(57)【要約】【課題】連成曲げ・ねじり振動モードで振動する測定管（２）を有するコリオリ型質量流量計において、軸方向のねじりモーメントも補償されるように質量流量計を改良することを課題とする。【解決手段】回転対称軸に関して回転対称に形成され、測定管（２）のねじり振動モードと同じ周波数により逆位相でねじり振動させられる取付け部品（２０）が測定管（２）と機械的に結合され、取付け部品の回転対称軸が測定区間入口及び測定区間出口横断面（４、６）の中心点（４ａ、６ａ）で決まる直線（８）（中心軸）と平行に延び又はこれと一致している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連成曲げ・ねじり振動モードで振動する測定管（２）を有するコリオリ型質量流量計において、回転対称軸に関して回転対称に形成され、測定管（２）のねじり振動モードと同じ周波数により逆位相でねじり振動させられる取付け部品（２０）が測定管（２）と機械的に結合され、取付け部品の回転対称軸が測定区間入口及び測定区間出口横断面（４、６）の中心点（４ａ、６ａ）で決まる直線（８）（中心軸）と平行に延び又はこれと一致していることを特徴とするコリオリ型質量流量計。
【請求項２】
前記取付け部品は、回転対称軸に垂直に配向されて測定区間の中央で中心軸をよぎる対称面に関して鏡映対称であることを特徴とする請求項１に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３】
曲げ及び／又はねじり力の補償のための少なくとも１個の別の補償部材が測定管に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４】
前記取付け部品は、入口側及び出口側で測定管と結合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項５】
前記取付け部品は、測定区間の入口側及び出口側端部で測定管と結合されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項６】
前記取付け部品は、測定区間の内部で測定管と結合されていることを特徴とする請求項４に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項７】
別の補償部材が測定区間の内部で測定管に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項８】
前記取付け部品は、少なくとも測定区間の区域で測定管を取り囲んでいることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項９】
前記取付け部品は、測定管の外部に配置されて測定管と結合されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１０】
質量流量計が単一の真直測定管からなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１１】
前記測定管は、湾曲した測定管からなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１２】
前記測定管は、Ｕ形又はＳ形又はＶ形に折れ曲がっていることを特徴とする請求項１１に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１３】
前記取付け部品は、少なくとも１個の第１の入口側部分、第２の出口側部分及び第３の中間部分からなり、各部分が回転対称軸に関して回転対称に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１４】
各部分の間の接合部が段階状に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１５】
各部分の間の接合部が連続的に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１６】
前記中間部分のねじり面モーメントの絶対値は、入口側及び出口側部分のねじり面モーメントより大きいことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１７】
前記入口側及び出口側部分は、ねじりばねとして、中間部分が慣性質量として作用することを特徴とする請求項１６に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１８】
前記取付け部品のねじり振動モードの周波数及び位相関係を中間部分と入口側及び出口側部分のねじり面モーメントの絶対値の比並びに中間部分と入口側又は出口側部分との間の接合部の位置によって調整し得ることを特徴とする請求項１７に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項１９】
前記取付け部品は、測定管のねじり振動と同じ周波数により逆位相でねじり振動させられることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２０】
前記取付け部品の少なくとも１つの部分は、中空体であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２１】
前記取付け部品の少なくとも１つの部分は、薄肉の中空体であることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２２】
前記薄肉の中空体は、中空円筒又は中空直方体であることを特徴とする請求項２１に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２３】
前記取付け部品の少なくとも１つの部分は、多部材組立品であることを特徴とする請求項１ないし２２のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２４】
前記多部材組立品は、回転対称軸と平行に延びて、測定管軸に垂直な板に保持された細長い部材からなることを特徴とする請求項２３に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２５】
前記細長い部材は、異形レールであることを特徴とする請求項２４に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２６】
前記細長い部材は、中空体であることを特徴とする請求項２４に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２７】
前記入口側及び出口側部分は、細長い半径方向結合部材によって測定管に取付けられた各々１個の円環からなり、中間部分が剛直な結合体からなることを特徴とする請求項１ないし２６のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２８】
前記剛直な結合体は、中空体であることを特徴とする請求項２７に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項２９】
前記中空体は、中空円筒であることを特徴とする請求項２８に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３０】
前記中空体は、中空直方体であることを特徴とする請求項２８に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３１】
前記剛直な結合体は、多部材組立品であることを特徴とする請求項２７に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３２】
前記剛直な結合体は、回転対称軸と平行に延びる細長い部材からなることを特徴とする請求項３１に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３３】
前記細長い部材は、異形レール又は桁材又は棒材であることを特徴とする請求項３２に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３４】
