渦流量計とは何ですか?またその仕組みは何ですか?

渦流とは: 渦流量計の背後にある物理学

渦流とは 流量測定の文脈では?これは、流体の流れが断崖 (流線形ではない) 物体に遭遇したときに発生する流体力学効果である、渦放出の現象を指します。流れる流体は、断崖体の鋭い輪郭に従うことができず、その表面から分離し、時計回りと反時計回りの渦を交互に形成し、規則的な繰り返しパターンで体の両側から放出されます。この交互の渦のパターンはカルマン渦ストリートと呼ばれ、20 世紀初頭にこの現象を数学的に特徴付けたハンガリー系アメリカ人の物理学者セオドア フォン カルマンにちなんで名付けられました。

ストローハル数: なぜ渦周波数が流速と等しいのか

渦放出を流量測定に役立つようにする重要な物理的関係は、ストローハル関係です。特定のパイプ内の特定のブラフ ボディの形状について、渦放出周波数 (f) と流体速度 (V) をブラフ ボディの特性寸法 (d) で割った比は、ストローハル数 (St) と呼ばれる無次元定数になります。

St = f × d ÷ V

適切に設計された渦流量計のブラフ ボディの場合、ストローハル数は次のようになります。 約 10,000 ～ 4,000,000 のレイノルズ数範囲にわたって一定 つまり、放出周波数はこの広い範囲にわたって速度に厳密に比例します。ストローハルの関係を整理すると次のようになります。

f = St × V ÷ d

St と d は特定のメーター本体に対して固定されているため、周波数 f を測定すると速度 V が直接得られ、既知のパイプ断面積を掛けると体積流量が求められます。これがシステム全体の動作原理です。 渦流量計 : 渦を数え、速度を計算し、体積を計算します。メーターの Kファクター (単位体積あたりのパルス数) は、結合したストローハル数とパイプの形状を単一の校正定数にエンコードし、送信機の電子機器で生のパルス数を流量に変換します。

渦の検出方法: センサー技術

放出された渦によって生じる交互の圧力変動は小さい (通常、 ライン圧力の0.1～10％ ）しかし測定可能です。コマーシャル 渦流量計 設計では、いくつかのセンサー技術を使用してこれらの圧力変動を検出します。

• 圧電センサー: 最も広く使用されている渦検出技術。シェダーバーの内部または背後に取り付けられた圧電結晶は、各圧力変動によって引き起こされる機械的応力に応じて小さな電荷を生成します。圧電センサーは堅牢で、検出素子自体に外部電力を必要とせず、非常に広い温度範囲で動作します。
• 静電容量センサー: 薄いダイヤフラムが交互の渦圧力に応じてたわみ、検出器素子の静電容量を変化させます。静電容量センサーは低流量で高い感度を提供し、低流量領域までレンジアビリティを拡張するために一部の高級メーター設計で使用されています。
• 超音波渦検出: メーターの設計によっては、流れに対して垂直にパイプを横切る超音波ビームを使用するものもあります。通過する渦ごとに超音波ビームが変調され、この変調周波数が渦の放出周波数となります。超音波検出には接液する可動部品がなく、高純度で腐食性のサービス用途に使用されます。

レイノルズ数と最小流量: 渦流の実際的な制限

ストローハル関係は、通常、最小レイノルズ数を超える場合にのみ成立します。 10,000 を超えて 20,000 まで 特定のメーターの設計に応じて異なります。この閾値を下回ると、渦の放出が不規則かつ非周期的になり、正確な流量測定が不可能になります。これは、所定のメーター サイズでの所定の流体の測定可能な最小流量を定義します。 Re を 10,000 以上に維持するために必要な最小速度は、流体の動粘度によって異なります。20°C の水の場合、これは約 0.3～0.5m/s 一方、粘性オイル (10 cSt 以上) の場合、この値は大幅に高くなる可能性があります。このレイノルズ数の制限が、渦流量計が高粘度流体の用途に適さない主な理由です。

