流量計
流量計
 流量計とは流量計とは、水などがある一定時間に流れる量/流体のことで、流体の体積または質量を流量計で計測します。 流量計には様々な種類があり、「液体」「気体/空気」「蒸気)」など測る流体によって機種が異なります。流量計の機種としては、電磁式、カルマン渦式、羽根車式、浮き子式、熱式、ダイヤフラム式、超音波式、コリオリ式があります。また、メーカーとして、GEセンシング＆インスペクションテクノロジーズ、東京計器、富士電機システムズ、キーエンス(FD-S)、SMCなどがあります。超音波流量計は管路外から非接触で計測でき超音波伝播時間やドップラー効果を利用します。超音波は透過/反射/屈折という特性や、液体/個体に伝搬する特性がありますので、その機能を利用し計測します。電磁流量計の原理は電磁誘導に関するファラデーの法則を利用し導電性の流体の流量を計測します。用途としては上下水道や工場、発電所、各種プラント、オフィス環境、海水、河川、温泉等で使用されています。さまざまな業界で使われる測定装置ガスや液体を流体と呼び、単位時間当たりに流れる流体の体積や質量が流量です。体積を基準とする流量が体積流量で、質量を基準とするのが質量流量となります。さらに、流量には、一定の時間内の流量を表す瞬間流量とトータルの流量を表す積算流量があります。このような流体を扱っている製造会社などが多数あるため、正確に計測する必要性が高まりました。特に半導体業界や化学業界などでは、わずかな流量の違いによって製品の品質や機械の動作の精度に大きな影響が出るために、より高性能な測定が求められています。年々より高精度の機能が要求される業界も多く、従来の測定方法では十分に対処できないことも少なくありません。こうした状況に対応するために、高い精度で流量を測定する流量計や流量センサなどが、次々と販売されるようになっています。 今までの計測方法では満足の行く成果が出せない場合には、最新の装置を用いてより高い性能や機能を持ったものと交換する必要があります。従来のやり方に固執していると、他社がより優れた装置を開発して大きな差が付いてしまうこともあります。各社が新しく販売する最新の流量計の内容を随時チェックして、活用できないかを検討する努力が求められます。今では単に流量を計測するだけではなく、警報や解析用データを出力する機能を持った機種もあるので、使い方次第で装置に大きな付加価値を付けることも可能です。使用する部品の点数を減らし、コストを削減する効果も期待できるので、積極的に新しい機種の活用を検討することが重要です。 |
「流量計」の一覧の中で、よく見て頂いている中古計測機は流量計中古計測機器一覧
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| コード | 機材名称 型番 | メーカー名 | 販売価格 | -->お問合せ |
|---|---|---|---|---|
| me0292 | 超音波ドップラ流量計 SX30 | ハイテック | お問合せ下さい |  |
| 3a0091 | ポータブル超音波流量計 PT868-R | パナメトリクス | お問合せ下さい | |
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| コード | 機材名称 型番／メーカー名 | お問合せ 販売価格 |
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| me0292 | 超音波ドップラ流量計SX30 |  |
| ハイテック | ||
| 3a0091 | ポータブル超音波流量計PT868-R | |
| パナメトリクス |
数多く種類が存在する流体を測定する目的を持った流量計にも、超音波式、電磁式、浮き子式など、いくつかの種類があります。計測する種類や状況によっては、正しい使い方をしていても高い精度で計測できないこともあるので、まず流量計の種類や計測方法の原理などを理解しておかなくてはなりません。最近よく使われるようになった超音波式は、管内を流れる流体に対して超音波を送受信した結果から、伝搬時間の差を計算して流量を測定する方式です。配管の外部から測定できるタイプもあるため、流れを妨げることもなく測定できますが、流体内に気泡や固形物が多いと正確に測定できないという面もあります。電磁式は、流量が大きくなると、電磁コイルの起電力も大きくなることを利用した方式です。超音波式と同じように圧力損失がなく、測定できる種類が多いのが特徴です。浮き子式は、テーパ管内にあるフロートの位置で、流量を測定するタイプの流量計です。測定精度があまり高くないものの、比較的価格安いことから、他の種類の流量計と併用して確認用として使われることも少なくありません。その他に、カルマン渦式、羽根車式、熱式などの方式も使われています。 それぞれの方式にはメリットとデメリットがあるので、測定原理を十分に理解し、測定する対象や測定する状況など、使い方についてもよく調べてからどの方式を採用するのか決定することが大切です。これまで使ってきたからという理由だけで、同じ方式を使い続けていると正確な測定が難しくなることもあります。 タービンやテーパー管のほか熱での測定さまざまな流量計の種類がある中でタービン式と呼ばれるのが、羽根車式です。構造的には2つに分かれますが、原理としては流量が増えれば、それを受ける羽根車は当然回転数が増えることを利用して計測している装置です。カウントしていく方法は、磁石を使います。信号として受け取ることで、回転数を導き出し、流量に換算する仕組みです。羽根車が力を受けるため応答性に優れ小型に作れます。その代わり羽根車にあたる異物には弱く、高速回転することから定期的なメンテナンスも必要です。面積流量計のひとつとして使われているのがテーパー管を利用している浮き子式です。テーパーとは、徐々に広くなったり狭まったりしている状態で、この場合には上方にいくと広がっている管を利用しています。