(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動チューブが合成樹脂を主体に構成されたコリオリ質量流量計における前記振動チューブの吸湿に関連した補正方法であって、
基準温度において基準吸湿状態の前記振動チューブに基準流体を使ってコリオリ質量流量計を校正したときの前記振動チューブの固有振動数を基準流体の基準流体固有振動数とし、
前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の前記振動チューブの固有振動数を空管状態の基準空管固有振動数とし、
前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、基準流体の密度、空管内の気体の密度をメモリに記憶し、
また、計測時の計測流体の密度をメモリに記憶し、
該メモリから呼び出した前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、前記基準流体の密度、前記空管内の気体の密度に基づいて基準温度での計測流体の基準固有振動数を求め、
該計測流体の基準固有振動数と現在の固有振動数とに基づいて感度補正値を求め、
該感度補正値によって前記計測流体の基準固有振動数を補正して、該補正した係数に基づいて前記計測流体の質量流量を求めることを特徴とするコリオリ質量流量計の補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記計測流体の密度はユーザが入力した値である、コリオリ質量流量計の補正方法。
【請求項３】
請求項１に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記計測流体の密度が演算によって求められる、コリオリ質量流量計の補正方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のコリオリ質量流量計の補正方法において、
前記コリオリ質量流量計がモニタを有し、
該モニタに、前記質量流量が数値表示される、コリオリ質量流量計の補正方法。
【請求項５】
合成樹脂を主体に構成された振動チューブ中を流れる計測流体の質量流量を、該振動チューブの振動状態を検出する一対の検出器の検出信号に基づいて求めるコリオリ質量流量計において、
基準吸湿状態の前記振動チューブの中を基準温度において所定の質量流量で流れる基準流体に対応する、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差から前記質量流量を求めるための校正係数を求めて、該校正係数を記憶する校正手段と、
計測流体の密度の入力を受け付ける手段と、
前記一対の検出器の少なくとも一方の検出信号に基づいて前記振動チューブの固有振動数を求める固有振動数算出手段と、
前記計測流体の密度と、前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、該補正値と、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差と、前記校正係数とに基づいて、計測流体の質量流量を求める手段とを備えることを特徴とするコリオリ質量流量計。
【請求項６】
請求項５に記載のコリオリ質量流量計において、
前記基準温度において基準流体が充満したときの前記基準吸湿状態の固有振動数である基準流体固有振動数と、前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の振動チューブの固有振動数である基準空管固有振動数と、基準流体の密度と、空管内の気体の密度とを記憶するメモリを更に有し、
前記計測流体の質量流量を求める手段は、前記計測流体の密度と前記基準流体固有振動数と前記基準空管固有振動数と前記基準流体の密度と前記空管内の気体の密度とに基づいて、前記基準温度における計測流体が充満したときの前記基準吸湿状態の振動チューブの固有振動数を推定し、該推定した固有振動数と前記固有振動数算出手段により求めた振動チューブの固有振動数との違いに基づいて補正値を求める、コリオリ質量流量計。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のコリオリ質量流量計において、
前記振動チューブの温度を検出する温度検出器と、
第１の補正モードと第２の補正モードとから何れか一方の補正モードを指定する選択指定を受け付ける手段と、を更に有し、
前記計測流体の質量流量を求める手段は、前記第１の補正モードが選択されたときは、前記計測流体の密度と前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、前記第２の補正モードが選択されたときは、前記振動チューブの温度に基づいて補正値を求める、コリオリ質量流量計。
【請求項８】
請求項７に記載のコリオリ質量流量計において、
前記第１の補正モードが選択されたときは、前記質量流量と前記入力された密度とから体積流量を求め、前記第２の補正モードが選択されたときは、前記固有振動数算出手段により求めた前記振動チューブの固有振動数に基づいて計測流体の密度を求め、当該求めた計測流体の密度と前記質量流量とから体積流量を求める体積流量算出手段を更に有する、コリオリ質量流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコリオリ質量流量計に関し、より詳しくは、合成樹脂材料を主体に構成した振動チューブを備えたコリオリ質量流量計及びその補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計は、質量流量を直接的に且つ精度良く計測できる利点を備えているため、歴史的に、その適用が大流量の計測から始まり、今日では、微小流量の計測まで拡大している。
【０００３】
コリオリ質量流量計の原理は次の通りである。流体が流れている振動チューブの軸線方向中央部分を加振すると、振動チューブの入口側部分と出口側部分とに逆方向のコリオリ力が作用し、この逆方向のコリオリ力によって振動チューブに捩れが発生する。この捩れは質量流量に比例する。この振動チューブの捩れを、加振器を挟んで流体の流れ方向上流側と下流側の振動の変位や速度の位相差等として検出して、この位相差から質量流量を求める。
【０００４】
コリオリ質量流量計の振動チューブは様々な形状が既に提案されている。振動チューブは、その形状によって真っ直ぐな直管タイプと、湾曲した部分を備えた湾曲管タイプとに大別することができる。湾曲管タイプは、典型的には、振動チューブの入口と出口とが同じ側に位置するタイプと、入口と出口とが反対側に位置するタイプに分類することができ、前者つまり入口と出口とが同じ側に位置するタイプでは、平面視Ｕ字状、入口と出口との間隔を狭めた形状、ループ状等が知られている。また、コリオリ質量流量計は、振動チューブの本数によって、単一チューブ式と、２本の振動チューブを備えたデュアルチューブ式とに分類される。
【０００５】
特許文献１はデュアルチューブ式コリオリ質量流量計を開示している。この特許文献１に開示のコリオリ質量流量計は、各振動チューブの振動状態を検出するための検出器として、電磁駆動用コイルと永久磁石との組み合わせを採用し、一方の振動チューブにコイルを配設し、他方の振動チューブに永久磁石を配設することを開示している。
【０００６】
