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JP2002243613A - Density-measuring method and device using coriolis mass flowmeter - Google Patents

Density-measuring method and device using coriolis mass flowmeter

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Publication number
JP2002243613A
JP2002243613A JP2001034989A JP2001034989A JP2002243613A JP 2002243613 A JP2002243613 A JP 2002243613A JP 2001034989 A JP2001034989 A JP 2001034989A JP 2001034989 A JP2001034989 A JP 2001034989A JP 2002243613 A JP2002243613 A JP 2002243613A
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JP
Japan
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density
fluid
measured
vibration
coefficients
Prior art date
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Application number
JP2001034989A
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Japanese (ja)
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Daiichi Kitami
大一 北見
Hideki Shimada
英樹 嶋田
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Oval Corp
Original Assignee
Oval Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate handling by simplifying calibration at customer site and to reduce time and cost required for calibration at the customer sites. SOLUTION: Density is measured through the use of a Coriolis mass flowmeter for measuring mass flow. The density of a fluid to be measured is obtained by detecting the oscillation period or oscillation frequency of a flow tube, through which the fluid to be measured flows, and using a function with at least two coefficients from the detected oscillation period or the oscillation frequency. At this time, at least two coefficients are obtained through the use of the oscillation period or oscillation frequency measured, by making only one known calibration fluid flow and a value determined commonly for each type of product, and the commonly determined value is corrected by variation factors based on individual products.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ質量流量
計を用いた密度計測方法及び装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring density using a Coriolis mass flow meter.

【0002】[0002]

【従来の技術】未知の流体の密度を測定するために、コ
リオリ質量流量計を用いることが知られている。コリオ
リ質量流量計は、被測定流体の流通するフローチューブ
の両端を支持し、該支持点回りにフローチューブを該フ
ローチューブの流れ方向と垂直な方向に振動したとき、
フローチューブに作用するコリオリの力が質量流量に比
例することを利用したものであって、それ自体従来周知
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is known to use Coriolis mass flow meters to measure the density of unknown fluids. Coriolis mass flow meter supports both ends of the flow tube through which the fluid to be measured flows, and when the flow tube vibrates around the support point in a direction perpendicular to the flow direction of the flow tube,
This is based on the fact that the Coriolis force acting on a flow tube is proportional to the mass flow rate, and is known per se.

【0003】一方、振動式密度計は、流体が流れるフロ
ーチューブの共振周波数が密度の変化によって変化する
ことを利用して、被測定流体の密度を測定するものであ
る。このような振動式密度計は、その主要構成が、コリ
オリ質量流量計と共通しているために、被測定流体の質
量流量を測定するためのコリオリ質量流量計を用いて構
成して、質量流量と同時に密度を計測することが従来よ
り行われている。コリオリ質量流量計のフローチューブ
が共振振動する周期或いは周波数を測定することによ
り、流体の密度を計測することが可能となる。
[0003] On the other hand, a vibratory density meter measures the density of a fluid to be measured by utilizing the fact that the resonance frequency of a flow tube through which a fluid flows changes according to a change in density. Since such a vibration type densitometer has the same main configuration as the Coriolis mass flow meter, it is configured using a Coriolis mass flow meter for measuring the mass flow rate of the fluid to be measured, and the mass flow rate is measured. At the same time, measuring the density has been conventionally performed. By measuring the period or frequency at which the flow tube of the Coriolis mass flowmeter resonates and vibrates, the density of the fluid can be measured.

【0004】但し、フローチューブの共振周波数は、流
れる流体のみの密度だけではなく、流体を含むフローチ
ューブ全体の密度の変化によって変化し、さらには、フ
ローチューブのばね常数が温度によって変化することか
ら共振周波数が変化することを考慮すれば、未知の流体
の密度を測定する準備として、測定に使用される装置毎
に、測定された共振周波数と被測定流体の密度の関係を
知ること、即ち校正が必要になる。
[0004] However, the resonance frequency of the flow tube varies not only with the density of the flowing fluid alone, but also with the change in the density of the entire flow tube containing the fluid. Further, the spring constant of the flow tube varies with the temperature. Considering that the resonance frequency changes, as a preparation for measuring the density of the unknown fluid, knowing the relationship between the measured resonance frequency and the density of the fluid to be measured for each device used for measurement, i.e., calibration Is required.

