JP2006201170A - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明の目的は、測定チューブの励起振動上の前記測定チューブの垂直振動の影響を最小限にするコリオリ型質量流量計を提供することにある。
【解決手段】 コリオリ原理を使用する質量流量計は、少なくとも一つの領域に、共通面に沿って延出する２つの測定チューブと、この２つの測定チューブが前記共通面に沿って延出する領域において前記２つの測定チューブを接続する接続装置を有する。この接続装置は、前記測定チューブの共通面における撓みに対する曲げ強さが、前記２つの測定チューブの間の接続線を中心とする捻り振動に対する捻り剛性よりも大きくなるように形成され且つ配置される。これによって、測定チューブの共通面に生じる励起振動と前記接続装置に垂直な前記測定チューブの振動との間に良好な振動数分離を達成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、コリオリ原理を使用し、且つ少なくとも一つの領域において共通プレートに延出する２つの測定チューブを有すると共に、２つの測定チューブが前記共通プレートに沿って延出する部分内でお互いに接続される接続装置を有する質量流量計に関する。

したがって、この発明は、振動しない特に、共通プレートに沿って少なくとも一つの領域内で、典型的にはお互いに平行に延出する２つの測定チューブを特徴とするコリオリ型質量流量計に関する。２つ以上の測定チューブを有するコリオリ型質量流量計の重要な様相は、少なくとも一つ、適切には２つの上述したような接続装置を用意することである。これらの接続装置は、それらが測定チューブを各々が振動ノードを規定する位置に保持することから測定範囲の有効を決定する。そのために、この種の接続装置は、振動ノードプレートとしても知られている。

測定チューブの実際の測定領域は、上述したような２つの測定ノードプレートの間に位置すると共に、振動ノードプレートの前後の前記測定チューブの流入端部及び流出端部は、コリオリ型質量流量計が装着されるパイプラインシステムに接続される。前記測定チューブの流入端部及び流出端部も、パイプラインシステムからのコリオリ型質量流量計の振動遮断に貢献する。

前記コリオリ型質量流量計の有効な測定領域を限定することは別にして、前記接続装置も、測定チューブの共通プレート内の測定チューブの励起振動を、所定の振動数の垂直振動から分離させる。これら２つの種類の振動の間の振動数間隔が大きくなればなるほど、これらの振動のお互いへの影響は小さくなり、最終的にこれに対応して測定信号上の影響を減衰させる結果となる。しかしながら、この点において、実際的な適用において用いられる２つ以上の測定チューブを有するコリオリ型質量流量計は、前記測定チューブの垂直振動による励起振動上の影響及びこれによる測定信号に関する干渉がいまだに大変大きいことから、改良の必要性がある。
WO ９５／１６８９７ Ａ２ ＷＯ ０１／９２８３３ Ａ１

それゆえに、この発明の目的は、測定チューブの励起振動上の前記測定チューブの垂直振動の影響を最小限にするコリオリ型質量流量計を提供することにある。

上述したコリオリ型質量流量計に関して、この目的は、測定チューブの共通プレートに沿った撓みに対する曲げ強さが、測定チューブ間の接続線を中心とするねじり振動に対する捻り剛性より大きくなるように、前記測定装置を設計し且つ配置することによって達成される。

言い換えると、本発明は、一般的に励起振動が発生する測定チューブの共通プレートに沿った撓みに関する接続装置の曲げ強さを、前記接続装置が前記２つの測定チューブに接触する点を結ぶ軸を中心とする捻り振動に関する前記結合装置の捻り剛性より大きくすることを提供する。逆相において、測定チューブの振動がそれらの共通プレートに垂直に生じる時に、前記接続装置の捻り振動が励起されるという事実によって、接続装置の曲げ振動が、測定チューブの共通プレートに生じるので、そのプレート上において、前記測定チューブが励起振動に刺激されるとき、これら２つの種類の振動（一方の励起振動と他方の垂直振動）は、異なる方法で作用する。これは、接続装置が前記測定チューブの共通プレートに垂直な逆位相振動に対する低い曲げ抵抗を示すと同時に、振動励起が実行される共通プレートに沿った前記測定チューブの振動に対するより大きな曲げ抵抗が存在するからである。その全体的な結果は、励起振動及び測定チューブの垂直振動の間に良好な振動数分離をもたらし、最終的には、励起振動及び前記測定チューブに垂直な振動の間の相互影響によって測定信号上の悪い影響を減少させることができるものである。

前記接続装置は、実質的に多くの異なる方法において形成されると同時に、前記測定チューブの共通プレートの撓みに対する撓み強さが、２つの測定チューブ間の接続線を中心とする捻り振動に対する捻り剛性よりも大きいように形成されることが望ましい。しかしながら、この発明の好ましい実施例によれば、前記接続装置は、２つの測定チューブに装着される２つの相互に反対側の補強プレートを有する。これらの補強プレートは、アーチ型をしていると共に、本発明の好ましい実行は、それらが平板状であることを提供する。