挿入型渦流量計: 大型パイプ向けの設計、設置、サイジング

の 挿入渦流量計 は、フルボアのスプールピースとしてインラインで取り付けるのではなく、パイプ壁に 1 回のタッピングを通して挿入するように設計されたプローブ形式の機器です。プローブはパイプ断面内の深さまで伸び、そこで特定の点での流速をサンプリングします。この点の速度は、校正された速度と流れの関係を通じてパイプ断面全体の平均速度と体積流量を計算するために使用されます。挿入渦流計は、約 DN200(8インチ) フルボア渦メーターは非常に高価で重くなります。

挿入式渦流量計の構造

典型的な 挿入渦流量計 以下で構成されます:

• 挿入プローブ本体： パイプ壁を通過して流れに入る円筒形または流線型のプローブ シャフト。プローブの長さはパイプの直径に合わせられているため、プローブ先端のシェダーバーは適切な測定深さに配置されます。通常は パイプ中心線から 15 ～ 20% または、キャリブレーションで使用される速度プロファイルの仮定に応じて、中心線自体で。
• プローブ先端のシェダーバー: 測定点で渦放出を生成する T 字型または D 字型のブラフ ボディ。シェダーの形状は正確な公差に合わせて機械加工されており、一貫性と再現性のあるストローハル数を保証します。
• パッキンググランドまたはボールバルブの隔離: の probe is sealed against the pipe pressure by a packing gland at the point where the probe exits the pipe wall. Hot-tap insertion vortex meters include an isolation valve that allows the probe to be inserted or retracted while the pipe is under pressure and flow, without process interruption.
• 送信機ハウジング: の electronics housing mounted on top of the probe, containing the signal conditioning circuitry, display (optional), and output electronics. The housing is rated to IP65 or IP67 for environmental protection.

挿入深さの校正と速度プロファイル係数

の accuracy of an 挿入渦流量計 これは、挿入点での速度とパイプ断面全体の平均速度との関係を知ることに大きく依存します。この関係は、速度プロファイル係数 (メーター係数または挿入係数とも呼ばれます) です。完全に発達した乱流パイプ流プロファイルの場合、中心線速度と平均速度の比は次のようになります。 1.2～1.25 これは、中心線速度が平均より 20 ～ 25% 高いことを意味します。したがって、プローブが中心線に挿入された場合、平均速度を求めるには、測定された速度をこの係数で割る必要があります。速度プロファイル係数は次の影響を受けます。

• パイプのレイノルズ数: の profile factor varies with Reynolds number. Accurate flow measurement requires either knowing Re precisely or using a meter with an insertion depth that minimizes sensitivity to profile shape (often at approximately 1/6 of the pipe radius from the centerline).
• 上流配管の障害: 曲がり、バルブ、ティー、パイプの伸縮により、速度プロファイルが理想的な乱流形状から歪みます。歪んだプロファイルでは、定格精度を達成するために、より長い直線パイプの長さまたはプロファイル補正装置が必要です。
• 挿入深さ精度: の probe must be positioned at exactly the designed insertion depth. An error of 挿入深さ10mm 500 mm のパイプでは、約 1 つの測定誤差が生じます。 1～3% パイプ断面のその点での速度プロファイルの形状に応じて異なります。

フルボアボルテックスメーターと比較した挿入の利点と制限

ボルテックスエア流量計: 圧縮空気、HVAC 空気、燃焼空気の測定

A ボルテックスエアフローメーター は、産業、商業、および HVAC アプリケーションで空気流を測定するための最も実用的な機器の 1 つです。空気には、渦流の測定にとって利点と課題の両方があります。空気の密度が低いということは、渦による圧力変動が低いことを意味します（高感度の検出が必要）。しかし、粘度が低いということは、標準的なパイプ サイズで中程度の速度であっても、レイノルズ数が通常、渦放出のしきい値 10,000 をはるかに上回っていることを意味します。

圧縮空気測定: 最も一般的な渦空気流アプリケーション

製造施設の圧縮空気システムは通常、次の温度で動作します。 6 ～ 10 bar のゲージ圧力 。圧縮空気消費量を正確に測定することは、エネルギー監査、漏れ検出、生産プロセスへの空気コストの割り当てに不可欠です。渦流量計は、次の理由から圧縮空気の測定に適しています。