【0005】特公平6−63958号公報は、このよう
な技術を開示する。この技術は、コリオリ質量流量計の
2つのフローチューブの一方内を未知の流体が流れると
きに振動する周期を決定して、この周期を2乗する。つ
ぎに、未知の流体の密度を2乗された周期と、校正時に
コリオリ質量流量計を通って流れた2つの既知の流体、
例えば、空気と水の周期の2乗との一次関数として決定
する。
Japanese Patent Publication No. 6-63958 discloses such a technique. This technique determines the period at which an unknown fluid oscillates in one of the two flow tubes of a Coriolis mass flow meter and squares this period. Next, the cycle of the density of the unknown fluid squared and the two known fluids that flowed through the Coriolis mass flow meter during calibration,
For example, it is determined as a linear function of the square of the cycle of air and water.

【0006】しかしながら、コリオリ質量流量計を用い
る密度計測装置は、工場で製造された後に出荷されて、
客先で計測状態にあるとき、被測定流体の流れる配管に
一体に組み付けられて、被測定流体の密度を測定する。
このような状態で、水と空気を用いて校正する場合、配
管より密度計測装置をはずして、流体を完全に取り除い
て、十分に乾燥させた後に、始めに空気、それから水の
順に校正することになる。このように、配管内に取り付
けられている密度計測装置を、再校正するためには、大
変な時間とコストがかかるという問題がある。
[0006] However, a density measuring device using a Coriolis mass flowmeter is shipped after being manufactured in a factory,
When the measuring point is at the customer site, it is assembled integrally with the pipe through which the fluid to be measured flows, and measures the density of the fluid to be measured.
When calibrating using water and air in such a condition, remove the density measuring device from the piping, completely remove the fluid, dry thoroughly, then calibrate first with air and then with water. become. As described above, there is a problem that it takes a very long time and cost to re-calibrate the density measuring device installed in the pipe.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、か
かる問題点を解決して、工場より出荷されて客先で校正
されるとき、客先での校正を簡単化して、取り扱いを容
易にすると共に、客先での校正に要する時間及びコスト
を低減することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention solves such a problem and, when shipped from a factory and calibrated at a customer, simplifies calibration at the customer and facilitates handling. It is another object of the present invention to reduce the time and cost required for calibration at a customer site.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のコリオリ質量流
量計を用いて密度計測する密度計測方法は、中央部に設
けられた駆動装置によって共振駆動される少なくとも1
つの被測定流体の流れるフローチューブを有し、一対の
振動検出センサが、駆動装置の取付位置に対して左右両
側の対称位置に設置されて、コリオリの力に比例した位
相差を検知することにより質量流量を測定するコリオリ
質量流量計を用いて密度計測をする。被測定流体の密度
は、被測定流体の流れるフローチューブの振動周期又は
振動周波数を検出し、検出された振動周期又は振動周波
数から、少なくとも2つの係数を有する関数を用いて求
める。その際、1つのみの既知の校正流体を流して計測
した振動周期又は振動周波数と、製品種類毎に共通に定
められた値を用いて前記少なくとも2つの係数を求める
と共に、この共通に定められた値を個々の製品に基づく
バラツキ因子により補正する。
According to the present invention, there is provided a density measuring method for measuring a density using a Coriolis mass flow meter.
By having a flow tube through which two fluids to be measured flow, a pair of vibration detection sensors are installed at symmetrical positions on both the left and right sides with respect to the mounting position of the drive device, and by detecting a phase difference proportional to the Coriolis force The density is measured using a Coriolis mass flow meter that measures the mass flow rate. The density of the fluid to be measured is determined by detecting a vibration cycle or a vibration frequency of the flow tube through which the fluid to be measured flows, and using a function having at least two coefficients from the detected vibration cycle or the vibration frequency. At this time, the vibration cycle or vibration frequency measured by flowing only one known calibration fluid and the at least two coefficients are obtained by using a value that is commonly determined for each product type, and the common and fixed values are determined. Is corrected by the variation factor based on each product.

