0120-040-572 (フリーダイヤル)   |  +81-(0)3-5620-1880 (海外からのお問合せ) 

流量計入門

流量計とは?
流量計とは、液体または気体の線形、非線形、質量、または体積の流量を測定するのに使用される機器です。

流量計の選定
優れた流量計を選定するための基本は、特定の用途の要件を明確に理解していることです。したがって、プロセス流体および全体的な装置の性質を評価することに時間を費やす必要があります。

流量計を選定する前に、かならず次の内容を検討してください。
  • 流量計で測定される流体は何ですか (空気、水、その他)?
  • 流量計から速度の測定または集計をする必要があるか?
  • 液体が水でない場合、その液体の粘度はどれぐらいか?
  • 流体はきれいか?
  • 流量計にローカルディスプレイが必要か、または電子信号出力が必要か?
  • 流量計の最小および最大流速は?
  • プロセスにおける最小および最大圧力は?
  • プロセスにおける最低および最高温度は?
  • 流量計の液体に接するパーツと液体には化学的な適合性があるか?
  • これが処理用途の場合、パイプのサイズは?


流量測定のための事前説明

流量計を選定する際、工場の人員の熟知度、校正と保守の経験、予備の部品の可用性、平均故障間隔の履歴などの無形要素について特定の工場ごとに考慮する必要があります。また、設置コストは、これらの手順を経た後に初めて計算することをお勧めします。最も一般的な流量の測定ミスの1つは、この手順を逆に行うことです。適切に動作するセンサーを選定する代わりに、安価な装置の使用を正当化しようとしてしまいます。そのような「安価」な購入によって、設置費用が最も高くついてしまう場合があります。


優れた流量計を選定するための基本は、特定の用途の要件を明確に理解していることです。したがって、プロセス流体および全体的な装置の性質を評価することに時間を費やす必要があります。


流量センサーを選定する最初の手順は、流量情報が連続的なのか積算されるのか、その情報がローカルで必要なのかリモートで必要なのかについて判断することです。リモートで必要な場合、送信は、デジタル、アナログ、または共有のいずれで行われるべきですか?共有の場合、必要な (最低限の) データ更新頻度は?これらの質問に答えたら、プロセス流体や流量計を取り付ける導管の特性および流動特性の評価を行う必要があります。このタスクを体系的に実行するために、フォームが作成されました。各用途について次の種類のデータを記入してください。流量計の評価フォームをダウンロードする


流体と流動特性:表のこのセクションでは、流体の名前、その圧力、温度、許容できる圧力降下、密度 (または比重)、導電率、粘度 (ニュートンかどうか?)、最大動作温度における蒸気圧について記入します。さらに、これらのプロパティがどのように変化するか、または相互に作用するかについても記入してください。さらに、安全性や毒性に関するすべての情報を、流体の組成、気泡の存在、固形 (研磨剤または軟質、粒子の大きさ、繊維?)、表面を被う傾向、光透過品質 (不透明、半透明、または透明) などとともに記入する必要があります。


流量計を選定する際、通常の動作値に加えて、圧力と温度の予想最小値と最大値を指定してください。流れを逆転できるかどうか、流れが常にパイプを満たすかどうか、スラグ流れ (気体-固体ー液体) が形成される可能性があるかどうか、通気や振動の可能性があるかどうか、急激な温度変化が発生する可能性があるかどうか、クリーニングやメンテナンス時にまたは特別な注意が必要かどうか、などの事実も記載する必要があります。

流量計を配置する導管と場所について考慮する際には、次の点を考慮してください。

導管については、その方向 (液体用途での下降流を避ける)、大きさ、材質、スケジュール、フランジ圧力定格、アクセスのしやすさ、上流または下流のねじれ、バルブ、調整器、利用可能な直管の長さ。

フォームに記入するエンジニアは、その場所で振動や磁場が存在するか、またはその可能性があるかどうか、電力または空気動力が利用可能かどうか、そこが爆発の危険性がある場所に分類されているかどうか、衛生に関する規制またはクリーンインプレイス (CIP) 規制への順守などその他の特殊な要件があるかどうかについて知っておく必要があります。


次の手順は、測定対象の流量の最小値と最大値 (質量または体積) を識別することにより、必要な計測範囲を決定することです。その後、必要な流量計測精度が決定されます。一般的に、精度は、実際の測定値の割合 (AR)、校正スパンの割合 (CS)、またはフルスケールの割合 (FS) 単位で指定されます。精度の要件は、別途、最小流量、通常流量、最大流量ごとに記載する必要があります。これらの要件が分からないのであれば、ご使用の流量計の性能がその全範囲にわたって基準を満たさない可能性があります。


