フロート式流量計のちょっとした豆知識！

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こんにちは、こちらは産業用オートメーションのアシスタントです。フロート式流量計をご存知ですか？フロート式流量計とは、垂直な円錐形の管内でフロートが流量の変化に応じて上下し、それらの間の流路面積を変えることで体積流量を測定する流量計で、ローター式流量計とも呼ばれます。フロート式流量計の原理は19世紀60年代に考案され、20世紀初頭に商品として登場した。導入台数の割合から見ると、1985年にイギリスで行われた72社17,000台の流量計に関する調査では、フロート式流量計が19.2％を占めていた。我が国のフロート式流量計の生産量は、1996年時点で15万～17万台程度と推定されており、そのうち約95％がガラス管式フロート式流量計です。 フロート式流量計の動作原理は、測定対象となる流体が下方から上方に向かって円錐形のチューブ1とフロート2によって形成される環状の隙間3を通過する際、フロートの上下端に圧力差が生じ、それによってフロートが上昇する力が発生します。フロートに作用する上昇力が、流体中に浸っているフロートの重さを上回ると、フロートは上昇し、その結果環状隙間の面積が広がります。これにより隙間部分の流体の流速はすぐに低下し、フロートの上下端の圧力差も減少します。そして上昇力も次第に小さくなり、最終的に上昇力が流体中に浸っているフロートの重さと等しくなると、フロートはある一定の高さで安定します。フロートの円錐管内での高さと流れる流量には相関関係がある。 フロート式流量計の特徴 フロート式流量計は、小口径かつ低流速の場合に使用されます。一般的な計器の口径は40～50mm以下で、最小口径は1.5～4mmです。低流速・小流量の測定に適しており、液体を例にすると、内径10mm以下のガラス管式フロート流量計の満量時の公称管径で、流速は0.2～0.6m/sの範囲、あるいは0.1m/s未満です；金属製管のフロート式流量計と、口径が15mmを超えるガラス製管のフロート式流量計はやや高く、流速は0.5～1.5m/sの範囲です。フロート式流量計は比較的低いレイノルズ数でも使用でき、粘度に影響されにくい形状のフロートを用いる。流路の隙間部のレイノルズ数が40または500以上であれば、レイノルズ数が変化しても流量係数は一定に保たれ、つまり流体の粘度の変化は流量係数に影響を与えない。この数値は、標準的な孔板などの流量制御用差圧式計器が要求する最小レイノルズ数104～105に比べてはるかに低い。ほとんどのフロート式流量計は、上流側の直管区間の要件がなく、あるいはその要件がそれほど厳しくありません。フロート式流量計は広い流量範囲を持ち、一般的には10：1で、最低は5：1、最高は25：1です。流量検出素子の出力はほぼ線形です。圧力損失が低い。ガラス管式フロート流量計は構造がシンプルで、価格も安い。現場で流量を指示する人にとって使いやすいが、欠点はガラス管が破損しやすいリスクがあり、特にガス用の案内構造のないフロートでは問題となる。金属製チューブ式フロート式流量計には、コーンチューブが破損するリスクがありません。ガラス管式フロート流量計と比べて、使用可能な温度および圧力範囲が広い。ほとんどの構造式フロート式流量計は、下から上へと垂直に流れる配管にのみ設置できます。フロート式流量計の適用は中小口径に限られ、一般的な全流量型フロート式流量計は大口径には使用できない。ガラス管式フロート式流量計の最大口径は100mm、金属管式フロート式流量計は150mmであり、それより大きな口径の場合は分流型の計器を使用するしかない。使用する流体と出荷時の校正用流体が異なる場合、流量の表示値を補正する必要がある。液体用のフロート式流量計は通常水で校正され、ガス用のものは空気で校正される。実際に使用する流体の密度や粘度がこれらと異なる場合、流量は元の目盛り値からずれるため、換算補正を行う必要がある。 さて、今日の内容はここまでです。他に知りたいことがあればいつでもコメントしてください。定期的に更新していきますので、フォローお待ちしています。