(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリオリ原理で働く流動媒体のための質量流量測定器であって、流動媒体を案内する導管（１）に、該導管（１）に対する半径方向の当付けによって取付けられ、コリオリ力及び／又はコリオリ力に起因する前記導管（１）の振動を検出できる少なくとも１つの測定値検出器を有している形式のものにおいて、ブリッジ（２）が設けられており、該ブリッジ（２）が側方にてその全長に亘って開放されており、該ブリッジ（２）が半径方向で前記導管（１）に取付け可能であり、前記測定値検出器が該ブリッジ（２）の前記導管に向いた側に固定されており、該ブリッジ（２）が前記導管（１）に取付けられた状態で前記測定値検出器のための対応受けを形成していることを特徴とする、質量流量測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コリオリ原理で働く流動媒体の質量流量測定器であって、流動媒体を案内する、有利には真っ直ぐな導管に取付けられ、コリオリ力及び／又はコリオリ力に起因する導管の振動を検出可能である少なくとも１つの測定値検出器とブリッジとを有し、前記測定値検出器が前記ブリッジに固定されかつ前記ブリッジが前記導管に固定可能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コリオリ原理で働く、流動する媒体のための従来の質量流量測定器は、一般的な形式で、付加的に１つの振動発生器を有している。この振動発生器で導管は励振可能である。この場合、振動発生器は一般的には前記ブリッジに固定されており、従来は固有のコリオリ導管を有する閉鎖された装置としてしか提供可能ではなかった。それぞれコリオリ導管の端部に取付けられたフランジで前記形式の質量流量測定器は、流動する媒体を導く導管系に組込まれる。この場合には前記導管系の導管から質量流量測定器のコリオリ導管の長さに相当する領域が除去され、その代りに質量流量測定器がそこに挿入される。これに相応して流動する媒体を導く導管からは１区分が切取られ、導管の残った端部には、質量流量測定器の接続フランジに適合した接続フランジが溶接されなければならない。
【０００３】
導管系の所属する設備がすでに稼働状態にあると、質量流量測定器の組込みを目的として該設備の生産経過を中断するか又は放出導管が使用できるようにしなければならない。コリオリ原理で働く流動媒体のための従来の質量流量測定の装備は、一方では質量流量測定器の比較的に面倒な装備を必要としかつ他方では一般的に、該導管系に質量流量測定器を組込もうとする設備の生産経過の中断を必要とする。
【０００４】
前記問題を解決するためには、ＤＥ４４１７３３２Ｃ２号では、振動発生器と測定値検出器とを、導管系にてすでに存在する導管に取付ける可能性が記載されている。この場合にはしかしながら、導管を励振できるためもしくはコリオリ力及び／又はコリオリ力に起因するコリオリ振動を検出できるためには、振動発生器と測定値検出器とが対応受けに支持されなければならないという別の問題が生じる。しかし前記の如き対応受けの取付けは、複雑な化学的な設備ではほぼ不可能であり、少なくとも多大の費用がかかる。さらに必要な対応受けと関連した問題は、ケーシング、接続フランジ及び正確には流動する媒体を導くコリオリ導管を有する流動する媒体のための従来の質量流量測定器の場合には、振動発生器と測定値検出器とが対応受けとしてのケーシングに支えられ、これによってケーシングがその静止位置を中心とした振動に晒されることである。この結果、一方では振動発生器によって与えられた振動エネルギの１部が失われることになり、他方では接続導管の振動が測定結果を変造することになる。
【０００５】
対応受けと関連した前記問題を回避するためには、振動発生器と有利には測定値検出器とを導管系の導管と結合する代りに、もっぱら振動発生器とかつ場合によっては測定値検出器とに接続された対応質量体にもっぱら結合することがすでに提案されている。しかしこの形式では質量流量測定装置としてコンパクトな装置は達成されない。何故ならば、振動発生器と測定値検出器とはそれぞれ互いに分離したユニットとして固有の対応質量体を持って構成されているからである。これはこのような質量流量測定器を既存の導管に取付ける場合に、とりわけ、個々のユニットの位置決めに際して、特に振動発生器と測定値検出器との間の間隔に関してもしくは２つの測定値検出器の間の間隔に関して、問題を発生させる。しかしながら、特に２つの測定値検出器を使用した場合には、測定値検出器を振動発生器に対し対称的に位置調整すること並びに測定値検出器相互の間隔を正確に調整することが正確な測定結果にとって重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題はコリオリ原理で働く流動媒体のための質量流量測定器であって、既存の導管に取付けることができかつコンパクトな装置として構成できるものを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