また、特許文献１は、加振器、検出器のコイルに対する配線を２本の振動チューブに分散配置させて、この配線を外部に延出させることを提案している。言うまでもないことであるが、この特許文献１の提案は、検出器や加振器に対するコントローラ（回路基板）を外部に配設することを前提としている。
【０００７】
特許文献２は、微小流量の流体に適用することを目的として、音叉振動する２本の湾曲管タイプの振動チューブを採用したデュアルチューブ式コリオリ質量流量計を開示しており、この２本の湾曲管タイプの振動チューブを採用した理由として、単一チューブ式では駆動効率が悪く、振動させるとアンバランスのため、振動漏洩が生じる問題点を指摘し、また、単一チューブ式では、検出器の支持剛性つまり振動に対する剛性を高めたフレーム構造が必要となると指摘している。特許文献２は、更に、ケイ素鋼などの磁性体を振動チューブにロウ付けし、この磁性体を磁化させる永久磁石をフレームに固定し、また、このフレームにコイルを配設することを提案している。特許文献２は、更に、一対の振動チューブの基端部を絶縁プレート（ブレースバー）で互いに連結することで、振動チューブの振動の節を作ることを開示している。
【０００８】
ちなみに、振動漏洩について説明すると、一対の振動チューブは理想的にはミラー対称に振動するため、自励振動による振動はフレーム上では相殺される。しかし、これは理想論であり、実際は、材質、形状、組み付けなどの非均質、非均一、非対称性によって完全なミラー対称ではないため、フレームや外部配管に関連付けられる振動チューブは、その組み付け状態によって、微小振動での振動状態が変化する。このことは、測定値のゼロ点がオフセットすることに通じる。この現象が振動漏洩である。この振動漏洩は、外乱要素となる外部からの振動とは別に発生する。
【０００９】
特許文献３は、一側から流体を受け入れ、他側に流体を排出するループ式のデュアルチューブ式コリオリ質量流量計を開示している。この特許文献４のコリオリ質量流量計では、加振器及び検出器が共に、永久磁石とコイルとの組み合わせで構成されており、そして、永久磁石を振動チューブに設置し、コイルをフレームに設置することを開示している。この特許文献３に開示の、コイルを設置する部材であるフレームは、一対の振動チューブの間に配設されている。
【００１０】
特許文献４は、コリオリ質量流量計に関する校正について詳しく説明している。例えば水や空気などの基準流体（標準流体）を使って、ρ＝Ｋ１・Ｔ２−Ｋ２のＫ１、Ｋ２を求めることでコリオリ質量流量計の校正を行うことが開示されている。ここに、ρは被測定流体の密度であり、Ｔは振動チューブの振動周期つまり共振周波数の逆数である。すなわち、一般的には水と空気を基準流体（標準流体）として用い、そして、その共振周波数を測定して校正係数Ｋ１、及び値Ｋ２を求めることを開示している。
【００１１】
特許文献５は、コリオリ質量流量計の基本原理に触れながら感度に関する様々な検討を加えている。特許文献５は、従来から、コリオリ質量流量計は、質量流量だけでなく、体積流量、密度粘度、温度も同時に計測できる複合機器であり、密度、粘度等の影響を基本的に受けないという特質を明らかにしている。更に、特許文献５は、コリオリ質量流量計は、バネ定数が温度により影響を受けるので温度補正が必要であることを明らかにしている。
【００１２】
特許文献６は、振動チューブの表面に結露が発生すると固有振動数が変動して計測精度が低下するため、ケーシングの内部に結露防止用の乾燥したガスを充填して密封するコリオリ質量流量計を開示している。
【００１３】
コリオリ質量流量計は、伝統的に金属材料（典型的にはステンレス鋼）を使った振動チューブが採用されている。近時、コリオリ質量流量計の適用を酸、アルカリなどの薬品にも拡大するために、上述した特許文献１は、耐蝕性に優れたプラスチック材料で振動チューブを構成することを開示しており、その例示として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化アルコキシ重合体（ＰＦＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を挙げている。また、特許文献７は、金属管の内周側に、耐蝕性に優れた材料であるフッ素樹脂などの合成樹脂管を配置した振動チューブを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表平１１−５１０６０８号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７３８０号公報
【特許文献３】ＵＳＰ4,756,198号公報
【特許文献４】特開２００２−１６８６７２号公報
【特許文献５】特開２００４−３６１３９２号公報
【特許文献６】特開平０７−２７０２０８号公報
【特許文献７】実開昭６４−１５９２１号公報（実願昭６２−１０７３０７号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
コリオリ質量流量計に組み込む振動チューブとして、特許文献１、７に開示のように合成樹脂製のチューブを採用した場合に、この樹脂製の振動チューブが吸湿することで感度が変化するという問題がある。図２１を参照して、この問題を明らかにすると、図２１の白抜きの星印は、振動チューブが乾燥している状態のときの感度誤差を示し、塗り潰しの四角印は、振動チューブが吸湿している状態のときの感度誤差を示し、白抜きの三角印は、振動チューブが更に吸湿している状態のときの感度誤差を示す。この感度誤差は、２５℃、４０℃、６０℃の水を振動チューブに流して計測した値である。
【００１６】
ここに、「感度」は「流量に対する位相差時間の感度因数」と定義でき、また、「感度誤差」は「感度因数の近似式により求まる値と真値との差」と定義することができる。
【００１７】
この図２１から分かるように、同じ温度であっても、吸湿状態によって異なった感度誤差を示す。従来から金属製の振動チューブを採用したコリオリ質量流量計では、温度計測器によって振動チューブの温度を計測して、振動チューブの温度によるヤング率の変化を補正することが行われている。しかし、樹脂製の振動チューブでは、この温度だけでなく、湿度による影響を受けるため、温度補正だけでなく湿度補正を必要となる。
【００１８】
本発明は、合成樹脂を主体とした振動チューブを組み込んだコリオリ質量流量計を前提として、振動チューブの吸湿に伴う感度誤差を低減できるコリオリ質量流量計及びその補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の技術的課題は、本発明の第一の観点によれば、
振動チューブが合成樹脂を主体に構成されたコリオリ質量流量計における前記振動チューブの吸湿に関連した補正方法であって、
基準温度において基準吸湿状態の前記振動チューブに基準流体を使ってコリオリ質量流量計を校正したときの前記振動チューブの固有振動数を基準流体の基準流体固有振動数とし、
前記基準温度において前記基準吸湿状態かつ空管状態の前記振動チューブの固有振動数を空管状態の基準空管固有振動数とし、
前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、基準流体の密度、空管内の気体の密度をメモリに記憶し、
また、計測時の計測流体の密度をメモリに記憶し、
該メモリから呼び出した前記基準流体の基準流体固有振動数、前記空管状態の基準空管固有振動数、前記基準流体の密度、前記空管内の気体の密度に基づいて基準温度での計測流体の基準固有振動数を求め、