【0009】また、本発明のコリオリ質量流量計を用い
て密度計測する密度計測装置は、被測定流体の流れるフ
ローチューブの振動周期又は振動周波数を検出する回路
と、検出された振動周期又は振動周波数から、少なくと
も2つの係数を有する関数を用いて被測定流体の密度を
求める密度演算部とを備えている。密度演算部におい
て、少なくとも2つの係数を求める校正処理のために、
1つのみの既知の校正流体を流して計測した振動周期又
は振動周波数と、製品種類毎に共通に定められた値を用
いて前記少なくとも2つの係数を求めると共に、この共
通に定められた値を個々の製品に基づくバラツキ因子に
より補正する。
A density measuring apparatus for measuring a density using a Coriolis mass flow meter according to the present invention includes a circuit for detecting a vibration cycle or a vibration frequency of a flow tube through which a fluid to be measured flows, a detected vibration cycle or a vibration frequency. And a density calculator for calculating the density of the fluid to be measured using a function having at least two coefficients. In the density calculation unit, for calibration processing for obtaining at least two coefficients,
A vibration cycle or a vibration frequency measured by flowing only one known calibration fluid, and the at least two coefficients are obtained by using a value commonly determined for each product type, and the commonly determined value is calculated by Correct by the variation factor based on each product.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を例示に基づき説明
する。図1は、本発明のコリオリ質量流量計を用いた密
度計測装置の概略全体構成を例示する図である。コリオ
リ質量流量計は、直管、湾曲管等の種々のフローチュー
ブ形状、或いは1本管、2本並列管、内外2重管のよう
な種々のフローチューブ構成のものが知られているが、
いずれのコリオリ質量流量計であっても、本発明の密度
計測装置として利用することができる。コリオリ質量流
量計のフローチューブは、その中央部に設けられた駆動
装置によって共振駆動され、一対の振動検出センサが、
駆動装置の取付位置に対して左右両側の対称位置に設置
されて、コリオリの力に比例した位相差を検知する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a diagram exemplifying a schematic overall configuration of a density measuring device using a Coriolis mass flow meter of the present invention. Coriolis mass flowmeters are known in various flow tube shapes such as straight pipes and curved pipes, or in various flow tube configurations such as single pipes, two parallel pipes, and inner / outer double pipes.
Any Coriolis mass flow meter can be used as the density measuring device of the present invention. The flow tube of the Coriolis mass flow meter is driven in resonance by a driving device provided at the center thereof, and a pair of vibration detection sensors
It is installed at symmetrical positions on both the left and right sides with respect to the mounting position of the drive device, and detects a phase difference proportional to the Coriolis force.

【0011】図1に示したセンサA及びセンサBは、一
対の振動検出センサを示している。そして、このセンサ
A及びセンサBで検出され、必要に応じて増幅された正
弦波形状を有している信号A、及び信号Bは、位相差検
出部1に入力される。ここでは、それ自体周知の方法を
用いて、信号Aと信号Bの位相差が検出される。質量流
量演算部2においては、またコリオリ質量流量計におい
ては周知の方法で、検出された位相差から質量流量が演
算される。
The sensors A and B shown in FIG. 1 represent a pair of vibration detecting sensors. The signals A and B having a sine wave shape detected by the sensors A and B and amplified as necessary are input to the phase difference detection unit 1. Here, the phase difference between the signal A and the signal B is detected using a method known per se. The mass flow rate calculator 2 calculates the mass flow rate from the detected phase difference by a known method in a Coriolis mass flow meter.

【0012】一方、センサBからの信号B(或いはセン
サAからの信号Aでもよい)は、周期又は周波数検出回
路3に入力され、ここで、信号Bの周期又は周波数が検
出される。これは、つぎに、密度演算部4に入力され
て、ここで周期又は周波数を2乗したものから密度が演
算されるが、その際、本発明の特徴に従い、出荷前に工
場で確認されたバラツキ因子と、校正のために一液の
み、例えば水を用いて決定された係数に基づき、被測定
流体の密度が求められる。
On the other hand, the signal B from the sensor B (or the signal A from the sensor A) is input to the period or frequency detection circuit 3, where the period or frequency of the signal B is detected. This is then input to the density calculator 4 where the density is calculated from the square of the period or frequency. At this time, according to the characteristics of the present invention, the density was confirmed at the factory before shipment. The density of the fluid to be measured is determined based on the variation factor and the coefficient determined using only one liquid for calibration, for example, water.

【0013】以下、この被測定流体の密度の決定につい
て、最初に湾曲管形のフローチューブを例にしてさらに
詳細に説明する。湾曲管形のチューブ振動周期Tと、流
体密度ρの関係は、密度計測装置固有の定数(使用され
る装置固有の値を有している)をA,Bとすると、 ρ=AT2 +B (1) で表せることが知られている。要するに、装置固有の
A,Bを知ることができれば、チューブ振動周期Tを測
定することにより、流体密度ρを求めることができる。
Hereinafter, the determination of the density of the fluid to be measured will be described in more detail by taking a curved tube type flow tube as an example. The relationship between the tube vibration period T of a curved tube and the fluid density ρ is as follows: A and B are constants specific to the density measuring device (having values specific to the device used), ρ = AT 2 + B ( It is known that 1) can be expressed as In short, if the A and B unique to the device can be known, the fluid density ρ can be obtained by measuring the tube vibration period T.

