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超音波流量計:原理、種類、および産業用途

January 5, 2025
Yujie Technology Engineering Team
1,350 文字
7 分で読めます
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超音波流量計の動作原理と産業用途の図解 | Yujie Technology

超音波流量計:原理、種類、および産業用途

はじめに

流量測定は、水管理から石油・ガス処理まで、多くの産業において重要な側面です。従来の機械式流量計は、摩耗、圧力損失、およびメンテナンス要件に悩まされることがよくあります。超音波流量計を入力してください。これは、音波を使用して液体の速度を測定する、非侵襲的で高精度の代替手段です。可動部品がなく、パイプを切断することなく測定できる機能(クランプオンモデル)を備えた超音波流量計は、現代の産業計装の標準になりつつあります。

超音波流量計の仕組み

超音波流量計は、超音波トランスデューサを使用して、流れる液体を通して音波を送受信します。使用される測定原理に基づいて、主に2つのタイプがあります。

1. 伝播時間型流量計

この方法は、音波が流れと一緒に移動するときは速く、流れに逆らって移動するときは遅く移動するという原理に依存しています。

  • 操作: 2つのトランスデューサがパイプの反対側(上流と下流)に取り付けられます。両方とも超音波パルスを送受信します。
  • 計算: 上流と下流の飛行時間の差は、流速に正比例します。
  • 最適な用途: 水、油、化学薬品などのきれいな液体。気泡や粒子は信号を散乱させる可能性があります。

2. ドップラー型流量計

ドップラー流量計は、ドップラー効果(移動する物体から反射されたときに音波の周波数が変化する現象)を利用します。

  • 操作: トランスデューサは、流体中の粒子または気泡に音波を送信します。音波は反射して戻り、周波数シフトが測定されます。
  • 計算: 周波数シフトは粒子の速度、したがって流体の速度に比例します。
  • 最適な用途: 廃水、スラリー、泥などの汚れた液体や曝気された液体。

主な利点

  • 非侵襲的: クランプオンモデルは、パイプの切断やプロセスのシャットダウンを必要としません。
  • 圧力損失なし: 流れを妨げるものがないため、エネルギー効率が維持されます。
  • 低メンテナンス: 摩耗したり詰まったりする可動部品がありません。
  • 高精度: 特に伝播時間型メーターは、非常に正確な測定を提供します。

産業用途

水および廃水管理

地方自治体の給水ネットワークにおける漏れ検出から処理プラントにおける下水流量の監視まで、超音波メーターは不可欠です。当社の超音波流量計トランスデューサは、これらのアプリケーション向けに特別に設計されています。

石油およびガス

原油の輸送、天然ガスの計量、および精製プロセスの監視には、高い精度と信頼性が必要です。超音波メーターは、高圧および高温の環境に対応できます。

化学処理

腐食性または危険な化学物質を扱う場合、非接触測定は安全上の大きな利点です。クランプオンメーターは、液体に触れることなく流量を測定できます。

HVACおよびエネルギー管理

冷暖房システムにおける冷水または温水の流量を測定することは、エネルギー効率の最適化とコスト配分に不可欠です。

適切なトランスデューサの選択

超音波流量計の性能は、トランスデューサの品質に大きく依存します。

  • 周波数: 通常、パイプのサイズと液体の種類に応じて、0.5 MHz〜5 MHzの範囲です。
  • 温度定格: 高温アプリケーションには、特殊な高温圧電材料が必要です。
  • 取り付けスタイル: 恒久的な設置用の接液型(挿入型)と、一時的なチェックや改造用のクランプオン型。

結論

超音波流量計は、その汎用性、精度、および設置の容易さにより、産業界の流量測定方法を変革しています。技術が進歩するにつれて、さらに高い精度と、IoTシステムとのより良い統合が期待され、スマートな流量監視が可能になります。

Yujie Technologyは、さまざまな流量測定アプリケーションに適した高品質の流量計トランスデューサを提供しています。水、ガス、または特殊な流体を測定する場合でも、当社のエンジニアは最適なソリューションの選択をお手伝いします。

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