該計測流体の基準固有振動数と現在の固有振動数とに基づいて感度補正値を求め、
該感度補正値によって前記計測流体の基準固有振動数を補正して、該補正した係数に基づいて前記計測流体の質量流量を求めることを特徴とするコリオリ質量流量計の補正方法を提供することにより達成される。
【００２０】
上記の技術的課題は、本発明の第二の観点によれば、
合成樹脂を主体に構成された振動チューブ中を流れる計測流体の質量流量を、該振動チューブの振動状態を検出する一対の検出器の検出信号に基づいて求めるコリオリ質量流量計において、
基準吸湿状態の前記振動チューブの中を基準温度において所定の質量流量で流れる基準流体に対応する、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差から前記質量流量を求めるための校正係数を求めて、該校正係数を記憶する校正手段と、
計測流体の密度の入力を受け付ける手段と、
前記一対の検出器の少なくとも一方の検出信号に基づいて前記振動チューブの固有振動数を求める固有振動数算出手段と、
前記計測流体の密度と、前記振動チューブの固有振動数とに基づいて補正値を求め、該補正値と、前記一対の検出器の検出信号の時間位相差と、前記校正係数とに基づいて、計測流体の質量流量を求める手段とを備えることを特徴とするコリオリ質量流量計を提供することにより達成される。
【００２１】
合成樹脂を主体にした振動チューブを備えたコリオリ質量流量計を用いて計測流体（校正に使用した基準流体）の質量流量の計測を行ったときに、(1)周囲の雰囲気が通常の乾燥状態であるとき(図１の白抜きの星印)、(2)振動チューブが吸湿状態のとき（図１の塗り潰しの四角印）、(3)周囲の雰囲気の湿度が高い状態のときに（図１の白抜きの三角印）、感度はヤング率に依存することから感度誤差と振動チューブの共振周波数(Hz)との関係は、図１に示すようになり、この図１から、上記(1)〜(3)の状態において感度誤差と振動チューブの共振周波数(Hz)の関係が線形又は非線形の近似式で表現できることが分かった。ちなみに、この例では一次関数：ｙ=−0.4891ｘ＋174.84の式で表すことができる。
【００２２】
従来のコリオリ質量流量計は、計測流体の質量流量(Mass)を次の式１に基づいて算出する手法が採用されている。
【００２３】
式１：Mass＝Kc×ΔT
ここに、Kcは校正係数であり、ΔTは、コリオリ力による位相差(時間)である。
【００２４】
時間位相差から質量流量を求めるための校正係数Kcは振動チューブの温度によって変化するが、従来の金属製の振動チューブは、材料が金属であるため、環境の湿度による影響を受けない、或いは、その変化が実質的に無視できる程度のものである。このため、校正係数Kcは環境湿度の影響を実質的に受けない。このことから、金属製の振動チューブを採用した従来のコリオリ質量流量計では、校正係数Kcに温度補正を加えることで感度誤差を補正する手法が採用されており、環境湿度に対する補正という概念を含んでいない。
【００２５】
これに対して、本発明のコリオリ質量流量計では、校正係数Kcを感度補正値ΔKwで補正する手法を採用してある。ここに、感度補正値ΔKwは、後に実施例で説明する感度補正係数と補正という意味では実質的に同義であり、感度補正係数は（１＋ΔKｗ）で表すことができる。なお、後の説明から明らかになるが、感度補正は、環境温度に依存することなく、計測流体(測定流体)の密度をパラメータとするものである。
【００２６】
２５℃、４０℃、６０℃で計測したときに上記の手法で、温度補正無しに、補正した結果を図２に示す。図２から分かるように、上記(1)〜(3)の状態のいずれでも感度誤差を0.49%以内に抑えることができていることが分かる。このように、合成樹脂製の振動チューブを採用したときに、この振動チューブの吸湿状態を計測することは事実上困難であるが、感度誤差と共振周波数とが一次関数で表すことのできる相互依存の関係があるという事実から、温度の計測無しに及び吸湿状態を検出すること無しに、共振周波数での感度を補正することで合成樹脂製の振動チューブを使った質量流量の計測での感度を良好なものにすることができる。
【００２７】
上記の図１、図２は、いずれも校正に使用した基準流体に関する効果を示すものであるが、任意の液体の代表例としてエタノールを被検出液体として実測したときの、図２に対応する感度誤差と温度との関係を調べたところ、図２と等価の図３の結果を得た。温度に関係なく、感度誤差が極めて小さな値に抑えられていることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】合成樹脂を主体とする振動チューブを採用したコリオリ質量流量計の問題点として振動チューブの吸湿の問題に関して、共振周波数と感度との関係が一次関数の相関関係があることを示す図である。
【図２】感度補正を行ったときの振動チューブの温度と感度誤差とを示す図である。
【図３】計測流体が基準流体以外の流体(エタノール)であるときの振動チューブの温度と感度誤差とを示す図である。
【図４】本発明を好適に適用可能なコリオリ質量流量計の動作に関連した構成要素を説明するための図である。
【図５】互いに平行に配置された一対の振動チューブと、これを加振する加振器及び振動チューブの振動状態を検出する検出器を説明するための図である。
【図６】本発明を好適に適用可能なデュアルチューブ式コリオリ質量流量計の斜視図である。
【図７】図６のデュアルチューブ式コリオリ質量流量計の分解斜視図である。
【図８】メインフレームの開口を通じて挿入される基板ケースを説明するための図である。
【図９】本発明を好適に適用可能なデュアルチューブ式コリオリ質量流量計に内蔵した回路基板と加振器とを短い配線で接続可能であることを説明するための図である。
【図１０】一対の振動チューブが連絡チューブによって互いに連結されたループ式振動チューブを示し、このループ式振動チューブが本発明に適用可能であることを説明するための図である。
【図１１】一対の振動チューブが個々独立してマニホールドに連結された振動チューブを示し、この独立した２本の振動チューブが本発明に適用可能であることを説明するための図である。
【図１２】フレームとこれを包囲したアウターチューブ（第１アウター）の平面図である。
【図１３】図１２のＸ１３−Ｘ１３線に沿った断面図である。
【図１４】図１２のＸ１４−Ｘ１４線に沿った断面図である。
【図１５】防振材であるゴム片が合計４枚配置されることを説明するための図であり、アウターケースのうち第１アウターを、その開口の側から見た斜視図である。
【図１６】コリオリ質量流量計の内部で計測流体の密度を演算により求める処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】実施例のコリオリ質量流量計が２つの計測運用モードを有し、常温環境で使用する第１モード（通常運用モード）と、多湿環境で使用する第２モード（多湿運用モード）での処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】コリオリ質量流量計を使って体積流量を求めるときに必要となる計測流体の密度に関して、この密度の値をユーザ入力する必要のある場合の条件を説明するための図である。
【図１９】図１７の処理の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のフローチャートに続くフローチャートである。
