JPH0791999A - コリオリ式質量流量計 - Google Patents
コリオリ式質量流量計Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コリオリの力により
発生する配管の上流側と下流側での流体の質量と速度に
よる配管の振動の位相差を検出し、流量を求めるコリオ
リ式質量流量計に関する。
発生する配管の上流側と下流側での流体の質量と速度に
よる配管の振動の位相差を検出し、流量を求めるコリオ
リ式質量流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】図8に一般的なコリオリ式質量流量計の
動作原理を示す。すなわち、1は測定流体が流れるU字
配管で、その先端部には永久磁石2が固定され、U字配
管1の両端は基台3に固定されている。4はU字配管1
を挟むようにして設けられた電磁駆動用コイル、5は電
磁駆動コイル4を保持する支持枠で、この枠5は基台3
にがっちりと固定されている。U字配管1は音叉のよう
に基台3の部分が振動の節点となり、振動エネルギーを
失うことが少ない構成となっている。11,12は、U
字配管の両脚の変位を検出するための電磁ピックアップ
である。駆動コイル4とこれに対向するU字配管1に固
定された永久磁石2の間に働く電磁力で、U字配管1を
その固有振動数で振動(sinωt)させると、U字配
管内を流れる流体にコリオリの力が発生する。
動作原理を示す。すなわち、1は測定流体が流れるU字
配管で、その先端部には永久磁石2が固定され、U字配
管1の両端は基台3に固定されている。4はU字配管1
を挟むようにして設けられた電磁駆動用コイル、5は電
磁駆動コイル4を保持する支持枠で、この枠5は基台3
にがっちりと固定されている。U字配管1は音叉のよう
に基台3の部分が振動の節点となり、振動エネルギーを
失うことが少ない構成となっている。11,12は、U
字配管の両脚の変位を検出するための電磁ピックアップ
である。駆動コイル4とこれに対向するU字配管1に固
定された永久磁石2の間に働く電磁力で、U字配管1を
その固有振動数で振動(sinωt)させると、U字配
管内を流れる流体にコリオリの力が発生する。
【0003】図9にU字配管の振動の様子を示す。この
コリオリの力の大きさは、U字配管内を流れる流体の質
量とその速度に比例し、力の方向は流体の運動方向と、
U字配管1を励振する角速度のベクトル積の方向に一致
する。また、U字配管1の流量の入力側と出力側とでは
流体の方向が正反対となるので、両脚側のコリオリ力に
よって、U字配管1に捩じりのトルクが発生する。この
トルクは励振周波数と同一の周波数で変化し、その振幅
値は流体の質量流量に比例する。図10にこの捩じりト
ルクにより発生する振動モードを示す。
コリオリの力の大きさは、U字配管内を流れる流体の質
量とその速度に比例し、力の方向は流体の運動方向と、
U字配管1を励振する角速度のベクトル積の方向に一致
する。また、U字配管1の流量の入力側と出力側とでは
流体の方向が正反対となるので、両脚側のコリオリ力に
よって、U字配管1に捩じりのトルクが発生する。この
トルクは励振周波数と同一の周波数で変化し、その振幅
値は流体の質量流量に比例する。図10にこの捩じりト
ルクにより発生する振動モードを示す。
【0004】この捩じり振動のトルクの振幅をピックア
ップ11,12で検出すれば質量流量を知ることができ
ることになるが、実際のU字配管の振動は電磁駆動用コ
イル4による励振振動にコリオリ力による捩じれ振動が
重畳された形となり、上流側はsin(ωt−α),下
流側はsin(ωt+α)の形で表現される。したがっ
て、ピックアップ11,12で検出される信号e1,e
2は図11に示すように位相差(Δt)の生じた波形と
なる。この位相差は配管,励振周波数によって異なる
が、例えばU字配管1の場合、U字配管の共振周波数を
80Hzとすると、最大流量(18Kg/min)で約
120μSの位相差が生じ、この1/20のレンジにお
いて1%の分解能を補償しなければならない。したがっ
て、60nSの時間計測分解能が必要となる。
ップ11,12で検出すれば質量流量を知ることができ
ることになるが、実際のU字配管の振動は電磁駆動用コ
イル4による励振振動にコリオリ力による捩じれ振動が
重畳された形となり、上流側はsin(ωt−α),下
流側はsin(ωt+α)の形で表現される。したがっ
て、ピックアップ11,12で検出される信号e1,e
2は図11に示すように位相差(Δt)の生じた波形と
なる。この位相差は配管,励振周波数によって異なる
が、例えばU字配管1の場合、U字配管の共振周波数を
80Hzとすると、最大流量(18Kg/min)で約
120μSの位相差が生じ、この1/20のレンジにお
いて1%の分解能を補償しなければならない。したがっ
て、60nSの時間計測分解能が必要となる。
【0005】この位相測定には様々な方法があるが、最
も簡単な手法としては基準クロックによる時間差ゲート
のカウント方法がある。その例を図12に示す。すなわ
ち、上流側ピックアップ信号20,下流側ピックアップ
信号21を増幅器22で増幅(増幅率:C)した後コン
パレータ23により2値化し、排他論理和回路24でこ
の2値化信号の排他的論理和演算を行ない、上流側,下
流側ピックアップ信号の時間差に相当するパルス幅のゲ
ートパルス25を得、これをカウンタ26により基準ク
ロック27を計測するものである。なお、この場合の基
準クロックの周波数は20MHz程度以上が必要であ
る。
も簡単な手法としては基準クロックによる時間差ゲート
のカウント方法がある。その例を図12に示す。すなわ
ち、上流側ピックアップ信号20,下流側ピックアップ
信号21を増幅器22で増幅(増幅率:C)した後コン
パレータ23により2値化し、排他論理和回路24でこ
の2値化信号の排他的論理和演算を行ない、上流側,下
流側ピックアップ信号の時間差に相当するパルス幅のゲ
ートパルス25を得、これをカウンタ26により基準ク
ロック27を計測するものである。なお、この場合の基
準クロックの周波数は20MHz程度以上が必要であ
る。
【0006】ところで、U字配管を実プラントに用いる
場合、屈曲しているため圧損が大きく、配管の清掃が困
難であるなどの問題がある。このため、直管の配管を用
いる直管式のコリオリ流量計も提案されている。図13
に直管式コリオリ流量計の1例を示す。図13におい
て、15は測定流体が流れる直管で、その中央部には永
久磁石2が固定され、直管15の両端は基台3に固定さ
れている。4は直管15を挟み込むようにして設けられ
た電磁駆動用コイル、5はこの電磁駆動コイル4を保持
する支持枠で、この枠は基台3にがっちりと固定されて
いる。直管方式では流体の通過する配管の剛性が高く、
U字配管よりもたわみ難いため、前記の時間差が微小に
なるという難点がある。
場合、屈曲しているため圧損が大きく、配管の清掃が困
難であるなどの問題がある。このため、直管の配管を用
いる直管式のコリオリ流量計も提案されている。図13
に直管式コリオリ流量計の1例を示す。図13におい
て、15は測定流体が流れる直管で、その中央部には永
久磁石2が固定され、直管15の両端は基台3に固定さ
れている。4は直管15を挟み込むようにして設けられ
た電磁駆動用コイル、5はこの電磁駆動コイル4を保持
する支持枠で、この枠は基台3にがっちりと固定されて
いる。直管方式では流体の通過する配管の剛性が高く、
U字配管よりもたわみ難いため、前記の時間差が微小に
なるという難点がある。
【0007】例えば、直管の共振周波数は1KHz程度
であり、最大流量(18Kg/min)で約2μSの位
相差が生じ、この1/20のレンジにおいて1%の分解
能で測定する必要がある。したがって、1nSの時間計
測分解能が必要となる。また、カウンタによる測定では
1GHzの基準クロックが必要となって実際には製作不
可能であり、また可能としてもピックアップ信号から時
間差信号を得るためにコンパレータを用いると、これに
