渦流量計は極低温環境で使用できますか?

流量測定愛好家の皆さん、こんにちは！渦流量計のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスが極低温環境に対応できるかどうかよく尋ねられます。極低温に伴う極限状態を考慮すると、これはもっともな疑問です。それでは、早速このトピックに飛び込んで一緒に探ってみましょう。

まず、渦流量計とは何かを理解しましょう。渦流量計はフォンカルマン渦流の原理に基づいて動作します。流体 (気体または液体) が断崖体を通過して流れると、断崖体の下流側に一連の交互の渦が生成されます。これらの渦の周波数は流体の流速に直接比例します。この周波数を測定することで、流体の流量を正確に求めることができます。についてさらに詳しく知ることができます渦流量計当社のウェブサイトで。

では、極低温環境とは一体何でしょうか？極低温は、通常 -150°C (-238°F) 未満の極低温を扱います。これらの低温は、航空宇宙、医療、エネルギーなどのさまざまな産業で使用されます。たとえば、航空宇宙産業では、液体水素や液体酸素などの極低温燃料がロケットの動力として使用されます。医療分野では、生体サンプルの保存や冷凍手術の実行に極低温が使用されます。

それでは、渦流量計はこれらの極寒の条件に対処できるのでしょうか?簡単に言うと、それは状況によるということです。極低温環境で渦流量計を使用する場合、考慮すべき要素がいくつかあります。

材質の適合性

最も重要な要素の 1 つは、流量計の材料の適合性です。極低温では、多くの材料が脆くなり、機械的特性が失われます。たとえば、一部のプラスチックやエラストマーはひび割れたり硬くなったりする可能性があり、流量計の性能に影響を与える可能性があります。

ほとんどの渦流量計は、低温で優れた機械的特性を備えたステンレス鋼などの材料で作られています。ステンレス鋼は、極低温用途に伴う熱応力や機械的力に耐えることができます。ただし、適切なグレードのステンレス鋼を選択することが重要です。たとえば、304 や 316 などのオーステナイト系ステンレス鋼は、低温で優れた靭性と耐食性を備えているため、極低温用途でよく使用されます。

熱膨張

考慮すべきもう 1 つの要素は熱膨張です。材料が極低温まで冷却されると、収縮します。この収縮は、特に流量計内のさまざまな材料の熱膨張係数が異なる場合に、流量計のコンポーネントに応力を引き起こす可能性があります。

熱膨張の影響を最小限に抑えるために、渦流量計の設計では使用する材料の熱特性を考慮する必要があります。たとえば、ブラフボディとセンサーは、接合部や接続部にかかる応力を軽減するために、熱膨張係数が類似した材料で作られている必要があります。

センサー性能

渦流量計のセンサーは、渦を検出して電気信号に変換する役割を果たします。極低温では、センサーの性能が影響を受ける可能性があります。たとえば、センサーの感度が変化したり、センサーの電気的特性が変化したりする可能性があります。

極低温環境で信頼性の高い動作を保証するには、センサーを低温用途向けに特別に設計および校正する必要があります。一部のセンサーには、広範囲の温度にわたって精度を維持するための温度補償回路が装備されています。

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設置とメンテナンス

極低温環境で渦流量計を使用する場合、適切な設置とメンテナンスも重要です。流量計は、機械的衝撃や振動から保護された場所に設置する必要があります。周囲環境からの熱伝達を防ぐために、流量計が適切に断熱されていることを確認することも重要です。

流量計の性能を長期間維持するには定期的なメンテナンスが必要です。これには、断熱材の完全性のチェック、損傷の兆候がないかセンサーの検査、および流量計の定期的な校正が含まれます。

極低温環境で渦流量計を使用する利点

課題はありますが、極低温環境で渦流量計を使用することにはいくつかの利点があります。

正確さ: 渦流量計は、極低温流体の流量測定に不可欠な高い精度と再現性を備えています。
広い範囲性：レンジアビリティが広く、広範囲の流量を正確に測定できます。
低い圧力損失: 渦流量計は圧力損失が比較的低いため、圧力損失を最小限に抑えることが重要な極低温用途では重要です。
可動部品なし: ボルテックス流量計には可動部品がないため、磨耗が少なく、メンテナンスの必要性が軽減され、信頼性が向上します。

極低温環境における渦流量計の代替品

渦流量計が特定の極低温用途に適していない場合は、他の流量測定技術を利用できます。一般的な 2 つの代替案は次のとおりです。超音波流量計そして超音波クランプオン流量計。

超音波流量計は、超音波信号が流体を通過するのにかかる時間を測定することによって機能します。これらは非侵襲的で、液体と気体の両方の流量の測定に使用できます。超音波クランプオン流量計は、切断や溶接を必要とせずにパイプの外側に取り付けるタイプの超音波流量計です。

これらの代替流量測定技術にも、極低温用途では独自の長所と短所があります。たとえば、超音波流量計は流体内の気泡や固体の存在によって影響を受ける可能性があり、低流量では精度が低下する可能性があります。

結論

結論として、渦流量計は極低温環境でも使用できますが、材料の適合性、熱膨張、センサーの性能、設置とメンテナンスなどのいくつかの要素を慎重に考慮する必要があります。これらの要因に適切に対処できれば、渦流量計は極低温用途において正確で信頼性の高い流量測定を提供できます。

極低温環境で渦流量計の使用を検討している場合は、ぜひお手伝いさせていただきます。当社の専門家チームは、極低温を含む幅広いアプリケーション向けの流量測定ソリューションを提供する豊富な経験を持っています。当社はお客様と協力して、お客様の特定のニーズに適した流量計を選択し、その正常な動作を保証するために必要なサポートとサービスを提供します。

したがって、ご質問がある場合、または流量測定要件について話し合いたい場合は、遠慮なくお問い合わせください。お客様の極低温アプリケーションに最適なソリューションを見つけるために一緒に働きましょう。