【図２１】合成樹脂を主体とした振動チューブを備えたコリオリ質量流量計の問題点として振動チューブの吸湿状態での感度誤差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２９】
図４、図５は、コリオリ質量流量計の構造および原理を説明するための図である。振動チューブ２は、入口２ａと出口２ｂとが同じ側に位置する湾曲管で構成され、その典型例が平面視Ｕ字状のＵ字管である。参照符号４はフレームである。
【００３０】
フレーム４はメインフレーム６を有し、このメインフレーム６つまり支持台は振動チューブ２の基端部を横断して配置され、このメインフレーム６によってＵ字状の振動チューブ２が片持ち状態で支持される。振動チューブ２は、メインフレーム（支持台）６を挟んで、図４の左側が「計測部分」であり、右側が「給排部分」である。図５は、振動チューブ２の計測部分を示す図である。振動チューブ２は互いに平行に配置された一対の振動チューブ２Ａ、２Ｂで構成され、サブフレーム１８は、これら一対の振動チューブ２Ａ、２Ｂで挟まれた空間に延びている。第１、第２の振動チューブ２Ａ、２Ｂは、その基端部つまりメインフレーム６に隣接した部分が絶縁プレート（ブレースバー）１０で互いに連結され、この絶縁プレート１０で第１、第２の振動チューブ２Ａ、２Ｂの振動の節が形成される。
【００３１】
Ｕ字形の計測部分の軸線方向中央部分に加振器１２が配設されている。この加振器１２は、永久磁石１４と電磁駆動用コイル１６とからなり（図５）、永久磁石１４は第１、第２の振動チューブ２Ａ、２Ｂに配設されている。他方、電磁駆動用コイル１６はフレーム２、より詳しくはサブフレーム１８に配設されており、加振回路２０を通じて電磁駆動用コイル１６に交番する電流を流すことで振動チューブ２を振動させることができる。最も好ましくは一対の振動チューブ２Ａ、２Ｂが固有振動数で振動するように加振される。
【００３２】
サブフレーム１８について説明すると、サブフレーム１８は第１、第２の振動チューブ２Ａ、２Ｂの間の空間で広がっており、その端が上述したメインフレーム６に連結されている。
【００３３】
振動チューブ２の計測部分には、図４、図５から分かるように、加振器１２を挟んで上流部分と下流部分に、夫々、検出器２２が配設される。以下の説明において、必要に応じて、上流部分に配設された検出器２２を第１の検出器２２Ａと呼び、下流部分に配設された検出器２２を第２の検出器２２Ｂと呼ぶことにする。
【００３４】
各検出器２２は、周知の電磁ピックアップからなり、永久磁石からなる被検出素子２８とコイル３０とで構成されており（図５）、被検出素子２８が第１、第２の振動チューブ２Ａ、２Ｂに配設され、他方、コイル３０はフレーム２、より詳しくはサブフレーム１８に配設されている。振動チューブ２Ａ、２Ｂの振動に伴って被検出素子２８がコイル３０内を往復動することにより各振動チューブ２Ａ、２Ｂの振動状態、具体的には振動速度が、検出器２２によって検出される。上記被検出素子２８として永久磁石を例示したが、この被検出素子２８は、前記の引用文献３に開示のケイ素鋼などの磁性体で構成してもよい。
【００３５】
上記の説明から当業者であれば理解できるように、サブフレーム１８には、加振器１２、第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂが配設される箇所に、サブフレーム１８を貫通した開口（作図上の理由から図面には現れていない）が設けられており、この開口にコイル１６、３０が配設されている。
【００３６】
振動チューブ２を流体が流れると、その質量、速度および励振する角速度に比例したコリオリ力が発生し、このコリオリ力の方向は流体の運動方向(速度ベクトル)と、振動チューブ２を励振する角速度のベクトル積の方向に一致する。また、振動チューブ２における流体の入口側と出口側とでは流体の流れ方向が反対となる。そのため、コリオリ力によって振動チューブ２に捻りトルクが発生する。このトルクは励振周波数と同一の周波数で変化し、その振幅値と流体の質量流量とは所定の関係になる。
【００３７】
加振器１２による振動チューブ２の振動による撓みと、前記コリオリの力による振動チューブ２の捩れは重畳されるのであるが、メモリ３６（図４）を備えたマイコンからなる算出手段３２は、捻りの振幅の位相つまり各検出器２２Ａ、２２Ｂおよび検出回路３４で検出した各振動状態つまり各位置における振動の速度信号の位相差に基づいて振動チューブ２を通る測定流体の質量を算出する。
【００３８】
なお、図４に示す参照符号３８は温度センサであり、この温度センサ３８によって振動チューブ２の温度が検出され、検出した温度情報はマイコン３２に入力される。また、参照符号４０は後に説明する計測流体の密度をユーザが入力するための密度入力手段を示し、ユーザが入力した密度値はメモリ３６に記憶される。密度入力手段４０は、コリオリ質量流量計１００に一体に組み込まれていてもよいし、又は、コリオリ質量流量計１００に脱着可能に接続可能な例えばパーソナルコンピュータで構成してもよい。
【００３９】
図６は本発明を適用するのに好適なデュアルチューブ式のコリオリ質量流量計１００の斜視図であり、図７は、その組立分解図である。コリオリ質量流量計１００は、フレーム１０２と、これを包囲するアウターケース１０４とで概略構成されている。
【００４０】
図７を参照して、振動チューブ２は、前述したように互いに平行に配置された２本の振動チューブ２Ａ、２Ｂで構成されているが、図７には作図上の理由から片方の振動チューブ２Ｂは現れていない。以下の説明では２本の振動チューブ２Ａ、２Ｂを総称した参照符号「２」を付して説明する。フレーム１０２は振動チューブ２を片持ち状態で支持する支持台つまりメインフレーム１０６と、加振器１２及び第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂを支持するサブフレーム１０８とで構成されている。メインフレーム１０６とサブフレーム１０８は別体構造である。メインフレーム１０６はプラスチック成型品で構成され、サブフレーム１０８は軽量金属、具体的にはアルミニウム合金からなる鋳造品で構成され、このサブフレーム１０８はメインフレーム１０６に対してボルト締結される。
【００４１】
サブフレーム１０８は、平面視Ｕ字形の振動チューブ２の計測部分とほぼ相似形の外形輪郭を有する比較的薄肉のサブフレーム本体１０８ａと、このサブフレーム本体１０８ａの外周に形成された外周壁１０８ｂとを有し、外周壁１０８ｂはメインフレーム１０６の高さ寸法と同じ高さ寸法を有している。サブフレーム１０８は、Ｕ字状の振動チューブ２の計測部分の内側に、該振動チューブ２の計測部分とほぼ相似形の切欠き１０８ｃを有している（図８）。切欠き１０８ｃはメインフレーム１０６に向けて開放しており、そして、この切欠き１０８ｃを規定するサブフレーム本体１０８ａのＵ字形の内周縁には内周壁１０８ｄが形成されている。内周壁１０８ｄは切欠き１０８ｃに沿って連続的に延びており、この内周壁１０８ｄの高さ寸法は外周壁１０８ｂよりも低い。
【００４２】