前記細長い部材は、中空体であることを特徴とする請求項３２に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３５】
前記取付け部品のねじり振動特性は、細長い結合部材の寸法によって調整可能であることを特徴とする請求項１ないし３４のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３６】
励振装置が、前記取付け部品に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし３５のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３７】
振動の検出のためのセンサが、前記取付け部品に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし３６のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３８】
再調整のための調整部材が、前記取付け部品に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし３７に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項３９】
前記取付け部品は、入口側及び出口側で測定管に取付けられた各々１個の第１及び第２の剛直な板からなり、これらの板がねじり可能な結合体によって互いに結合されていることを特徴とする請求項１ないし３８のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４０】
前記ねじり可能な結合体は、中空体であることを特徴とする請求項３９に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４１】
前記中空体は、中空円筒又は中空直方体であることを特徴とする請求項４０に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４２】
前記ねじり可能な結合体は、多部材組立品であることを特徴とする請求項３９に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４３】
前記ねじり可能な結合体は、測定管軸と平行な細長い部材からなることを特徴とする請求項４２に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４４】
前記細長い部材は、異形レール又は桁材又は棒材であることを特徴とする請求項４３に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４５】
前記細長い部材は、中空体であることを特徴とする請求項４４に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４６】
連成曲げ・ねじり振動モードで振動する測定管を有するコリオリ型質量流量計において、共通の回転対称軸に関して回転対称に形成され、測定管のねじり振動モードと同じ周波数により逆位相でねじり振動させられる少なくとも２個の取付け部品が測定管と機械的に結合され、取付け部品の共通の回転対称軸が測定区間入口及び測定区間出口横断面の中心点で決まる直線（中心軸）と平行に延び又はこれと一致していることを特徴とするコリオリ型質量流量計。
【請求項４７】
測定区間の入口側及び出口側端部で各々１個の入口側及び出口側円環状取付け部品が細長い半径方向結合部材によって測定管に取付けられていることを特徴とする請求項４６に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４８】
前記細長い半径方向結合部材は、棒材、桁材又は管であることを特徴とする請求項４７に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項４９】
前記入口側又は出口側取付け部品の振動特性は、細長い結合部材の寸法によって調整可能であることを特徴とする請求項４８に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項５０】
前記取付け部品は、細長い部材の対（１０２３／１０２３’）、（１０２３ａ／１０２３ａ’）であることを特徴とする請求項４６に記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項５１】
別の補償部材が、中心軸に関して偏心に取付けられた剛直な樋状物又は補償管であることを特徴とする請求項１ないし５０のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【請求項５２】
中心軸に関して偏心に取付けられた片持質量が別の補償部材として測定管に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし５１のいずれか１つに記載のコリオリ型質量流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連成曲げ・ねじり振動で振動する測定管を有する請求項１の上位概念に基づくコリオリ型質量流量計（ＣＭＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＤは流体が貫流する測定管に周期的運動‐代表的には曲げ振動‐を励起し、管壁に対する流体の力の作用を少なくとも２個所で測定する。測定点の測定信号の位相差から質量流量を決定することができる。
【０００３】
しかし流れに基づく管壁への流体の力の作用（即ちコリオリ効果）は、発生するその他の力と比較してすこぶる小さい。そこでバックグラウンドや外乱から測定効果を区別するために、構造の対称性等に関して装置に高い条件が要求される。特にＣＭＤは振動技術的に環境（特にＣＭＤが取付けられた、その性質が調節不能な管路）からなるべく完全に遮断されていなければならない。このような減結合はＣＭＤの「バランシング」とも呼ばれる。
【０００４】
先行技術ではしばしば二重管構造及び／又は湾曲した測定管を使用することによってバランシングを得ようとする。こうして流体の広い密度範囲にわたってバランシングを得ることができる。ところがプロセス技術的には湾曲してない単管形の測定管が選ばれる。この場合３つの代表的な手法がある（非特許文献１）
−固定対称取付け
この場合特殊な取付け規則によって、ＣＭＤが十分に確定的に環境に連結することが保証されるという。装置自体が大きな質量を有する。欠点は高い取付け費用、重い固定具及び外的影響に対する装置の大きな感度（例えば低い零位点安定性）である。
【０００５】
−曲げ逆振動子
曲げ逆振動子を取付けることによって測定管の振動が補償される。曲げ逆振動子は測定管の逆位相で振動し、理想的な場合は重心の振動運動を消去する。そこで周辺力が働かない。このような補償は一般に１つの流体密度でしか機能せず、その他の密度では測定管と逆振動子の質量比がもはや適合せず、環境への連結が著しく増大する。そこで測定精度も低下する。
【０００６】
−ねじり逆振動子
曲げ逆振動子の代わりに質量を偏心に取付けることによって管の曲げ振動がねじり振動に連結される。複数個の片持質量を測定管に取付けることによってこれを得ることが提案された。片持質量の重心は曲げ振動面に垂直に測定管の縦軸を通る共通の平面にあるが、一般にこの縦軸上にはない。１つの代替策は、特許文献１に示されるように、剛直な偏心樋状物を取付けることである。２つの振動モード（曲げ及びねじり振動モード）は流体質量によって同様に影響されるから、周辺力即ち曲げ及びねじり力を大きな密度範囲にわたって補償し得ることが明らかである。バランスのとれた測定管部分を以下では測定区間とも称する。測定データはもっぱらこのようにバランスのとれた測定区間の内部で取ることとする。
【特許文献１】ＵＳ２００２／０１１７０１０Ａ１