は入力信号の不感帯の問題によるジッターが発生し(コ
ンパレータの出力が“1”,“0”ではない中途半端な
レベルを不感帯と称し、入力信号がこの不感帯をどれだ
け早くよぎるかが大きく影響する)、1nSの精度が得
られるかは疑問である。
であり、最大流量(18Kg/min)で約2μSの位
相差が生じ、この1/20のレンジにおいて1%の分解
能で測定する必要がある。したがって、1nSの時間計
測分解能が必要となる。また、カウンタによる測定では
1GHzの基準クロックが必要となって実際には製作不
可能であり、また可能としてもピックアップ信号から時
間差信号を得るためにコンパレータを用いると、これに
は入力信号の不感帯の問題によるジッターが発生し(コ
ンパレータの出力が“1”,“0”ではない中途半端な
レベルを不感帯と称し、入力信号がこの不感帯をどれだ
け早くよぎるかが大きく影響する)、1nSの精度が得
られるかは疑問である。
【0008】このため、従来は図14の如く構成して測
定を行ない、上流側ピックアップ信号20と下流側ピッ
クアップ信号21との減算、すなわち、 sin(ωt+α)−sin(ωt−α)=2cosω
t*sinα の計算を差分器(減算器)28により行ない、sinα
を振幅とする微弱(周期が1mSに対して、位相αが
0.1nS)な位相信号を得、これを増幅器29により
高増幅(増幅率:C)し、電磁駆動コイルの励磁電流s
inωtの位相を、周波数逓倍部31で90°進めてc
osωtを得る。そして、このcosωtが正の値のと
きはC*sinα*cosωtとして、また負の値のと
きはC*(−cosωt*sinα)としてそれぞれ出
力するような符号制御器30で符号切り換えを行なう。
このように、符号制御のタイミングを符号制御対象の波
形から得るのではなく、他の信号を用いるのはノイズな
どによる誤動作の影響を軽減するためである。
定を行ない、上流側ピックアップ信号20と下流側ピッ
クアップ信号21との減算、すなわち、 sin(ωt+α)−sin(ωt−α)=2cosω
t*sinα の計算を差分器(減算器)28により行ない、sinα
を振幅とする微弱(周期が1mSに対して、位相αが
0.1nS)な位相信号を得、これを増幅器29により
高増幅(増幅率:C)し、電磁駆動コイルの励磁電流s
inωtの位相を、周波数逓倍部31で90°進めてc
osωtを得る。そして、このcosωtが正の値のと
きはC*sinα*cosωtとして、また負の値のと
きはC*(−cosωt*sinα)としてそれぞれ出
力するような符号制御器30で符号切り換えを行なう。
このように、符号制御のタイミングを符号制御対象の波
形から得るのではなく、他の信号を用いるのはノイズな
どによる誤動作の影響を軽減するためである。
【0009】このようにして得られた、C*sinα*
cosωtを測定する手法は様々であるが、例えばマイ
クロコンピュータ(マイコンともいう)などを使用して
時間量として測定するのであれば、図14に符号44で
示すように、最初はC*sinα*cosωtに相当す
る電流をコンデンサに数周期の間充電しておき、その後
SWを切り換えて定電流回路33から定電流で放電する
ようにし、このSWの切り換え時期から積分回路32の
出力が或るしきい値をよぎるまでの時間を測定するよう
にすることにより、C*sinαなる値がコンパレータ
34でパルス幅に変換され、マイコンによりこのパルス
幅を測定すれば、位相差が求まることになる。なお、s
inαについては、αが非常に小さいので、図14では
これをαで近似している。
cosωtを測定する手法は様々であるが、例えばマイ
クロコンピュータ(マイコンともいう)などを使用して
時間量として測定するのであれば、図14に符号44で
示すように、最初はC*sinα*cosωtに相当す
る電流をコンデンサに数周期の間充電しておき、その後
SWを切り換えて定電流回路33から定電流で放電する
ようにし、このSWの切り換え時期から積分回路32の
出力が或るしきい値をよぎるまでの時間を測定するよう
にすることにより、C*sinαなる値がコンパレータ
34でパルス幅に変換され、マイコンによりこのパルス
幅を測定すれば、位相差が求まることになる。なお、s
inαについては、αが非常に小さいので、図14では
これをαで近似している。
【0010】図15に上流側と下流側の検出信号の振幅
が同一で、符号制御信号がcosωtに同期している場
合の各部の波形を示す。なお、これらの信号をそれぞれ
数式で示すと、以下のようになる。 VU =A*sin(ωt−α) 上流側検出信号20 VD =A*sin(ωt+α) 下流側検出信号21 VV =2A*sinα*cosωt 下流側/上流側差分信号41 Vc=|C*2A*sinα*cosωt| 符号制御処理後下流側/上流側差分信号43 Vi=∫|C*2A*sinα*cosωt|dt 積分信号44
が同一で、符号制御信号がcosωtに同期している場
合の各部の波形を示す。なお、これらの信号をそれぞれ
数式で示すと、以下のようになる。 VU =A*sin(ωt−α) 上流側検出信号20 VD =A*sin(ωt+α) 下流側検出信号21 VV =2A*sinα*cosωt 下流側/上流側差分信号41 Vc=|C*2A*sinα*cosωt| 符号制御処理後下流側/上流側差分信号43 Vi=∫|C*2A*sinα*cosωt|dt 積分信号44
【0011】しかし、上記のような位相差の検出は上流
側と下流側の検出信号の振幅が全く同一の場合にしか適
用できず、振幅に差異があると誤差を生じるという問題
がある。このことを、以下に数式で示す。ここに、各記
号の意味は次の通りである。 ω:振動チューブの共振周波数 α:質量流量による発生位相差 A:下流側検出信号の振幅 B:上流側検出信号の振幅 C: 増幅率
側と下流側の検出信号の振幅が全く同一の場合にしか適
用できず、振幅に差異があると誤差を生じるという問題
がある。このことを、以下に数式で示す。ここに、各記
号の意味は次の通りである。 ω:振動チューブの共振周波数 α:質量流量による発生位相差 A:下流側検出信号の振幅 B:上流側検出信号の振幅 C: 増幅率
【0012】(1)差分器の出力VV VV =A*sin(ωt+α)−B*sin(ωt−α) =2A*sinα*cosωt−(B−A)*sin(ωt−α) (2)符号制御信号VS 駆動コイルの流入電流sinωtを周波数逓倍し、co
sωtなる符号制御信号VS を作成する。 cosωt≧0の場合:VS =+1、cosωt<0の
場合:VS =−1 (3)符号制御器の出力Vc Vc∝VS *C*{2A*sinα*cosωt−(B
−A)*sin(ωt−α)} (4)積分回路の出力Vi 但し、積分範囲はT1:0,T2:4πとする。
sωtなる符号制御信号VS を作成する。 cosωt≧0の場合:VS =+1、cosωt<0の
場合:VS =−1 (3)符号制御器の出力Vc Vc∝VS *C*{2A*sinα*cosωt−(B
−A)*sin(ωt−α)} (4)積分回路の出力Vi 但し、積分範囲はT1:0,T2:4πとする。
【0013】以上のように、積分器の出力Viには上式
第2項にも示すように、振幅が異なる(B≠A)ことに
よる相違が生じ、これが積分値の誤差となって現れるこ
とになる。図16に振動チューブの振動周波数を1KH
zとし、発生時間差を2μSとしたときの、下記式で示
される誤差を示す。 ここに、∫(B=A)は振幅が等しい場合の積分値、∫
(B≠A)は振幅が異なる場合の積分値をそれぞれ示
す。
第2項にも示すように、振幅が異なる(B≠A)ことに
よる相違が生じ、これが積分値の誤差となって現れるこ
とになる。図16に振動チューブの振動周波数を1KH
zとし、発生時間差を2μSとしたときの、下記式で示
される誤差を示す。 ここに、∫(B=A)は振幅が等しい場合の積分値、∫
(B≠A)は振幅が異なる場合の積分値をそれぞれ示
す。
【0014】図16によれば、振幅の差異が1%(上流
/下流振幅比101%)のときの誤差は、指示値の0.