このようにサブフレーム本体１０８ａの外周縁及び内周縁に外周壁１０８ｂ及び内周壁１０８ｄを設けることにより、サブフレーム１０８を軽量化しつつ剛性を確保することができる。サブフレーム１０８の本体１０８ａは一対の振動チューブ２の間に位置決めされ、また、サブフレーム１０８に装着される加振器１２及び第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂは外周壁１０８ｂと内周壁１０８ｄとの間に配設されため、第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂが配設される箇所には、加振器１２、検出器２２Ａ、２２Ｂの要素を受け入れるための開口（図示せず）が形成され、この開口は、サブフレーム本体１０８ａを貫通している。
【００４３】
サブフレーム１０８の内周壁１０８ｄで規定される切欠き１０８ｃの部分には、後に説明する基板ケース１１０が配設され（図８）、この基板ケース１１０に収容された回路基板１１２が振動チューブ２の計測部分に隣接して位置決めされる。
【００４４】
アウターケース１０４は、振動チューブ２の計測部分を覆う第１アウター１１４と、振動チューブ２の給排部分を覆う第２アウター１１６とで構成され、第１、第２のアウター１１４、１１６はボルト及びナットの組み合わせ１１８によって締結されることにより一体化される。図６から最も良く分かるように、振動チューブ２の給排部分を覆う第２アウター１１６には、表示モニタを外部から見ることのできるモニタ用窓１２０が形成されている。
【００４５】
前述した基板ケース１１０は、振動チューブ２を片持ち支持するメインフレーム１０６を内外に貫通する開口１２２（図８）に密に嵌入されてビス止め（図示せず）される。基板ケース１１０に収容される回路基板１１２はメインフレーム１０６の開口１２２を貫通して連続的に延びており、この回路基板１１２には、振動チューブ２の計測部分に対応する部分に、前述した加振回路２０、算出回路３２、検出回路３４の少なくとも一つの回路が形成されている。最も好ましくは、加振回路２０、算出回路３２、検出回路３４の全てが回路基板１１２に形成される。他方、振動チューブ２の給排部分に対応する部分に、表示器である液晶モニタ（図示せず）が搭載され、またこの液晶モニタを駆動するモニタ駆動回路が回路基板１１２に形成されている。
【００４６】
当業者であれば直ちに理解できるように、メインフレーム１０６を貫通して延びる一枚の回路基板１１２を設けることで、加振器１２及び第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂと回路基板１１２とを電気的に連結する配線を短縮することができ、また、液晶モニタと回路基板１１２とを電気的に接続する配線を短縮することができる。
【００４７】
図９は、例示的に、加振器１２と回路基板１１２とを配線Ｗｒで接続した状態を示している。第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂと回路基板１１２とを接続する配線についても図示を省略したが短い配線で接続可能であることは、当業者であれば容易に認識できるであろう。ちなみに、図示を省略したが、モニタ用窓１２０を臨んで位置決めされる液晶表示モニタは、回路基板１１２に搭載されている。勿論、振動チューブ２の給排部分の端にケーブルＣｂが接続され（図９）、このケーブルＣｂを通じて外部機器や電源に連絡される。
【００４８】
図１０は、フレーム１０２に、振動チューブ２や基板ケース１１０を組み込んだ組立体を示す。この図１０から分かるように、一対の振動チューブ２は給排部分が一本の連絡チューブ１２４で互いに連結され、これにより一対の振動チューブ２によってループ式の振動チューブが構成されている。図１１は変形例を示すものであり、図１１から分かるように、２本の振動チューブ２が個々に独立してマニホールド１２６に連結されている。
【００４９】
一対の振動チューブ２は、前述した耐蝕性プラスチック製のチューブ、典型的にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル）を主体に構成された弾性チューブが採用されており、この耐蝕性プラスチック製弾性チューブとして、その計測部分を補強したチューブであってもよい。図７を参照して、第２アウターケース１１６には、振動チューブ２に外部配管１２８を連結する一対のコネクタ１３０が装着可能であり、このコネクタ１３０と振動チューブ２との間にＰＦＡチューブ１３２が介装されている。
【００５０】
外部からの振動には、壁面からの振動に限らず、振動チューブ２の入口２ａ、出口２ｂに連結される外部配管１２８から振動チューブ２に伝わる振動が含まれる。外部配管１２８の振動は、振動チューブ２の給排部分に配置したＰＦＡチューブ１３２で遮断することができる。外部配管１２８を通じた外部からの振動をＰＦＡチューブ１３２によって遮断する効果は、振動チューブ２がステンレス鋼のような金属製のチューブで構成されているとき効果的であるが、本発明が好適に適用可能なコリオリ質量流量計１００のように振動チューブ２を耐蝕性プラスチック製のチューブで構成した場合や、この耐蝕性合成樹脂材料からなる振動チューブ２の外周を補強したチューブで構成した場合でも効果的である。なお、図１１の例のようにマニホールド１２６を備えている場合には、このマニホールド１２６と振動チューブ２との間にＰＦＡチューブ１３２を配設してもよい。
【００５１】
合成樹脂材料（典型的にはＰＦＡ：テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル）からなる振動チューブ２は、炭素繊維などで、フレーム１０２に固定する部分から加振器の部分に亘って振動チューブ２が振動する部分つまり計測部分を補強することで、この補強部分によって振動チューブ２として十分な剛性が得られる。これに加えて、フレーム１０２に固定する部分から外部配管１２８との接続部分に亘って、上述した補強を行わないで非補強部分とすることで、当該非補強部分によって外部配管１２８からの振動が補強部分つまり振動チューブ２の計測部分に伝わるのを遮断することができる。勿論、振動チューブ２の材料の主体を合成樹脂材料で構成することでコリオリ質量流量計の軽量化に寄与することができる。更に、振動チューブ２の材料として合成樹脂材料であるフッ素樹脂系樹脂材料を選択し、その外周側に繊維強化層を形成することで、フレーム、加振器、検出器との接合が容易となるため、コリオリ質量流量計の小型化及び軽量化を容易に実現することができる。
【００５２】
フレーム１０２には、支持台つまりメインフレーム１０６からサブフレーム１０８の深部に向けて延びる左右一対のアーム１４０を有している。このアーム１４０は、サブフレーム１０８の内周壁１０８ｄに沿って延びており、この内周壁１０８ｄと実質的に一体である。図７などでは、図面を見てサブフレーム１０８の上側に左右一対のアーム１４０、１４０が図示されているが、サブフレーム１０８の下側にも左右一対のアームが設けられており、作図上の理由から、この下側の左右一対のアームは図面に現れていない。サブフレーム１０８には、深部つまり加振器１２及び第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂのような相対的に重量物が配設されている深部に向けて延びる合計４つのアーム１４０が形成されている。
【００５３】
各アーム１４０の先端部つまりメインフレーム１０６とは反対側の端部に水平面の第１の矩形座１４０ａが形成され、この矩形座１４０ａの三方が縦壁１４０ｂで規定されている。より詳しくは、アーム１４０の先端から前方に向けた部分を除いた三方に縦壁１４０ｂが形成されている。換言すると、第１の矩形座１４０ａは、アーム１４０の前方つまりサブフレーム１０８の深部に向けて開放している。