【非特許文献１】W.Drahm： Einrohrtechnik bei Coriolis-Massemessern−ein Standortbestimmung”（Ｗ．ドラーム著「コリオリ型質量流量計での単管技術‐位置決定」apt 42,7(2000)20頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが提案のバランシングは、ねじり振動に基づき管の軸に沿って対称なトルク（ねじりモーメント）が測定管の入口側及び出口側端部に作用することによって得られる。その場合対称とは、入口側と出口側のねじりモーメントが絶対値は等しいが、同方向又は逆方向に配向されていることを意味する。さらにこの軸方向のねじりモーメントによってＣＭＤと環境との望ましくない振動技術的連結が生じる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記類別に基づくＣＭＤを軸方向のねじりモーメントも補償されるように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は請求項１の特徴又は請求項４６の特徴によって解決される。
【００１０】
本発明によれば、回転対称軸に関して回転対称に形成され、測定管のねじり振動モードと同じ周波数により逆位相でねじり振動させられる取付け部品が測定管と機械的に結合される。取付け部品の回転対称軸は測定区間入口及び測定区間出口横断面の中心点で決まる直線（以下略して中心軸と称する）と平行に延び、又はこれと一致している。全く真直な測定管の場合は、中心軸は測定管の中心線及び測定管の回転対称軸と一致している。
【００１１】
この場合回転対称とは、いわゆるｎ回の回転対称としての対称を意味する。なおｎは自然数である。回転対称軸の周りに角３６０°／ｎだけ回転したとき物体が完全に写像されるならば、この物体はｎ回の回転対称を有する。例えば底面が正方形の細長い直方体は縦方向と平行に延びる中心軸に関して４回の回転対称を有する。この回転対称軸の周りにそれぞれ９０°の回転で直方体が完全に写像されるからである。長方形の端面を持つ細長い直方体は２回の回転対称を有する。ｎ回の回転対称の極端な場合として、均質な質量分布を持つ中実又は中空円筒例えば測定管は「無限回の」回転対称を有する。任意のあらゆる角度の回転がすべて中空又は中実円柱を完全に写像するからである。この場合はRotationssymmetrieともいう。
【００１２】
取付け部品は、回転対称軸に垂直に配向されて測定区間の中央で中心軸をよぎる対称面に関して、鏡映対称であることが可能である。鏡映対称とは、対称面での鏡映で取付け部品が自己同一になることを意味する。
【００１３】
さらに曲げ及び／又はねじり力の補償のために別の補償部材を測定管に取付けた実施形態は極めて有利である。補償部材は前述のように偏心質量、剛直な偏心樋状物又はその他の周知の補償部材であり、これによって前述のように測定区間の区域の曲げ及びねじり力が補償される。
【００１４】
少なくとも１個の補償部材によって曲げ及び／又はねじり力に関して補償された測定管部分と取付け部品によってねじりモーメントに関して補償された部分は合同であるか、又は２つの部分の一方が他方を包含する。２つの部分のうちの大きいほうが測定区間を確定する。測定区間はバランスがとれた測定管部分である。測定区間は測定管より短く、測定管の一部だけを包含することもあり得る。
【００１５】
有利な実施態様では取付け部品が入口側及び出口側で測定管と結合されている。取付け部品は測定区間の入口側及び出口側端部又は測定区間の内部で測定管と結合することができる。
【００１６】
測定区間の入口側及び出口側端部に入口側及び出口側延長管を取付けることができ、ＣＭＤをプロセスパイプラインに組込むためのフランジがこの延長管に取付けられる。その場合測定管は測定区間と延長管からなる。
【００１７】
なお測定区間及び延長管への測定管の区分は、機能上のことと解すべきである。具体的に見れば、延長管を有する測定区間は単一の部材であるか又は多数の部分からなることができる。
【００１８】
そこで本発明に基づく構成の利点は、測定管のねじり振動のＱ値と取付け部品のねじり振動のＱ値が同じであれば、測定管と取付け部品の結合点で測定管と取付け部品のねじりモーメントが正確に補償されることである。Ｑ値が相違する場合は、測定管と取付け部品の結合点で測定管と取付け部品のねじりモーメントがほぼ正確に補償される。
【００１９】
こうして本発明に基づくＣＭＤは外部に対して、即ち測定区間の外部の区域で、ねじりモーメントに関してバランスがとれている。
【００２０】
すでに以前に提案され、上記の「ねじり逆振動子」の項で説明したように本発明に基づくＣＭＤの測定管を構成するならば、測定区間の末端区域ですべての発生する曲げ又はねじり力及びモーメントに関して大変よくバランスのとれたＣＭＤを構成することができる。  
その場合取付け部品は測定区間の区域で測定管を取り囲むことができるが、測定管の外部に配置することもできる。重要なのは、測定管と取付け部品のねじり振動周波数が等しいことである。
【００２１】
換言すれば、取付け部品が測定管を取り囲む場合は、実質的に一種の支持外被がＣＭＤの測定管に取付けられ、その振動モードは測定管のねじりモードと同じ周波数、但し逆位相のねじりモードを有するように調整されている。その場合取付け部品の回転対称軸は測定管の中心軸と一致している。内部ケーシングと本来の測定管は逆相で振動し、管軸の周りのねじりモーメントが相殺される。補償のために必要な重要な条件は周波数が等しいことである。測定管と取付け部品との間の結合は、例えば取付け部品を入口側と出口側で測定管に溶接することによって実現される。
【００２２】
取付け部品が測定管を取り囲まない場合は、取付け部品の回転振動軸は測定管の中心軸に間隔をおいて平行に延びる。そこで例えば各々１枚の剛直な板を入口側と出口側で測定管に溶接し、取付け部品をこの板に溶接することによって、測定管と取付け部品との剛結合を実現することができる。
【００２３】
また本発明に基づくＣＭＤでは測定管をほぼ任意の形状に折り曲げることができる。例えばＵ形、Ｖ形又はＳ形に折り曲げることができる。このように任意に折り曲げた測定管でも、管に連成曲げ・ねじり振動を励起すれば、両端にねじりモーメントを出力する。
【００２４】
折り曲げた測定管では、中心軸は測定管の全長で測定管の中心線及び測定管の回転対称軸ともはや一致しない。折り曲げた測定管でも中心軸及び測定管の回転対称軸は管入口及び管出口横断面の中心点を通る。
【００２５】
その場合取付け部品は少なくとも１個の第１の入口側部分、第２の出口側部分及び第３の中間部分からなることができ、各部分は取付け部品の回転対称軸に関して回転対称に形成されている。入口側及び出口側部分がおおむねねじりばねとして、中間部分がおおむね慣性質量として作用するように、各部分を構成することが好ましい。
【００２６】
連成ばね質量振動子系との相似性の考察によって、本発明の機能を説明することができる。このような相似性考察で測定管は、ばねを介してフランジに連結された質量に相当する。相似性の考察でフランジは１つの質量である。同様に取付け部品もばね（第１及び第２の部分）を介して同じくフランジに連結された質量（中間部分）とみなすことができる。そこで測定管をなす質量が振動させられると、フランジをなす質量も取付け部品をなす質量もばね継手によって励振される。取付け部品の振動特性を決定するパラメータを適当に設計すれば、取付け部品が測定管と同じ周波数かつ逆の位相で振動するように振動が連結され、自動的に取付け部品と測定管の振動振幅も正反対となり、フランジをなす質量が静止し、即ちフランジに力とモーメントが働かないことは、力学の分野の当業者に周知の法則と規則を適用すれば明白である。
【００２７】
取付け部品の振動特性はとりわけ回転対称軸に関するねじり面モーメントによって決まる。ねじり面モーメントは力学で周知の量であり、例えばDubble：Taschen−buch fuer den Mascinenbau（機械製作便覧），Springer-verlag Berlin, 1995, C27−C29頁に記載されている。一定の肉厚を有する中空体のねじり面モーメントは、例えば前掲書Ｃ２９頁の表７に示されているように、横断面中心線が挟む面の二乗と、肉厚を横断面中心線を囲む円周で割った商との積に比例する。ねじり角はねじり面モーメントに反比例する。
【００２８】
そこで発明の有利な実施形態では、取付け部品の中間部分のねじり面モーメントが入口側及び出口側部分のねじり面モーメントより大きい。このような実施形態では入口側及び出口側部分がねじりばねとして、中間部分がねじりの少ない質量として作用する。
【００２９】