コリオリ原理で働きかつ前記課題を解決する、流動媒体のための本発明による質量流量測定器の特徴は、前記ブリッジが前記導管に取付けるために半径方向で該導管に当付け可能であることである。閉鎖した装置として構成された従来の質量流量測定装置とは異なって、全長に亘って側方へ開いたブリッジが設けられているので、質量流量測定器はこのブリッジで半径方向で、つまり側方からもしくは上方又は下方から、導管系の既存の導管に取付けることができる。ブリッジは横断面で見て閉じられた形を有していないので、ブリッジは導管の長手方向で導管に被せ嵌める必要はない。導管の長手方向でブリッジを導管に被せ嵌めることは導管系の既存の導管においてはまったく不可能である。本発明ではブリッジは導管に例えば側方から被せ嵌めることができる。
【０００８】
導管の振動励起は、本発明による質量流量測定器が取付けられている導管を構成部分とする導管系にすでに存在する振動で行なわれる。このような振動は例えば前記導管系の構成部分であるか少なくとも機械的に当該導管系に結合されているポンプ又は他の装置に基づき発生する。しかしながら良好に再現可能な導管の振動励起を達成しかつ特に導管の共振周波数での導管の振動励起を可能にするためには、本発明による有利な別の構成によれば、導管の励振が可能である少なくとも１つの振動発生器が設けられている。この場合、この振動発生器は同様にブリッジに固定されている。コリオリ原理で働きかつ導管系の既存の導管に取付けられることのできる、流動媒体のための、先きに述べた公知の質量流量測定器とは異なって、本発明による質量流量測定器においては、測定値検出器と振動発生器とはブリッジに固定されている。これにより質量流量測定器はコンパクトな装置として唯一のユニットにて実現することができるので、質量流量測定器を導管の上に取付ける場合の位置決め問題は発生しない。
【０００９】
本発明による質量流量測定器のブリッジは種々異なる形式で導管に固定可能である。ブリッジは測定値検出器もしくは振動発生器の対応受けを成すので、できるだけ良好なフレキシブル性の与えられた導管における、できるだけ振幅の大きな振動励起に関連して、本発明の有利な実施例によれば、ブリッジがその長手方向の両端に固定装置を有し、該固定装置でブリッジが導管に固定可能である。この形式で、ブリッジが導管に固定可能である領域は互いに最大の間隔で設けられるので、導管の励起振動もしくはコリオリ振動のためには、ブリッジのほぼ全長に相応する導管区分が用意される。導管の励振可能な領域、ひいては振動可能な領域が長ければ長いほど励起振動の発生と維持は容易である。
【００１０】
ブリッジの長手方向端部における固定装置は種々の形式で実現できる。例えばブリッジを導管に固定するピン又はねじを設けることもできる。しかしながら、本発明の有利な構成によれば、固定装置は導管の長手方向に対し直角に延びるブリッジ領域で形成されていることができる。これにより固定装置はブリッジと一体に構成される。これは一方ではブリッジと固定装置とのコンパクトな構成をもたらし、他方では最適な安定性と力の伝達とを可能にする。
【００１１】
ブリッジの横断面形状は原理的には任意である。これに相応してブリッジは横断面で見て例えばＵ字形、Ｖ字形又は種々の形式で湾曲されているかもしくは曲げられていることができる。しかしながら一般的には、本発明による質量流量測定器を取付けようとする導管の横断面は円形であるので、本発明の別の構成によればブリッジも横断面で見て部分円形である。このような形式でブリッジの半径を導管の半径に相応に適合させると、外寸のできるだけ小さい質量流量測定器が達成される。
【００１２】
ブリッジは導管に取付けるために、例えば導管に溶接されることができる。しかしながら事情によっては本発明による質量流量測定器は時間的にあとで、導管系の他の個所にてもしくはまったく他の設備にて使用することが見込まれているので、本発明の有利な構成によれば、ブリッジは導管に着脱可能に固定可能である。これは例えば、ブリッジが導管の上にクランプ可能であることにより実現される。このためには種々のクランプ装置が考えられる。しかしながら特に有利であるのは、ブリッジがシェルを用いて導管にクランプ可能であることである。このようなシェルはブリッジで取囲まれていない導管領域を取囲み、ブリッジが導管の上に摩擦接続により確実に保持されるようになるまで締めることができる。