5%となることが分かる。この振幅の差異は例えば図1
7のように、増幅率可変のAGC(Automatic
Gain Control)増幅器35を設けること
により或る程度は低減できる。しかし、このAGC増幅
器には位相遅れが発生し、この位相遅れは例えば図18
の如くその増幅率の変化に応じて変化するので、目標性
能の0.01%を得るのは難しい。
/下流振幅比101%)のときの誤差は、指示値の0.
5%となることが分かる。この振幅の差異は例えば図1
7のように、増幅率可変のAGC(Automatic
Gain Control)増幅器35を設けること
により或る程度は低減できる。しかし、このAGC増幅
器には位相遅れが発生し、この位相遅れは例えば図18
の如くその増幅率の変化に応じて変化するので、目標性
能の0.01%を得るのは難しい。
【0015】そこで、上流,下流側の検出コイルのう
ち、一方のピックアップを永久磁石と検出コイルから構
成してその検出コイルの出力振幅を一定とし、他方を電
磁石と検出コイルから構成し、電磁石のコイルに流入す
る直流電流を制御して、この電磁石に対向する検出コイ
ルの出力振幅を、一方の検出コイルのそれに合致させる
ようにした流量計(既提案の流量計ともいう)を提案し
ている。
ち、一方のピックアップを永久磁石と検出コイルから構
成してその検出コイルの出力振幅を一定とし、他方を電
磁石と検出コイルから構成し、電磁石のコイルに流入す
る直流電流を制御して、この電磁石に対向する検出コイ
ルの出力振幅を、一方の検出コイルのそれに合致させる
ようにした流量計(既提案の流量計ともいう)を提案し
ている。
【0016】図19に既提案の流量計の構成を示す(特
願平5−110802号参照)。ここでは、速度を検出
する一方のピックアップ(固定出力型ピックアップ)3
9を永久磁石36と検出コイル37より構成し、このピ
ックアップ39の出力と同一振幅となるようにその振幅
が制御される他方のピックアップ(可変出力型ピックア
ップ)40を電磁石38と検出コイル37より構成して
いる。この電磁石38に流入する直流電流を調整して発
生する磁力線の強度を変化させ、検出コイル37に鎖交
する磁力線の強度を制御することにより、1対の検出器
の出力を同一振幅とするのである。
願平5−110802号参照)。ここでは、速度を検出
する一方のピックアップ(固定出力型ピックアップ)3
9を永久磁石36と検出コイル37より構成し、このピ
ックアップ39の出力と同一振幅となるようにその振幅
が制御される他方のピックアップ(可変出力型ピックア
ップ)40を電磁石38と検出コイル37より構成して
いる。この電磁石38に流入する直流電流を調整して発
生する磁力線の強度を変化させ、検出コイル37に鎖交
する磁力線の強度を制御することにより、1対の検出器
の出力を同一振幅とするのである。
【0017】図19の例では永久磁石36,電磁石38
を直管15に取付けて各々の磁石に直管と同じ振動をさ
せ、検出コイル37に鎖交する磁力線の変化を捉えるよ
うにしているが、永久磁石36,電磁石38の取付け位
置は直管だけでなく、検出コイル37の配置されている
基台3でも良く、永久磁石36,電磁石38によって発
生する磁路を直管15により遮断するようにしても良
い。
を直管15に取付けて各々の磁石に直管と同じ振動をさ
せ、検出コイル37に鎖交する磁力線の変化を捉えるよ
うにしているが、永久磁石36,電磁石38の取付け位
置は直管だけでなく、検出コイル37の配置されている
基台3でも良く、永久磁石36,電磁石38によって発
生する磁路を直管15により遮断するようにしても良
い。
【0018】この固定出力型検出器と可変出力型検出器
との出力を一致させるように制御する制御回路の例を、
図20に示す。すなわち、上流側ピックアップ信号2
0,下流側ピックアップ信号21との差を差分器(減算
器)28により求め、sinαを振幅とする微弱(周期
が1mSに対して、位相αが0.1nS)な位相信号2
A*sinα*cosωtと、上流/下流の出力振幅の
差の信号(B−A)*cos(ωt−α)とを得、これ
を増幅部29により高増幅(増幅率:C)し、上流側ピ
ックアップ信号であるsin(ωt−α)が正のときは
入力信号と同相の信号が、負のときは入力信号と逆相の
信号が得られるような符号制御器50により、符号切り
換えを行なうものである。
との出力を一致させるように制御する制御回路の例を、
図20に示す。すなわち、上流側ピックアップ信号2
0,下流側ピックアップ信号21との差を差分器(減算
器)28により求め、sinαを振幅とする微弱(周期
が1mSに対して、位相αが0.1nS)な位相信号2
A*sinα*cosωtと、上流/下流の出力振幅の
差の信号(B−A)*cos(ωt−α)とを得、これ
を増幅部29により高増幅(増幅率:C)し、上流側ピ
ックアップ信号であるsin(ωt−α)が正のときは
入力信号と同相の信号が、負のときは入力信号と逆相の
信号が得られるような符号制御器50により、符号切り
換えを行なうものである。
【0019】このような符号制御を行なうと、その出力
はsin(ωt−α)と同位相の信号のみが得られる、
つまり上下流ピックアップの出力振幅の差の項だけが得
られ、これをn周期(この実施例では4周期)の間積分
回路51で積分するものである。以上の処理を数式にて
示すと以下のようになる。 (イ)差分器の出力VV VV =A*sin(ωt+α)−B*sin(ωt−α) =2A*sinα*cosωt+(B−A)*sin(ωt−α) (ロ)符号制御信号VS 1 上流側の検出器の出力波形sin(ωt−α)から符号
制御信号VS 1を作成する。 sin(ωt−α)≧0の場合:VS 1=+1 sin(ωt−α)<0の場合:VS 1=−1 (ハ)符号制御器の出力Vc1 Vc1∝VS 1*C*{2A*sinα*cosωt+
(B−A)*sin(ωt−α)}
はsin(ωt−α)と同位相の信号のみが得られる、
つまり上下流ピックアップの出力振幅の差の項だけが得
られ、これをn周期(この実施例では4周期)の間積分
回路51で積分するものである。以上の処理を数式にて
示すと以下のようになる。 (イ)差分器の出力VV VV =A*sin(ωt+α)−B*sin(ωt−α) =2A*sinα*cosωt+(B−A)*sin(ωt−α) (ロ)符号制御信号VS 1 上流側の検出器の出力波形sin(ωt−α)から符号
制御信号VS 1を作成する。 sin(ωt−α)≧0の場合:VS 1=+1 sin(ωt−α)<0の場合:VS 1=−1 (ハ)符号制御器の出力Vc1 Vc1∝VS 1*C*{2A*sinα*cosωt+
(B−A)*sin(ωt−α)}
【0020】(ニ)積分回路の出力Vi1
【0021】ここで、積分範囲をT1:α/ω,T2:
α/ω+4π,T3:α/ω+2πとすると、上記Vi
1(61)は次式のようになる。 上式の第1項は振幅差異がない場合の積分値を示し、第
2項は振幅差異がある場合の積分値を示す。また、第1
項のsin2 αは1よりも充分に小さいことから、この
項は無視することができる。
α/ω+4π,T3:α/ω+2πとすると、上記Vi
1(61)は次式のようになる。 上式の第1項は振幅差異がない場合の積分値を示し、第
2項は振幅差異がある場合の積分値を示す。また、第1
項のsin2 αは1よりも充分に小さいことから、この
項は無視することができる。
【0022】積分回路51の出力は励磁電流設定回路5
2に与えられ、その出力により可変出力型ピックアップ
の電磁石38を制御することにより、両検出器の出力振
幅値を同じにすることができる。このように、磁力線の
発生の強度を制御するようにしたAGC手法を用いるこ
とにより、何ら位相遅れを発生させることなく上流側と
下流側のピックアップ信号の出力振幅を一致させること
が可能となるわけである。以上では、速度を検出する一
方のピックアップ(固定出力型ピックアップ)を永久磁
石36と検出コイル37とから構成し、制御を受ける他
方のピックアップ(可変出力型ピックアップ)を直流電
磁石38と検出コイル37とから構成するようにした
が、両方の磁石を電磁石として一方の直流励磁電流を一
定とし、他方の直流励磁電流を制御する方式としても良
いものである。