流量計の測定値に基づいて製品が販売または購入されるような用途では、絶対精度が重要です。他の用途では、再現性が絶対精度よりも重要である場合があります。したがって、各用途について、別途精度と再現性の要件を定め、それらの両方を仕様書に明記することをお勧めします。


流量計の精度が% CSまたは% FS単位で記載されている場合、測定された流量が低下するに従ってその絶対誤差は上昇します。流量計の誤差が% ARで記載されている場合、絶対表現でのエラーは高流量または低流量における場合と同じになります。フルスケール (FS) は、常に校正されたスパン (CS) よりも量が大きいので、% FSの性能を持つセンサーは、同様の% CS仕様を持つセンサーよりもエラーの値が常に大きくなります。したがって、すべての入札を公正に比較するには、引用されたすべてのエラー表記を% AR単位に変換することをお勧めします。


きちんと準備された流量計の仕様では、すべての精度表記が均一の% AR単位に変換され、これらの% AR要件が、別途、最小流量、通常流量、最大流量ごとに指定されています。すべての流量計の仕様や入札には、流量計の精度と再現性の両方を最小流量、通常流量、最大流量ごとに明記してください。


許容される計量性能が2つの異なるカテゴリの流量計から取得できる場合、その1つに可動部分がないのであれば、その可動部分がない流量計を選択してください。可動部分は、摩耗、注油、コーティングに対する敏感さの明白な原因となるだけでなく、測定対象の流れに時々「ずれ」を引き起こす隙間空間が必要なため、問題を引き起こす原因となる可能性があります。よく保守され校正された流量計であっても、流体の粘度や温度の変化に応じてこの計測不能な流れが変化します。さらに、温度の変化もまた、流量計内部の寸法を変化させるので補正が必要になります。


さらに、完全な流量計とポイントセンサーの両方が同様の性能を備えているのであれば、一般的には流量計を使用することをお勧めします。ポイントセンサーは、流れ全体を計測しないので、流速がパイプ全体にわたる速度プロフィールの平均値となる深さまで挿入されている場合にのみ正確に測定されます。校正時にこの点を注意深く決定した場合でも、速度プロフィールは流量、粘性、温度、および他の要因によって変化するので、値が変化していない可能性は低いです。


流量計を指定する前に、質量または体積のいずれの単位でフロー情報を表示したほうが役に立つのかを判断するようにしてください。圧縮性材料の流れを測定する場合、密度 (場合によっては粘度も) が一定である限り、体積流量はあまり意味がありません。非圧縮性液体の流速 (体積流量) を測定する場合、浮遊気泡があるとエラーが発生する可能性があります。そのため、液体が流量計に到達する前に、空気とガスを除去する必要があります。その他の速度センサーでは、パイプライナー (超音波) が問題を引き起こす可能性があります。または、レイノルズ数が低すぎる (渦流量計では、RD > 20,000 が要求される) と流量計が機能しなくなることがあります。


これらを考慮すると、密度、圧力、粘度の変化に鈍感で、レイノルズ数の変化による影響を受けないような質量流量計については注意すべきです。また、化学業界では、部分的に完全な配管内の流れを測定し、大型の浮遊固形物または沈殿性固形物を通過させることができるさまざまな人工水路も活用されていません。



流量計
図:ピストン流量計のデザイン
さまざまなピストン流量計のデザインを示す図。
画像を拡大するには、画像をクリックしてください。

超音波通過時間流量計
超音波通過時間流量計に関する技術情報。

図:圧力損失:ベンチュリ対オリフィス
基本的なベンチュリ対オリフィスの圧力損失の関係を示す図。画像を拡大するには、画像をクリックしてください。

図:流量計の圧力損失:ベンチュリ対オリフィス
可変面積式流量計のさまざまなデザインスタイルを示す図。
画像を拡大するには、画像をクリックしてください。

図:さまざまな流量計に対する??レイノルズ数の効果
さまざまな流量計に対する??レイノルズ数の効果を表す図。画像を拡大するには、画像をクリックしてください。


図:従来の流量計の電磁流量、放射線密度、角運動量
従来の流量計の電磁流量、放射線密度、角運動量を示す図。
 流量計の種類
FLD2000 気体および液体用のロータメーターまたは可変面積式流
ロータメーターとは、テーパ管とフロートです。この製品は、その低コスト、単純性、低圧力損失、比較的広範なレンジアビリティ、線形出力のおかげで、最も広く使用されている可変面積式流量計です。