【0014】このA,Bは、従来技術の考え方に従い、
流体密度ρが既知の流体、例えば空気と水、を流して振
動周期Tを測定することにより求めることができる。空
気(以下、添字aで表す)と水(以下、添字wで表す)
の密度をそれぞれρa 、ρwとし、チューブ振動周期を
それぞれTa 、Tw とすると、 ρa =ATa 2 +B (2) ρw =ATw 2 +B (3) で表すことができる。そして、この2つの式から、A、
Bを求めることができる。求めたA,Bを代入した式
(1)を用いて、未知流体のチューブ振動周期Tを測定
することにより、流体密度ρを求めることができる。こ
れを言い換えると、式(1)〜(3)から、未知流体の
チューブ振動周期Tと密度ρの関係式である次の式を導
くことができる。
A and B are defined according to the prior art.
The fluid density ρ can be determined by flowing a known fluid, for example, air and water, and measuring the oscillation period T. Air (hereinafter, represented by a suffix a) and water (hereinafter, represented by a suffix w)
Ρa = ATa 2 + B (2) where ρa = ATw 2 + B (3), where ρa is the density of ρa and ρw is the density of the tube and Ta and Tw are the vibration cycles of the tube, respectively. And from these two equations, A,
B can be obtained. The fluid density ρ can be obtained by measuring the tube vibration period T of the unknown fluid using the equation (1) in which the obtained A and B are substituted. In other words, from equations (1) to (3), the following equation, which is a relational equation between the tube vibration period T of the unknown fluid and the density ρ, can be derived.

【0015】 ρ=(ρa −ρw )(T2 −Tw 2 )/(Ta 2 −Tw 2 )+ρw (4) このように、チューブ振動周期Tを測定して密度ρを求
めることができるが、その前提として、空気と水のそれ
ぞれのチューブ振動周期Ta 、Tw と、密度ρa、ρw
との関係を知る必要がある。
Ρ = (ρa−ρw) (T 2 −Tw 2 ) / (Ta 2 −Tw 2 ) + ρw (4) As described above, the density ρ can be obtained by measuring the tube vibration period T. The premise is that the tube vibration periods Ta and Tw of the air and water, and the densities ρa and ρw
You need to know the relationship.

【0016】これを簡単化するために、式(4)をさら
に発展させて、式(5)のように定義した密度ファクタ
ーKDを導入して、式(4)を式(6)のように書き直
すことができる。 KD=Tw 2 /(Ta 2 −Tw 2 ) (5) ρ=KDρw'(T2 /Tw 2 −1)+ρw 但しρw'=(ρa −ρw ) (6) 式(5)、式(6)をチューブ振動の周期Tより、f=
1/Tの関係にある周波数fに書き改めると、式
(5)’、式(6)’となる。 KD=fa 2 /(fw 2 −fa 2 ) (5)' ρ=KDρw'(fw 2 /f2 −1)+ρw 但しρw'=(ρa −ρw )(6)' このKDの値を、予め密度計測装置の形式(タイプ)毎
に、実験値の平均値として定めることにより、製品個々
の校正は、水を用いて測定した振動周波数fw (又は振
動周期Tw )のみを用いて行うことが考えられる。
In order to simplify this, the equation (4) is further developed, and the density factor KD defined as the equation (5) is introduced, and the equation (4) is changed to the equation (6). Can be rewritten. KD = Tw 2 / (Ta 2 -Tw 2) (5) ρ = KDρw '(T 2 / Tw 2 -1) + ρw where ρw' = (ρa -ρw) ( 6) Equation (5), (6) From the cycle T of the tube vibration, f =
When rewritten to a frequency f having a relationship of 1 / T, equations (5) ′ and (6) ′ are obtained. KD = fa 2 / (fw 2 −fa 2 ) (5) ′ ρ = KDρw ′ (fw 2 / f 2 −1) + ρw where ρw ′ = (ρa−ρw) (6) ′ By determining the average value of the experimental values for each type (type) of the density measuring device, it is considered that the calibration of each product is performed using only the vibration frequency fw (or the vibration period Tw) measured using water. Can be