2に与えられ、その出力により可変出力型ピックアップ
の電磁石38を制御することにより、両検出器の出力振
幅値を同じにすることができる。このように、磁力線の
発生の強度を制御するようにしたAGC手法を用いるこ
とにより、何ら位相遅れを発生させることなく上流側と
下流側のピックアップ信号の出力振幅を一致させること
が可能となるわけである。以上では、速度を検出する一
方のピックアップ(固定出力型ピックアップ)を永久磁
石36と検出コイル37とから構成し、制御を受ける他
方のピックアップ(可変出力型ピックアップ)を直流電
磁石38と検出コイル37とから構成するようにした
が、両方の磁石を電磁石として一方の直流励磁電流を一
定とし、他方の直流励磁電流を制御する方式としても良
いものである。
【0023】また、図19では永久磁石36,電磁石3
8を直管15に取付け、各々の磁石に直管と同一の振動
を行なわせ、検出コイル37に鎖交する磁力線の変化を
捉えるようにしているが、永久磁石36,電磁石38の
取付け位置は直管でなく、検出コイル37の配置されて
いる基台3でも良く、永久磁石36,電磁石38によっ
て発生する磁路を直管15により遮断するようにしても
良い。図21は図19の変形例を示す構造図である。こ
れは、図20に示すものに対し、可変出力型ピックアッ
プの磁界発生部を永久磁石36と直流電磁石38とで構
成した点が特徴である。つまり、永久磁石36をバイア
ス磁界として、また直流電磁石38を検出コイル37の
出力調整用として作用させるようにしたものである。そ
の他は図20の場合と同様なので、詳細は省略する。
8を直管15に取付け、各々の磁石に直管と同一の振動
を行なわせ、検出コイル37に鎖交する磁力線の変化を
捉えるようにしているが、永久磁石36,電磁石38の
取付け位置は直管でなく、検出コイル37の配置されて
いる基台3でも良く、永久磁石36,電磁石38によっ
て発生する磁路を直管15により遮断するようにしても
良い。図21は図19の変形例を示す構造図である。こ
れは、図20に示すものに対し、可変出力型ピックアッ
プの磁界発生部を永久磁石36と直流電磁石38とで構
成した点が特徴である。つまり、永久磁石36をバイア
ス磁界として、また直流電磁石38を検出コイル37の
出力調整用として作用させるようにしたものである。そ
の他は図20の場合と同様なので、詳細は省略する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
如き既提案の流量計においては、配管側に設置された直
流電磁石を励磁するためのリード線を基台から配管側へ
引き回しており、このリード線は配管の励振に対応して
振らされることになるため、 (1)リード線が切断する可能性が高くなる。 (2)リード線が配管を含む振動系の負荷となり、振動
系のQが低下する。 などの問題がある。したがって、この発明の課題は振動
系のQを低下させることなく、上流,下流のピックアッ
プの出力振幅を一定に制御し得るようにし、測定精度を
向上させることにある。
如き既提案の流量計においては、配管側に設置された直
流電磁石を励磁するためのリード線を基台から配管側へ
引き回しており、このリード線は配管の励振に対応して
振らされることになるため、 (1)リード線が切断する可能性が高くなる。 (2)リード線が配管を含む振動系の負荷となり、振動
系のQが低下する。 などの問題がある。したがって、この発明の課題は振動
系のQを低下させることなく、上流,下流のピックアッ
プの出力振幅を一定に制御し得るようにし、測定精度を
向上させることにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第1〜第4の発明では、振動する配管内に流体
を流し、その流れと配管の角振動によって発生するコリ
オリ力により配管を捩じれ振動させ、そのとき発生する
質量流量による配管の非対称たわみ振動を検出する1対
の電磁式速度検出器と、一方の検出器の出力の振幅に合
致させるよう他方の検出器の振幅を自動的に制御する制
御装置と、前記1対の検出器の出力波形の位相差を求
め、そのレベルを判定することにより質量流量を求める
コリオリ式質量流量計において、それぞれ下記(1)〜
(4)のようにすることを特徴としている。
るため、第1〜第4の発明では、振動する配管内に流体
を流し、その流れと配管の角振動によって発生するコリ
オリ力により配管を捩じれ振動させ、そのとき発生する
質量流量による配管の非対称たわみ振動を検出する1対
の電磁式速度検出器と、一方の検出器の出力の振幅に合
致させるよう他方の検出器の振幅を自動的に制御する制
御装置と、前記1対の検出器の出力波形の位相差を求
め、そのレベルを判定することにより質量流量を求める
コリオリ式質量流量計において、それぞれ下記(1)〜
(4)のようにすることを特徴としている。
【0026】(1)前記検出器の一方は配管側に設置さ
れた永久磁石と基台に設置された誘導コイルとからな
り、この誘導コイルの電圧出力振幅を一定とし、他方の
検出器は配管側に設置された強磁性体と基台に設置され
た励磁コイルおよび誘導コイルとからなり、この励磁コ
イルに流入する直流電流を制御して、励磁コイルから発
生する磁場の強度を変更して誘導コイルの電圧出力振幅
を、前記一方の誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
れた永久磁石と基台に設置された誘導コイルとからな
り、この誘導コイルの電圧出力振幅を一定とし、他方の
検出器は配管側に設置された強磁性体と基台に設置され
た励磁コイルおよび誘導コイルとからなり、この励磁コ
イルに流入する直流電流を制御して、励磁コイルから発
生する磁場の強度を変更して誘導コイルの電圧出力振幅
を、前記一方の誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
【0027】(2)前記検出器の一方は配管側に設置さ
れた永久磁石と基台に設置された誘導コイルとからな
り、この誘導コイルの電圧出力振幅を一定とし、他方の
検出器は配管側に設置された強磁性体と基台に設置され
た自己誘導コイルとからなり、この自己誘導コイルに流
入する直流電流を制御して、自己励磁コイルから発生す
る磁場の強度を変更して自己誘導コイルの電圧出力振幅
を、前記誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
れた永久磁石と基台に設置された誘導コイルとからな
り、この誘導コイルの電圧出力振幅を一定とし、他方の
検出器は配管側に設置された強磁性体と基台に設置され
た自己誘導コイルとからなり、この自己誘導コイルに流
入する直流電流を制御して、自己励磁コイルから発生す
る磁場の強度を変更して自己誘導コイルの電圧出力振幅
を、前記誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
【0028】(3)前記検出器はいずれも配管側に設置
された強磁性体と基台に設置された励磁コイルおよび誘
導コイルとからなり、一方の励磁コイルに流入する直流
電流を一定として、その誘導コイルに発生する電圧出力
振幅を一定とし、他方の励磁コイルに流入する直流電流
を制御して、励磁コイルから発生する磁場の強度を変更
して誘導コイルの電圧出力振幅を、前記一方の誘導コイ
ルの定電圧振幅に合致させる。
された強磁性体と基台に設置された励磁コイルおよび誘
導コイルとからなり、一方の励磁コイルに流入する直流
電流を一定として、その誘導コイルに発生する電圧出力
振幅を一定とし、他方の励磁コイルに流入する直流電流
を制御して、励磁コイルから発生する磁場の強度を変更
して誘導コイルの電圧出力振幅を、前記一方の誘導コイ
ルの定電圧振幅に合致させる。
【0029】(4)前記検出器はいずれも配管側に設置
された強磁性体と基台に設置された自己誘導コイルとか
らなり、一方の自己誘導コイルに流入する直流電流を一
定として、その自己誘導コイルに発生する電圧出力振幅
を一定とし、他方の自己励磁コイルに流入する直流電流
を制御して、自己励磁コイルから発生する磁場の強度を
変更して他方の自己誘導コイルの電圧出力振幅を、前記
