EPI動差式質量流量計は測定範囲を拡大できるか
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現在、動差式の熱質流量計を1台所有しており、測定対象の媒体は水素です。現在の測定範囲は0～4000Nm3/hですが、これを5500Nm3/hまで拡大したいと考えています。この種の計器についてあまり知識がなく、ご存知の方がいらっしゃればアドバイスをいただけますと幸いです...
この種の流量計は必ずしもそれほど広い測定範囲を持っているわけではなく、メーカーに確認する必要があります。無理やりやっても正確ではないでしょう。私が試した場合、工程では大まかな流量を見てから拡大しました。
熱式ガス質量流量計は熱拡散の原理を利用しており、熱拡散技術は過酷な条件でも優れた性能と高い信頼性を持つ技術です。その典型的なセンサー要素には2つの熱抵抗（白金抵抗線）があり、1つは速度センサーで、もう1つは配管内の温度を測定するセンサーです。これら2つのセンサーをガス中に置くと、温度センサーは配管内のガスの温度を測定し、速度センサー内部には電熱線があり、温度センサーが測定した温度よりも高い温度（つまり配管内のガスの温度）まで加熱され、その値を一定に保ちます。気流が速度センサーの熱を奪い、温度差を小さくする。温度差を一定に保つためには、追加の電力で加熱を補償する必要があり、この補償用の電力の大きさはガスの質量流量に比例する。 原理からわかるように、補償用の電力はガスの流速だけでなく、測定対象となるガスの比熱容量（通称、吸熱能力）にも関係しています。ガスの流量を正確に測定するためには、流量計の校正に実流量校正を用いる必要があります。つまり、測定対象のガスと同じガスを使って校正を行うのです。これは、熱式ガス質量流量計の優劣を判断する上で重要な指標です。投稿者が指摘したアンモニアガスの測定範囲拡大の問題について、流量計の場合、測定範囲を拡大するには校正装置で拡大後の流量データに基づいて実際に調整する必要がある。一方、熱式ガス質量流量計の場合はさらに厳格な要件があり、校正装置で測定範囲を変更するだけでなく、校正に使用するガスもアンモニアの実際の流量を用いて校正しなければならない。もちろん、投稿者が現場での測定データに厳格な要求をせず、誤差をある程度許容する場合は、空気によるキャリブレーションで測定範囲を変更し、その後空気/アンモニア係数で補正を行うことで、5％の精度を確保できます。
さっき、気体媒体を見間違えました。投稿者が言っているのは、測定対象の気体媒体が水素であるということで、これについてはもう少し詳しく説明する必要があります。ご存知の通り、水素は最も軽い気体ですが、同時に最も高い熱吸収能力を持つ気体でもあります。同じ体積の水素は、空気の熱吸収能力の14倍に相当します。つまり、投稿者は測定範囲を拡大する必要がありますが、技術的に見て水素の最大測定可能体積は空気に比べてはるかに小さいため、測定範囲を拡大することはほぼ不可能でしょう。解決策は、パイプを拡径して同じ体積のガスの流速を下げ、それによって間接的に流速を上げることです。これは理解しやすい。ほとんどの流量計の測定は実際には媒体の流速を測定しており、熱式も例外ではない。
この流量計は非常にユニークで、水素ガスの流量を測定するもので、水素ガスが流れている時だけ値が出て、窒素ガスでは流量は計測されません。
その理由は、水素と窒素の熱伝導率に大きな差があり、約7倍も異なり、さらに温度が上昇するにつれてその差はさらに広がるからです。したがって、水素が流量計を通過すると流量の変化が反映されますが、窒素が通過しても必ずしも流量の変化が現れるとは限りません。
熱式流量計には、測定する媒体に応じてそのガス媒体を用いて校正するという特徴があります。水素の流量を測定するための流量計は、他の媒体の測定には絶対に使えません。
このタイプの計器は測定範囲を拡大できません。出荷時に既に校正が行われており、測定範囲を拡大するにはメーカーに返送する必要があります