また本発明に基づくＣＭＤでは、取付け部品のねじり振動モードの周波数と位相関係は中間部分と入口側及び出口側部分のねじり面モーメントの絶対値の比並びに中間部分と入口側及び出口側部分の間の接合部の位置によって調整可能である。その場合中間部分と入口側及び出口側部分の間の移行を段階的又は連続的に行うことができる。
【００３０】
取付け部品が測定管を内部ケーシングのように取り囲む場合は、このような本発明の内部ケーシングは全体として剛直でなく、中心軸に関して偏心でないのが特徴である。中間部分は剛直に設計することができるが、前述のようにねじりばねの機能を遂行する入口側及び出口側部分は剛直でない。
【００３１】
また取付け部品のその他の振動モード、特に曲げ振動モードの周波数域は−取付け部品が測定管を取り囲んでいるか否かに関係なく−バランシング効果を減少する望ましくない連結を生じないために、励振周波数から引き離されていなければならない。曲げ振動モードは例えば取付け部品の質量と質量分布により調整可能である。特に取付け部品が中空体であれば、振動特性をとりわけ肉厚の値により調整することができる。
【００３２】
そこで本発明に基づくＣＭＤの特に有利な実施態様では、取付け部品の各部分が中空体である。例えば各部分は厚肉又は薄肉の中空円筒又は中空直方体である。各部分は公認の技術規則に従って設計された結合部材、例えば板で互いに結合される。
【００３３】
取付け部品の部分として中空円筒を選べば、中間部分をなす円筒片は第１及び第２の部分をなす円筒片より大きな半径を有する。そこで取付け部品の周波数及び／又は位相関係は、中間円筒片と入口側及び出口側円筒片との接合部の位置並びに中間円筒片の半径と入口側又は出口側円筒片の半径の比により調整可能である。
【００３４】
一般に本発明に基づく取付け部品は、個々の部分がすべての部位で同じ直径と同じ肉厚を有するのではなく、例えば凸形及び／又は凹形に成形された表面部分を具備するように設計することもできる。また個々の部分がさらに小部分からなり及び／又は組立品であることも可能である。但し取付け部品全体の回転対称及び取付け部品のねじり振動特性について本発明に基づき前述した条件を守るように注意しなければならない。
【００３５】
本発明に基づくＣＭＤの極めて有利な実施態様は、励振装置が取付け部品に取付けられていることを特徴とする。振動の検出のためのセンサも取付け部品に取付けることができる。
【００３６】
発明の別の極めて有利な実施形態は、取付け部品に調整部材、例えば可変質量を取付けるものである。この調整部材によって取付け部品の振動特性の調整を後で行うことができる。
【００３７】
また本発明に基づくＣＭＤでは中心軸に関して軸対称に形成され、測定管のねじり振動モードと同じ周波数により逆位相でねじり振動させられる少なくとも２個の取付け部品が測定管と機械的に結合される。
【００３８】
入口側及び出口側の測定管端部区域で各々１個の円環状の入口側又は出口側取付け部品が細長い半径方向結合部材によって測定管に取付けられる。細長い結合部材は棒材、桁材又は管である。換言すれば、取付け部品はスポーク車輪のような外観であるといえる。そこで入口側又は出口側取付け部品の振動特性は細長い結合部材の寸法によって調整することができる。
【００３９】
発明のその他の有利な実施態様と改良及びその他の利点はその他の従属請求項で明らかである。
【００４０】
発明の１３の実施態様を示した図面に基づき、発明及び発明の有利な実施態様と改良並びにその他の利点を説明し、記述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、単一の真直測定管２を有するコリオリ型質量流量計１を示している。この測定管２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管１４、１６と、その間にあって測定区間入口横断面４及び測定区間出口横断面６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点４ａ、６ａによって測定管２の中心軸８が決まる。この場合、中心軸８は、測定管２の回転対称軸と一致している。測定装置１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ１８、１８ａが延長管１４、１６に取付けられている。
【００４２】
測定管２と取付け部品２０とが結合され、取付け部品２０は、測定区間の区域で測定管２の全周を取り囲んでいる。取付け部品２０は、３個の中空円筒からなる回転対称の中空体である。これらの中空円筒は、取付け部品２０の第１の入口側部分２２、第２の出口側部分２４及び第３の中間部分２６である。これらの回転対称軸は、測定管２の中心軸８と一致している。
【００４３】
中間部分２６と入口側並びに出口側部分２２、２４との間の結合は、接合部２８、３０で溶接板によって行われている。入口側並びに出口側部分２２、２４の内半径r1、r2は、中間部分の内半径r3より小さい。一方、中間部分２６の肉厚t3は、入口側並びに出口側部分２２、２４の肉厚t1、t2より大きい。
【００４４】
測定管２は、先行技術で慣用のように金属、例えばチタンからなることができる。取付け部品２０も金属からなることができる。取付け部品２０は、測定区間の入口側並びに出口側端部１０、１２で測定管に溶接されている。
【００４５】
中間部分の円筒２６の内壁面には、励振装置４０が取付けられている。この励振装置４０は、測定管２と連動し、測定管２に連成曲げ・ねじり振動をさせる。前にすでに提案したように、この励振装置は、例えば交流電流が流れる単数個又は複数個の適当に配置されたコイルと、このコイルの中に移動可能に配置され、測定管と結合された可動鉄片とから構成されている。交流電流の周波数に応じて単数個又は複数個の可動鉄片が周期的にコイルから押し出され、再び引っ込められ、こうして測定管２に曲げ振動が励起される。前にすでに提案したように、測定管２の所定の位置に偏心質量を取付け、又は測定管自体が不均質な質量分布を有することによって、曲げ振動にねじり振動が連結され、全体として励振装置４０により測定管２が連成曲げ・ねじり振動させられる。同じくすでに提案したように、励振装置によって測定管２にまずねじり振動を励起し、次に偏心片持質量又は測定管２の不均質な質量分布によってねじり振動に曲げ振動を連結し、こうして同様に励振装置４０によって測定管２に連成曲げ・ねじり振動を励起する。
【００４６】
取付け部品２０のねじり振動モードの周波数と位相関係は、下記のパラメータを適当に確定することによって、測定管２のねじり振動モードに対して調整される。即ちr3とr2又はr3とr1の比、接合部２８、３０と測定区間の入口側及び出口側端部１０、１２の間隔及び肉厚t1、t2、t3。適宜に選択すれば、取付け部品２０のねじり振動モードは測定管のねじり振動モードと同じ周波数かつ逆の位相を有し、その場合測定区間の入口側並びに出口側端部１０、１２に生じる測定管のねじりモーメントMtRは、そこに生じる取付け部品２０のねじりモーメントMtAと正反対である。２つのねじりモーメントが相殺され、測定装置１の測定区間の入口側並びに出口側端部１０、１２は極めてよくバランスがとれている。
【００４７】
さらに、取付け部品の質量と測定管の質量の質量比を適当に選択することによって、取付け部品２０の他の振動モード、特に曲げ振動モードの周波数域を励振周波数から引き離し、こうして取付け部品２０のねじり振動モードとの望ましくない連結を生じないようにすることができる。
【００４８】
図９は、連結ばね質量線形系の相似例でねじりモーメント補償の機能を示している。このような相似考察で測定管は、ばねFRFによりフランジに連結された質量MRに相当する。相似考察でフランジは別のばねFFUを介して環境、即ち測定装置が取付けられたプロセスパイプラインに連結する質量MFである。
【００４９】
この略図で、取付け部品は、ばねFAF（即ち第１及び第２の部分）により同じくフランジに連結されたMA（即ち中間部分）とみなすことができる。そこで測定管を表す質量MRが振動させられると、FRF及びFAFのばね継手によって、フランジを表す質量MFも取付け部品を表す質量MAも励振される。取付け部品の振動特性を決定するパラメータを適当に設計すれば、取付け部品が測定管と同じ周波数かつ逆の位相で振動するように振動の連結が行われ、自動的に取付け部品と測定管の振動振幅も、フランジを表す質量MFが静止するように、即ちフランジに力及びモーメントが働かないように調整されることは、力学の分野の当業者に周知の法則と規則を適用すれば明白である。