【００５４】
サブフレーム１０８つまり振動チューブ２の計測部分を包囲する第１アウター１１４には、その上下の面に、上記フレーム１０２の各アーム１４０の第１の矩形座１４０ａに対応する部分に窓１４２が形成され、この窓１４２を通じてアーム１４０の第１の矩形座１４０ａにアクセス可能である。
【００５５】
第１アウター１１４には、窓１４２に連なる第２の矩形座１４２ａが形成されている。この第２の矩形座１４２ａは水平面で構成され、この第２矩形座１４２ａには上記第１の矩形座１４０ａとは反対側とその両側に縦壁１４２ｂで規定されている。換言すると、第１アウター１１４の第２の矩形座１４２ａは、上記第１の矩形座１４０ａに向けて開放されている。
【００５６】
第１アウター１１４の第２の矩形座１４２ａの高さレベルは、第１アウター１１４の上下の面よりも低位に位置決めされ、この第２の矩形座１４２ａは上記アーム１４０の第１の矩形座１４０ａの高さレベルと同じである。また、この第２の矩形座１４２ａと第１の矩形座１４０ａとの間にはクリアランスＣが設けられている。第１、第２の矩形座１４０ａ、１４２ａは、各矩形座１４０ａ、１４２ａの縦壁１４０ｂ、１４２ｂによって規定される平面視長方形の収容空間に、これと相補的な平面視矩形の平たいゴム片１４６からなる防振材が配設され、この防振材１４６は、その端部が第１、第２の矩形座１４０ａ、１４２ａに着座した状態でボルト１４８（図６、図１３）によって固定される。
【００５７】
フレーム１０２は、第１、第２のアウター１１４、１１６によって包囲されるが、フレーム１０２と第１、第２のアウター１１４、１１６との間にはクリアランスＣが設けられており、したがって、第１、第２のアウター１１４、１１６は、唯一、ゴム片つまり防振材１４６を介してフレーム１０２に連結されている。
【００５８】
コリオリ質量流量計１００は、第１アウター１１４の頂部の１つの第１のボルト挿通孔１５０、第２アウター１１６の基部の左右一対の２つの第２のボルト挿通孔１５２に挿入可能なボルト及びこれに螺着されるナットによって壁面（図示せず）に固定される。
【００５９】
このようにコリオリ質量流量計１００は、壁面に固定されるアウターケース１０４と、このアウターケース１０４に収容されるフレーム１０２との間にクリアランスＣが設けられ、そして、アウターケース１０４とフレーム１０２とが防振材（平面視矩形の平たいゴム片）１４６によって連結されており、これによりフレーム１０２がアウターケース１０４にフローティング支持されていることから、壁面からのアウターケース１０４に伝わった振動が防振材１４６によってフレーム１０２に伝達するのを遮断することができ、また、その逆にコリオリ質量流量計１００から壁面への振動伝達も防振材１４６によって遮断することができる。
【００６０】
また、防振材１４６がアウターケース１０４の窓１４２を通じて外部に露出し、外部からアクセスすることによって防振材１４６の交換作業を行うことができるため、防振材１４６の損傷を外部から目で確認できるだけでなく、防振材１４６の交換作業も容易である。すなわち、アウターケース１０４からフレーム１０２を抜き取って防振材１４６の損傷を確認する必要も無く、また、アウターケース１０４とフレーム１０２とを分解することなく、傷んだ防振材１４６を新しい防振材１４６に交換することができる。
【００６１】
また、フレーム１０２（メインフレーム１０６）から延びるアーム１４０で防振材１４６の取付部位をサブフレーム１０８の深部に設定してあることから、コリオリ質量流量計１００の重心Ｇ（図６、図１２）に接近した位置に防振材１４６を配設することができる。また、壁面に３点支持でコリオリ質量流量計１００を設置する際に用いられる一つの第１のボルト挿通孔１５０と、二つの第２のボルト挿通孔１５２、１５２とを結ぶ直線Ｌ１、Ｌ２（図６）の近傍に防振材１４６を配設することで、図１５にも示すように、アウターケース１０４（第１アウター１１４）の一対の面に対して夫々一対の防振材１４６を配置して合計４つの防振材１４６でアウターケース１０４とフレーム１０２との間の振動伝達を遮断できるだけでなく、防振材１４６としてゴム片１４６という簡単な形状及び構造の防振材を採用しても十分に防振効果を発揮することができる。この防振効果としては、外部振動による影響だけでなく、振動漏洩によるゼロ点調整が含まれる。
【００６２】
また、本発明を好適に適用可能なデュアルチューブ式のコリオリ質量流量計１００にあっては、一対のＵ字状振動チューブ２Ａ、２Ｂの間に位置するサブフレーム１０８が、このＵ字状振動チューブ２Ａ、２Ｂの計測部で囲まれた部分に切欠き１０８ｃを有し（図８）、この切欠き１０８ｃの部分に回路基板１１２が配設され、この回路基板１１２は基板ケース１１０を介してメインフレーム１０６に支持されている。勿論、基板ケース１１０と、サブフレーム本体１０８ａの内周壁１０８ｄとの間には、これらが互いに干渉しないようにクリアランスが設けられている。そして、この回路基板１１２には、加振器１２、第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂに関連した加振回路２０、検出回路３４が形成されているため、加振器１２、第１、第２の検出器２２Ａ、２２Ｂと回路基板１１２とを電気的に接続する配線Ｗｒが短くて済み、振動チューブ２Ａ、２Ｂに何らの影響を及ぼすことなく配線Ｗｒを配置することができる。また、回路基板１１２はメインフレーム６を貫通して振動チューブ２Ａ、２Ｂの給排部分まで延びているため、外部機器に接続するケーブルＣｂを振動チューブ２Ａ、２Ｂに影響を及ぼすことなく配置することができる。また、液晶表示モニタをコリオリ質量流量計１００に設けたとしても、回路基板１１２における振動チューブ２Ａ、２Ｂの給排部分の基板部分を使って液晶モニタを搭載することができる。
【００６３】
このように加振回路２０、マイコン３２、検出回路３４、メモリ３６を備えた回路基板１１２を内蔵したコリオリ質量流量計１００であったとしても、湾曲管からなる振動チューブ２の形状に沿った輪郭の切欠き１０８ｃをサブフレーム１０８に形成することで、コリオリ質量流量計１００の大きさに影響を及ぼすことなく、回路基板１１２をコリオリ質量流量計１００に内蔵させることができる。また、この切欠き１０８ｃに沿って延びる内周壁１０８ｄをサブフレーム１０８に形成することで、サブフレーム１０８の外周壁１０８ｂと協働してサブフレーム１０８の剛性を高めることができる。したがって、一対の振動チューブ２Ａ、２Ｂの間の間隔を、振動チューブ２の振動にとって最適な間隔に設定するために、この一対の振動チューブ２Ａ、２Ｂの間に位置するサブフレーム１０８の本体１０８ｃを薄肉にしたとしても、サブフレーム１０８が備えるべき剛性を内外の壁１０８ｂ、１０８ｄによって確保することができる。
【００６４】
コリオリ質量流量計１００は、図外のモード切替えスイッチを有する。例えばタッチパネル付きモニタを採用したときには、このタッチパネルでモード切替えスイッチを構成することができる。モード切替スイッチを操作することにより第１運用モードつまり「通常運用モード」と、第２運用モードつまり「多湿運用モード」とに切り替えることができる。第１モードである「通常運用モード」は、一般的な環境でコリオリ質量流量計１００を使用するときに選択される。
【００６５】