• 可動部品なし: 圧縮空気ラインは、コンプレッサーからの油、水、微粒子を同伴して運びます。可動部品やベアリングのないボルテックス メーターは、圧縮空気サービスにおけるタービン メーターや容積式メーターよりも汚れや摩耗の影響をはるかに受けません。
• 広い流量範囲: 製造における圧縮空気の需要は非常に変動しており、さまざまなシフトや生産シナリオにわたって、需要はゼロに近いものからシステム容量がフルになるものまで多岐にわたります。ボルテックスメーターのターンダウン比は、 20:1～40:1 は、一般的にターンダウンが 3:1 ～ 5:1 である差圧計よりもこの変動をうまく処理します。
• 補償付きの体積または質量流量出力: モダン ボルテックスエアフローメーターs 同じ機器内に温度センサーと圧力センサーを組み込み、実際の体積流量（ライン条件で）と標準の体積流量または質量流量（通常 20°C および 1 bar または 0°C および 1.01325 bar の基準条件に補正）の両方を出力できます。これは、消費される空気の質量 (ライン圧力での体積ではない) がコンプレッサーのエネルギーコストを決定するエネルギー計算に不可欠です。

渦流量計を使用した HVAC 空気流量測定

大気圧または大気圧付近での HVAC ダクトの空気流量測定の場合、 挿入渦流量計s HVAC ダクトは一般に大型 (DN 200 ～ DN 1000 以上) で、フルボア メーターを設置できない長方形または円形の板金構造であるため、特に人気があります。プローブ式挿入メーターはダクト壁に開けられた単一の穴を通して取り付けられるため、ダクト部分の交換は必要ありません。 HVAC ボルテックス アプリケーションの主な考慮事項:

• 速度範囲: HVAC ダクトの空気速度は通常、次の範囲です。 2～15m/秒 。渦メーターはこの範囲で快適に動作しますが、ダクト サイズが小さい場合は下限が最小レイノルズ数しきい値に近づきます。低速で DN 150 未満の HVAC 供給ダクトの場合は、渦メーターを指定する前に、予想される最小流量条件で Re が 10,000 を超えることを確認してください。
• HVAC システムのプロファイルの歪み: HVAC ダクトでは、測定点の上流に十分な直線が得られることはほとんどありません。スペースに制約があるため、エルボ、ファン出口、ディフューザー、ダンパーがメーターを設置する必要がある場所のすぐ上流にあることがよくあります。このような設置の場合、許容可能な精度を達成するには、多点平均ピトー式測定またはすぐ上流にフローコンディショナーを備えた渦流量計が必要です。

燃焼空気と天然ガスの空気混合測定

ボルテックスエアフローメーター は、燃焼効率と排出ガスコンプライアンスのために空気と燃料の比率 (空燃比) を正確に制御する必要がある工業用バーナー システム、ボイラー、窯の燃焼空気流量測定に使用されます。これらのアプリケーションでは、 ボルテックスエアフローメーター 出力はバーナー管理システムまたは燃焼コントローラーに直接供給されます。メーターは、燃焼用空気予熱システムで一般的に見られる高温の空気温度に対応するものでなければなりません。工業用燃焼用空気予熱温度は 200～400℃ が一般的であり、メーターは高温接液材料と温度補償電子機器を使用して仕様化する必要があります。

蒸気用渦流量計：飽和蒸気および過熱蒸気の測定

の 蒸気用渦流量計 これは、ボルテックス テクノロジーの技術的に最も重要で商業的に重要な用途の 1 つです。蒸気流量測定は歴史的に、オリフィスプレートを備えた差圧 (DP) メーターが主流でしたが、ボルテックスメーターの優れた精度、メンテナンスの軽減、直接質量流量機能により、現代のプロセスプラントやユーティリティシステムにおける蒸気アプリケーションに最適な選択肢となっています。