【００５０】
測定管２には、管の振動の検出のためのセンサ４２、４２ａが取付けられている。
【００５１】
図２は本発明に基づく質量流量計１ａの代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図２の例の部材又は部品は２００を加えた参照符号を有する。測定管２０２は、測定区間の入口側及び出口側端部２１０、２１２の間で僅かに湾曲している。僅かに湾曲した測定管は、全く真直な測定管に比して、温度変動に基づき測定管の長さが変化した場合に測定管のひずみの発生を減少する長さ補償が可能であるという利点がある。僅かに湾曲した測定管２０２では、測定管の中心線２０９と、管入口並びに管出口横断面２０４、２０６の中心点２０４ａ、２０６ａで決まる中心軸２０８とは一致しない。
【００５２】
測定管２０２と取付け部品２２０とが結合され、取付け部品２２０は、測定区間の区域で測定管２０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品２２０は、３個の中空直方体からなる２回回転対称の中空体である。これらの中空直方体は、取付け部品２２０の第１の入口側部分２２２、第２の出口側部分２２４及び第３の中間部分２２６をなしている。これらの回転対称軸は、測定管２０２の中心軸２０８と一致している。
【００５３】
中間部分２２６と入口側並びに出口側部分２２２、２２４との間の結合は、接合部２２８、２３０で溶接板によって行われている。
【００５４】
なお、ねじりモーメントの補償は図１に示した例と同様に行われる。入口側及び出口側部分２２２、２２４は、長方形横断面のねじりばねとして、また、中間部分２２６は、長方形横断面の質量として作用する。しかし横断面形状は別として、図１で説明した関連を図２の例にも同様に転用することができる。
【００５５】
取付け部品２２０の内壁面には、やはり励振装置が取付けられているが、ここでは図示の便宜上示さない。同様に測定管に振動信号の検知のためのセンサが取付けられているが、同じく図示の便宜上ここでは示さなかった。励振装置とセンサは図１に示したのと同様に取付けられている。
【００５６】
図３は、本発明に基づく質量流量計３０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図３の例の部材又は部品は３００を加えた参照符号を有する。
【００５７】
図３は、単一の真直測定管３０２を有するコリオリ型質量流量計３０１を示している。この測定管３０２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管３１４、３１６と、その間にあって測定区間入口横断面３０４及び測定区間出口横断面３０６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点３０４ａ、３０６ａによって測定管３０２の中心軸３０８が決まっている。この場合、中心軸３０８は、測定管３０２の回転対称軸と一致している。プロセスパイプライン系に測定装置３０１を組込むためのフランジ３１８、３１８ａが、延長管３１４、３１６に取付けられている。
【００５８】
測定管３０２の外側に配置された取付け部品３２０が、測定管３０２と結合されている。この取付け部品３２０は、第１の入口側部分３２２、第２の出口側部分３２４及び第３の中間部分３２６を有する回転対称の中空体である。これの回転対称軸３０７は、測定管３０２の中心軸３０８と平行であるが、これと一致せず、測定管３０２の中心軸３０８に対し間隔をおいて通っている。
【００５９】
前記取付け部品３２０は、金属からなり、例えば鋳造法で製造されている。中間部分３２６と入口側並びに出口側部分３２２、３２４との間に、接合部３２８、３３０が突設されている。取付け部品３２０の表面は、適当に凸形及び凹形に成形された接合部を有する３つの部分の間に連続的な移行を示している。
【００６０】
各々１枚の剛直な板３１１、３１３を、入口側及び出口側で測定管３０２に溶接し、取付け部品３２０を板３１１、３１３に溶接することによって、測定管３０２と取付け部品３２０の間の剛結剛が実現される。
【００６１】
入口側及び出口側部分３２２、３２４の代表的な平均内半径r1、r2は、中間部分３２６の代表的な平均内半径r3より小さい。一方、中間部分３２６の肉厚t3は、入口側並びに出口側部分３２２、３２４の肉厚t1、t2より大きい。
【００６２】
下記のパラメータ、即ちr3とr2並びにr3とr1の比、接合部３２８、３３０と測定区間の入口側及び出口側端部３１０、３１２又は、結合板３１１、３１３との間隔及び肉厚t3、t1、t2を適当に定めることによって、取付け部品３２０のねじり振動モードの周波数及び位相関係が測定管３０２のねじり振動モードに対して調整される。形状を適当に選択すれば、取付け部品３２０のねじり振動モードは測定管３０２のねじり振動モードと同じ周波数かつ逆の位相を有し、測定区間の入口側並びに出口側端部３１０、３１２に生じる測定管のねじりモーメントMtRは、そこに生じる取付け部品３２０のねじりモーメントMtAと正反対である。２つのねじりモーメントが相殺され、測定装置３０１の測定区間の入口側並びに出口側端部３１０、３１２は極めてよくバランスがとれている。
【００６３】
図４は、本発明に基づく質量流量計４０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図４の部材又は部品は４００を加えた参照符号を有する。
【００６４】
図４は、単一の真直測定管４０２を有するコリオリ型質量流量計４０１を示している。この測定管４０２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管４１４、４１６と、その間にあって測定区間入口横断面４０４及び測定区間出口横断面４０６で規定された測定区間とに区分されている。これらの横断面の中心点４０４ａ、４０６ａで測定管４０２の中心軸４０８が決まっている。この中心軸４０８は、この場合、測定管４０２の回転対称軸と一致している。測定装置４０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジを、延長管４１４、４１６に取付けることができる。フランジは図４に示さない。
【００６５】
測定管４０２と取付け部品４２０とが結合され、この取付け部品４２０は、測定区間の区域で測定管４０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品４２０は、３つの部分体４２２、４２４、４２６からなる回転対称体である。これらの部分体は、取付け部品４２０の第１の入口側部分、第２の出口側部分及び第３の中間部分である。これら回転対称軸は、測定管４０２の中心軸４０８と一致している。
【００６６】
入口側及び出口側部分は、細長い半径方向結合部材４２３によって測定管４０２に取付けられた各々１個の円環４２２，４２４として形成され、中間部分は、この場合、結合部材４２３よりも大きな剛性の中空円筒である。全体として入口側及び出口側部分はスポーク車輪の形状を有し、この場合、細長い半径方向結合部材は、スポークにより構成されている。スポーク４２３の太さと形状を適当に選択することによって、取付け部品４２０のねじり固有モードが調整される。
【００６７】
スポーク車輪状の部分４２２、４２４は、例えば中実円板からレーザ切断によって製造することができる。
【００６８】
励振装置とセンサについては、図２の説明で述べたことが同様に当てはまる。
【００６９】
図５は、本発明に基づく質量流量計５０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図５の例の部材又は部品は５００を加えた参照符号を有する。
【００７０】
図５の実施例では、取付け部品５２０の入口側及び出口側部分５２２、５２４は、円板である。中間部分５２６は、測定管５０２の中心軸５０８に関して回転対称に形成された中空円筒として構成されている。これの肉厚は、中央部５２７で肥厚しているから、そこに周縁部５２９、５２９ａと比較して大きな質量と高い剛性が生じる。周縁部５２９、５２９ａは薄肉になっており、ねじりばねとして作用するが、中央部５２７は質量として作用する。この場合周縁部５２９、５２９ａと中央部５２７の長さの比を変えることにより、また中央部５２７の肥厚及びその質量の値により取付け部品５２０のねじり振動特性が調整される。