一方の自己誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
された強磁性体と基台に設置された自己誘導コイルとか
らなり、一方の自己誘導コイルに流入する直流電流を一
定として、その自己誘導コイルに発生する電圧出力振幅
を一定とし、他方の自己励磁コイルに流入する直流電流
を制御して、自己励磁コイルから発生する磁場の強度を
変更して他方の自己誘導コイルの電圧出力振幅を、前記
一方の自己誘導コイルの定電圧振幅に合致させる。
【0030】
【作用】上流,下流側の配管振動速度検出センサのうち
一方について、配管側には強磁性体を設置し、基台側に
は励磁コイルと誘導コイルまたは自己誘導コイルを設置
する構造とすることにより、振動系のQを低下させるこ
となく、かつ高信頼性を保ちながら時間的な遅延を生じ
させずにAGC化し得るようにし、検出コイルの位相差
を0.1nSの分解能で測定できるようにする。
一方について、配管側には強磁性体を設置し、基台側に
は励磁コイルと誘導コイルまたは自己誘導コイルを設置
する構造とすることにより、振動系のQを低下させるこ
となく、かつ高信頼性を保ちながら時間的な遅延を生じ
させずにAGC化し得るようにし、検出コイルの位相差
を0.1nSの分解能で測定できるようにする。
【0031】
【実施例】図1はこの発明の原理構成図で、70は励磁
コイル、71は誘導コイル、72は強磁性体である。励
磁コイル70および誘導コイル71は円筒状ボビンなど
に巻線を施して形成され、お互いのコイルの上/下面を
密着させ図示されない支持機構により基台3に取り付け
られている。一方、強磁性体72は円柱形状をなしてお
り、その軸は励磁コイル70と誘導コイル71の円筒状
ボビンの中心軸と合致するように、図示されない支持機
構により配管15に取り付けられている。
コイル、71は誘導コイル、72は強磁性体である。励
磁コイル70および誘導コイル71は円筒状ボビンなど
に巻線を施して形成され、お互いのコイルの上/下面を
密着させ図示されない支持機構により基台3に取り付け
られている。一方、強磁性体72は円柱形状をなしてお
り、その軸は励磁コイル70と誘導コイル71の円筒状
ボビンの中心軸と合致するように、図示されない支持機
構により配管15に取り付けられている。
【0032】これにより、配管15が振動すると、強磁
性体72は励磁コイル70と誘導コイル71の円筒状ボ
ビンの中心軸上を上下に移動する。励磁コイル70には
可変直流電流源74より設定された定電流が流入されて
磁束が発生し、その大部分が上下移動する強磁性体72
を通過することになる。そして、強磁性体72の上下移
動により誘導コイル71に鎖交する磁束が変化し、この
時間変化率が誘導電圧Vとして誘導コイル71より出力
されるのである。
性体72は励磁コイル70と誘導コイル71の円筒状ボ
ビンの中心軸上を上下に移動する。励磁コイル70には
可変直流電流源74より設定された定電流が流入されて
磁束が発生し、その大部分が上下移動する強磁性体72
を通過することになる。そして、強磁性体72の上下移
動により誘導コイル71に鎖交する磁束が変化し、この
時間変化率が誘導電圧Vとして誘導コイル71より出力
されるのである。
【0033】数式で表現すると、次式のようになる。 誘導電圧V=dΦ/dt=dM/dt・I∝I*ω*c
os(ωt−α) (ここに、Φは誘導コイルに鎖交する磁束、Iは励磁コ
イルに流入する励磁電流、Mは励磁コイルと誘導コイル
の相互インダクタンス(強磁性体の位置sin(ωt−
α)により変化する)をそれぞれ示す)。つまり、上式
は励磁コイルに流入する励磁電流Iを可変直流電流源7
4を介して制御することにより、誘導コイルに発生する
誘導電圧Vの振幅を変えられることを示している。配管
の振動をsin(ωt−α)とすると、誘導電圧として
は90度進相した波形となる。
os(ωt−α) (ここに、Φは誘導コイルに鎖交する磁束、Iは励磁コ
イルに流入する励磁電流、Mは励磁コイルと誘導コイル
の相互インダクタンス(強磁性体の位置sin(ωt−
α)により変化する)をそれぞれ示す)。つまり、上式
は励磁コイルに流入する励磁電流Iを可変直流電流源7
4を介して制御することにより、誘導コイルに発生する
誘導電圧Vの振幅を変えられることを示している。配管
の振動をsin(ωt−α)とすると、誘導電圧として
は90度進相した波形となる。
【0034】図2は図1の原理によるこの発明の実施例
を示す構成図である。すなわち、上流,下流側の配管振
動速度検出センサのうち、その一方(右側)を配管15
側に設置された永久磁石2と基台3に設置された誘導コ
イル75から構成し、その誘導コイル75の電圧出力振
幅を一定とし、他方のセンサ(左側)を配管15側に設
置された強磁性体72と、基台3に設置された励磁コイ
ル70と誘導コイル71から構成し、励磁コイル70に
流入する直流電流を制御して誘導コイル71の電圧出力
振幅を、一方のセンサの誘導コイル75のそれ合致させ
るようにする。なお、図3にこの場合の回路構成を示す
が、検出センサの構成が異なるだけで基本的には図20
と同じなので、詳細は省略する。
を示す構成図である。すなわち、上流,下流側の配管振
動速度検出センサのうち、その一方(右側)を配管15
側に設置された永久磁石2と基台3に設置された誘導コ
イル75から構成し、その誘導コイル75の電圧出力振
幅を一定とし、他方のセンサ(左側)を配管15側に設
置された強磁性体72と、基台3に設置された励磁コイ
ル70と誘導コイル71から構成し、励磁コイル70に
流入する直流電流を制御して誘導コイル71の電圧出力
振幅を、一方のセンサの誘導コイル75のそれ合致させ
るようにする。なお、図3にこの場合の回路構成を示す
が、検出センサの構成が異なるだけで基本的には図20
と同じなので、詳細は省略する。
【0035】図4は別の原理構成図である。図1では強
磁性体の全長が、少なくとも誘導コイル71と励磁コイ
ルの厚みの和以上の長さでなければならないのに対し、
ここでは自己誘導コイル76を用いることにより、その
長さをこの自己誘導コイル76の厚み相当で済むように
したもので、自己誘導コイル76は円筒状ボビンなどに
コイルを巻回して形成され、お互いのコイルの上/下面
を密着させ、図示されない支持機構によって基台3に取
り付けられている。
磁性体の全長が、少なくとも誘導コイル71と励磁コイ
ルの厚みの和以上の長さでなければならないのに対し、
ここでは自己誘導コイル76を用いることにより、その
長さをこの自己誘導コイル76の厚み相当で済むように
したもので、自己誘導コイル76は円筒状ボビンなどに
コイルを巻回して形成され、お互いのコイルの上/下面
を密着させ、図示されない支持機構によって基台3に取
り付けられている。
【0036】一方、強磁性体72は円柱形状とされてお
り、その軸が自己誘導コイル76の円筒状ボビンの中心
軸と一致するよう、図示されない支持機構によって配管
15に取り付けられており、配管の振動に対応して強磁
性体72は自己誘導コイル76の円筒状ボビンの中心軸
上を上下に移動する。自己誘導コイル76には可変の直
流電流源74より設定された電流が流入されて磁束が発
生し、その大部分は上下移動する強磁性体72を通過す
ることになる。そして、この強磁性体72の上下移動に
より、自己誘導コイル76に関する磁気抵抗が変わり、
自己インダクタンスが変化する。
り、その軸が自己誘導コイル76の円筒状ボビンの中心
軸と一致するよう、図示されない支持機構によって配管
15に取り付けられており、配管の振動に対応して強磁
性体72は自己誘導コイル76の円筒状ボビンの中心軸
上を上下に移動する。自己誘導コイル76には可変の直
流電流源74より設定された電流が流入されて磁束が発
生し、その大部分は上下移動する強磁性体72を通過す
ることになる。そして、この強磁性体72の上下移動に
より、自己誘導コイル76に関する磁気抵抗が変わり、
自己インダクタンスが変化する。
【0037】自己誘導コイル76の両端に発生する電圧
は例えば下式に示すように、自己インダクタンスに対応
したものとなる。 誘導電圧V=dL/dt・I∝I*ω*cos(ωt−
α) (ここに、Iは自己誘導コイルに流入する励磁電流、L