【0017】図2は、異なるタイプの湾曲管形コリオリ
質量流量計について、空気の密度を計算した結果を示し
ている。横軸は、大きさの異なる湾曲管形コリオリ質量
流量計のタイプを示しており、その数字は、流量計が取
り付けられる配管の口径(mm)を表している。縦軸
は、上記のKDを用いて、水のみの校正により密度を計
測するように構成した方法で、この計算により求めた空
気の密度の誤差を表示したものである。誤差は、図2に
見られるように、-0.06 から+0.06 の範囲にあって、十
分な精度が得られているとはいえない。
FIG. 2 shows the results of calculating the air density for different types of curved tube Coriolis mass flowmeters. The horizontal axis indicates the type of the curved tube type Coriolis mass flow meter having different sizes, and the number indicates the diameter (mm) of the pipe to which the flow meter is attached. The vertical axis indicates the error of the density of the air obtained by this calculation in a method in which the density is measured by calibrating only water using the above KD. The error is in the range of -0.06 to +0.06, as shown in FIG. 2, and it cannot be said that sufficient accuracy has been obtained.

【0018】十分な精度を得ることができなかった大き
な要因は、平均値として求めたKDの値が、実際には一
定値ではなく、製品個々にバラツキがあり、このバラツ
キが無視できないために起こるものである。そこで、本
発明は、以上の認識に基づき、製品個々の校正は、水を
用いて測定したfw (又はTw )のみを用いて行うこ
と、及び予め密度計測装置の形式(タイプ)毎に実験値
の平均値として定めたKDの値を用いる点では、上記し
たように行うものであるが、本発明は、それに加えて、
この平均値として求められたKDの値を、製品個々に求
めたバラツキに基づき補正することを特徴とする。
A major factor that could not obtain sufficient accuracy is that the KD value obtained as an average value is not actually a constant value but varies from product to product, and this variation cannot be ignored. Things. Therefore, based on the above recognition, the present invention requires that the calibration of each product be performed using only fw (or Tw) measured using water, and that an experimental value be determined in advance for each type (type) of the density measuring device. Is performed as described above in that the value of KD determined as the average value is used, but the present invention additionally includes
The KD value obtained as the average value is corrected based on the variation obtained for each product.

【0019】以下、これについてさらに説明する。KD
の値のバラツキは、式(5)’に見られるように、fa
、fw にバラツキがあることにより生じたものであ
る。そこで、各々のバラツキ係数としてK、Mを導入す
ると、製品個々の振動周波数は、Kfakd 、Mfwkd と
表すことができる。なお、添字として付加したkdは、f
a、fw が、実験値の平均により求められたことを示し
ている。これを用いて、式(5)’は、式(7)のよう
に書き直すことができる。
Hereinafter, this will be further described. KD
The variation in the value of fa is, as seen in equation (5) ', fa
, Fw are varied. Therefore, when K and M are introduced as the variation coefficients, the vibration frequency of each product can be expressed as Kfakd and Mfwkd. Note that kd added as a subscript is f
This shows that a and fw were obtained by averaging the experimental values. Using this, equation (5) ′ can be rewritten as equation (7).

【0020】 KD’=(Kfakd )2 /{(Mfwkd )2 −(Kfakd )2 } (7) これは、さらに、式(8)のように書き直すことができる。 KD’=fakd 2 /{(( M/K) ・ fwkd )2 −fakd 2 } (8) M/K=ηと置くと、KD’は、式(5)’に示すKD
とηの二次式との積で近似することができる。勿論、こ
の近似で、n次式を活用しても良い。
KD ′ = (Kfakd) 2 / {(Mfwkd) 2 − (Kfakd) 2 } (7) This can be further rewritten as Expression (8). KD ′ = fakd 2 / {((M / K) · fwkd) 2 −fakd 2 } (8) When M / K = η, KD ′ becomes KD shown in equation (5) ′.
And the quadratic expression of η. Of course, the n-th order equation may be used in this approximation.

【0021】 KD’=KD×(Pη2 +Qη+R) (9) これは、言うなれば、予め密度計測装置の形式(タイ
プ)毎に実験値の平均値として定めたKDの値を、製品
個々に求めたバラツキ因子(Pη2 +Qη+R)に基づ
き補正するものに相当する。
KD ′ = KD × (Pη 2 + Qη + R) (9) In other words, the KD value previously determined as the average value of the experimental values for each type (type) of the density measuring device is individually determined for each product. This corresponds to correction based on the obtained variation factor (Pη 2 + Qη + R).