【００１３】
コリオリ原理で働く、流動する媒体のための本発明による質量流量測定器は、少なくとも１つの測定値検出器と場合によっては１つの振動発生器とを有する先きに記述したブリッジだけと共に稼働させられることができる。ここでは、測定値の評価と場合によっては存在する振動発生器の制御とのためには、フランジを介して導管系に組込まれる、従来の質量流量測定器の場合のように、もちろん適当な電子装置が存在していなければならない。
【００１４】
しかしながらさらに、種々の理由からは、ブリッジに固定可能な対応片を設けることが有利である。例えばブリッジはこの対応片を用いて導管の上に緊締可能であることができる。この場合には、有利には対応片はブリッジとねじ結合可能であるが、しかし他の結合の可能性も考えられる。特に対応片は横断面で見て有利には部分円形状を有し、したがって横断面で見て同様に部分円形状のブリッジと協働して横断面で見て円形のケーシングが達成されるようになっている。
【００１５】
ブリッジもしくは対応片の横断面形とは無関係に、本発明による別の有利な構成によれば、質量流量測定器が導管に取付けられた状態で、ブリッジと該ブリッジに固定された対応片は導管を、ブリッジの全長に亘って完全に半径方向で取囲む。このような形式で測定値検出器と振動発生器は導管の半径方向からはアプローチ可能ではなく、これにより側方からもしくは上方又は下方からの資格のない干渉と損傷とが阻止される。
【００１６】
前記構成とは択一的に又は前記構成を補完して有利には、ブリッジと対応片は、その長手方向端部に、導管のための切欠きを有する端壁をそれぞれ有し、質量流量測定器が導管に取付けられた状態で端壁は導管とブリッジもしくは対応片を完全に覆っている。特に先きに述べたように、ブリッジと対応片とが導管を完全に半径方向で取囲んでいる構成とのコンビネーションで、質量流量測定器の内室、つまりブリッジと対応片とによって取囲まれた領域はいまや、対応片及び／又はブリッジを導管から取去ることなく外部から到達することはできない。これは先きに述べた測定値検出器と振動発生器とが外から損傷を受けることに対する安全性を付加的に高める。
【００１７】
原則的には測定値検出器及び／又は振動発生器はブリッジを導管に取付けるためにブリッジの上に留まることができる。しかし、測定値検出器及び／又は振動発生器の配置に応じて、測定値検出器及び／又は振動発生器を導管に取付けるために、測定値検出器及び／又は振動発生器がブリッジから取外し可能であることも有利である。特にこのような形式で測定値検出器及び／又は振動発生器をブリッジに向き合った側で導管に設けることが可能である。
【００１８】
測定値検出器及び／又は振動発生器はブリッジに直接的に固定し、ブリッジの内側に取付けておくこともできる。しかし本発明の有利な別の構成によればブリッジの、導管に向いた側に保持板を設け、該保持板をブリッジに固定し、振動発生器及び／又は測定値検出器を該保持板に取付けることができる。これはブリッジに対する測定値検出器及び／又は振動発生器の間接的な固定に相当する。この場合に有利であることは、簡単な形式でブリッジの内壁からの保持板の間隔を、質量流量測定器を固定しようとする導管の半径に関連して変化させることができ、測定値検出器及び／又は振動発生器が常に適正に導管に対し位置決めされ得ることである。
【００１９】
個々にはコリオリ原理で働く、流動する媒体のための本発明による質量流量測定器を構成しかつ改良するためには多くの可能性がある。
【００２０】
これについては一方では特許請求項２以下と図面に基づき符号を用いて記載した実施例を参照されたい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１と２には断面図もしくは斜視図で、本発明の有利な第１実施例による質量流量測定装置が、流動媒体を導く真っ直ぐな導管１に取付けられた状態で示されている。コリオリ振動を検出するためには導管１の長手方向に相互に間隔をおいて配置されているが、詳細には示されていない２つの測定値検出器が設けられている。質量流量測定装置の外側の制限はブリッジ２によって形成されている。ブリッジ２内には測定値検出器と振動発生器３とが設けられている。ブリッジ２は横断面で見てほぼ半円形で、端部に導管１の長手方向に対し垂直に延びる領域４を有している。導管１の長手方向に対し垂直に延びる領域４は、それぞれ半円形の切欠きを有し、該切欠きの内径は、質量流量測定器が上に取付けられる導管１の外径に相応している。このような形式でブリッジ２の前記領域４はブリッジ２を導管１に固定する固定装置として役立つ。