蒸気の測定がなぜ難しいのか、そしてなぜ渦流計が優れているのか

蒸気測定は、多くの流量測定テクノロジーが不適切であるいくつかの理由から困難です。

• 高温高圧: 産業用蒸気システムは次の温度で動作します。 100℃～400℃ そしてからのプレッシャー 0.5バール～40バール 、ゴムシール、接液電子機器、または熱可塑性コンポーネントを備えた機器の使用を制限する条件。
• 可変密度: 蒸気の密度は温度と圧力の両方によって大きく変化します。質量流量測定では、直接密度測定するか、蒸気テーブルを使用して測定された温度と圧力から密度を計算することによって、ライン条件での流体密度を知る必要があります。差圧計は体積流量を測定するため、個別の密度補正が必要です。統合された温度および圧力補償を備えた渦メーターは、直接質量流量出力を提供します。
• 凝縮水のリスク: 特に始動時やメンテナンスが不十分なシステムでは、蒸気パイプに凝縮液の塊が含まれる可能性があります。液体のスラグが差圧センサーまたは容積式メーターの要素に当たると、損傷や永久的な校正ずれが発生する可能性があります。固体金属シェダーバーと堅牢な圧電センサーを備えた渦メーターは、代替品よりもはるかに優れた凝縮水スラグへの耐性を備えています。
• 可動部品なし: 高温高圧の蒸気には、繰り返しの熱サイクル、圧力脈動、混入粒子や液滴による侵食効果に耐えられる機器コンポーネントが必要です。渦流量計には、摩耗、詰まり、または定期的な交換が必要となる可能性のある可動部品が流れの中にありません。

飽和蒸気と過熱蒸気: 渦メーターの考慮事項

渦流量計は飽和蒸気と過熱蒸気の両方を処理しますが、測定アプローチと必要な補助測定は異なります。

• 飽和蒸気： 飽和では、温度と圧力は蒸気飽和曲線によって関連付けられます。蒸気の状態を定義し、蒸気テーブルから密度を計算するには、温度または圧力のいずれかを測定するだけで十分です。飽和蒸気用途の場合、 蒸気用渦流量計 統合された圧力センサー (およびオプションで温度センサー) を使用すると、リアルタイムで密度を計算し、質量流量を直接出力できます。飽和蒸気計用の一般的な統合圧力センサーの範囲は次のとおりです。 0 ～ 25 bar 絶対圧 の精度で ±0.1～±0.5％ .
• 過熱蒸気： 過熱蒸気は完全に気相にあり、液体は存在しません。その密度は、温度と圧力の両方に独立して依存します。過熱蒸気用の渦計は、ライン温度とライン圧力の両方を測定し、蒸気の状態方程式 (通常は IAPWS-IF97 標準蒸気テーブルから) を使用してリアルタイム密度を計算する必要があります。質量流量の出力は次のようになります。 質量流量 = 体積流量 × 密度(T, P) 最新の多変数 ボルテックス式流量発信器s この計算は内部で実行されます。

蒸気渦流計の材質と温度の仕様

蒸気サービスの場合、渦流量計本体と内部コンポーネントは特定の材料要件を満たしている必要があります。

• 本体素材: 標準蒸気サービス用の ASTM A105 炭素鋼または ASTM A182 ステンレス鋼 (SS316 / SS316L)。 25 bar を超える高圧蒸気や腐食性不純物 (硫黄、塩化物) を含む蒸気の場合は、SS316 以上の合金 (ハステロイ C、デュプレックス SS) が指定されています。
• 温度定格: 標準 蒸気用途用渦流量計 に評価されています 260℃～320℃ 。過熱蒸気用の高温バージョンの定格は、 400℃ to 450°C 、通常は、トランスミッタ電子機器をホットプロセス接続から遠ざけて、電子機器を指定された動作範囲内に保つ拡張ネック設計を使用します。
• 圧力定格: 標準 wafer-body vortex meters are rated to PN 40 (40バール) サイズは DN 15 ～ DN 100 です。同じサイズ範囲のフランジ付きボディは通常、次の条件に対応する ANSI クラス 300 またはクラス 600 の圧力定格を備えています。 51バールと102バール それぞれ38℃の作業温度で。

ボルテックス型フロートランスミッタ: 電子機器、出力、および通信プロトコル

A ボルテックス式流量発信器 センサー (圧電、容量、または超音波) からの生の渦パルス信号を受け取り、信号調整およびフィルター アルゴリズムを通じて処理し、流量を計算し、結果を 1 つまたは複数の標準化された出力信号を通じて制御システムまたはデータ収集システムに送信する電子モジュールです。最新の機器では、トランスミッターは別個のリモートマウントデバイスではなく、メーター本体に物理的に統合されており、コンパクトなアセンブリに「スマートトランスミッター」と呼ばれています。