具体的には、合成樹脂を主体とする振動チューブ２の吸湿状態は空気中の単位体積あたりの水蒸気量に大きく依存するため、常温であれば例えば湿度５０％以上、４０℃であれば例えば湿度２０〜３０％以上、６０℃であれば例えば湿度８〜１０％以上で吸湿状態に起因する感度誤差を無視できなくなる。逆に、例えば１０℃以下の低い温度の場合には、湿度によらず吸湿状態に起因する感度誤差が殆ど発生しなくなる。吸湿状態に起因する感度誤差の影響を受ける環境下（例えば高温（例えば６０℃）で且つ湿度が高い（例えば湿度８５％）環境下）では「多湿運用モード」が選択され、そうでないときには「通常運用モード」が選択される。
【００６６】
「通常運用モード」では、従来の金属製振動チューブのときと実質的に同じ処理に基づいて質量流量又は体積流量が算出される。他方、「多湿運用モード」では、図１〜図３を参照して前述した感度補正値（ΔKw）の算出が実行され、そして、感度補正係数（１＋ΔKw）を校正係数Kcに乗算することで、合成樹脂を主体とした振動チューブ２の吸湿状態による感度係数Ｋの変化を校正係数Kcに反映させる補正を加えて質量流量又は体積流量が算出される。
【００６７】
体積流量を求めるときに必要とされる計測流体の密度の値は、既知であれば、作業者が密度入力手段４０（図４）を使って入力した値を採用してもよいし、予め幾つかの計測流体の密度の値をメモリ３６に記憶しておき、この中から選択した値を採用してもよい。この密度の値はメモリ３６に記憶される。勿論、代表的な温度と密度との関係をテーブル形式でメモリ３６に記憶しておき、これを線形補正することで実際の温度（振動チューブ２の温度）に対応した密度を演算により求めるようにしてもよい。
【００６８】
また、温度センサ３８（図４）が検出した振動チューブ２の温度（流管温度）を使って計測流体の密度を算出してもよい。図１６は、密度算出の手順を示すフローチャートである。この密度算出工程は、常時、実行されるが、コリオリ質量流量計１００で計測流体の質量流量などの計測を開始する前に実行してもよい。
【００６９】
図１６を参照して、先ず、ステップＳ１０１で、温度センサ３８(図４)からの温度情報を取り込んで振動チューブ２の温度を検出する。次のステップＳ１０２で、従来と同様の手法に基づいて振動チューブ２の固有振動数を検出する。そして、次のステップＳ１０３で計測流体の密度が例えば次の式２に基づいて算出され、この算出した密度の値はステップＳ１０４でメモリ３６に記憶される。
【００７０】
【数２】
0005578819.tif 000002
【００７１】
ここに、
「ρm」は、計測流体の密度である。
「fm」は、計測流体の固有振動数である。
「fw」は、基準流体で校正したときの基準流体固有振動数であり、この基準流体固有振動数fwは予めメモリ３６に記憶される。
「fa」は、流管である振動チューブ２が空である空管状態での校正時の基準空管固有振動数であり、この基準空管固有振動数faは予めメモリ３６に記憶される。
「ρw」は基準流体(例えば水)の密度であり、この基準流体の密度ρwは予めメモリ３６に記憶される。
「ρa」は、校正時における空管状態の気体の密度であり、この気体の密度ρaは予めメモリ３６に記憶される。
「ｔcw」は、基準流体校正時における流管（振動チューブ２）の温度係数である。
「ｔca」は、空管校正時における流管の温度係数である。
「ｔcm」は、流体計測における流管の温度係数である。
【００７２】
ここに流管（振動チューブ２）の温度と上記各種の温度係数ｔcw、ｔca、ｔcmとの関係は次の通りである。
【００７３】
（１）ｔcw＝１−α・ｔｗ
（２）ｔca＝１−α・ｔａ
（３）ｔcｍ＝１−α・ｔｍ
ここに、
「ｔｗ」は、基準流体校正時における流管の温度である。
「ｔａ」は、空管校正時における流管の温度である。
「ｔｍ」は、流体計測時における流管の温度である。
「α」は、流管の温度依存特性である。
【００７４】
流体計測における流管の温度係数「ｔcm」を校正時の基準状態で良いとすると、流体計測時における流管の温度「ｔｍ」と、基準流体校正時における流管の温度「ｔｗ」とが等しいと取り扱うことができる（ｔｍ＝ｔｗ）。
【００７５】
以上のことから、校正時に上記の数値、つまりρw、ρａ、ｆw、ｆa、ｔcw、ｔca、ｔcｍを固定値としてメモリ３６に記憶しておくことで、パラメータから温度を省いて、入力された計測流体の密度値ρmから当該計測流体の基準固有振動数fmを算出することができる。
【００７６】
したがって、温度、吸湿状態の変化に伴う感度誤差を温度を用いずに補正することができる。
【００７７】
図１７は、コリオリ質量流量計１００を使った計測流体の質量流量又は体積流量を検出して、これを液晶モニタに表示する一連の処理を説明するためのフローチャートである。
【００７８】
図１７のフローチャートに基づいて一連の処理を説明する前に、以下の説明で使用する用語の説明をすると、次の通りである。
(1)時間位相差（ΔT）は、一対の検出器２２Ａ、２２Ｂで検出される振動チューブ２の変位又は速度の位相差(時間)を意味する。
(2)校正係数(Kc)は、校正工程により求まる感度係数Ｋのことである。ここに、感度係数（K）は、時間位相差ΔTに乗算することで質量流量が算出される値である。この感度係数Kは温度や吸湿状態によって変化する。校正係数Kcは、所定流量で流れる校正用の流体（水など）を校正用の一定の条件下（温度、吸湿状態など）で時間位相差ΔTを測定し、その測定値と所定流量とから算出される値である。
【００７９】
(3)基準流量は、時間位相差ΔTに校正係数Kcを乗じた値である（前述の式１）。校正時と条件（温度、吸湿状態など）が同じであれば真の質量流量と同じになる。測定時の条件違いによる誤差を排除するには補正する必要がある。
(4)温度補正係数は、温度による感度係数Ｋの変化を校正係数に反映するために校正係数Kc（または基準流量）に乗ずるための比率係数であり、予め実験により求められる値である。温度が上がることで感度係数Ｋが小さくなる傾向にある場合には、校正時の温度で「１」に、温度が高くなるに従って「１」から小さくなるような、温度の関数式や参照テーブルなどの形式でメモリ３６に記憶される。
【００８０】
(5)密度値は、測定流体の密度の値である。吸湿状態が一定であれば上記の式２により固有振動数と配管温度（典型的には振動チューブ２の温度）から算出することができる。ただし、吸湿状態が変化する場合は、式２では密度を求めることができないため、「多湿運用モード」では、密度入力手段４０（図４）を使ったユーザ入力により入力された密度値をメモリ３６に記憶しておいて、その密度値が補正に利用される。
(6)体積流量は、密度を乗ずることで質量流量が求まる。一般的な流量計は体積流量が求まるが、コリオリ質量流量計は時間位相差ΔTにより質量流量が直接的に算出される。
【００８１】
(7)基準固有振動数は、校正時と同一の吸湿状態・温度状態と仮定して求まる固有振動数である。例えば、密度値と固有振動数との関係式（吸湿状態・温度状態が一定）から、ユーザ入力による密度値により固有振動数を基準固有振動数として求めることができる。
(8)感度補正係数は、吸湿状態による感度係数Ｋの変化を校正係数に反映するために校正係数Kc（または基準流量）に乗ずるための比率係数であり、前述したように（１＋ΔKｗ）で表すことができる。感度補正係数は予め実験によって求めることができる値である。吸湿状態が変化することで固有振動数が変化することを利用するため、少なくとも一方の検出器の検出信号２２Ａ（２２Ｂ）に基づいて求められる固有振動数と基準固有振動数（校正時と同一の吸湿状態と仮定して求まる固有振動数）と変化に応じた値となる。測定される固有振動数が基準固有振動数よりも高くなることで感度係数Ｋが小さくなる傾向にある場合には、校正時の吸湿状態で「１」に、固有振動数が高くなるに従って「１」から小さくなるような、固有振動数及び基準固有振動数の関数式や参照テーブルなどの形式でメモリ３６に記憶される