【００７１】
励振装置とセンサについては、図２の説明で述べたことが同様に当てはまる。
【００７２】
図６は、本発明に基づく質量流量計６０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図６の例の部材又は部品は６００を加えた参照符号を有する。
【００７３】
図６は、単一の真直測定管６０２を有するコリオリ型質量流量計６０１を示している。この測定管６０２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管６１４、６１６と、その間にあって測定区間入口横断面６０４及び測定区間出口横断面６０６で規定された測定区間に区分される。これらの横断面の中心点６０４ａ、６０６ａで測定管６０２の中心軸６０８が決まる。中心軸６０８はこの場合測定管６０２の回転対称軸と一致している。測定装置６０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ６１８、６１８ａを延長管６１４、６１６に取付けることができる。フランジは図６に示さない。
【００７４】
測定区間の両端で、測定管６０２と入口側及び出口側取付け部品６２５、６２７が結合され、各取付け部品６２５、６２７は、測定管６０２の全周を取り囲んでいる。２つの取付け部品６２５、６２７は、中心軸６０８に垂直に配向された測定管６０２の鏡映対称面６５０に関して鏡映対称に配置されている。２つの取付け部品６２５、６２７の各々は、６回回転対称であり、これら回転対称軸は、測定管６０２の中心軸６０８と一致している。取付け部品６２５、６２７は、６本の細長い半径方向結合部材６２３によって測定管６０２に取付けられた各々１個の円環として形成されている。全体として入口側及び出口側取付け部品は、６本のスポークを持つスポーク車輪の形状を有し、細長い半径方向結合部材がスポークをなしている。スポーク６２３の太さを適当に選択することによって取付け部品６２５、６２７のねじり振動モードが調整され、こうして上述のように測定装置の良好なバランシングが得られる。
【００７５】
スポーク車輪形取付け部品６２５、６２７は例えばレーザ切断によって中実円板から製造することができる。この取付け部品は、桁材、棒材又は中空体からなることもできる。
【００７６】
本発明に基づくコリオリ型質量流量計のおそらく最も簡単な実施形態をなすのが図１０の変型である。これは、図６の一層の簡素化と考えることができる。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図１０の例の部材又は部品は１０００を加えた参照符号を有する。
【００７７】
図１０の変型では、スポーク車輪形の取付け部品が簡素化されて、入口側の測定区間前端及び出口側の測定区間後端で測定管１００２に取付けられたそれぞれ１対の細長い部材１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’になっている。細長い部材の各対１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’は、中心軸１００８に関して２回回転対称となるように取付けられている。中心軸１００８に垂直に配向された測定管１００２の鏡映対称面に関して、細長い部材の各対１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’は、鏡映対称に配置されている。細長い部材の長さ、幅、質量及び内部の質量分布によって細長い部材の対１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’の振動特性を調整することができる。例えば細長い部材１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’の自由端にさらに調整質量を取付けることができる。
【００７８】
細長い部材の対１０２３／１０２３’、１０２３ａ／１０２３ａ’の測定管１００２への固定は、例えば溶接又は螺着によって行われている。
【００７９】
図７は、本発明に基づく質量流量計７０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図７の例の部材又は部品は７００を加えた参照符号を有する。
【００８０】
図７は、単一の真直測定管７０２を有するコリオリ型質量流量計７０１を示している。測定管７０２の中心軸７０８は、この場合、測定管７０２の回転対称軸と一致している。測定装置７０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ７１８、７１８ａが、測定管７０２の入口側及び出口側端部７１０、７１２に取付けられている。測定区間は、この場合フランジ７１８、７１８ａの間の測定管の全長に延びている。
【００８１】
回転対称軸に関して、４回回転対称の取付け部品７２０が測定管７０２と結合されており、取付け部品７２０は測定管と、さらには測定区間７０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品７２０は第１の入口側部分７２２、第２の出口側部分７２４、第３の中間部分７２６からなる。その回転対称軸は測定管７０２の中心軸と一致している。
【００８２】
第１の入口側部分７２２と第２の出口側部分７２４とは、薄肉の中空円筒からなる。第３の中間部分７２６は、測定管の中心軸７０８に対して４回回転対称に形成された多部材組立品である。取付け部品はほぼ正方形の端板７５０、７５０ａ及び測定管７０２と平行に延びて直方体の縦稜をなす同じく直方体状の縦桁の形の４個の結合部材７５２、７５４、７５６、７５８で直方体のように形成されている。端板７５０、７５０ａは測定管を通すために中心に配置された丸穴を有する。第１及び第２の部分をなす中空円筒７２２、７２４が入口側及び出口側で端板７５０、７５０ａに溶接されている。これらの中空円筒は、はんだ付け又はその他の結合技術で結合してもよい。直方体状の縦桁７５２、７５４、７５６、７５８は、板７５０、７５０ａに機械的に固定され、即ち溶接、はんだ付け又はねじ止めされている。
【００８３】
入口端と出口端の間の中央並びに入口側及び出口側で、各々２本の隣接する縦桁７５２、７５４、７５６、７５８が、縦桁の縦方向に対して垂直に向けられた直方体状の結合部材によって結合され、測定管の中心軸に垂直に向いた枠状の補強７７２、７７０、７７４がそれぞれ生じる。
【００８４】
中央の補強７７２に励振装置が固定され、２つの入口側及び出口側補強に管の振動状態を検知するためのセンサが取付けられている。
【００８５】
中空円筒状の第１及び第２の部分７２２、７２４の直径は、正方形端板７５０、７５２の一辺の長さより小さい。第１及び第２の部分７２２、７２４は、ねじりばねとして機能し、第３の部分７２６は質量として機能する。枠状の補強７７２、７７０、７７４によって僅かな重量で第３の部分体の高い剛性が得られる。
【００８６】
結合部材７５２、７５４、７５６、７５８は、異形レール又は中空異形桁材として形成することもできる。
【００８７】
中間部分体７２６の入口側隅角部に調整質量として、円柱体７６０、７６２、７６４が螺着されている。これらの円柱体は測定装置の最終組立の後に取付けられ、中間部分７２６の重量と間隔に従ってバランシングが最適になるように選定される。必要に応じて８つのすべての隅角部に、又は−図７に示している。ように−一部の隅角部にだけに調整質量を取付けることができる。
【００８８】
第１及び第２の部分体７２２、７２４の幾何学的性質−即ちその長さ、直径及び肉厚−、中間部分体の幾何学的性質−特にその長さ及び直方体の稜の長さ−、結合部材７５２、７５４、７５６、７５８の質量及び補設される調整質量によって、取付け部品７２０のねじり振動特性を調整することができる。
【００８９】
図８は、本発明に基づく質量流量計８０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図８の例の部材及び部品は８００を加えた参照符号を有する。
【００９０】
