流量計とは何ですか?

流量計は、気体または液体の質量流量または体積流量を測定する機器です。流量センサー、質量流量計、質量流量コントローラー、流量レギュレーターなど、さまざまな流量計関連用語が登場することがあります。-

流量計の主な目的は、プロセス内の 2 点間の気体または液体の流量を測定することです。場合によっては、流量を制御または調整する必要があります。これは、流量計とバルブを組み合わせて流量コントローラーを形成することで実現できます。この場合、流量を測定するだけでなく、流量を制御して変化させることもできます。出力結果は、プロセス フローをより深く理解するのに役立ち、それによって製品の品質、プロセス速度、コスト削減に関する意思決定を行うことができます。

流体の流量測定は、主に質量流量測定と体積流量測定の2つに分類されます。体積流量測定は、特にガスの場合、温度と圧力の影響を受け、その単位は通常、ml/min や m3/h などの体積です。質量流量測定は、kg/h または g/min などの質量単位で表されます。さらに、ガスの圧縮性により、標準化された体積単位 (ml/min や m3/h など) を使用して質量流量を表現する方が便利です。したがって、アプリケーション要件に基づいて質量流量計と体積流量計のどちらかを選択できます。

これら 2 つの測定方法以外にも、さまざまな測定原理があり、それぞれに独自の長所と短所があります。

熱流量測定原理

コリオリ流量測定原理

超音波流量測定

流量とは何ですか?

流量計を選択する際、通常、流量は最も重要な考慮事項です。流体の体積は、体積、標準体積、および真の質量単位で表すことができます。流量とは、単位時間あたりに測定装置を流れる流体の量を指します。

入口圧力と出口圧力はどれくらいですか?

流量計を選択するときは、低い圧力損失が必要かどうかを理解することが重要です。圧力降下は、入口圧力と出口圧力の差として定義されます。また、流量計には最大使用圧力があります。アプリケーションで高圧が必要な場合は、この圧力定格を考慮する必要があります。

マスフロー制御の場合、最適な制御バルブ サイズを選択して決定するには、入口圧力 (P1) と出口圧力 (P2) が必要です。

周囲温度と流体温度はどれくらいですか?

次にチェックすべき要素は、流体温度と機器の周囲温度です。

流体温度の変化は測定精度に影響を与える可能性があります。温度変動が大きい場合には、温度補償付きの流量計を選択する方が適している場合があります。

周囲温度が過度に高いまたは低いと、動作中または保管中に流量計の電子コンポーネントが損傷する可能性があります。炉やバーナーなどの用途、または極度の低温領域で流量計を使用する場合、機器がこれらの極端な温度に耐えられるかどうかを確認することが重要です。-したがって、流量計を選択する前に、サプライヤーが提供する温度仕様を必ず確認してください。

流量計はどこに設置されますか?

流量計を選択するときは、屋内、屋外、実験室、特定の業界などの設置場所を考慮する必要があります。実験室の仕様は、石油およびガス業界の仕様とは異なります。

IP保護等級

NEMA規格

流量計を設置する地域に特定の認証または承認が必要ですか?例: ATEX または IECEx 認証 (危険区域用)、または FDA の承認。

流量計を選択するときは、プロセスのどの側面が重要であるかを考慮する必要があります。どのような目標を達成したいと考えていますか?

パフォーマンスと価格の比較

流量計を選択する最も一般的な基準は、価格と性能です。価格を優先すると、平均以下の性能の基本的な楽器しか購入できない可能性があります。-

コンポーネントのコストに加えて、長期的な設置、メンテナンス、修理のコストも総所有コストに含める必要があります。{0}流量計の消費電力などの運用コストも、流量計の総コストを増加させます。

流量計の精度と再現性

流量計を選択する場合は、その仕様を考慮する必要があります。精度と再現性は、注目すべき重要な仕様です。

柔軟なアプリケーション

場合によっては、複数のアプリケーションで使用できる流量計を選択することが賢明です。たとえば、研究プロジェクトに機器が必要で、将来的に他のプロジェクトがあることがわかっているが、どの流体が使用されるかわからない場合、流体に依存せず、流量範囲が広い流量計を選択することが特に重要です。-

流量変動が大きいアプリケーションの場合は、高いレンジ比の流量計が必要になる場合があります。レンジ比は流量レンジとも呼ばれます。流量計またはコントローラが流体の流れを正確に測定できる範囲を示します。つまり、測定範囲の上限と下限の比であり、次のように計算されます: 範囲比=最大流量 / 最小流量。

クリーニング

食品、飲料、製薬業界では、相互汚染を防ぐために洗浄装置が不可欠です。{0}}現場洗浄 (CIP) は、パイプ、コンテナ、機器、フィルター、継手の内面を洗浄する方法です。一般的な CIP サイクルには、高温の洗浄剤や最高 95 度の熱酸を使用した洗浄など、複数のステップが含まれます。現場蒸気滅菌 (SIP) は現場滅菌としても知られており、最高 140 度の飽和蒸気を使用して機器を滅菌する段階が含まれます。すべての流量計がこれらの洗浄方法に適しているわけではないため、これは該当する場合に考慮すべき重要な要素です。また、これらの市場では FDA 承認のシールが必要な場合が多いことにも注意してください。-

水分含有量

一部の流量計は、他の流量計よりも湿気や粒子状物質に敏感です。適切なフィルターを使用して機器を保護することは価値のある投資となり、洗浄、メンテナンス、プロセス中断のコストを節約し、原材料や最終製品の無駄を削減できる可能性があります。

利用可能なスペース

プロセスフローのスペースは限られていますか?その場合は、入口や出口に直管部が不要でコンパクトな流量計を選んでください。 MEMS テクノロジーに基づいた超小型の流量計がいくつか市販されています。-

流量計の設置

流量計を選択する前に、設置環境における設置場所と設置方法を確認することが重要です。一部の流量計の精度は、他の流量計よりも設置場所の変化の影響を受けやすい場合があります。流量計の設置に関連するその他の要因には、振動、クロストーク、圧力サージ、上流および下流の曲がり、バルブ、パイプ径の縮小による干渉などがあります。これらの効果は動作原理によっても異なる場合があります。

通信オプション

デジタル流量計が必要かアナログ流量計が必要かを確認してください。システムで使用される通信の種類を理解する必要もあります。一般的なフィールドバス通信プロトコルには、Profinet、EtherCAT、CANopen、Ethernet/IP、POWERLINK などがあります。さらに、Modbus、Profibus、DeviceNet などのより成熟したプロトコルを統合できます。

したがって、最終的には、流量計の仕組みを理解し、特定のアプリケーションに最適な機器を選択し、アプリケーションの目的を理解することが、流量測定プロセスを最適化するための重要な要素となります。