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お客様の用途に合わせた高精度な流量センサ

流量計は、気体または液体の質量流量または体積流量を測定します。つまり、一定期間内に断面を通過する媒体の量を測定します。最新の流量計は複雑な要件を満たしています。測定精度が高く、さまざまな制御・監視システムに容易に統合できるだけでなく、業界固有の規格に準拠しています。

ビュルケルトは、さまざまな機能原理に基づく機械式および電子式の流量計の幅広いラインナップを提供しています。たとえば、磁気誘導式流量計(EMF)や、表面弾性波(SAW)流量計などが挙げられます。単純な機械プロセスでも、複雑なマルチパラメータ測定でも、1滴から大流量まで、お客様のアプリケーションに合わせたオーダーメイドのソリューションを実現します。 

流量計の機能について

流量計は、そこを流れる流体の量を決定するための測定値を提供します。このような流体には、異なる性質を有する気体または液体が含まれます。水のように密度が一定の流体では、体積流量で表示することが推奨されます。また、流量計は液体についてはリットル単位、ガスについては立方メートル単位で、単位時間あたりの流量を測定します。 

圧力差や温度差といった外部要因により密度が変化する場合、質量流量を測定する方が適切です。質量流量は、特定の時間内にシステムを流れる媒体の質量を表し、たとえばキログラム毎秒で測定されます。

流量計はどのように機能しますか?

流量計は、流体の物理的特性を測定し、その値から流量を計算します。

流量計の構造について

最新の流量計は、流れる流体の物理的値を測定して電気信号に変換するセンサと、その情報を処理するトランスミッタで構成されています。これらは、パイプラインに直接接続する継手やバルブに組み込まれます。

機能およびさまざまな測定方法について

トランスミッタは、供給された信号(電圧など)を標準信号に変換します。この流量計は、デバイスの種類に応じて、計測した値をインターフェース経由でデジタルまたはアナログ形式で出力します。流量計はさまざまな測定原理に基づいています。磁気誘導技術を使用するものもあれば、音響表面波や超音波流量計として動作するものもあります。

流量計の応用分野について

液体、気体、または蒸気の流量は、流れる媒体の量を監視または制御する必要がある場合に測定されます。たとえば、水道分野では、流量計はパイプライン、開水路、または処理プラント内の水を測定し、消費量、流量、または損失を正確に算出します。 

多くの工業プロセスでは、流量計は特定のプロセス工程の前後で、それぞれの媒体の流量を測定します。これにより、密閉システム内の流量を継続的に監視し、液体やガスの正しいドージング、充填、混合が確実に実施されます。流量計は、プロセスの信頼性、効率、品質管理において中心的な役割を果たしています。  

具体的な事例をご紹介しましょう。以下は、制御・監視に流量計が使われる代表的なタスクおよびアプリケーション領域の一部です。

流量計の代表的なタスク

  • 監視:液体をあるタンクから別のタンクに移送する際など、状態の情報を提供します
  • 制御:醸造プロセスや乳製品工場における熱交換器の加熱・冷却用途など
  • 充填とドージング:輸液バッグへの充填時
  • 混合:ソフトドリンク製造におけるシロップと水の混合など。

流量計は、医薬品医療技術食品・飲料化粧品など、さまざまな業界で利用されています。また、自治体の飲料水処理や下水処理場の流量測定など、インフラにとっても非常に重要な役割を持っています。

適切な流量計をお探しですか?ぜひ私たちにおまかせください。

お客様に最適な方法はどのようなものでしょうか?当社の液体流量測定ガイドとチェックリストを使用すれば、4つのステップで確認できます。 

 

当社の製品ラインナップは、工業プロセスのほぼすべての用途において、信頼性が高く効率的な流量計を提供しています。ここでは、さまざまな測定原理のメリットおよび応用分野の概要をまとめます。

FLOWave — 表面弾性波(SAW)測定

SAW流量計は、地震時における地震波と同様に、表面を伝播する音響表面波を利用して動作します。  当社のFLOWaveは、この測定原理を採用した最初の流量センサであり、限られたスペースでも非常に正確な測定を実現します。

FLOWaveについてさらに詳しく

SAW流量計のメリット

+ 非接触測定のため衛生的 
+ 可動部品なしで測定するため摩耗なし 
+ 流量計に絞りがないため、圧力降下や圧力損失なし 
+ コリオリ流量計に比べてコンパクトなので、スペースが限られた機械やシステムにも使用できます 
+ システムの振動や磁気的および電気的影響が発生した場合でも堅牢でトラブルフリー 
+ 媒体の導電率に関係なく測定できる

マルチパラメータ計測による付加価値:SAW流量計は1つのデバイスで複数のパラメータを測定でき、その特殊機能により、気泡や固体粒子だけでなく媒体間の変化も検出できます。