これらの補強プレートは、前記測定チューブ及び／若しくはお互いに、直接的及び／若しくは間接的に装着される。この発明の好ましい実施例において、前記２つの補強プレートは、接続プレートを介してお互いに接続される。この接続プレートもまたカーブ形状であることが望ましいが、同様に平板状であっても良いものである。

原則として、前記補強プレートは、異なる平面に沿って延出している。しかしながら、この発明の好ましい設計において、前記補強プレートは、お互いに平行に配されており、且つ好ましくは前記測定チューブの共通プレートに平行に配される。

前記補強プレート及び前記接続プレートが同じ厚さであるように前記接続装置を設計することができる。これは、前記接続装置を、例えば一つのプレートから、その周縁領域を適当に曲げることによって、簡単に製造することができるようにする。しかしながら、この発明の好ましい実施例によれば、前記接続プレートは前記補強プレートより厚いものである。これは、励起振動及び前記測定チューブの垂直振動の間のより大きな振動数分離を生じる。比較上、より薄い補強プレートは、実質的に２つの測定チューブ間の接続線を中心とする捻り振動に関する捻り剛性を、前記測定チューブの共通プレートにおける撓みに対する曲げ強さに対して減少させる。それは、より薄い補強プレートを有する接続装置が、前記接続装置の捻り振動を生じる垂直振動に対する曲げ抵抗よりも、前記測定チューブの共通プレートにおける励起振動に対する十分に大きい曲げ抵抗を提供することを生じる。

前記接続装置は、いろいろな方法で前記測定チューブに装着される。特に、上記に指摘したように、補強プレートは、例えば接続プレートを介して直接又は間接的に前記測定チューブに装着される。この発明の好ましい実施例において、前記接続装置は、対応する測定チューブが貫通するそれぞれの測定チューブのためのボアホールを有する。この発明の好ましい実施例によれば、前記ボアホールの内径は、実質的に前記測定チューブの外径に合致し、前記測定チューブはこれらボアホールにしっかりと装着されるものである。

前記接続装置は、金属及び樹脂材料のような多くの材料のいずれか一つからなる。同様に、使用される材料による溶接、半田付け、接着剤等、前記接続装置を測定チューブに固定するための多くの方法がある。

この発明によるコリオリ型質量流量計を形成し且つその設計を高めるための多くの可能性がある。この点において、従属請求項及び添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例についての下記する詳細な説明に注意を払う必要がある。

以下、この発明の実施例について図面により説明する。

図１及び図２は、本願発明の好ましい実施例１に係るコリオリ型質量流量計の実質的に新規な詳細を示したものである。それらは、２つの接続装置２を具備する２つの相互に平行な測定チューブ１を図示する。前記接続装置２は、接続プレート４を介してお互いに接続される２つ補強プレート３からなる実質的にＵ字形状の断面輪郭を有するものであり、前記２つの補強プレート３は、お互いに平行に、且つ前記接続プレート４に直角に配される。前記補強プレート３は、前記接続プレート４よりも薄く、これによって前記接続装置２が、前記測定チューブ１の共通面に沿った曲げ振動に対する抵抗よりも、実質的に小さい捻れ振動に対する曲げ抵抗を提供するという上述した効果を生じる。

前記接続プレート４は、その内径が実質的に測定チューブ１の外径と合致する２つのボアホール５を有する。これによって、前記接続装置２を測定チューブ１に渡って摺動させることができると共に、前記接続装置２を前記測定チューブ１に結合させることができる。本発明の実施例１において、前記接続装置２は、ステンレス鋼から製造され、チタンからなる前記測定チューブ１に溶接される。

図３及び図４は、異なる振動での前記接続装置２の共振パターンを図示したものである。図３は、前記測定チューブ１の共通平面に沿った励起振動によって最大限ふれた状態にある２つの接続装置２に接続された２つの測定チューブ１の平面図である。この図からわかるように、そのような励起振動は、振動する測定チューブ１が、結果として接続装置２に撓み振動が生じるように前記接続装置２に影響を及ぼさせる。同時に、それらの領域における前記補強プレート３は、対応する面において撓み振動に共振する。そのような振動は、一方の側で前記補強プレート３の適切な据え込み及び他方側での膨張を介して、非常に高いレベルの曲げ抵抗によって妨害される。

対照的に、図４から明らかなように、前記測定チューブ１が、振動励起の面に垂直な逆相において振動するとき、接続装置２が、２つの測定チューブ１の間を接続する線に沿った捻れ振動に励起されることは相対的に容易である。その結果として、２つの種類の振動の間に良好な周波数分離を生じ、最終的に、測定信号上の励起振動に垂直な測定チューブの振動による影響を最小限にする。