信号調整: 生のパルスからクリーンなフロー信号まで

の raw signal from a vortex sensor is a low-amplitude alternating signal whose frequency represents the vortex shedding rate. In process environments, this signal is contaminated by several sources of interference that the ボルテックス式流量発信器 拒否しなければなりません:

• パイプの振動: ポンプ、コンプレッサー、構造共振からの機械振動がメーター本体に結合し、センサーで渦パルスとして誤認される可能性のあるスプリアス信号を生成します。最新の送信機は、適応信号処理および周波数弁別アルゴリズムを使用して、真の渦周波数 (流れの変化を滑らかに追跡する) と振動誘発ノイズ (通常は広帯域または固定高調波周波数) を区別します。
• 低流量ノイズ: 検出可能な最小流量に近づくと、渦の放出が不規則になり、個々の渦をノイズと区別することが困難になります。高度なトランスミッターは信号の統計分析を使用して、信号対雑音比が非常に低い場合でもコヒーレント渦周波数の存在を検出し、有効最小流量を拡張します。
• 電気的干渉 (EMI/RFI): 産業環境には、可変速ドライブ、電力ケーブル、溶接装置、無線送信機からの強力な電磁場が含まれています。送信機の電子機器には、これらの信号が測定に影響を与えるのを防ぐために、適切なシールド、フィルタリング、および絶縁が組み込まれている必要があります。

出力信号と通信プロトコル

A ボルテックス式流量発信器 モデルと構成に応じて、次の 1 つ以上の出力信号を提供します。

• 4～20mAアナログ出力： の universal industry standard for flow rate transmission. The transmitter maps 4 mA to zero flow (or the configured zero of the output range) and 20 mA to the maximum configured flow rate. The 4 to 20 mA signal is immune to line resistance effects (within cable resistance limits) and easy to connect to any PLC, DCS, or panel meter input.
• パルス出力（周波数出力）： 各パルスが液体の固定量 (メーターの K ファクター) を表すデジタル パルス列。パルス出力は、バッチ制御システム、エネルギー管理システム、および瞬時流量表示ではなく統合カウンタが必要な管理搬送アプリケーションでの積算に使用されます。
• HARTプロトコル: HART (Highway Addressable Remote Transducer) は、4 ～ 20 mA のアナログ信号に重畳されるデジタル通信プロトコルです。追加配線なしで、構成、診断、二次変数 (温度、圧力、密度) へのアクセスのための双方向デジタル通信が可能になります。 HART はプロセス業界で最も広く導入されているデジタル プロトコルであり、最新のほぼすべてのデバイスで標準となっています。 ボルテックス式流量発信器s .
• FOUNDATION フィールドバスおよび PROFIBUS PA: オールデジタル フィールドバス プロトコルにより、複数の機器が 1 つのケーブル ペアを共有し、制御室から完全な診断と設定を提供し、トランスミッタ自体内での機能ブロックの実行などの高度な機能をサポートできます。完全なデジタル インフラストラクチャが指定されている新築のプロセス プラントや製油所の拡張で使用されます。
• Modbus RTU または TCP/IP: Modbus 互換の SCADA またはビル管理システムが標準である水処理、ビルオートメーション、および HVAC システムで使用されます。たくさん 挿入渦流量計s HVAC および水道アプリケーションでは、標準出力として Modbus RS-485 を提供します。

多変数渦トランスミッタ: 統合された温度、圧力、密度

の multivariable ボルテックス式流量発信器 温度測定 (RTD または熱電対)、圧力測定 (統合圧力トランスデューサー)、および流量測定 (渦センサー) を単一の機器パッケージに統合します。トランスミッタは、蒸気、天然ガス、空気、その他の一般的なプロセス流体の組み込み状態方程式を使用して、測定された温度と圧力からリアルタイムで流体密度を計算し、体積流量に計算された密度を乗じて質量流量を直接出力します。多変数トランスミッターの主な利点:

