International Published 95/3528 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01F 1/84

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流管に液密に接続された直管状のフロー
チューブと、該フローチューブ両端近傍で連結ブロック
を介して該フローチューブと同軸又は軸平行に両端固着
されたカウンタバランスとを有し、前記フローチューブ
前記カウンタバランスとを前記連結ブロックまわりに
反対位相で駆動したとき、前記フローチューブに作用す
るコリオリの力から質量流量を求める直管式のコリオリ
流量計であって、両側の前記連結ブロック内側近傍に前
記フローチューブと前記カウンタバランスとを支持する
1又は複数対のブレースバーを設けたコリオリ流量計に
おいて、前記フローチューブの両端が接続された前記
管と前記連結ブロックとの間に、該フローチューブの両
端に前記流管と軸方向に液密に移動可能なラッパ状に拡
張された端部を設けるとともに、前記フローチューブと
前記カウンタバランスの何れかに各々の固有振動数を等
しくする重錘を有し、軸方向に柔で駆動方向に剛に支持
したことを特徴とするコリオリ流量計。
1. A flow tube having a straight tubular shape and connected in a liquid-tight manner to a flow tube, and a counter balance fixed at both ends coaxially or axially parallel to the flow tube via connecting blocks near both ends of the flow tube. and, when said flow tube and said counterbalance is driven in an opposite phase around the connecting block, a straight tube type Coriolis flow meter for determining the mass flow rate from a Coriolis force acting on the flow tube, both sides of the in Coriolis flowmeter provided with one or more pairs of brace bars for supporting said flow tube and said counter balance to the connecting block inside the vicinity, and the flow tube with both ends connected to said flow tube and said connecting block In between, both sides of the flow tube
At its end, it expands into a trumpet shape that can move in a liquid-tight manner in the axial direction with the flow tube.
A tensioned end is provided, and the flow tube and
The counter has a weight to equalize the natural frequency of each one of the balance, the Coriolis flowmeter being characterized in that supported rigidly in the drive direction in the axial direction with a soft.
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