いくつかの一般的な流量計の限界に関する分析説明

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　　機械化や自動化が急速に進む中、計測器という観点から見ると、工業生産において流量計は非常に重要な役割を果たしています。流量計を選ぶ際には、測定対象となる物質の物理的・化学的性質や、工業生産の工程を考慮する必要があります。流量計の長所だけでなく、短所も理解しておくことが、適切な製品選定に役立ちます。ここでは、よく使われるいくつかの流量計の欠点をまとめてみます。これは、皆さんがこれらの製品の限界をより深く理解するためです。 　　一、電磁流量計の限界　私たちは皆、電磁流量計が導電性のある液体の測定において高い精度と安全性、そして安定した性能を持っていることを知っています。ここではその欠点について説明します。　　1.電磁流量計は導電性のある媒体の液体の流量のみを測定でき、ガスや適切に処理された給湯用水など、導電性のない媒体の流量は測定できません。また、高温条件下ではライニングの材質にも配慮が必要です。 　　2.電磁流量計は、導電性のある液体の流速を測定することによって、動作状態での体積流量を求めるものです。計量要件によれば、液体媒体の場合は質量流量を測定する必要があり、媒体流量の測定には流体の密度が関与する。異なる流体媒体は密度が異なり、さらに温度によっても変化する。電磁流量計のコンバータが流体の密度を考慮せず、常温状態での体積流量のみを示すのは適切ではありません。 　　3.電磁流量計の設置と調整は他の流量計よりも複雑で、より厳格な要件が求められる。トランスミッターとコンバーターは一緒に使用しなければならず、両者の間で異なる型番の計器を組み合わせてはいけません。トランスミッターの取り付けにあたっては、設置場所の選定から具体的な取り付け・調整に至るまで、必ず製品説明書の指示に従って行わなければなりません。設置場所は振動がなく、強い磁場がないこと。設置時には、トランスミッターと配管が良好に接続され、適切なアースが行われていなければなりません。トランスミッタの電位は、測定対象の流体と等電位です。使用する際には、測定管内に残っているガスを必ず排出しなければならず、そうしないと大きな測定誤差が生じます。 　　4. 電磁式流量計を汚れを含む粘性の高い液体の測定に使用すると、粘性物質や沈殿物が測定管の内壁や電極に付着し、トランスミッターの出力電位に変化をもたらして測定誤差を生じます。また、電極上の汚れがある程度の厚さに達すると、計器が測定できなくなることがあります。 　　5.給水配管のスケールや摩耗により内径が変化すると、想定されていた流量値に影響を与え、測定誤差が生じます。 　　6. トランスミッタの測定信号は非常に小さいミリボルト級の電位信号であり、流量信号のほかに、同相電圧、直交電圧、共模電圧など、流量とは無関係な信号も混在している。 　　二、超音波流量計の限界　超音波流量計は液体媒体を測定する際に配管を切断する必要がないため、企業の生産に影響を与えず、水媒体の測定においても性能が安定している。その欠点は以下の通りです：　　1.超音波流量計の温度測定範囲は狭く、一般的には200℃未満の流体しか測定できません。　　2.ノイズ耐性が低い。気泡やスケール、ポンプ、その他の音源による超音波ノイズの影響を受けやすく、測定精度が低下する。 　　3. 直管部の要件は厳しく、前が20D、後が5Dである。そうでなければ離散性が悪く、測定精度が低くなる。 　　4. 設置の不確実性は、流量測定に大きな誤差をもたらす。 　　5. 测定管がスケールで覆われると、測定精度に深刻な影響を及ぼし、大きな測定誤差が生じます。重症の場合には、計器が流量を表示しなくなることもあります。 　　6. 信頼性や精度のレベルは高くなく、一般的に1.5～2.5級程度で、再現性も悪い。 　　7. 使用寿命が短く、一般的な精度は1年程度しか保証できない。 　　8. 超音波流量計は、流体の速度を測定することによって体積流量を算出するものであり、液体の場合は質量流量を測定すべきである。この計器が質量流量を測定するのは、体積流量に人為的に設定された密度を乗じることによって行われる。流体の温度が変化すると流体の密度も変化するため、人為的に設定した密度値では質量流量の正確性を保証することはできない。流体の速度を測定すると同時に流体の密度も測定し、計算によってのみ真の質量流量値を得ることができる。 　　三、渦街流量計の限界　　ご存知の通り、渦街流量計はガスや蒸気の測定に最も広く用いられており、計測精度が高く、設置も簡単で、価格も比較的低いです。否定できないのは、渦街流量計にもそれなりの限界があるということです：　　1.流量測定の誤差を引き起こす要因が多く、例えば配管内の流速の不均一による測定誤差や、流体の状態が変化した際の媒体の密度を正確に把握できないこと、また湿潤飽和蒸気を乾燥飽和蒸気と仮定して測定することなどです。これらの誤差を制限したり除去したりしなければ、渦街流量計の全体的な測定誤差は非常に大きくなる。 　　2. 抗振性能が悪い。外部からの振動により、渦街流量計は測定誤差が生じたり、正常に動作しなくなったりすることがあります。流路内の流体が高速度で流れることによる衝撃により、渦街発生体のカンチレバー部に追加の振動が生じ、測定精度が低下する。大きな管径の影響はより顕著である。 　　3. 汚染された媒体の測定に対する適応性が低い。渦街流量計の発生体は、媒体によって汚染されたり異物が巻き付いたりしやすく、形状が変化して測定精度に大きな影響を与えます。 　　4. 前後の直管区間には高い要求があり、理論上、渦街流量計では測定要件を満たすために、前方40D、後方20Dの直管区間が必須となる。 　　四、孔板流量計の限界　　孔板流量計は初期の流量計であり、広く利用されており、選定も比較的簡単ですが、欠点は以下の通りです：　　1.測定の再現性や精度は流量計の中では中程度であり、多くの要因が複雑に絡み合うため、精度を向上させるのが難しいです。 　　2. 範囲が狭く、流量係数はレイノルズ数に依存するため、一般的な範囲は3∶1～4∶1程度である。 　　3. 長い直管区間が必要であり、一般的には満たすのが難しい。特に大きな管径の場合、問題はさらに顕著になる。　　4.圧力損失が大きい。通常、孔板式流量計を正常に動作させるためには、ポンプに追加の動力が必要であり、それによって孔板による圧力損失を克服しなければならない。 　　5. 孔板は内部の鋭角な線によって精度を保証しているため、腐食や摩耗、スケールの付着、汚れに敏感で、長期間の使用では精度を維持することが難しい。 　　6. フランジ取り付けまたはフランジ接続を採用すると、漏れや流出の問題が発生しやすく、メンテナンス作業が増加する。 　　流量計には多種多様な種類があり、原理もそれぞれ異なり、機能にも長所がある。また、長所と短所も相対的なもので、完璧無欠な流量計というものは存在しない。したがって、どのような流量計を選ぶかは、実際の工業生産における工程条件や作業環境に基づき、具体的な問題を具体的に分析し、状況に合わせて決定しなければならない。