流量計とは？

流量計について、種類と使用方法についてご紹介します。

流量計は、液体、気体、蒸気の流れの方向の変化を検出するために使用される機器です。別名フローインジケーターまたはメーターとも呼ばれ、一定期間にわたって物質の動きを連続的に測定します。

適切な流量計を選択するためには、モニターされる物質の種類と測定場所に留意することが重要です。特定の用途に適したフローセンサーを使用することは、正確で信頼性の高い速度計測ができることを意味します。そのため、デバイスのコストなど、他の要因よりもこの点を考慮することが重要です。

この記事では、流量計を選択する際に何を見るべきかを正確に説明し、利用可能なさまざまなタイプの概要を説明し、それらを最も効果的に使用する方法を探ります。

流量計の仕組み

流量計は、測定される物質や使用される用途によってさまざまな種類があります。特定のタイプによりますが、流量計はそこを通過する液体、気体、蒸気の体積または質量を測定します。これは、連続的に追跡されるか、または時間の経過とともに間隔をおいて測定されます。

この測定を行うために、流量計は3つの主要部品、すなわち主要計器、トランスデューサ、トランスミッタを使用します。測定される物質がトランスデューサーを通過し、1分あたりの体積または質量を追跡します。これにより信号が生成され、この信号がトランスミッタによって解釈され、最終的な流量の測定値が得られます。

これが流量計の標準的な動作方法ですが、異なるタイプでは別の方法を使用し、様々な測定単位を生成します。

流量計測の一般的な単位には以下のものがあります：

測定が必要な物質に応じて、流量計は圧力、温度、密度、粘度のいずれかを計測する必要があります。また、配管、タービン、複雑なガスや水のシステムなど、特定の用途に適合する必要があります。

流量計の主な種類には、以下のようなものがあります：

パドルホイール式流量センサー：流れる液体や気体がパドルに当たることで回転し、その回転速度から流量を測定します。特に液体の流量測定に使用されます。
可変面積流量計：流れる物質によって変化する流れる領域の面積を使用して流量を測定します。流れる液体や気体が管内の変形可能な部分を通過することで測定が行われます。
磁気誘導式流量センサー：流れる液体が導電性を持つ場合に使用され、流れの速度に応じて発生する磁場の変化を検知して流量を測定します。液体が導電性を持たない場合には使用できません。

他にもさまざまな種類の流量計があり、特定の用途や測定条件に合わせて選択されます。

パドルホイール式流量センサー、またはタービン流量計は、液体や水の流量センサーとして広く使用されています。その中心にはパドルがあり、液体の流れによって押し動かされる回転器具です。パドルが押される速度は、流れの速さに応じて変化します。

この動きは、ホイールの中心にある回転シャフトの速度、またはパドルにある磁気チップで検出されます。これらの情報はトランスミッターやコントローラーに信号を送り、流量を計測します。動きが速ければ速いほど、より多くの信号が送られ、センサーは液体の流れを正確に読み取ります。

可変面積流量計は、液体や気体の流量を測定するために使用されます。この計器は、内部にフロートまたはピストンを持つチューブで構成されており、何らかのパイプシステムに接続されています。

流れる気体や液体が可変面積流量計内部を通過すると、フロートやピストンが管内を移動します。流れの力や速度が大きければ大きいほど、フロートやピストンは管内を上昇し、その下に大きな空間を形成します。この空間の面積を測定し、それに基づいて液体や気体の正確な流量を計算します。

このようにして、可変面積流量計は、流体が移動する際に管内の面積が変化することを利用して、流量を測定します。

電磁流量センサーは、測定対象の導電性液体が流れる磁場を誘導することで機能します。液体が導電性を持つ場合、磁場が乱れ、それによって電圧が発生します。この電圧の変化を利用して、測定器を通過する液体の流量を計算することができます。

この原理はファラデーの電磁誘導の法則として知られており、電磁流量センサーがどのように機能するかの根底にあります。液体が導電性を持つ場合、液体が流れるときに発生する電圧の変化を検出し、それを流量に変換することで流量を測定します。

流量計は、気体や液体の質量、体積、直線または非直線流量を測定するために選択される機器です。これにより、さまざまな用途で制御や監視を行うことができます：

流量計は、継続的なモニタリングや定期的な流量測定により、急激な変化や効率の低下を検知することができます。これにより、測定されているシステムに問題があることが示唆され、チームは迅速にその非効率を修正してダウンタイムを防ぎ、人々を危険な物質から守ることができます。

したがって、特定のアプリケーションに最適な流量計を選択することが重要であり、それによって最も正確な測定値が担保されます。