一般的なタイプの流量センサー

フローセンサー流量計としても知られる、さまざまな用途で液体または気体の流量を測定するために使用されるデバイスです。これらは、製造、化学処理、水処理、HVAC システムなど、多くの業界で重要な役割を果たしています。特定の用途に適したセンサーを選択するには、さまざまなタイプの流量センサーとそれぞれの長所と短所を理解することが不可欠です。この記事では、最も一般的なタイプのフロー センサー、その動作原理、長所、短所、一般的な用途について包括的に概要を説明します。

フローセンサーの紹介

流量センサーは、特定の期間にわたってパイプまたは導管を通過する流体 (液体または気体) の量を測定します。測定は、体積流量 (例: リットル/分) または質量流量 (例: キログラム/時間) の観点から行うことができます。流量センサーは、さまざまな産業用および商業用アプリケーションでプロセスの効率、安全性、法規制への準拠を確保する上で重要です。

一般的なタイプの流量センサー

1. 差圧流量センサー

動作原理

差圧フローセンサーは、オリフィスプレート、ベンチュリチューブ、フローノズルなど、流路内の障害物全体での圧力降下を測定します。圧力差は流量に比例し、ベルヌーイの方程式を使用して計算できます。

利点

• 広く使用されており、よく理解されているテクノロジー。
• さまざまな流体（液体、気体、蒸気）に適しています。
• 比較的シンプルでコスト効率が高い。

短所

• 閉塞による圧力損失。
• 定期的な校正が必要です。
• 流体の密度と粘度の変化の影響を受ける可能性があります。

アプリケーション

• 産業プロセス。
• 空調システム。
• 水と廃水の管理。

2. 容積式流量センサー

動作原理

容積式流量センサーは、ピストン、ギア、ダイヤフラムなどの機構を使用して、流体の離散体積を捕捉して測定します。時間の経過とともにカウントされる体積数は流量に比例します。

利点

• 粘性流体の高精度を実現します。
• 微小流量の計測に適しています。
• 流体の密度と粘度には依存しません。

短所

• かさばって重い場合があります。
• 機械部品は時間の経過とともに摩耗する可能性があります。
• 微粒子のないきれいな液体に限定されます。

アプリケーション

• 化学処理。
• オイルと燃料の測定。
• 油圧システム。

3. タービン流量センサー

動作原理

タービン流量センサーは、流体の流れに応じて回転するタービン ホイールを使用します。タービンの回転速度は流量に比例し、この速度は磁気センサーまたは光学センサーを使用して測定されます。

利点

• 高い精度と再現性。
• 清浄な流体に適しています。
• 広い流量範囲。

短所

• 流体の特性の変化の影響を受ける可能性があります。
• タービンの損傷を避けるために、きれいな流体が必要です。
• 液体が異なると校正が必要になる場合があります。

アプリケーション

• 水の配布。
• 燃料測定。
• HVAC アプリケーション。

4. 電磁流量センサー

動作原理

電磁流量センサーは、流体が磁場を流れるときに生成される電圧を検出することにより、導電性流体の流れを測定します。ファラデーの電磁誘導の法則によれば、電圧は流量に比例します。

利点

• 圧力損失がありません。
• 汚れた液体や腐食性の液体に適しています。
• 導電性流体の高精度を実現します。

短所

• 導電性流体でのみ機能します。
• 高価になる可能性があります。
• さまざまな流体の導電率に合わせて校正が必要です。

アプリケーション

• 水と廃水の管理。
• 化学処理。
• 食品および飲料産業。

5. 超音波流量センサー

動作原理

超音波流量センサーは、音波を使用して流量を測定します。主に 2 つのタイプがあります。通過時間センサーは上流と下流の音波の時間差を測定し、ドップラー センサーは流体内の粒子によって反射された音波の周波数シフトを測定します。

利点

• 非侵襲的な測定。
• 汚れた液体や腐食性の液体に適しています。
• クリーンな流体に対して高精度を実現します。

短所

• 高価になる可能性があります。
• 通過時間センサーには清浄な状態が必要です。
• ドップラー センサーには流体中に粒子が必要です。

アプリケーション

• 水と廃水の管理。
• 医療機器。
• 非侵襲的な流量測定。

6. 熱式質量流量センサー

動作原理

熱式質量流量センサーは、ガスがその上を流れるときの加熱要素の温度変化を検出することにより、ガスの質量流量を測定します。熱損失は質量流量に比例します。

利点

• ガス流量測定に正確。
• 広い流量範囲。
• 圧力や温度の変化に影響を受けません。

短所

• ガス組成の変化の影響を受ける可能性があります。
• センサーの汚染を避けるためにクリーンなガスが必要です。
• ガスが異なると校正が必要になる場合があります。

アプリケーション

• 空調システム。
• プロセスガスのモニタリング。
• 半導体製造。

7. コリオリ流量センサー

動作原理

コリオリ流量センサーは、流体が流れる振動管にかかるコリオリ力を検出することで質量流量を測定します。この力は振動に位相シフトを引き起こし、これは質量流量に比例します。