【0022】バラツキ因子(Pη2 +Qη+R)は、係
数P、Q、Rと、ηを求めることにより計算することが
できる。まず、ηであるが、前述したように、η=M/
Kと定義したものであり、さらに、fakd 、fwkd の各
々のバラツキ係数としてK、Mを導入したものである。
例えば、Kの値は、製品個々の完成組み立て時に、ドラ
イブ周波数を測定して、K=製品個々のドライブ周波数
の実測値/平均値、として決定することができる。ま
た、Mの値は、水を用いて校正を行う際に、M=製品個
々のドライブ周波数の実測値/平均値、として決定する
ことができる。
The variation factor (Pη 2 + Qη + R) can be calculated by obtaining coefficients P, Q, R and η. First, as for η, as described above, η = M /
It is defined as K, and K and M are introduced as variation coefficients of fakd and fwkd.
For example, the value of K can be determined as K = actual value / average of drive frequency of each product by measuring the drive frequency at the time of complete assembly of each product. Further, the value of M can be determined as M = actual value / average value of drive frequency of each product when calibration is performed using water.

【0023】次に、係数P、Q、Rの決定について説明
する。式(9)より、(Pη2 +Qη+R)は、KD’
/KDの演算により求められることが分かる。そこで、
式(7)のKD’を、式(5)’のKDにより除算する
と共に、M/K=ηと置くと、式(10)が得られる。
Next, determination of the coefficients P, Q, and R will be described. From equation (9), (Pη 2 + Qη + R) is equal to KD ′
It can be seen that it is obtained by the calculation of / KD. Therefore,
By dividing KD ′ in equation (7) by KD in equation (5) ′ and setting M / K = η, equation (10) is obtained.

【0024】 KD’/KD=(fwkd 2 −fakd 2 )/ {(η・ fwkd )2 −fakd 2 } (10) この式(10)は、ηの関数であり、これが、(Pη2
+Qη+R)に等しいものとして、係数P、Q、Rを決
定することができる。この決定は、通常、コンピュータ
ソフトによる周知の方法で、式(10)において、ηを
1.000の前後の領域で、変化させて、二次回帰によ
り求めることができる。
KD ′ / KD = (fwkd 2 −fakd 2 ) / {(η · fwkd) 2 −fakd 2 } (10) Equation (10) is a function of η, which is (Pη 2
+ Qη + R), the coefficients P, Q, and R can be determined. This determination can be usually obtained by quadratic regression by changing η in the region around 1.000 in Equation (10) by a well-known method using computer software.

【0025】このようにして、製品個々のバラツキ因
子、即ち、(Pη2 +Qη+R)の値を、決定すること
ができる。
In this manner, the variation factor of each product, that is, the value of (Pη 2 + Qη + R) can be determined.

【0026】図3は、バラツキ因子を考慮したこと以外
においては、図2と同様な条件で計算した結果を示して
いる。横軸には、湾曲管形コリオリ質量流量計のタイプ
を示し、縦軸は、上記のバラツキ係数を考慮したKD’
を用いて、水のみの校正により密度を計測するように構
成した方法で、この計算により求めた空気の密度の誤差
を表示したものである。この誤差は、図2に示した場合
と比較すれば分かるように、非常に良好な精度が得られ
ることを示している。
FIG. 3 shows the result of calculation under the same conditions as in FIG. 2 except that the variation factor is considered. The horizontal axis shows the type of curved tube type Coriolis mass flow meter, and the vertical axis shows KD 'in consideration of the above variation coefficient.
Is a method in which the density is measured by calibrating only water by using the above, and the error of the density of the air obtained by this calculation is displayed. This error indicates that very good accuracy is obtained, as can be seen by comparing with the case shown in FIG.

【0027】また、流管の温度による影響を考慮する
と、振動周期Tは、温度tの関数であるから、k(=√
(1+αt、α:ヤング率の温度補正係数)、kw (=
√(1+αtw )とすると、式(6)は以下のように書
き直すことができる。 ρ=KDρw'(k2 2 /kw 2 Tw 2 −1)+ρw (11) これによって、振動周期Tから密度ρを演算する際に、
温度により補正することができる。さらに、KDの値自
体が温度の影響を受けるから、例えば、20℃のような
一定温度でのKDの値を決定することが望ましい。
In consideration of the influence of the temperature of the flow tube, the oscillation period T is a function of the temperature t, so that k (= √
(1 + αt, α: temperature correction coefficient of Young's modulus), kw (=
Assuming that √ (1 + αtw), equation (6) can be rewritten as follows. ρ = KDρw ′ (k 2 T 2 / kw 2 Tw 2 −1) + ρw (11) Thus, when calculating the density ρ from the vibration period T,
It can be corrected by temperature. Further, since the value of KD itself is affected by the temperature, it is desirable to determine the value of KD at a constant temperature, for example, 20 ° C.

