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一、表を用いた密度算出の一致性 飽和蒸気における温度補正と圧力補正は、本質的に同じである。その理由は、飽和状態の蒸気では圧力と温度の間に単値関数の関係が成り立ち、蒸気温度から求めた密度と、その温度に対応する圧力から求めた密度が一致するからである。したがって、温度補償と圧力補償を用いることは、原理的にはどちらも可能である。 二、補償精度の差異 温度補償と圧力補償を用いた場合に得られる補償精度は、温度センサーや圧力トランスミッターの精度だけでなく、流量計の種類や具体的な測定対象の状況、そして圧力トランスミッターの測定範囲の選択にも関係している。全体的に見て、温度測定は補正精度に大きな影響を与えるが、具体的な分析は以下の通りである。 1、温度センサーの精度等級に関する考慮事項。 温度測定の誤差は、温度センサーの精度等級および測定対象となる温度値に関連しています。例えば、圧力が0.7Mpaの飽和蒸気をA級の白金抵抗温度計で測定した場合、その誤差範囲は±0.49℃です。この測定結果を用いて蒸気密度表から補正を行うと、流量補正の不確実性は差圧式流量計で約±0.56％R、渦街流量計では±1.11％Rとなります。一方、B級の白金抵抗温度計を使用する場合、その誤差範囲は±1.15℃に増加し、流量補正の不確実性は差圧式流量計で±1.31％R、渦街流量計では±2.61％Rになる。明らかに、このような用途でB級白金抵抗温度計を使用すると生じる誤差はかなり大きくなるため、一般的には適していない。ここでは、異なる精度レベルの温度測定素子についてのみ相対的に比較する。もちろん、ここで言う誤差は温度測定素子という要素だけのものであり、流量測定システムの不確実性については、流量二次計や流量センサー、流量トランスミッターなどの影響も考慮する必要がある。 2、温度測定誤差が流量測定結果に与える影響。 過熱蒸気の場合、温度測定誤差と流量測定結果との関係はあまり影響がない。例えば、温度が250℃の過熱蒸気で、温度測定誤差が1℃の場合、温度補正によって生じる流量測定結果の不確かさは、差圧式流量計では約0.096％R、渦街流量計では約0.19％Rとなる。大きな影響を与えるのは、飽和蒸気流量測定における温度信号を用いた補正である。例えば、圧力が0.7Mpaの飽和蒸気では、平衡温度は170.5℃で、対応する密度は4.132kg/m3である。もし温度測定の誤差が-1℃であれば、飽和蒸気密度表を参照すると密度は4.038kg/m3となり、これによって流量測定の誤差は差圧式流量計の場合約-1.14℃、渦街流量計の場合約-2.27％Rとなる。 3、圧力変換器の精度等級、圧力測定誤差及びその影響。 圧力測定誤差は、圧力トランスミッタの精度等級と測定範囲に関連しています。例えば、精度0.2等級で測定範囲が0～1Mpaの圧力トランスミッタを用いて0.7MPaの飽和蒸気圧を測定する場合、その誤差範囲は±2kPaとなります。この結果を用いて蒸気密度表を参照して補正を行う場合、この誤差範囲によって生じる流量補正の不確実性は、差圧式流量計で約±0.13％R、渦街流量計で約±0.25％Rとなる。明らかに、圧力補償によって得られる補正精度は温度補償よりも高い。 三、投資の違い 投資の削減と設置作業量の軽減という観点から見ると、白金抵抗体の価格は圧力変換器の数十分の一から数分の一に過ぎないため、温度補償を行う方が経済的である。 四、具体的な実施時の困難 1、上述した2つの補償方法がいずれも可能であるという見解は、原理上の議論に過ぎず、具体的な実施時には他の問題も生じる。 相変化によって過熱状態に入る。飽和蒸気の場合、高い流速で渦街流量計を通過すると、圧力損失による断熱膨張によって蒸気が過熱状態になることが多い。このときでも依然としてそれを飽和蒸気と見なし、蒸気温度に基づいて飽和蒸気密度表を参照すると、得られる数値は明らかに高くなる。 2、設置が困難。 飽和蒸気の質量流量を測定するための差圧式流量計において、温度補償を採用する場合、温度測定用のカバーがストレーナーに過度に近接しているために流動状態に干渉を引き起こしたり、理想的な位置に設置できずに設計を変更しなければならないことがよくある。 上記の様々な理由から、飽和蒸気の質量流量を測定する際に、温度のみを測定し、それに基づいて密度表を参照して質量流量を算出する方法は、実際にはあまり用いられていない。