利点

• 高い精度と精度。
• 質量流量を直接測定します。
• 流体の特性に依存しません。

短所

• 高価で複雑なデザイン。
• かさばって重い場合があります。
• 振動の干渉を避けるため、慎重に取り付ける必要があります。

アプリケーション

• 石油およびガス産業。
• 医薬品製造。
• 化学処理。

8. 渦流センサー

動作原理

渦流量センサーは、流路内に配置された断崖体によって発生する渦の周波数を検出することで流量を測定します。渦周波数は流量に比例します。

利点

• 可動部品がなく、耐久性があります。
• さまざまな流体に適しています。
• 広い流量範囲。

短所

• 流体の特性の変化の影響を受ける可能性があります。
• 渦を生成するには最小限の流量が必要です。
• 設置条件の影響を受ける可能性があります。

アプリケーション

• 蒸気システム。
• 空気とガスの測定。
• 水システム。

一般的な流量センサーの比較

選択プロセスを支援するために、ここに一般的なタイプのフロー センサーの詳細な比較表を示し、その主要な機能、利点、欠点、および一般的な用途を強調しています。

詳細な説明とアプリケーション

差圧流量センサー

差圧流量センサーは、最も広く使用されている流量測定デバイスの 1 つです。これらは、流路内の障害物を横切って圧力降下が発生し、この圧力差が流量に関係するという原理に基づいて動作します。これらのセンサーは、液体と気体の両方の流量測定に使用できます。

アプリケーション:

• 堅牢で信頼性の高い流量測定が必要な産業プロセス。
• 空気の流れを監視し、効率的な動作を保証する HVAC システム。
• 流量を測定し、プロセスを制御するための水と廃水の管理。

容積式流量センサー

容積式流量センサーは、特に粘性や低流量の用途において、精度と信頼性が高いことで知られています。既知の体積の流体を捕捉および放出することによって流量を測定します。

アプリケーション:

• 反応性または粘性のある化学物質の正確な測定が必要な化学処理。
• 保管転送と正確な請求のためのオイルと燃料の測定。
• 適切な流量とシステム効率を確保する油圧システム。

タービン流量センサー

タービン流量センサーは、その精度と広い測定範囲で評価されています。クリーンな低粘度の液体に適しており、高速な応答時間を実現します。

アプリケーション:

• 水の使用量を監視および管理する配水システム。
• 正確な配送を保証するための輸送および保管施設での燃料測定。
• 冷水および温水の流量を監視するための HVAC アプリケーション。

電磁流量センサー

電磁流量センサーは、導電性液体の流れの測定に最適です。精度が高く、圧力降下が発生しないため、さまざまな用途に適しています。

アプリケーション:

• 処理プラントの流量を監視および制御するための水と廃水の管理。
• 腐食性または汚れた液体が一般的な場所での化学処理。
• ジュースやソースなどの導電性液体を正確に測定する食品および飲料産業。

超音波流量センサー

超音波流量センサーは音波を使用して流量を測定し、通過時間センサーとドップラーセンサーの 2 つの主なタイプがあります。きれいな液体と汚れた液体の両方に適しており、非侵襲性を提供します。

測定オプション。

アプリケーション:

• 非侵襲的な流量測定のための水と廃水の管理。
• 血流やその他の生理学的液体を測定する医療機器。
• 非侵襲的で正確な流量測定が必要な工業プロセス。

熱式質量流量センサー

熱式質量流量センサーは主にガス流量測定に使用されます。ガスが加熱要素上を流れる際の加熱要素からの熱損失を測定し、正確で信頼性の高い流量測定を提供します。

アプリケーション:

• 空気とガスの流量を監視する HVAC システム。
• 化学および製薬産業におけるプロセスガスの監視。
• 正確なガス流量制御が重要な半導体製造。

コリオリ流量センサー

コリオリ流量センサーは高精度の直接質量流量測定を提供するため、さまざまな産業用途に適しています。流れる流体によって振動管にかかるコリオリ力を測定します。

アプリケーション:

• 石油およびガス産業における炭化水素およびその他の流体の正確な測定。
• 正確な投与量と流量制御が不可欠な医薬品製造。
• 攻撃性または腐食性の流体の流れを測定および制御するための化学処理。

渦流センサー

渦流量センサーは、流路内に配置された断崖体によって放出される渦の周波数を検出することによって流量を測定します。耐久性があり、蒸気、空気、水などのさまざまな流体に適しています。

アプリケーション:

• 蒸気流量を監視および制御する蒸気システム。
• 工業プロセスにおける空気とガスの測定。
• 正確で信頼性の高い流量測定のための給水システム。

結論

特定の用途に適したセンサーを選択するには、さまざまな種類の流量センサーとそれぞれの長所と短所を理解することが不可欠です。液体、気体、蒸気のいずれの流量を測定する必要がある場合でも、適切な流量センサーが利用可能です。流体の種類、流量範囲、精度要件、設置条件、予算などを考慮して、お客様のニーズに最適な流量センサをお選びいただけます。流量センサーは、さまざまな業界でプロセスの効率、安全性、規制順守を確保するために重要であり、正しい選択が業務の成功に不可欠です。

リアルリード:
圧力センサーと流量センサー: 包括的な比較
適切なフローセンサーの選び方
流量センサーと流量計の総合ガイド