「超音波流量計の力ってすげー!」品質管理や装置保護、省エネに|中古販売
「管の中を流れている液体の量を測るにはどうすればいいんだろう…」
というお悩みを持って
縁あってこのサイトにたどり着いた皆さん、こんにちは!
メジャーのシステム室、社員のIです!
今日は「超音波」を使って「流量」を測る
「超音波流量計」の話をしたいと思います。
目次
- 1.「超音波」と聞いて思い浮かぶものは?
- 2.「超音波の ちからって すげー!」
- 3.管の中の流体の流れを超音波で測りたい!
- 4.超音波流量計のメリットとデメリット
- 5.流量を測るとこんなよいことが!
- 6.まとめ
1.「超音波」と聞いて思い浮かぶものは?
さて、いきなりですが、みなさんは「超音波」と聞いて何を思い浮かべますか?
私は「超音波」というと、今から20年以上前に登場し、
今もバリバリの現役である、「モンスターを戦わせるRPG」に登場する技を思い出します。
「超音波」という技を受けたモンスターは
「相手でなく、自分自身を攻撃し傷つけてしまう」
という状態になってしまいます…。
この技はめったに当たらない技ですが、
いざ、相手から受けて当たってしまうと「うわー…」ってなったのを思い出します。
命中率は低いですが、恐ろしい技でした…。
さて、そんな超音波ですが、この「リアル世界」でも
すごい能力を持っている優れモノなのです。
2.「超音波の ちからって すげー!」
超音波というのは、そもそもの定義は何なのでしょうか?
超音波というのは
「周波数が2万ヘルツ以上の、人間の耳には音として聞こえない周波数を持つ音波」
のことを言います。
この超音波は、さまざまな産業に利用されています。
例を挙げると、
- ・魚群探知【漁業】
- ・金属探傷【工業】
- ・内臓の診断【医療】
…といった感じです。
第1次産業の漁業、第2次産業の工業、第3次産業の医療。
魚の捕獲からものづくり、さらにはサービスまで。
超音波は、色々なところで活躍しているのです。
そして!超音波は
管を流れている液体を測るのにも使われているのです!
3.管の中の流体の流れを超音波で測りたい!
では、本題に入りましょう。
管を流れている液体=流体の量や速さを測りたい場合はどうすればいいのでしょうか?
そこで登場するのが「流体がある一定時間に流れる量」を測ることができる
「流量計」です。
この流量計には
- ・超音波式
- ・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
- ・コリオリ式
…など、用途や計測したい流体によってさまざまな種類がありますが、
ここでは超音波式に絞って話をしたいと思います。
超音波流量計とは、音響振動を使用して流体の流速を計測する非侵入型、
すなわち管の中に機器を入れなくても測れる流量計です。
超音波流量計は、今現在使われている方式はほとんどが
伝搬時間差方式（トランジットタイム）です。
伝搬時間差方式とは、1台目の変換器から送信された超音波信号が、
配管を横断し2台目の変換器によって受信されるまでの時間差を測定する原理です。
上流方向の測定値と下流方向の測定値を比較して、流れについて調べます。
流れがない場合は、移動時間は両方で同じになります。
流れがある場合は、音の移動は同じ方向に移動している場合は速くなり、
反対方向に移動している場合は遅くなります。
4.超音波流量計のメリットとデメリット
さて、これまで紹介してきた超音波流量計には、以下のようなメリットがあります。
メリット
- ・圧力損失がない
- ・構造がシンプルなため、故障しづらい
- ・配管の外側から検出できるタイプがある
- ・密度や粘度の影響を受けない
- ・測定可能な流量範囲が広い
- ・精度が高い
- ・応答が早い
しかし、いいところばかりではありません。デメリットもいくつか存在します。
デメリット
- ・直管部が必要
- ・液中の固形分が多いと誤動作の原因になる
- ・気泡が多いと測定不可能になる
超音波式ではうまく測れない流体も、他のタイプを用いれば測れることもあります。
詳しくは、流量計一覧ページから探してみてください。
5.流量を測るとこんなよいことが!
さて、流量をきちんと測定すると、こんなによいことがあります。
(1) 品質管理がうまく行く!
(2) 装置の保護につながる!
(3) 省エネルギー化でコストダウン!
それでは、順番に見ていきましょう。
(1) 品質管理がうまく行く!
工業の世界では、製品を作るためにさまざまな流体が用いられています。
これらの流体が適切に流れていなかったら、品質が低い製品が作られることになってしまいます。
今日では、「トラブルを避けるための流量管理」から、
「品質管理を目的とした流量管理」にシフトしています。
製品の高い質を保持するためにも、流量計は必須のアイテムと言えるでしょう。
(2)装置の保護につながる!
製品を作る際に使われる工作機器は、よいパフォーマンスをするためには適切な温度である必要があります。
そのためには、温度調節をする冷却水（クーラント）を周りに循環させて、温度をきちんと管理しなければいけません。
もし、冷却装置がうまく機能しないのであれば、品質低下だけならず、装置の故障が起こり、
メンテナンスや修理に時間とコストがかかるのはもちろんのこと、生産が停止し、大きな損害を被る可能性もあります。
冷却水をきちんと管理する際にも、流量計は大切なアイテムになります。
(3)省エネルギー化でコストダウン!
ものづくりの現場では、様々な資源を利用します。
例えば、溶接加工時にはアルゴンガスを使用し、酸化防止や熱処理をする際には窒素ガスを使い、
その他には作動油や冷却水なども用いられています。
これらの資源量を把握し、適切な流量で運用することができれば、
企業としてコストを減らせることになります。
流量計を使い、そのような資源を適正量で調節できるようになれば、
企業の省エネルギー化に貢献することになります。
6.まとめ
いかがでしたでしょうか?
超音波の力、そしてその超音波を用いた流量計について説明しました。
この記事をお読みになり、超音波流量計が少しでも気になった方は、
こちらの流量計一覧ページをご覧になってください。
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