(57)【要約】濃度決定用のコリオリ質量流量計において、濃度関数が濃度評価ユニット２１０内に格納されている。これによりユーザは与えられた用途に適した、媒体の所望の温度及び密度での濃度値を作ることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスデューサのセンサ信号及び温度信号から、流れる流体の密度を決定するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、及びその後に接続され且つ濃度曲線が格納されている濃度評価ユニット（２１０）を備えた、濃度決定用のコリオリ質量流量計。
【請求項２】
前記濃度曲線は二次元の多項式の形で格納されていることを特徴とする、請求項１に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項３】
前記密度の多項式の次数は４であり、前記温度の多項式の次数は３であることを特徴とする、請求項２に記載のコリオリ質量流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は濃度測定用コリオリ質量流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計はパイプラインのセクション内の流体の質量フローを決定するために多くの場合に使用されている。この場合、流体は少なくとも一つの振動している測定チューブを経て流れる。たいていのコリオリ質量流量計においては、一つの振動励起器（ｅｘｃｉｔｅｒ）及び二つの振動センサが前記測定チューブに配置される。測定チューブ及び流体は、一緒になって、振動可能なシステムを形成し、このシステムは通常その共振周波数に励起される。前記共振周波数は、とりわけ、前記測定チューブの材料及び寸法に依存する。それは、更に、前記の流れる流体の密度によって変化する。場合によっては、測定チューブは前記共振周波数ではなく、代わりに、隣接する（ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ）周波数に励起される。前記二つの振動センサは測定チューブの振動する動作を、流れの方向中の互いに隔てられた二つの場所で登録し、前記測定チューブの振動する運動をセンサ信号に変換する。どちらのセンサ信号も、前記測定チューブの振動する運動と同一の周波数を有しているが、互いに位相がシフトされている。これらの二つのセンサ信号間の前記位相シフトは質量流量の一つの測定単位（ｍｅａｓｕｒｅ）である。
【０００３】
前記センサ信号は信号処理ユニット内で評価されて、質量流量に比例する信号に変換される。質量流量のほかに、流体の他の特性、例えば密度をも決定することができる。この目的のため、前記測定チューブの振動動作の周波数が評価され、必要であれば、流れる流体の温度が決定される。
【０００４】
このようなコリオリ質量流量計は公共的財産としての特許出願ＤＥ  １００  ４５  ５３７によって知られている。
しばしば工業的プロセスにおいては、溶液の濃度は被測定量として重要なものである。このことは、質量−及び体積−濃度については、種々の工業に特定の濃度仕様、例えば、ワイン製造における０Ｏｅｃｈｓｌｅ又はビール醸造における０Ｐｌａｔｏと同様に、真実である。たいていの場合、濃度測定のための基本的要素は流体の密度である。これに対応して、種々の濃度関数、例えば０Ｂｒｉｘ、０Ｐｌａｔｏ、０Ｂａｌｌｉｎｇ、０ＡＰＩが、Ｅｎｄｒｅｓｓ＋Ｈａｕｓｅｒ社のコリオリ質量流量計Ｐｒｏｍａｓｓ  ６３及びＰｒｏｍａｓｓ  ８３には既に組み込まれている。
【０００５】
しかし、種々の濃度測定単位は、文献中には明確に定義されていない。異なるユーザが異なる定義を使用し、そのため異なる濃度値が導かれることとなる。
従来のコリオリ質量流量計の場合には、異なる濃度値の出力は条件付きでのみ可能である。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、簡単且つ安価に製造することのできる、濃度測定用のコリオリ質量流量計を提供することである。
この目的は請求項１に定義されたような濃度測定用のコリオリ質量流量計によって達成される。
【０００７】
本発明の更に有利な発展形が従属請求項に示されている。
本発明の本質的思想は濃度測定用のコリオリ質量流量計内に所望の濃度曲線が格納されているユニットを設けることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に示す実施の一例に基づいて本発明についてより詳細に説明する。
図１はコリオリ質量流量計のためのトランスデューサ１の概略図である。トランスデューサ１は、詳細には示されていないが、パイプライン内に配置される。流体は前記パイプライン内を流れる。前記流体の質量流量は重要なパラメータの一つである。前記パイプラインとは二つのフランジ２，３によって接続される。
【０００９】
トランスデューサ１は単一の、真っすぐな測定チューブ４を含み、このチューブはその入り口端部でエンドプレート１３によってフランジ２に及びその出口端部でエンドプレート１４によってフランジ３に固定されている。
【００１０】
フランジ２，３及び前記エンドプレートはサポートチューブ１５上に又はサポートチューブ１５内に固定されている。