【0028】さらに、直管形のチューブについて検討す
る。直管形のチューブ振動周期Tと、流体密度ρの関係
は、密度計測装置固有の定数をa,cとし、さらに密度
計測装置の形式(タイプ)毎の固定値をβ(その数値は
試験により求めた平均値)とすると、 ρ=a+c/(1/T+β)2 (12) で表せることが知られている。基本的には、湾曲管形の
場合と同様であるので、詳細な説明は省略するが、式
(5)(6)に相当する以下の式を得ることができる。 KD=(1+βTakd ) 2Twkd 2 / {(1+βTwkd ) 2Takd 2 −(1+βTakd ) 2Twkd 2 } (13) ρ=KDρw'{(1+βTw) 22 /(1+βT) 2Tw 2 −1}+ρw (14) ρw'=(ρa −ρw ) (15) このように、流管の温度影響がある場合、又は流管が直
管形の場合でも基本的には式(5)、式(6)に帰着す
るので、式(5)’、式(6)’を誘導すれば十分に表
現することが可能である。即ち、前記の式(5)’、式
(6)’に基づき整理すると、本発明は、KDの値を、
予め密度計測装置の形式(タイプ)毎に、実験値の平均
値として定め、この定めたKDの値を、製品個々に求め
たバラツキ因子(Pη2 +Qη+R)に基づき補正す
る。製品個々の校正は、水を用いて測定したfw (又は
Tw )のみを用いて行う。これによって、未知流体の振
動周波数f(又は周期T)を測定することにより、密度
ρを求めることができる。
Further, a straight tube type tube will be examined. The relationship between the tube vibration cycle T of a straight tube type and the fluid density ρ is as follows: a and c are constants specific to the density measuring device, and β is a fixed value for each type (type) of the density measuring device. It is known that the average value can be expressed as follows: ρ = a + c / (1 / T + β) 2 (12) Since this is basically the same as the case of the curved tube type, detailed description is omitted, but the following equations corresponding to equations (5) and (6) can be obtained. KD = (1 + βTakd) 2 Twkd 2 / {(1 + βTwkd) 2 Takd 2 − (1 + βTakd) 2 Twkd 2 } (13) ρ = KDρw ′ {(1 + βTw) 2 T 2 / (1 + βT) 2 Tw 2 −1 14) ρw ′ = (ρa−ρw) (15) Thus, even when the temperature of the flow tube is affected, or even when the flow tube is a straight tube type, basically, equations (5) and (6) Since it is reduced, it is possible to sufficiently express the equations (5) ′ and (6) ′. That is, according to the formulas (5) ′ and (6) ′, according to the present invention, the value of KD is expressed as
An average value of the experimental values is determined in advance for each type (type) of the density measuring device, and the determined KD value is corrected based on the variation factor (Pη 2 + Qη + R) obtained for each product. The calibration of each product is performed using only fw (or Tw) measured using water. Accordingly, the density ρ can be obtained by measuring the vibration frequency f (or period T) of the unknown fluid.

【0029】以上述べたように、本発明は、校正のため
に一液、例えば水のみを用いるものであり、校正は簡単
化される。その精度も、図3に示されるように良好なも
のである。
As described above, in the present invention, only one solution, for example, water is used for calibration, and calibration is simplified. The accuracy is also good as shown in FIG.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、工場より出荷されて客先で校
正されるとき、水のみを用いて校正することができる。
従来のように、校正のために空気を用いる必要が無く、
そのため、配管内を乾燥させる必要がない。配管内流体
を、使用中の流体から水に切り換えるのみで、校正を行
うことができる。このように、客先での校正を簡単化し
て、取り扱いを容易にすると共に、客先での校正に要す
る時間及びコストを低減することが可能になるという効
果がある。
The present invention can be calibrated using only water when shipped from a factory and calibrated at a customer site.
There is no need to use air for calibration as before,
Therefore, there is no need to dry the inside of the pipe. Calibration can be performed only by switching the fluid in the pipe from the fluid in use to water. As described above, there is an effect that the calibration at the customer can be simplified, the handling can be facilitated, and the time and cost required for the calibration at the customer can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のコリオリ質量流量計を用いた密度計測
装置の概略全体構成を例示する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic overall configuration of a density measuring device using a Coriolis mass flow meter according to the present invention.