【００８２】
図１７のフローチャートを参照して、先ずステップＳ２０１で振動チューブ２の温度の取り込み又は算出が行われる。振動チューブ２の温度は温度センサ３８(図４)によって直接的に検出してもよいが、従来から既知の手法を使って演算により振動チューブ２の温度を検出してもよい。次のステップＳ２０２では、計測流体を流したときの振動チューブ２の固有振動数(fm)の算出が行われる。
【００８３】
また、次のステップＳ２０３では、検出回路３４（図４）から取り込んだ位相差情報に基づいて時間位相差ΔTが算出される。そして、次のステップＳ２０４で、前述の式１で示すように時間位相差ΔTに校正係数Kcを乗算することで基準流量(Mass）の算出が行われる。
【００８４】
次のステップＳ２０５において、マイコン３２は、ユーザにより第１運用モードが選択されているか否かを判断する。第１運用モード（「通常運用モード」）が選択されているときには、従来と同様の手法で質量流量又は体積流量が求められる。具体的には、第１運用モードつまり通常運用モードでは、先ずステップＳ２０６で上記基準流量(Mass)に温度補正係数を乗算することで、環境温度に依存した補正後の質量流量が求められる。そして、次のステップＳ２０７でユーザが質量流量の表示を求めているか体積流量の表示を求めているかを判定して、ユーザが質量流量の表示を求めているときには、ステップＳ２０８に進んで、上記ステップＳ２０６で求めた質量流量が前記液晶モニタに表示される。他方、ユーザが体積流量の表示を求めているときには、ステップＳ２０７からステップＳ２０９に進んで、メモリ３６（図４）に記憶されている当該計測流体の密度値を呼び出し、そして、次のステップＳ２１０で、上記温度補正後の基準流量が、この密度値によって体積流量に換算され、これにより求めた体積流量が前記液晶モニタに数値表示される。
【００８５】
前記ステップＳ２０５で第２運用モードつまり多湿運用モードが選択されていると判定されたときには、ステップＳ２１１以降のステップに進んで、環境湿度の影響を低減する補正を加えた中で質量流量や体積流量の算出が行われる。具体的には、先ずステップＳ２１１で基準固有振動数の算出が行われる。この基準固有振動数は、前述したように、校正時と同一の吸湿状態と仮定したときの振動チューブ２の固有振動数である。次いでステップＳ２１２に進んで、測定された固有振動数と上記基準固有振動数から前述したように例えば関数式がメモリ３６に用意されているときには、この関数式に基づいて感度補正値ΔKwが算出される。
【００８６】
そして、次のステップＳ２１３で、上述したＳ２０４で求めた基準流量に感度補正係数（１＋ΔKw）を乗算することで、環境湿度（振動チューブ２の吸湿状態）に依存した補正後の質量流量が求められる。
【００８７】
計測流体の質量流量の演算に際して、メモリ３６に記憶されている、校正時の数値であるρw、ρa、ｆw、ｆa、ｔw、ｔa、ｔｍを使って、また、演算又はユーザの入力によりメモリ３６に記憶されている当該計測流体の密度値ρmを使った感度補正を行って、質量流量の値が求められる。前述したとおり、「ρw」は校正時の基準流体の密度であり、「ρa」は校正時の空管内の気体の密度であり、「ｆw」は基準湿度状態での基準流体固有振動数であり、「ｆa」は基準湿度状態での基準空管固有振動数であり、「ｔw」は、基準流体校正時における流管の温度であり、「ｔa」は、空管校正時における流管の温度であり、「ｔｍ」は流体測定時における流管の温度であるが、感度補正の際は、基準流体時における流管の温度ｔｗを代入する。
【００８８】
そして、次のステップＳ２１４でユーザが質量流量の表示を求めているか体積流量の表示を求めているかを判定して、ユーザが質量流量の表示を求めているときには、ステップＳ２１５に進んで、上記ステップＳ２１３で求めた質量流量が前記液晶モニタに表示される。他方、ユーザが体積流量の表示を求めているときには、ステップＳ２１４からステップＳ２１６に進んで、メモリ３６（図４）に記憶されている当該計測流体の密度値を読み出し、そして、次のステップＳ２１７で、上記吸湿補正後の基準流量が、この密度値によって体積流量に換算され、これにより求めた体積流量が前記液晶モニタに数値表示される。
【００８９】
上記ステップＳ２０９及びＳ２１６の密度値の呼び出しに関し、コリオリ質量流量計１００の使用環境などに関連してユーザが何をなすべきかを場合分けしたのが図１８である。図１８はフローチャート化して図示してあるので、このフローチャートに付した参照符号を引用して、ユーザが行う処理を説明する。
【００９０】
（１）計測流体の密度が既に知られている場合（Ｓ３０１）：
この場合には、ユーザは計測流体の密度値を密度入力手段４０（図４）を使ってコリオリ質量流量計１００に入力する（Ｓ３０２）。
【００９１】
（２）計測流体の密度が不明であり且つコリオリ質量流量計１００の使用環境が高温多湿である場合（Ｓ３０２からＳ３０３）：
(2-1)計測流体の密度に関し、その代表的な温度と密度との関係を記載した表をユーザが手元に有している又は既に知られている場合には、この表に記載の温度と密度との関係を線形補正して、コリオリ質量流量計１００の使用環境の温度の密度値を求め、そして、この密度値を、ユーザが密度入力手段４０（図４）を使ってコリオリ質量流量計１００に入力する（Ｓ３０４）。
(2-2)代表的な温度と密度との関係を記載した計測流体の表をユーザが手元に無い場合やそのような表が利用できない場合には、計量容器に所定量の計測流体を入れて重さを計測することで計測流体の密度を計算で求め、この密度値を、ユーザが密度入力手段４０（図４）を使ってコリオリ質量流量計１００に入力する（Ｓ３０５）。
【００９２】
（３）計測流体の密度が不明であり且つコリオリ質量流量計１００の使用環境が高温多湿ではない場合（Ｓ３０２からＳ３０６）：
前述した密度算出機能を使ってコリオリ質量流量計１００の内部で算出した密度値を取り込む（Ｓ３０６）。
【００９３】
図１９、図２０は、前述した図１７の処理の変形例を説明するための図であり、図１９、図２０のフローチャートの各ステップで行っている処理は図１７で説明した処理と実質的に同じである。図１７を参照して説明した処理では、先ず基準流量を求めておいて（Ｓ２０４）、その後に、通常運用モードが選択されているか、それとも多湿運用モードが選択されているかの判定を行うようにしてあるが、この図１９、図２０の処理では、最初に、モード選択を判定して（Ｓ３０２）、その後で、基準流量を求める手法が採用されている（Ｓ３０８、Ｓ３２３）。
【符号の説明】
【００９４】
１００    コリオリ質量流量計
２    振動チューブ
１２    加振器
２２    検出器
３２    算出手段（マイコン）
３４    検出回路
３６    メモリ
４０    密度入力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005578819.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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