前記測定チューブを振動させるために、振動励起器１６が二つのエンドプレート１３，１４の間の測定チューブ４の中間に配置されている。振動励起器１６としては、例えば、永久磁石１６１とコイル１６２から構成される電磁ドライブを使用することができる。コイル１６２はチューブ１５に、前記永久磁石は測定チューブ４に固定されている。図の面内に生じる、測定チューブ４の曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）振動の振幅及び周波数は、コイル１６２内を流れる電流によって制御される。
【００１１】
コリオリ力は、流体Ｆが測定チューブ４を流れるときに、図の面内に生起する。これらの力の結果は測定チューブ４のどの点も最早同じ位相で振動しないということである。
測定チューブ４の振動する動作は、振動励起器１６の両側にほぼ対称的に、前記サポートチューブに同様に配置されている、二つの振動センサ１７，１８を利用して登録される。振動センサ１７，１８としては、例えば、振動励起器１６と同様に構成される電磁コンバータを使用することができる。
【００１２】
その二つの永久磁石１７１，１８１は測定チューブ４に固定され、二つのコイル１７２，１８２はサポートチューブ１５に固定されている。測定チューブ４の動作によって磁石１７１，１８１は関連するコイル１７１，１８１に電圧を誘起させ、これらの電圧はそれぞれアナログセンサ信号Ｘ１７，Ｘ１８として利用（ｔａｐ）される。
【００１３】
二つの温度センサ２０，１９は流体の温度を記録する役割を果たす。温度センサ１９はエンドプレート１３上に、温度センサ２０はサポートチューブ１５上に配置されている。
トランスデューサ１はデジタル信号処理ユニットＤＳＰに接続される。信号処理ユニットＤＳＰはその出力に測定単位である流れる流体Ｆの質量流量、密度及び温度をもたらす。
【００１４】
図２はトランスデューサ１と関連する前記信号処理ユニットのブロック図である。それは、とりわけ、センサ信号Ｘ１７，Ｘ１８を評価し、測定チューブ４の振動励起を調整する。二つのセンサ信号Ｘ１７及びＸ１８は、それぞれ、第一の増幅器Ｖ１及び第二の増幅器Ｖ２に供給される。増幅器Ｖ２の増幅は調整可能な増幅ファクタによって可変である。
【００１５】
増幅器Ｖ１はＡ／ＤコンバータＡＷ１及びこれと並列な異なる段（ｓｔａｇｅ）Ｄ１に接続される。増幅器Ｖ２は異なる段Ｄ１の第二の入力に接続される。異なる段Ｄ１の出力は第二のＡ／ＤコンバータＡＷ２に接続される。Ａ／ＤコンバータＡＷ１及びＡＷ２の二つの出力は、それぞれ、センサ信号Ｓ１及び異なる信号Ｄを、いずれもデジタル形式で、供給する。どちらの出力もデジタル信号処理ユニットＤＳＰの各入力に接続される。
【００１６】
二つの温度センサ１９及び２０は信号処理ユニットＤＳＰの各入力に同様に接続される。
前記信号処理ユニットは、公知の方法で、流体Ｆの質量流量、密度及び温度の値を、それぞれ、複数の出力Ａ１，Ａ４，Ａ５上にもたらす。更に、信号処理ユニットＤＳＰは、測定チューブ４の振動励起を駆動する励起器の電流及び増幅器Ｖ２の増幅ファクタＶＦを制御する。
【００１７】
前記信号処理ユニットは更に濃度決定ユニット２１０に接続される。濃度決定ユニット２１０において、流体の密度及び温度が評価される。濃度決定ユニット２１０は所望の濃度値を表示するディスプレーユニットＡＥに接続される。ディスプレーユニットＡＥに前記濃度値を与えるほかに、前記濃度値を独立した（ｓｕｐｅｒｏｒｄｉｎａｔｅｄ）評価ユニット（更に詳細には示されていない）へ伝送することも可能である。
【００１８】
濃度決定ユニット２１０は流体の密度及び温度の関数としての濃度曲線Ｃを格納している。流体の現在の密度値及び現在の温度の入力によって所望の濃度を容易に決定することができる。
【００１９】
前記濃度曲線を格納するための一つの可能性は対応する多項式の係数（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）を格納することである。前記多項式係数は個々の密度及び温度の値について濃度値を与え且つ対応する多項式近似（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）を行うことによって容易に決定することができる。
【００２０】
最も単純な場合、これは二次元の多項式の関係となる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
密度の多項式の多項式次数（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  ｄｅｇｒｅｅ）は好ましくはＭ＝４、温度の多項式の多項式次数はＺ＝３である。
種々の濃度値を入れることによって、ユーザはその用途に合った濃度仕様を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】コリオリ質量流量計のトランスデューサの概略図である。
【図２】濃度決定ユニットを有するコリオリ質量流量計のための信号処理ユニットのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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