図８は、単一の真直測定管８０２を有するコリオリ型質量流量計８０１を示している。この測定管８０２の中心軸８０８は、この場合、測定管８０２の回転対称軸と一致している。測定装置８０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ８１８、８１８ａが、測定管８０２の入口側及び出口側端部８１０、８１２に取付けられている。測定区間、即ち測定管を通って流れる媒質と測定管壁との間に相互作用が起こる測定管区域は、この場合フランジ８１８、８１８ａの間の測定管の全長に延びている。
【００９１】
回転対称軸に関して２回回転対称の取付け部品８２０が、測定管８０２と結合され、取付け部品８２０は測定管８０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品８２０は、第１の入口側部分８２２、第２の出口側部分８２４及び第３の中間部分８２６からなっている。これらの回転対称軸は、測定管８０２の中心軸と一致している。
【００９２】
第１の入口側部分８２２と第２の出口側部分８２４とは、薄肉の中空円筒からなっている。第３の中間部分８２６は、測定管の中心軸８０８に対して２回回転対称に構成された多部材組立品である。
【００９３】
取付け部品は、ほぼ長方形の端板８５０、８５０ａ及び測定管と平行に延びる細長い板又は中空体の形の２個の結合部材８５２、８５４によって直方体のように形成されている。結合部材８５２、８５４は、それぞれ端板８５０、８５０ａの短辺側で端板に螺着されている。その高さは端板８５０、８５０ａの高さに相当する。全体として端板８５０、８５０ａと結合部材８５２、８５４は１つの長方形のフレームをなしている。
【００９４】
端板８５０、８５０ａは、測定管を通すために中央に配置された丸穴を有する。第１及び第２の部分をなす中空円筒８２２、８２４が、入口側と出口側で端板８５０、８５０ａに溶接されている。中空円筒を半田付けすることもできる。
【００９５】
中空円筒状の第１及び第２の部分８２２、８２４の直径は、正方形の端板８５０、８５０ａの一辺の長さより小さい。第１及び第２の部分８２２、８２４はねじりばねとして機能し、第３の部分８２６は質量として機能する。
【００９６】
第１及び第２の部分体８２２、８２４の幾何学的性質−即ちその長さ、直径及び肉厚−、中間部分体の幾何学的性質−特にその長さと稜の長さ及び直方体の高さと幅の比−及び結合部材７５２、７５４の質量によって取付け部品８２０のねじり振動特性を調整することができる。
【００９７】
全体として図８の実施形態は、図７の実施形態に類似している。但し、図８の実施形態は、図７の実施形態よりも製造が一層簡単である。特に結合部材８５２、８５４が細長い中空直方体として形成されているならば、最適なバランシングのために必要な振動特性を有し、しかも総重量が小さい取付け部品を構成することができる。
【００９８】
図１１は、本発明に基づく質量流量計１１０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図１１の例の部材又は部品は１１００を加えた参照符号を有する。
【００９９】
図１１は、単一の真直測定管１１０２を有するコリオリ型質量流量計１１０１を示している。この測定管１１０２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管１１１４、１１１６と、その間にあって測定区間入口横断面１１０４及び測定区間出口横断面１１０６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点１１０４ａ、１１０６ａで測定管１１０２の中心軸１１０８が決まっている。この中心軸１１０８は、この場合測定管１１０２の回転対称軸と一致している。測定装置１１０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ１１１８、１１８ａが、延長管１１１４、１１１６に取付けられている。
【０１００】
測定管１１０２の外側に配置された取付け部品１１２０が、測定管１１０２と結合されている。この取付け部品１１２０は、第１の入口側部分１１２２、第２の出口側部分１１２４及び第３の中間部分１１２６を有する回転対称体である。これらの回転対称軸１１０７は、測定管１１０２の中心軸１１０８と平行であるが中心軸１１０８と一致せず、測定管１１０２の中心軸１１０８から間隔をおいて通っている。
【０１０１】
前記取付け部品１１２０は、金属からなり、例えば鋳造法で製造されている。中間部分１１２６と入口側及び出口側部分１１２２、１１２４の間に接合部１１２８、１１３０が、一体に突設されている。取付け部品１１２０の表面は、適当に凸形及び凹形に成形された接合部により３つの部分の間に連続的な移行を示している。中間部分１１２６は凸形に形成されている。
【０１０２】
各々１枚の剛直な板１１１１、１１１３を入口側及び出口側で測定管１１０２に溶接し、取付け部品１１２０を板１１１１、１１１３に溶接することによって、測定管１１０２と取付け部品１１２０の間の剛結合が実現される。取付け部品１１２０と測定管１１０２の結合部１１１０ａ、１１１２ａは、測定区間の内部にある。
【０１０３】
曲げ及び／又はねじり力の補償のための別の補償部材１１８０が、測定管１１０２に取付けられている。この補償部材は、偏心の樋状物として形成され、測定区間の入口１１１０及び出口１１１２で、例えば溶接又は螺着により測定管１１０２に固定されている。
【０１０４】
図１１の構成の基礎をなす思想は、少なくとも１個の補償部材により曲げ及び／又はねじり力に関して補償された測定管部分と、取付け部品によりねじりモーメントに関して補償された部分は合同であるか、又は２つの部分の一方が他方を包含するということである。２つの部分のうちの大きいほうが測定区間を確定している。図１１の場合は、補償部材によって補償された部分が測定区間を確定する。
【０１０５】
図１３は、本発明に基づく質量流量計の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図１３の例の部材又は部品は１３００を加えた参照符号を有する。
【０１０６】
図１３は、単一の真直測定管１３０２を有するコリオリ型質量流量計１３０１を示している。この測定管は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管１３１４、１３１６と、その間にあって測定区間入口横断面１３０４及び測定区間出口横断面１３０６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点１３０４ａ、１３０６ａで測定管１３０２の中心軸１３０８が決まっている。この中心軸１３０８は、この場合、測定管１３０２の回転対称軸と一致している。測定装置１３０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ１３１８、１３１８ａが延長管１３１４、１３１６に取付けられている。
【０１０７】
測定管１３０２と取付け部品１３２０とが結合され、この取付け部品１３２０は、測定区間の区域で測定管１３０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品１３２０は、３つの中空円筒からなる回転対称の中空体である。これら中空円筒は、取付け部品１３２０の第１の入口側部分１３２２、第２の出口側部分１３２４、第３の中間部分１３２６である。これらの回転対称軸は、測定管１３０２の中心軸１３０８と一致している。
【０１０８】
中間部分１３２６と入口側並びに出口側部分１３２２、１３２４との間の結合は、接合部１３２８、１３３０で溶接板によって行われている。入口側並びに出口側部分１３２２、１３２４の内半径r1、r2は、中間部分１３２６の内半径r3より小さい。一方、中間部分１３２６の肉厚t3は、入口側並びに出口側部分１３２２、１３２４の肉厚t1、t2より大きい。
【０１０９】
測定管１３０２は、先行技術で慣用のように金属、例えばチタンからなることができる。取付け部品１３２０も金属からなることができる。取付け部品１３２０は、測定区間の入口側並びに出口側端部１３１０、１３１２で測定管に溶接されている。
【０１１０】