【００２２】
測定値検出器と振動発生器３とをブリッジ２に固定することは保持板５で実現されている。保持板５自体はウエブ６を介してブリッジ２の内側に固定されている。これは間接的な、つまり保持板５を用いて実現されたブリッジ２に対する測定値検出器並びに振動発生器３の固定に相応している。さらにブリッジ２にはブリッジ２とほぼ同じ形を有する対応片７が固定されている。対応片７をブリッジ２に固定することは、ねじ８で行なわれる。このねじ８でブリッジ２と対応片７は導管１の半径方向に延びる、互いに対応する領域にて固定的にねじ結合される。このねじ結合で確実な、しかし解消可能な固定が達成される。導管１はこれにより半径方向で完全にブリッジ２と対応片７で取囲まれるので、いわゆる横断面で見て円形のケーシングが導管１のために形成される。これは導管１の半径方向から測定値検出器と振動発生器３とが干渉され、ひいては測定値検出器と振動発生器とが損傷されることが阻止される。さらにブリッジ２は対応片７を用いて導管１の上にクランプ可能である。すなわち導管１の長手方向に対し垂直に延びるブリッジ２の領域４が導管１の外径に正確に相応する切欠きを有し、他方ではブリッジ２の領域４に相応する、導管１の長手方向に垂直に延びる領域９が対応片７に設けられ、ブリッジ２と対応片７とをねじ結合することで導管１の上にプレス坐が達成される。
【００２３】
図３には本発明の有利な第２実施例が示されている。この実施例では、保持板５は導管１の、ブリッジ２に向き合った側に設けられている。その他の点では第２の有利な実施例の質量流量測定器は図１と図２とに示された質量流量測定器にほぼ相応している。もちろん図３に示された保持板５の配置では保持板５は測定値検出器と振動発生器３と一緒に、導管１にブリッジ２を取付けるために、ブリッジ２から取外し可能である。これに相当することは、測定値検出器及び／又は振動発生器３が、保持板５に取付けられないで、導管１の、ブリッジ２とは反対側に設けられている場合に当嵌まる。この場合にはこれに応じて測定値検出器及び／又は振動発生器３はブリッジ２を導管１に取付けるためにブリッジ２から取外し可能でなければならない。
【００２４】
図４と５には有利な第３実施例の質量流量測定器が断面図と斜視図とで示されている。図４には第３の有利な実施例の質量流量測定器がきわめて大きな直径を有する導管１に取付けることができることが示されている。この場合には質量流量測定器は、導管１の全直径を取囲むのではなく、導管１の側方領域にだけ固定されている。これに相応して第３実施例による質量流量測定器のためにも、図１から３までと関連して記述したような対応片は設けられていない。
【００２５】
ブリッジ２を導管１に固定することは代りに、例えばブリッジ２を導管１に溶接することで行なうことができる。図４から判るように、ブリッジ２は溶接１０で側面で導管１に固定されていることができる。しかしながらこれはブリッジ２を簡単に取外して、他の使用場所で引続き使用することを実地において不可能にする。その限りにおいては、図５から判るように第３の有利な実施例の質量流量測定器の場合には、ブリッジ２はシェル１１によりプレス坐で導管１に保持されている。特にブリッジ２の端部領域が開いていると、つまり所定の導管１の曲率に端部領域が適合させられていないと、本発明の有利な第３実施例における質量流量測定器は、種々異なる導管直径に適合させることのできるフレキシブルなシェル１１を用いれば多面的に使用することができる。
【００２６】
最後になるが、これまでは１つの測定値検出器もしくは前記測定値検出器について記述したが、もちろん２つの測定値検出器が設けられていることもでき、これが一般的であることを付言しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有利な第１実施例による質量流量測定器の断面図。
【図２】本発明の有利な第１実施例による質量流量測定器の斜視図。
【図３】本発明の第２の有利な実施例による質量流量測定装置の断面図。
【図４】本発明の第３の有利な実施例による質量流量測定装置の断面図。
【図５】本発明の有利な第３実施例による質量流量測定装置の斜視図。
【符号の説明】
１  導管、  ２  ブリッジ、  ３  振動発生器、  ４  導管の長手方向に対し垂直に延びる領域、  ５  保持板、  ６  ウエブ、  ７  対応片、  ８  ねじ、
９  領域、  １０  溶接、  １１  シェル
【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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