コリオリ式質量流量計の動作原理

コリオリ式質量流量計（以下、コリオリ流量計と略す）の基本的な動作原理は、振動管内を流体が流れる際に発生するコリオリ力を利用し、振動管の位相差を検出することで流体の質量流量を直接測定することです。また、密度や温度などのパラメータも算出・測定できます。

基本原則の内訳

コリオリ力の発生 コリオリ力は慣性力です。物体が回転座標系内で直線運動をする場合、運動方向と回転軸の両方に垂直な力が物体に作用します。コリオリ流量計では、振動する測定管が「回転座標系」として機能し、管内を流れる流体が「移動物体」として機能します。

測定管の振動駆動流量計の測定管（通常はU字型、直線型、または二重曲がり型）は、アクチュエータによって一定の周波数（固有振動数）で駆動され、周期的な往復振動（音叉の振動に類似）を行います。管内に流体の流れがない場合、測定管の振動は対称であり、管の入口端と出口端の振動位相は完全に一致します。

流体の流れによって生じる位相差 振動管内で流体が入口端から出口端へ流れる場合：

流体が測定管とともに上向きに振動すると、コリオリ力が働き、振動が妨げられるため、管の入口端で位相遅れが生じる。

流体が測定管とともに下方へ振動すると、コリオリ力が働き、振動が促進されるため、管の出口端で位相が進む。

この力の差によって、測定管の入口と出口の間に位相差が生じ、その位相差の大きさは流体の質量流量に正比例する。

信号検出および計算センサー（電磁センサーなど）は、測定管の両端に設置され、振動位相信号を検出します。流量計の送信機は、位相差信号を電気信号に変換し、内蔵アルゴリズムによって流体の質量流量を計算します（温度や圧力の補正は不要で直接測定できます）。また、測定管の固有振動数は管内の流体の密度に関係するため、振動周波数から流体密度を計算することもできます。

主な特長（流量計の技術仕様と併せて）

質量流量の直接測定：体積流量計（渦流量計や電磁流量計など）とは異なり、密度による変換が不要なため、精度と再現性が作業条件の影響を受けにくい。

幅広い媒体への適用性：液体、気体、多相流（気泡を含む液体やスラリーなど）の測定が可能で、特に高粘度、高温、高圧の媒体に適しています。

技術的パラメータにおける利点：精度は通常±0.1%に達する。～精度は±0.5%、再現性は±0.02%に達する。～±0.1%の精度で、ISO 9104やASTM D5125などの国際規格に準拠しています。