中にフロートを浮かせてあり、テーパー管とフロートの差圧を利用して計測する構造です。透明の材質の管を使えば内部がわかり、目盛りをつけることで測定できますし、磁気センサーを使って検出する方法もあります。 熱は高いほうから低いほうへと移る性質があります。流体も同様で、温度の高いものに接触すれば奪っていく性質を持っているため、これを利用して測定しているのが熱式と呼ばれる方法です。2点間の温度差を測定することで測る温度差測定法と、上流と下流で温度を測りヒーターで一定温度にするための消費電力で測る方法が使われています。熱を測るだけのため圧力損失がなく、安定して測定できますが、途中で何らかの要因によって温度変化が生じれば誤差が出てしまう方法です。気体の種類でも仕様を変更せねばならず、手間がかかる点がデメリットです。 圧力や振動の電波のほか共振での計測圧力の差によって流量を計測するのがダイヤフラム式です。多く利用されている方式で、流れている経路に弁をつけて絞り、圧力損失を発生させる仕組みです。このときの圧力を計測することで流量を計ります。流量が小さくなれば前後の圧力損失も小さくなり、流速も低いことがわかります。逆に流量が大きいのであれば、流速も大きくなり圧力損失も大きいことから測定する方法です。可動部分を持たないことが長所である反面、固形物には弱く、圧力の損失が大きいという短所があります。 伝播時間差式と呼ばれる方法を採用しているのが多いのが、超音波式です。超音波の特性を生かした種類で、斜めに2つの超音波を伝えることで生まれる時間の差を流量として計測して換算する方法です。流れに逆らえば当然遅くなり、乗れば早くなるという単純な原理を採用しています。倍部に装置をつける必要がなく、圧力損失はありません。その代わりに直線部分がなければ採用することはできず、気泡などが多くなるものにも適しません。コリオリ式も流量計として利用されてきた方法です。物理現象を利用している方法で、2本のパイプに流体を流し込み、共振する振れ幅で流量を計ります。非常に高い精度で計測できるほか、応答も早く、高粘度の液体でも問題がありません。高密度の測定もできますが、どうしても高価な設備になってしまいます。配管の形状からも圧力損失が大きく、振動を受けるような場所では使うことができません。 使用する際に気を付けなくてはいけないこと測定対象となる流体の種類や状態を詳しく把握した上で、どのような目的で測定するかを明確にして流量計を選びます。適切な流量計を選択しないと、正しい使い方をしていても有効な測定データが得られないので、慎重に種類や製品を選ばなくてはなりません。同じ種類の流量計でもスペックに違いや、取り付け方法などに制限があることもあります。具体的に製品を絞り込む段階になったら、カタログなどを詳しく読んで具体的な使い方を理解しておく必要があります。事前に調査を怠ってしまうと、装置の設計を行い製造する時になって仕様を変更することになったり、運用を始めてから改造しなくてはならなくなったりする状況になってしまいます。設計製造に着手するまでに時間は掛かっても、十分な調査を行うことは不可欠です。一見時間を無駄にするようでも、しっかりと事前に調査しておけば、時間やコストの節約に繋がります。さらに、実際に装置を作って運用することになると、圧力損失、振動、詰まりなどのトラブルが発生して、上手く装置が動かないこともあります。そのような時は、流量計メーカーなどに相談したり、以前の実績などを調べたりして、問題を解決する必要があります。やみくもに装置をいじってトラブルを解消しようとしても、時間や手間が掛かるばかりで解決することは難しいです。そのため同じような問題を解決したケースを参考にするのが有効な方法です。 測定や制御をすることになると、事前に想定していたこと以外の出来事が発生することも多いので、メーカーが提供する資料を調べてみたり、メーカーのスタッフに過去の事例などを聞いてみたりしておくと安心して使えるでしょう。 |
流量計の計測機器で利用されている用途
| 利用された機材 | 用途 |
|---|---|
| 超音波ドップラー流量計 SX30 | 浚渫土の流量測定(4インチ管へ設置) |
| 超音波流量計 UFP-20 | 加工処理（化学研磨）液の流量の設定 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 空気分離プラントで冷却水の使用先流量の測定 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 油圧装置の吐出量の可変量測定調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 水文調査における調査対象施設の利用水量観測 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 浄水場内の流量調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | ホテルの揚水流量調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 自社開発のサイフォン排水装置の流量調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 水力発電用導水管の流量調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | プラントの各熱交換器行き冷却水量の調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | LNG受入基地内 冷却水配管の流速調査 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 消火散水量の計測。 |
| 超音波流量計 ポーターフローC | 熱交換器の流量計測に利用しました |