は自己誘導コイルの自己インダクタンス(強磁性体の位
置sin(ωt−α)により変化する)をそれぞれ示
す)。
は例えば下式に示すように、自己インダクタンスに対応
したものとなる。 誘導電圧V=dL/dt・I∝I*ω*cos(ωt−
α) (ここに、Iは自己誘導コイルに流入する励磁電流、L
は自己誘導コイルの自己インダクタンス(強磁性体の位
置sin(ωt−α)により変化する)をそれぞれ示
す)。
【0038】図5は図4の原理を用いたこの発明の実施
例を示す構成図である。同図からも明らかなように、上
流,下流側の配管振動速度検出センサのうち、その一方
を配管15側に設置された永久磁石2と基台3に設置さ
れた誘導コイル75から構成し、その誘導コイル75の
電圧出力振幅を一定とし、他方のセンサを配管15側に
設置された強磁性体72と、基台3に設置された自己誘
導コイル76とから構成し、自己誘導コイル76に流入
する直流電流を制御して自己誘導コイル76の電圧出力
振幅を、一方のセンサの誘導コイル75のそれと合致さ
せるようにしたものである。
例を示す構成図である。同図からも明らかなように、上
流,下流側の配管振動速度検出センサのうち、その一方
を配管15側に設置された永久磁石2と基台3に設置さ
れた誘導コイル75から構成し、その誘導コイル75の
電圧出力振幅を一定とし、他方のセンサを配管15側に
設置された強磁性体72と、基台3に設置された自己誘
導コイル76とから構成し、自己誘導コイル76に流入
する直流電流を制御して自己誘導コイル76の電圧出力
振幅を、一方のセンサの誘導コイル75のそれと合致さ
せるようにしたものである。
【0039】図1では、上流,下流側の配管振動速度検
出センサのうち、その一方を配管15側に設置された永
久磁石2と基台3に設置された誘導コイル75から構成
し、他方のセンサを配管15側に設置された強磁性体7
2と、基台3に設置された励磁コイル70と誘導コイル
71から構成しており、配管の安定的な振動(左右のバ
ランスの良い)を得るには、永久磁石,強磁性体の重
心,重量を全く同じにする必要があって製作が非常に困
難となる。そこで、図6のようにする。
出センサのうち、その一方を配管15側に設置された永
久磁石2と基台3に設置された誘導コイル75から構成
し、他方のセンサを配管15側に設置された強磁性体7
2と、基台3に設置された励磁コイル70と誘導コイル
71から構成しており、配管の安定的な振動(左右のバ
ランスの良い)を得るには、永久磁石,強磁性体の重
心,重量を全く同じにする必要があって製作が非常に困
難となる。そこで、図6のようにする。
【0040】図6では上流,下流側の配管振動速度検出
センサは双方とも配管15側に設置された強磁性体7
2,基台3に設置された励磁コイル70と誘導コイル7
1から構成し、一方の励磁コイル70に流入する直流電
流を一定として、それと対応する誘導コイル71の電圧
出力振幅を一定とし、他方の励磁コイル70に流入する
直流電流を制御して、それと対応する誘導コイル71の
電圧出力振幅を、上記一方の誘導コイル71の一定電圧
振幅に合致させるようにしている。つまり上流,下流側
の配管振動速度検出センサを同一構成として、配管の安
定的な振動を比較的容易に実現したものである。
センサは双方とも配管15側に設置された強磁性体7
2,基台3に設置された励磁コイル70と誘導コイル7
1から構成し、一方の励磁コイル70に流入する直流電
流を一定として、それと対応する誘導コイル71の電圧
出力振幅を一定とし、他方の励磁コイル70に流入する
直流電流を制御して、それと対応する誘導コイル71の
電圧出力振幅を、上記一方の誘導コイル71の一定電圧
振幅に合致させるようにしている。つまり上流,下流側
の配管振動速度検出センサを同一構成として、配管の安
定的な振動を比較的容易に実現したものである。
【0041】図7に図5に対応する変形例を示す。これ
も、図6と同じく上流,下流側の配管振動速度検出セン
サを同一構成とするもので、配管15側に設置された強
磁性体72,基台3に設置された自己誘導コイル76か
ら構成し、一方の自己誘導コイル76に流入する直流電
流を一定としてその電圧出力振幅を一定とし、他方の自
己誘導コイル76に流入する直流電流を制御して、その
電圧出力振幅を、上記一方の自己誘導コイル76の一定
電圧振幅に合致させるようにしたものである。なお、図
5〜7のいずれも、その制御回路は図3と同様のものを
用いることができるのは言う迄もない。
も、図6と同じく上流,下流側の配管振動速度検出セン
サを同一構成とするもので、配管15側に設置された強
磁性体72,基台3に設置された自己誘導コイル76か
ら構成し、一方の自己誘導コイル76に流入する直流電
流を一定としてその電圧出力振幅を一定とし、他方の自
己誘導コイル76に流入する直流電流を制御して、その
電圧出力振幅を、上記一方の自己誘導コイル76の一定
電圧振幅に合致させるようにしたものである。なお、図
5〜7のいずれも、その制御回路は図3と同様のものを
用いることができるのは言う迄もない。
【0042】
【発明の効果】この発明によれば、上流,下流側の配管
振動速度検出センサのうちの一方を、配管側には強磁性
体、基台側に励磁コイルと誘導コイルまたは自己誘導コ
イルをそれぞれ取り付けるようにしたので、振動系のQ
を低下させず、しかも信頼性を保ち、しかも時間的な遅
延を生じさせることなくAGC化することが可能とな
り、検出コイル信号の位相差を0.1nSの分解能で測
定することができるという利点が得られる。
振動速度検出センサのうちの一方を、配管側には強磁性
体、基台側に励磁コイルと誘導コイルまたは自己誘導コ
イルをそれぞれ取り付けるようにしたので、振動系のQ
を低下させず、しかも信頼性を保ち、しかも時間的な遅
延を生じさせることなくAGC化することが可能とな
り、検出コイル信号の位相差を0.1nSの分解能で測
定することができるという利点が得られる。
【図1】この発明の原理構成図である。
【図2】図1を用いたこの発明の実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図3】図2に対応する制御回路を示すブロック図であ
る。
る。
【図4】この発明の他の原理構成図である。
【図5】図4を用いたこの発明の実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図6】図2の変形例を示す構成図である。
【図7】図5の変形例を示す構成図である。
【図8】コリオリ質量流量計の動作原理図である。
【図9】U字配管の振動の様子を説明するための説明図
である。
である。
【図10】U字配管のコリオリ力の捩じりトルクにより
発生する振動モードの説明図である。
発生する振動モードの説明図である。
【図11】U字配管にコリオリ力が発生した場合のピッ
クアップ信号例を示す波形図である。
クアップ信号例を示す波形図である。
【図12】カウンタ方式による位相差検出回路を示す構
成図である。
成図である。
【図13】直管式コリオリ質量流量計の1例を示す構造
図である。
図である。
【図14】差動式位相差検出回路の従来例を示す回路構
成図である。
成図である。
【図15】図14の各部動作波形を説明するための波形
図である。
図である。
【図16】図14の場合の測定誤差を説明するための説
明図である。
明図である。
【図17】図14の変形例を示す回路構成図である。
【図18】図17に示すAGC増幅器の遅れを示すグラ
フである。
フである。
【図19】既提案の流量計を示す構成図である。
【図20】図19に用いられる制御回路例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図21】図19の変形例を示す構成図である。
1…U字配管、2…磁石、3…基台、4…電磁駆動用コ
イル、5…支持枠、11,12,39,40…電磁ピッ
クアップ、15…直管、22,29…増幅器、23,3
4…コンパレータ、24…排他論理和回路、26…カウ
ンタ、27…基準クロック、28…差分器、30,50
…符号制御器、31…周波数逓倍器、32,51…積分
回路、33…定電流回路、35…AGC増幅器、36…
永久磁石、37…検出コイル、38…電磁石、70…励