SAW流量計の最適な適用分野:衛生管理が重要な分野

SAWテクノロジーは非接触測定を可能にするため、純度および衛生が重要な役割を果たす医薬品バイオテクノロジー食品、飲料などの業界に特に適しています。たとえば、製薬業界では注射用水(Water For Injection)の製造用のWFIループに、当技術が導入されています。このループは、閉じたパイプシステム内で循環する水に対して、高度な処理技術を提供します。FLOWave流量計は、最高レベルの無菌性を保証します。食品業界では、CIP洗浄やその他の洗浄液など、水に似た流体の監視にSAW技術が利用されており、一貫した衛生状態を確保しています。

電磁式流量計(EMF)

磁気誘導式流量計(EMF)は、ファラデーの誘導法則に基づいています。導電性液体が磁場を流れると、フロー方向に対して直角の2つの電極に沿って電圧が発生します。この電圧が測定され、標準信号に変換されます。これにより、流量値を算出することができます。磁場は、パイプライン内部の流量計のコイルによって生成されます。

磁気誘導式流量計についてもっと詳しく
Electromagnetic Flow Measurement Principle

ビュルケルトは、異なるパイプ径に対応する2つのオプションを提供しています。

  1. インラインタイプ(フルボア)は、小径パイプに適しており、磁場はパイプの断面全体にわたって広がります。 
  2. 挿入タイプは、媒体の一部にのみ磁場が生成されるため、大きなパイプにも導入できます。そこで測定された値は、その後、パイプの全直径に外挿されます。

磁気誘導技術を備えた流量計のメリット

+ 計測管内に可動部品がないため、耐久性が高くメンテナンスがほぼ不要
+ コスト効率が高く、後付けも可能(挿入型)
+ 計測安定性が高く、入口条件の影響を受けにくい(インライン型)

EMF流量計の代表的な適用分野:導電性液体

磁気誘導測定式の流量計は、水管理から化学・製薬産業、食品生産まで、産業およびインフラの多くの分野で使用できます。ただし、正確な測定結果を得るための前提条件は、測定対象媒体の最小導電率が 5 μS/cm(つまり 1 センチメートルあたり 5 マイクロジーメンス)であり、導電率が一定であることが必要です。また、流量計の一部が流体と接触するため、適合する材質を選択する必要があります。 

インペラ流量計

インペラは機械式流量計のひとつです。 パイプライン内のインペラは、液体の流れの動きによって回転します。センサ素子は、インペラの速度を光学的または磁気的に検出し、対応する周波数信号をトランスミッタに送信します。その後、このデバイスはパイプのDNに基づく特定の変換係数を使用して流量を計算します。そして、測定結果をデジタルまたはアナログ形式で出力します。

インペラ流量計についてもっと詳しく
Paddle Wheel Flow Measurement Principle

設計に応じて、インペラは「フィッティング(継手)」、つまりパイプ間の接続部品に統合されるか(インライン型)、または必要に応じてトランスミッタのコンポーネントに収納され、既存のパイプに後から取り付けることもできます(挿入型)。

インペラ流量計のメリット

+ 比較的小型で軽量のため、コンパクトな設備や機械にも使用可能 
+ 低消費電力 
+ コスト効率が高い技術 
+ 測定対象の媒体の導電性は測定精度に影響しない

重要:この機械式流量計では、測定精度に影響を与えるさまざまな要因が存在します。たとえば、インペラを動かすには、一定の最小流量が必要です。インペラ流量計には可動部品が含まれているため、メンテナンスフリーではなく、摩耗も発生します。パイプシステムに設置する場合は、入口と出口のセクションも考慮する必要があります。

代表的な適用分野:水流量計

このデバイスは、主に低固形分、低粘度、および(最大でも)弱酸性の媒体に適しています。そのため、水処理や灌漑、工業プロセスにおける機械の冷却など、水の流れを測定する流量計として広く使用されています。

オーバルホイール流量計

オーバルホイール流量計は、連動する2つの楕円形のギアを使用して、回転ごとに正確に定義された量の媒体を輸送し、液体の体積流量を測定します。センサがこの回転数を検出すると、対応するパルスをトランスミッタに送信し、流量を計算します。この流量計は、測定値をデジタルまたはアナログ形式で出力します。

オーバルホイール流量計についてもっと詳しく
Oval Gear Flow measurement Principle

オーバルホイール流量計のメリット

+ 流量速度に関わらず、非常に正確な測定が可能 
+ 直線状の入口・出口配管が不要で、コンパクトな設置が可能 
+ 堅牢で耐久性に優れる

代表的な適用分野:粘性のある液体

この機械式流量計は変位原理に基づいているため、グリース、油、蜂蜜、接着剤のような粘性のある流体を特に効率的に測定します。流量と粘度が十分であり、気泡が回避されていれば、測定結果は非常に正確になります。