【図2】比較のために、空気の密度を計測した比較例を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a comparative example in which the density of air is measured for comparison.

【図3】本発明に基づき、空気の密度を計測した試験結
果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a test result of measuring the density of air according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位相差検出部 2 質量流量演算部 3 周期又は周波数検出回路 4 密度演算部 Reference Signs List 1 phase difference detection unit 2 mass flow rate calculation unit 3 cycle or frequency detection circuit 4 density calculation unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中央部に設けられた駆動装置によって共振
駆動される少なくとも1つの被測定流体の流れるフロー
チューブを有し、一対の振動検出センサが、駆動装置の
取付位置に対して左右両側の対称位置に設置されて、コ
リオリの力に比例した位相差を検知することにより質量
流量を測定するコリオリ質量流量計を用いて密度計測す
る密度計測方法において、 被測定流体の流れるフローチューブの振動周期又は振動
周波数を検出し、 検出された振動周期又は振動周波数から、少なくとも2
つの係数を有する関数を用いて被測定流体の密度を求め
るために、1つのみの既知の校正流体を流して計測した
振動周期又は振動周波数と、製品種類毎に共通に定めら
れた値を用いて前記少なくとも2つの係数を求めると共
に、この共通に定められた値を個々の製品に基づくバラ
ツキ因子により補正する、 ことから成るコリオリ質量流量計を用いた密度計測方
法。
An apparatus has a flow tube through which at least one fluid to be measured flows in a resonance manner by a driving device provided at a central portion, and a pair of vibration detection sensors are provided on both left and right sides with respect to a mounting position of the driving device. In the density measurement method, which is installed at a symmetrical position and measures the mass flow rate by detecting the phase difference proportional to the Coriolis force, the density is measured using a Coriolis mass flowmeter, the oscillation cycle of the flow tube through which the fluid to be measured flows Or, a vibration frequency is detected, and at least 2
In order to obtain the density of the fluid to be measured using a function having two coefficients, a vibration cycle or a vibration frequency measured by flowing only one known calibration fluid and a value commonly determined for each product type are used. Calculating the at least two coefficients by using a Coriolis mass flowmeter, and correcting the commonly determined value by a variation factor based on each product.
【請求項2】中央部に設けられた駆動装置によって共振
駆動される少なくとも1つの被測定流体の流れるフロー
チューブを有し、一対の振動検出センサが、駆動装置の
取付位置に対して左右両側の対称位置に設置されて、コ
リオリの力に比例した位相差を検知することにより質量
流量を測定するコリオリ質量流量計を用いて密度計測す
る密度計測装置において、 被測定流体の流れるフローチューブの振動周期又は振動
周波数を検出する回路と、 検出された振動周期又は振動周波数から、少なくとも2
つの係数を有する関数を用いて被測定流体の密度を求め
る密度演算部と、 を備え、該密度演算部において、前記少なくとも2つの
係数を求める校正処理のために、1つのみの既知の校正
流体を流して計測した振動周期又は振動周波数と、製品
種類毎に共通に定められた値を用いて前記少なくとも2
つの係数を求めると共に、この共通に定められた値を個
々の製品に基づくバラツキ因子により補正することから
成るコリオリ質量流量計を用いた密度計測装置。
2. A method according to claim 1, further comprising a flow tube through which at least one fluid to be measured flows, which is resonated by a driving device provided at a central portion, wherein a pair of vibration detecting sensors are provided on both left and right sides with respect to a mounting position of the driving device. In a density measuring device installed at a symmetrical position and measuring the mass flow rate by detecting a phase difference proportional to the Coriolis force, a density measurement using a Coriolis mass flowmeter, the oscillation cycle of the flow tube through which the fluid to be measured flows Or a circuit for detecting a vibration frequency, and at least 2
And a density calculator for determining the density of the fluid to be measured using a function having two coefficients. Using the vibration period or vibration frequency measured by flowing
A density measuring device using a Coriolis mass flowmeter, which determines two coefficients and corrects the commonly determined value by a variation factor based on each product.
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