磁コイル、71,75…誘導コイル、72…強磁性体、
74…可変直流電流源、76…自己誘導コイル。
イル、5…支持枠、11,12,39,40…電磁ピッ
クアップ、15…直管、22,29…増幅器、23,3
4…コンパレータ、24…排他論理和回路、26…カウ
ンタ、27…基準クロック、28…差分器、30,50
…符号制御器、31…周波数逓倍器、32,51…積分
回路、33…定電流回路、35…AGC増幅器、36…
永久磁石、37…検出コイル、38…電磁石、70…励
磁コイル、71,75…誘導コイル、72…強磁性体、
74…可変直流電流源、76…自己誘導コイル。
Claims (4)
- 【請求項1】 振動する配管内に流体を流し、その流れ
と配管の角振動によって発生するコリオリ力により配管
を捩じれ振動させ、そのとき発生する質量流量による配
管の非対称たわみ振動を検出する1対の電磁式速度検出
器と、一方の検出器の出力の振幅に合致させるよう他方
の検出器の振幅を自動的に制御する制御装置と、前記1
対の検出器の出力波形の位相差を求め、そのレベルを判
定することにより質量流量を求めるコリオリ式質量流量
計において、 前記検出器の一方は配管側に設置された永久磁石と基台
に設置された誘導コイルとからなり、この誘導コイルの
電圧出力振幅を一定とし、他方の検出器は配管側に設置
された強磁性体と基台に設置された励磁コイルおよび誘
導コイルとからなり、この励磁コイルに流入する直流電
流を制御して、励磁コイルから発生する磁場の強度を変
更して誘導コイルの電圧出力振幅を、前記一方の誘導コ
イルの定電圧振幅に合致させることを特徴とするコリオ
リ式質量流量計。 - 【請求項2】 振動する配管内に流体を流し、その流れ
と配管の角振動によって発生するコリオリ力により配管
を捩じれ振動させ、そのとき発生する質量流量による配
管の非対称たわみ振動を検出する1対の電磁式速度検出
器と、一方の検出器の出力の振幅に合致させるよう他方
の検出器の振幅を自動的に制御する制御装置と、前記1
対の検出器の出力波形の位相差を求め、そのレベルを判
定することにより質量流量を求めるコリオリ式質量流量
計において、 前記検出器の一方は配管側に設置された永久磁石と基台
に設置された誘導コイルとからなり、この誘導コイルの
電圧出力振幅を一定とし、他方の検出器は配管側に設置
された強磁性体と基台に設置された自己誘導コイルとか
らなり、この自己誘導コイルに流入する直流電流を制御
して、自己励磁コイルから発生する磁場の強度を変更し
て自己誘導コイルの電圧出力振幅を、前記誘導コイルの
定電圧振幅に合致させることを特徴とするコリオリ式質
量流量計。 - 【請求項3】 振動する配管内に流体を流し、その流れ
と配管の角振動によって発生するコリオリ力により配管
を捩じれ振動させ、そのとき発生する質量流量による配
管の非対称たわみ振動を検出する1対の電磁式速度検出
器と、一方の検出器の出力の振幅に合致させるよう他方
の検出器の振幅を自動的に制御する制御装置と、前記1
対の検出器の出力波形の位相差を求め、そのレベルを判
定することにより質量流量を求めるコリオリ式質量流量
計において、 前記検出器はいずれも配管側に設置された強磁性体と基
台に設置された励磁コイルおよび誘導コイルとからな
り、一方の励磁コイルに流入する直流電流を一定とし
て、その誘導コイルに発生する電圧出力振幅を一定と
し、他方の励磁コイルに流入する直流電流を制御して、
励磁コイルから発生する磁場の強度を変更して誘導コイ
ルの電圧出力振幅を、前記一方の誘導コイルの定電圧振
幅に合致させることを特徴とするコリオリ式質量流量
計。 - 【請求項4】 振動する配管内に流体を流し、その流れ
と配管の角振動によって発生するコリオリ力により配管
を捩じれ振動させ、そのとき発生する質量流量による配
管の非対称たわみ振動を検出する1対の電磁式速度検出
器と、一方の検出器の出力の振幅に合致させるよう他方
の検出器の振幅を自動的に制御する制御装置と、前記1
対の検出器の出力波形の位相差を求め、そのレベルを判
定することにより質量流量を求めるコリオリ式質量流量
計において、 前記検出器はいずれも配管側に設置された強磁性体と基
台に設置された自己誘導コイルとからなり、一方の自己
誘導コイルに流入する直流電流を一定として、その自己
誘導コイルに発生する電圧出力振幅を一定とし、他方の
自己励磁コイルに流入する直流電流を制御して、自己励
磁コイルから発生する磁場の強度を変更して他方の自己
誘導コイルの電圧出力振幅を、前記一方の自己誘導コイ
ルの定電圧振幅に合致させることを特徴とするコリオリ
式質量流量計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235156A JPH0791999A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | コリオリ式質量流量計 |
| EP94306789A EP0644403A1 (en) | 1993-09-21 | 1994-09-16 | Coriolis type mass flow meter |
| US08/307,260 US5488870A (en) | 1993-09-21 | 1994-09-16 | Coriolis type mass flow meter |
| CA002132554A CA2132554A1 (en) | 1993-09-21 | 1994-09-21 | Coriolis type mass flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235156A JPH0791999A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | コリオリ式質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791999A true JPH0791999A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16981883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5235156A Pending JPH0791999A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | コリオリ式質量流量計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5488870A (ja) |
| EP (1) | EP0644403A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0791999A (ja) |
| CA (1) | CA2132554A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5854430A (en) * | 1996-05-07 | 1998-12-29 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Coriolis mass flow sensor |
| US6164140A (en) * | 1998-10-09 | 2000-12-26 | Kalinoski; Richard W. | Solid state transducer for Coriolis flowmeter |
| WO2001027565A1 (en) * | 1999-10-14 | 2001-04-19 | Fmc Corporation | Dynamic counterbalance for coriolis mass flowmeters |
| US6466880B2 (en) | 2001-02-16 | 2002-10-15 | Micro Motion, Inc. | Mass flow measurement methods, apparatus, and computer program products using mode selective filtering |