超音波式流量計

超音波信号を使った方法は2種類あり、それぞれ異なるアプリケーション領域に適しています。

  • ランタイム差法: ここでは、2つのセンサが流れの方向の順方向および逆方向に超音波信号を送信します。その際、順方向の超音波は、逆方向のものよりも速く伝播します。このランタイム差から流量速度を計算し、パイプの直径を考慮して、体積流量を算出します。  
  • ドップラー法: 一方、ドップラー法では、超音波が媒体中の粒子や気泡に反射される際に生じる周波数の変化に基づいて流量が計算されます。 

より一般的に使用されているのは、ランタイム差法です。

超音波式流量計についてもっと詳しく
Ultrasonic Flow Measurement Principle

超音波流量計のメリット

+ 可動部品を必要としないため、メンテナンスがほぼ不要 
+ 導電性および非導電性媒体に最適

超音波流量計の代表的な適用分野

ランタイム差法は純粋で均質な液体に最適で、灌漑、プロセス水の流れ、金属産業の加熱および冷却に使用されます。測定結果の精度は、その液体の特性にも依存します。 

汚染された液体や、気泡または粒子を含む液体の流量を測定する場合は、これらの浮遊物質や気泡に基づいて測定が行われるため、ドップラー法の使用が適切です。

熱式質量流量計

この流量測定技術は、気体の質量流量を温度差に基づいて測定します。配管内に設置された加熱センサが、流れるガスと熱交換を行うことで流量を測定します。熱源の前後で、センサがそれぞれの媒体の温度を測定します。流れが速いほど、ガスはより多くの熱を吸収します。実際の質量流量は、2つのセンサ間で測定された温度差から計算できます。

熱式質量流量計についてもっと詳しく

熱式質量流量計のメリット

+ 圧力や温度の変動に関わらず、質量流量を正確に測定可能 
+ センサーの質量が小さいため、非常に迅速な応答が可能 
+ 可動部品がないため、メンテナンスがほぼ不要 
+ コンパクトな設計で、統合された設定メモリにより、デバイスの交換が容易 

熱式質量流量計の適用分野:さまざまな用途におけるガス

熱式流量計は、純粋なガスと混合ガスを正確かつ迅速に測定します。このような装置はさまざまな用途で導入されており、産業分野におけるプロセスガス監視、圧縮空気消費量分析、またはガス分配システム(たとえば窒素、酸素、またはCO₂など)において使用されています。熱式質量流量計は、そのコンパクトな設計により、バイオテクノロジーやラボ技術、排気ガスや環境測定技術など、さまざまな用途に使用できます。

コリオリ式質量流量計

この電子流量計は、体積ではなく媒体の質量流量を測定するため、密度や温度、圧力変動に影響されることはありません。この目的のためにコリオリ効果が使われており、2本の湾曲した測定管を振動させるという仕組みになっています。振動は、媒体が流れるまで対称的なままです。これにより振動運動が変化し、センサが動きの変位を検出します。それを流れる質量が増えるほど、このいわゆる「位相シフト」はより顕著になります。

コリオリ式質量流量計についてもっと詳しく
Coriolis Flow Measurement Principle

コリオリ式流量計のメリット

+ 非常に高精度な測定、広い測定範囲 
+ きわめて安定しており、長期間使用してもゼロ点調整が不要 
+ 腐食性の高い媒体との接触にも耐える高耐性材料を使用 
+ 幅広いアプリケーション領域

コリオリ流量計は振動に敏感です。正確な測定結果を得るには、正確かつストレスのない設置が不可欠です。

コリオリ式質量流量計の代表的な適用分野:少量の液体

小量の液体を正確に測定・制御し、さらに密度や温度などの他の値も記録したいとお考えですか?その場合、コリオリ式質量流量計が適しています。当技術は、化学・製薬業界、バッテリー・半導体製造、食品技術、ラボなど、小量の制御および正確なドージングが必要なあらゆる分野で広く導入されています。

ビュルケルトの流量計の特長はどのようなものですか?

状況によって最適な流量計は異なるため、プロセスを正確かつ効率的に行うには、適切なモデルを選ぶことがとても重要です。ビュルケルトでは、ほぼすべてのアプリケーションに対して、高精度かつ総合的なソリューションを提供しています。当社の多様な測定技術ラインナップは、測定精度、出力・入力信号、および適用範囲において、さまざまな個別の要件に対応しています。 

当社の専門スタッフが、流量計の選定に関するあらゆるご相談をサポートいたします。今すぐお問い合わせください。