測定管１３０２に曲げ及び／又はねじり力の補償のための別の補償部材１３８０が取付けられている。補償部材は、管として形成され、結合部１３１０ａ及び１３１０ｂで例えば溶接又は螺着して測定管１３０２に固定されている。こうして補償部材１３８０と測定管１３０２との結合部１３１０ａ、１３１２ａは、測定区間の内部にある。
【０１１１】
図１３の構成の基礎をなす思想は、少なくとも１個の補償部材により曲げ及び／又はねじり力に関して補償された測定管部分と、取付け部品によりねじりモーメントに関して補償された部分は合同であるか、又は２つの部分の一方が他方を包含するということである。２つの部分のうちの大きいほうが測定区間を確定する。図１３の場合は取付け部品によって補償された部分が測定区間を確定している。
【０１１２】
図１４は、本発明に基づく質量流量計１４０１で別の実施態様を示している。
【０１１３】
図１４は、単一の真直測定管１４０２を有するコリオリ型質量流量計１４０１を示している。測定管１４０２は１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管１４１４、１４１６と、その間にあって測定区間入口横断面１４０４及び測定区間出口横断面１４０６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点１４０４ａ、１４０６ａで測定管１４０２の中心軸１４０８が決まっている。この中心軸１４０８は、この場合測定管１４０２の回転対称軸と一致している。測定装置１４０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ１４１８、１４１８ａが、延長管１４１４、１４１６に取付けられている。
【０１１４】
測定管１４０２と取付け部品１４２０とが結合され、この取付け部品１４２０は、測定区間の区域で測定管１４０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品１４２０は、３つの中空円筒からなる回転対称の中空体である。これらの中空円筒は、取付け部品１４２０の第１の入口側部分１４２２、第２の出口側部分１４２４及び第３の中間部分１４２６である。これらの回転対称軸は、測定管１４２０の中心軸１４０８と一致している。
【０１１５】
中間部分１４２６と入口側並びに出口側部分１４２２、１４２４との間の結合は、接合部１４２８、１４３０で溶接板によって行われる。入口側並びに出口側部分１４２２、１４２４の内半径r1、r2は、中間部分１４２６の内半径r3より小さい。一方、中間部分１４２６の肉厚t3は、入口側並びに出口側部分１４２２、１４２４の肉厚t1、t2より大きい。
【０１１６】
前記測定管１４０２は、先行技術で慣用のように金属、例えばチタンからなることができる。取付け部品１４２０も金属からなることができる。取付け部品１４２０は、測定区間の入口側並びに出口側端部１４１０、１４１２で測定管に溶接されている。
【０１１７】
測定管１４０２に別の補償部材として４枚の板１４８０ａ、１４８０ｂ、１４８０ｃ、１４８０ｄが、測定管の中心軸１４０８に関して偏心に取付けられている。これらの板は、以前にすでに提案したように測定管１４０２の曲げ及び／又はねじり力の補償を行う。板１４８０ａ、１４８０ｂ、１４８０ｃ、１４８０ｄは、測定区間の内部かつ取付け部品１４２０の中間部分１４２６の内部にあるように配置されている。
【０１１８】
図１２は、本発明に基づく質量流量計１２０１の別の代替実施形態を示している。図１と同じ又は類似の又は同様に作用する図１２の例の部材又は部品は１２００を加えた参照符号を有する。
【０１１９】
図１２は、ほぼ二重のＳ形に折れ曲がった測定管１２０２を有するコリオリ型質量流量計１２０１を示している。この測定管１２０２は、１つの個片で作られているが、機能的には入口側及び出口側延長管１２１４、１２１６と、その間にあって測定区間入口横断面１２０４及び測定区間出口横断面１２０６で規定された測定区間に区分されている。これらの横断面の中心点１２０４ａ、１２０６ａで測定管１２０２の中心軸１２０８が決まっている。測定装置１２０１をプロセスパイプライン系に組み込むためのフランジ１２１８、１２１８ａが、延長管１２１４、１２１６に取付けられている。
【０１２０】
測定管１２０２と取付け部品１２２０とが結合されており、この取付け部品１２２０は、測定区間の区域で測定管１２０２の全周を取り囲んでいる。取付け部品１２２０は、３つの中空円筒からなる回転対称の中空体である。これらの中空円筒は取付け部品１２２０の第１の入口側部分１２２２、第２の出口側部分１２２４及び第３の中間部分１２２６である。これらの回転対称軸は測定管１２０２の中心軸１２０８と一致している。
【０１２１】
中間部分１２２６と入口側並びに出口側部分１２２２、１２２４との結合は、接合部１２２８、１２３０で溶接板によって行われている。入口側並びに出口側部分１２２２、１２２４の内半径r1、r2は、中間部分１２２６の内半径r3より小さい。一方、中間部分１２２６の肉厚t3は、入口側並びに出口側部分１２２２、１２２４の肉厚t1、t2より大きい。
【０１２２】
測定管１２０２は、先行技術で慣用のように金属、例えばチタンからなることができる。取付け部品１２２０も金属からなることができる。取付け部品１２２０は、測定区間の入口側並びに出口側端部１２１０、１２１２で測定管に溶接されている。
【０１２３】
図１２の実施形態は、本発明に基づく取付け部品によるねじりモーメントの補償が複雑に折れ曲がった測定管でも可能であることの一例である。もちろん測定管はＵ形、Ｖ形又はらせん形に折れ曲がっていてもよい。
【０１２４】
図１ないし１４に示した実施例は、本発明に基づくコリオリ型質量流量計の可能な実施形態の確定的な選択を示しているものではない。これらの実施例で示したコリオリ型質量流量計の様々な部分的特徴の他の組合せも同じく本願に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】取付け部品が３個の管片からなる発明の第１の実施形態の図である。
【図２】取付け部品が３個の中空直方体からなる発明の第２の実施形態の図である。
【図３】取付け部品が、異なる横断面の区域の間に連続的移行部がある軸対称体である発明の第３の実施形態の図である。
【図４】取付け部品が、円筒形外郭で結合された２つのスポーク車輪形環状体からなる発明の第４の実施形態の図である。
【図５】取付け部品が２個の連結された円板と中間の重い質量からなる発明の第５の実施形態の図である。
【図６】２個のスポーク車輪形取付け部品が測定管に取付けられた第６の実施形態の図である。
【図７】取付け部品が、測定管軸に垂直な板に保持された４個の中空体からなる第７の実施形態の図である。
【図８】取付け部品が、測定管軸に垂直な板に保持された２個の中空体からなる第８の実施形態の図である。
【図９】機能を説明するための簡単なばね質量モデルの図である。
【図１０】取付け部品として２対の細長い部材が測定管に取付けられた第９の実施形態の図である。
【図１１】取付け部品のほかにさらに別の補償部材が測定管に取付けられた第１０の実施形態の図である。
【図１２】測定管がＳ形に折れ曲がった第１１の実施形態の図である。
【図１３】取付け部品のほかに同じく別の補償部材が測定管に取付けられた第１２の実施形態の図である。
【図１４】４個の偏心質量が別の補償部材として測定管に取付けられた発明の第１３の実施形態の図である。
【符号の説明】
【０１２６】
２          測定管
４          測定区間入口横断面
４ａ        中心点
６          測定区間出口横断面
６ａ        中心点
８          中心軸
２０        取付け部品
【図１】
2005134393.tif 000003
【図２】
2005134393.tif 000004
【図３】
2005134393.tif 000005
【図４】
2005134393.tif 000006
【図５】
2005134393.tif 000007
【図６】
2005134393.tif 000008
【図７】
2005134393.tif 000009
【図８】
2005134393.tif 000010
【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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