図５は、本発明に係るコリオリ型質量流量計の好ましい実施例２を示すものであり、本質的な詳細のみを示すと同時に、前記測定チューブ１が前記接続装置２にいかに装着されているかを明確に図示するために、接続装置に続く測定チューブ１の領域を省略した。この場合、前記測定チューブ１は、前記ボアホール５内部に固定されているだけでなく、前記補強プレート３の内面にも固定されている。図５で指摘されているように、これらと前記測定チューブ１の間の接合は、溶接６によってなされる。この種の装着は、特に、測定チューブ１が長く特にこれらの径が小さい場合に、良好な振動数分離を達成するために有益である。このように構成されることによって、測定チューブ１の共通面における捻り振動に対する前記接続装置２の曲げ抵抗は、実質的により大きくなると同時に、捻り剛性に影響を及ぼすことがほとんどなくなるものである。

図６は、本発明に係るコリオリ型質量流量計の好ましい実施例３を示すものであり、図５の場合と同様に、前記測定チューブ１が前記接続装置２にいかに装着されているかを明確に図示するために、接続装置に続く測定チューブ１の領域を省略した。この場合、前記接続装置２は、接続プレート４によるこれらの接続なしに、２つの補強プレート３のみからなる。図５に示されるコリオリ型質量流量計の好ましい実施例２と同様な方法において、前記補強プレート３の内面は、図６で示すような溶接６で、前記測定チューブ１に溶接される。この形状の有益な点は、形成が安価であり、且つ装着が容易なことである。機能的概念は、補強プレート３の効果よりも実質的に低い前記接続プレートの貢献的な効果がないことを除いて、図５に示されるような本発明に係るコリオリ型質量流量計の好ましい実施例２と実質的に同一である。

最後に、図７は、本発明の好ましい実施例４に係るコリオリ型質量流量計のための接続装置２を示す。この断面図において、接続装置２は、２つの補強プレート３及びこれらを接続する接続プレート４を再び特徴とする。前記接続プレート４は、測定チューブ１を通過させるボアホール５を特徴とし、前記接続装置２を前記測定チューブ１に結合させている。しかしながら、この場合において、前記補強プレート３は、お互いに平行に延出しない。それにもかかわらず、この形状は、２つの測定チューブ２の間の接続線を中心とする捻り振動に対する抵抗よりも大きい前記測定チューブの共通面における前記接続装置２の撓みに対する曲げ抵抗があるという同様の効果を有する。

本願発明の実施例１に係るコリオリ型質量流量計のための接続装置の斜視図である。 本発明の実施例１に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブ及び接続装置の斜視図である。 本発明の実施例１に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブの振動励起を示した平面図である。 本発明の実施例１に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブの振動励起の平面に垂直に発生する振動を示した側面図である。 本発明の実施例２に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブ及び接続装置の部分図である。 本発明の実施例３に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブ及び接続装置の部分図である。 本発明の実施例４に係るコリオリ型質量流量計の測定チューブ及び接続装置の部分図である。

符号の説明

１ 測定チューブ
２ 接続装置
３ 補強プレート
４ 接続プレート
５ ボアホール
６ 溶接

Claims (8)

1. コリオリ原理を用い且つ少なくとも一つに領域において、共通面に沿って延出する２つの測定チューブを有すると同時に、前記２つの測定チューブが前記共通面に沿って延出する領域において前記２つの測定チューブを接続する接続装置を具備する質量流量計において、
   前記接続装置は、前記測定チューブの共通面における撓みに対する曲げ強さが、前記２つの測定チューブの間の接続線を中心とする捻り振動に対する捻り剛性よりも大きくなるように形成され且つ配置されることを特徴とする質量流量計。
2. 前記接続装置は、それぞれが前記２つの測定チューブに装着される相互に反対側に位置する２つの補強プレートを有することを特徴とする請求項１記載の質量流量計。
3. 前記２つの補強プレートは、接続プレートを介して共に接続されることを特徴とする請求項２記載の質量流量計。
4. 前記接続プレートの厚さは、前記補強プレートの厚さよりも大きいことを特徴とする請求項３記載の質量流量計。
5. 前記補強プレートは、お互いに平行に配置されると共に、前記測定チューブの共通面と平行に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の質量流量計。
6. 前記接続プレートは、各々の測定チューブが貫通するボアホールを有することを特徴とする請求項３又は４記載の質量流量計。
7. 前記ボアホールの内径は、前記測定チューブの外径と実質的に一致することを特徴とする請求項６記載の質量流量計。
8. 前記測定チューブは、前記ボアホールに固定されることを特徴とする請求項７記載の質量流量計。

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