| US6535826B2 (en) | 2001-02-16 | 2003-03-18 | Micro Motion, Inc. | Mass flowmeter methods, apparatus, and computer program products using correlation-measure-based status determination |
| US6694279B2 (en) | 2001-02-16 | 2004-02-17 | Micro Motion, Inc. | Methods, apparatus, and computer program products for determining structural motion using mode selective filtering |
| US7299705B2 (en) * | 2003-07-15 | 2007-11-27 | Cidra Corporation | Apparatus and method for augmenting a Coriolis meter |
| US20070186684A1 (en) * | 2003-07-24 | 2007-08-16 | Pham Nghieu Q | Vibrating tube mass flow meter |
| US7389687B2 (en) * | 2004-11-05 | 2008-06-24 | Cidra Corporation | System for measuring a parameter of an aerated multi-phase mixture flowing in a pipe |
| DE102008007742A1 (de) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Krohne Ag | Coriolis-Massendurchflußmeßgerät |
| US7690266B2 (en) | 2008-04-02 | 2010-04-06 | Expro Meters, Inc. | Process fluid sound speed determined by characterization of acoustic cross modes |
| DE102011013263B4 (de) | 2011-03-07 | 2018-02-15 | Krohne Ag | Coriolis-Massedurchflussmessgerät |
| DE102016100951A1 (de) * | 2016-01-20 | 2017-07-20 | Krohne Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts und diesbezügliches Coriolis-Massedurchflussmessgerät |
| DE102018133117A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis-Massendurchfluß-Meßgerät |
| US12152920B2 (en) | 2018-12-21 | 2024-11-26 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis mass flowmeter with magnetic field detector |
| DE102019123344B3 (de) * | 2019-08-30 | 2021-02-25 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Coriolis-Messaufnehmer und Coriolis-Messgerät mit einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Alters von Magneten eines Sensors oder Erregers sowie ein Verfahren zur Altersbestimmung |
| DE102019133610A1 (de) * | 2019-12-09 | 2021-06-10 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vibronisches Meßsystem zum Messen eines Massestroms eines fluiden Meßstoff |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE71720T1 (de) * | 1984-07-11 | 1992-02-15 | Exac Corp | Geraet zum messen des massenflussdebits und der dichte. |
| US4747312A (en) * | 1986-02-21 | 1988-05-31 | Fischer & Porter Co. | Double-loop Coriolis type mass flowmeter |
| GB2192714A (en) * | 1986-07-16 | 1988-01-20 | Schlumberger Electronics | Coriolis mass flow meter |
| DE8712331U1 (de) * | 1986-09-26 | 1988-01-28 | Flowtec AG, Reinach, Basel | Corioliskraft-Massendurchflussmesser |
| DE3877907D1 (de) * | 1987-11-20 | 1993-03-11 | Flowtec Ag | Verfahren zur massendurchflussmessung nach dem coriolisprinzip und nach dem coriolisprinzip arbeitendes massendurchfluss-messgeraet. |
| ES2049454T3 (es) * | 1990-03-30 | 1994-04-16 | Flowtec Ag | Aparato de medida de caudal de masa que trabaja segun el principio de coriolis. |
| US5373745A (en) * | 1991-02-05 | 1994-12-20 | Direct Measurement Corporation | Single path radial mode Coriolis mass flow rate meter |
| DE4124295A1 (de) * | 1991-07-22 | 1993-01-28 | Krohne Ag | Massendurchflussmessgeraet |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5235156A patent/JPH0791999A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-16 EP EP94306789A patent/EP0644403A1/en not_active Ceased
- 1994-09-16 US US08/307,260 patent/US5488870A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-21 CA CA002132554A patent/CA2132554A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2132554A1 (en) | 1995-03-22 |
| US5488870A (en) | 1996-02-06 |
| EP0644403A1 (en) | 1995-03-22 |
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