コリオリ式質量流量計の動作原理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/03 13:05 UTC 版)
「コリオリ式質量流量計」の記事における「コリオリ式質量流量計の動作原理」の解説
コリオリ式質量流量計の基本構造には直管型と曲管型がある。本記事で扱うのは曲管型である。 振動式質量流量計の動作原理の図解。質量流量計が一方向に回転している。管中に流れはない。 拡大図 流体が管を流れていると、わずかなねじれが生じる。 拡大図 右図のアニメーションはコリオリ式質量流量計の実際の構造を表したものではなく、動作原理における回転の役割を図解したものである。 質量の流れが存在すると管はわずかにねじれる。ポンプで質量流量計に流体を送り込むと、流体が回転軸から遠ざかる向きに流れるアーム（インレットアーム）は、管壁から流体に力を加えてその角運動量を増加させなければならない。その反作用でアームは回転と逆の方向に反る。流体が回転軸に戻ってくるアーム（アウトレットアーム）は、流体の角運動量をはじめの大きさに戻すように力を加えなければならない。これによりアームは回転と同じ方向に反る。 言い換えると、全体の回転よりもインレットアームは遅れ、アウトレットアームは先行する。 右図のアニメーションは曲管型質量流量計の実際の構造を表している。流体は2本の平行管を通るようになっており、アクチュエータ（図では省略）がそれぞれの平行管に逆相の振動を与える。外部から伝わってくる振動は同相であることが多いため測定への影響を低減できる。振動の振動数は質量流量計のサイズによって決まり、80-1000 Hzの範囲を取る。振動の振幅は視認できるほど大きくないが、手で触って感じることはできる。 流体が流れていないときにはアニメーションのように対称な振動が起きる。 右図のアニメーションは質量が流れている場合で、質量の流れが管にねじれを生んでいる。インレットアームは流体の角運動量を増やすように力を与えなければならず、その反作用でアームの動きは全体の振動より遅れてしまう。アウトレットアームは流体の角運動量を減らすように力を与えなければならず、反作用でアームの動きは全体の振動に先行する。 どちらのアームも振動数は全体の振動と等しいが、同期はしていない。インレットアームは遅れ、アウトレットアームは先行している。2つの振動の間に生じた位相差を測定量として管中を流れる質量を評価する。
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