ロータメーターを網羅したリスト
FLMG その他の可変流量計:気体および液体用のスプリングおよびピストン流量計
ピストン型流量計は、ピストンとテーパコーンによって形成された環状オリフィスを使用します。ピストンは、校正バネによって円錐の底 (「流れがない位置」) の適切な位置に固定されます。目盛は、油量計では0.84の比重、水量計では1.0の比重に基づいています。デザインの簡素さに加え、電気信号を送信するための装備を簡単に備えることができることから、この製品は流量を表示および制御するロータメーターの経済的な代替手段となっています。

スプリングおよびピストン流量計を網羅したリスト
FMA-A2000シリーズ 気体質量流量計
熱式質量流量計は、密度、圧力、流体の粘度に多少依存しながら動作します。このスタイルの流量計は、差動圧力トランスデューサーと温度センサーまたは加熱センサーと熱力学の熱伝導原理のいずれかを利用して正確な質量流量を決定します。これらの質量流量計の多くは、データロギング用に不可欠なディスプレイやアナログ出力を備えています。一般的な用途としては、漏れ試験と毎分ミリリットル単位での低流量の測定があります。

質量流量計を網羅したリスト
FD-7000 液体用超音波流量計 (非侵入型またはドップラー)
超音波ドップラー流量計は、従来のセンサーでは損傷してしまうおそれのある排水やその他の汚れた液体、さらには懸濁液などを扱う用途に通常使用されます。動作の基本原理は、運動中に浮遊する粒子または気泡 (不連続) によって反射される超音波信号の振動数シフト (ドップラー効果) を利用します。

超音波流量計を網羅したリスト
FTB-900 タービン流量計
タービン流量計は、測定値の0.5%の精度を備えています。非常に正確な流量計で、最大100センチストークスのきれいな液体や粘性液体用に使用することができます。注入口上の直管は、管径が少なくとも10である必要があります。最も一般的な出力は正弦波または方形波周波数ですが、信号調整装置を設置することでアナログ出力と防爆等級が得られます。流量計は、流れに対して直角に取り付けられ、フリーランニングベアリング上の流体の流れの中で浮遊しているマルチブレード型ローターで構成されます。タービン流量計を網羅したリスト
FP7002 パドルホイールセンサー
水や水のような液体用の最も人気のある費用対効果の高い流量計の1つです。その多くが、フローフリッティングまたは挿入のスタイルで提供されています。これらの流量計は、タービン流量計と同様、注入口上の直管は管径が少なくとも10で、排出口上の直管は5である必要があります。水を使用しない場合は、化学的適合性を検証する必要があります。正弦波と方形波のパルス出力が一般的ですが、一体型またはパネル取り付け用に送信機をご利用いただけます。パドルホイールセンサーのローターは、流れに対して垂直であり、流れの限られた断面と接触します。

パドルホイール流量計を網羅したリスト
FPD2000シリーズ 容積式流量計
これらの流量計は、直管が使用できず、タービン流量計やパドルホイールセンサーがあまりにも多くの乱流を検知してしまうような水の用途に使用されます。容積式流量計は、粘性の液体用にも使用されます。

容積式流量計を網羅したリスト
FV-500C 渦流量計
渦流量計の主な利点は、プロセス条件における変動に対する感度が低いこと、さらにはオリフィスまたはタービン流量計と比較して摩耗が少ないことです。さらに、初期コストと保守コストも安いです。これらの理由から、これらの製品は、ユーザーの間で広く受け入れられています。渦流量計にはサイジングが必要なので、当社の流量エンジニアリングまでご連絡ください。

渦流量計を網羅したリスト
FTP-6100 液体および気体用のピトー管または差圧センサー
ピトー管には、使いやすい、設置が低コスト、永久圧力損失が非常に低い、維持に手がかからない、耐摩耗性に優れているなどの利点があります。ピトー管にはサイジングが必要なので、当社の流量エンジニアリングまでご連絡ください。

ピトー管流量計を網羅したリスト
FMG900 導電性液体用の磁気流量計
インラインまたは挿入スタイルでご利用いただけます。磁気流量計には可動部分がないので、廃水用途または導電性のあるあらゆる汚れた液体に適しています。ディスプレイは一体型ですが、リモート監視またはデータロギング用にアナログ出力を使用できます。

磁気流量計を網羅したリスト
FMA1000 風量測定用の風速計
熱線風速計は、可動部品がないプローブです。風量は、ハンドヘルドまたは永続マウントスタイルでパイプやダクト内で測定できます。羽根型風速計もご利用いただけます。羽根型風速計は、一般的に熱線風速計よりも大きいですが、より頑丈で経済的です。温度と湿度を測定できるモデルもご利用いただけます。

風量流量計または風速計を網羅したリスト



MMV | 79 | 038