• 機器数の削減: 1 つの多変数渦トランスミッタが、渦流量計、温度トランスミッタ、圧力トランスミッタ、外部流量コンピュータの代わりになります。これにより、調達、設置、メンテナンス、校正のコストが大幅に削減されます。
• より厳密な質量流量精度: 温度と圧力が流速とまったく同じ点で測定され、同じ電子機器内で処理される場合、別々の機器からの時間的および空間的誤差が排除されます。これにより、温度と圧力が別々の点で測定されるシステムと比較して、質量流量の精度が向上します。
• エネルギー流（熱流）出力： 蒸気および熱水アプリケーションの場合、多変数トランスミッターは、質量流量と温度および圧力測定から得られる流体エンタルピーを組み合わせることで、エネルギー流量 (メガジュール/時間または BTU/時間) を出力できます。この直接エネルギー出力は、外部流量コンピューターを使用せずに、公共料金の請求やエネルギー管理のための蒸気計量に使用されます。

渦流量計の設置: 直管の要件、方向、および試運転

正しい設置は、 渦流量計 サービス中に指定された精度を達成します。最適に校正されたメーターであっても、適切な上流直管なしで設置されたり、ガスや液体が間違った位置に閉じ込められるような方向で設置されたり、プロセス接続に注意を払わずに設置されたりすると、悪い結果が生じます。

上流および下流の直管の要件

渦流量計が校正精度を達成するには、完全に開発された歪みのない速度プロファイルが必要です。上流の配管の乱れ（ベンド、バルブ、エキスパンダー、レデューサー）により、プロファイルが歪み、系統誤差が生じます。直管の最小要件 (D = パイプ内径):

• 単一の 90 度曲げ: 最小値 15D アップストリーム メーターの
• 同じ平面内の 2 つの 90 度の曲げ: 最小値 20D 上流
• 異なる平面 (面外) での 2 つの 90 度の曲げ: 最小値 25D アップストリーム
• 全開ゲートバルブまたはボールバルブ： 最小値 10D アップストリーム
• コントロールバルブ（半開）： 最小値 30D ～ 50D 上流 ひどいプロファイル歪みのため
• 下流の要件: 最小値 5D ダウンストリーム メーターの before any fitting or valve

スペースの制約によりこれらの直管要件を満たせない場合は、 フローコンディショナー (チューブ束、多孔板、CPA 50E タイプのコンディショナーなど) をメーターのすぐ上流に設置すると、必要な直管の配管を削減できます。 10D以下 流量計に到達する前に流量プロファイルを均一化することによって。

取付方向：水平、垂直、傾斜パイプ

渦流量計s 水平、垂直、または傾斜したパイプに設置できますが、トランスミッターの取り付け方向と重力に対する流れの方向を考慮する必要があります。

• 水平パイプ設置： の transmitter housing should be mounted to the side (at 3 o'clock or 9 o'clock position on the pipe) rather than on top (12 o'clock) for steam or gas service, to prevent condensate accumulation in the meter body. For liquid service, side mounting is also preferred to prevent gas pockets from accumulating at the top of the meter body.
• 垂直パイプの設置: 液体サービスの場合、メーター本体が液体で満たされた状態を維持できるように、垂直パイプ設置では流れの方向が上向き (下から上) である必要があります。液体供給垂直パイプ内の下向きの流れは、精度を大幅に低下させる部分的な充填状態を引き起こす可能性があります。ガスおよび蒸気サービスの場合、垂直設置では上向きまたは下向きの流れ方向のどちらでも許容されます。
• 送信機の向き: の transmitter housing and display should face a direction that allows easy reading by operators and easy access for maintenance without awkward postures. On horizontal pipes, the transmitter is typically rotatable to any orientation in 90-degree increments after meter installation to optimize readability.

渦流量計に関するよくある質問

1. 渦流とは何ですか? 渦流量計はそれをどのように測定に使用しますか?

渦流とは 測定の観点から?これはカルマン渦の放出現象です。流体が断崖体 (シェダー バー) を通過して流れるとき、交互の渦が規則的なパターンで体の各側面から放出されます。放出周波数は、ストローハル関係 (f = St × V ÷ d) により流体速度に直接比例します。あ 渦流量計 圧電または容量センサーを使用してこの周波数をカウントし、周波数を速度に変換し、パイプ面積を乗算して、体積または質量流量を出力します。ストローハル数は、約 10,000 ～ 4,000,000 を超えるレイノルズ数では一定のままであり、この広い範囲にわたって線形測定が得られます。

2. フルボアのインライン流量計と比較した挿入渦流量計の利点は何ですか?

アン 挿入渦流量計 フルボアのインラインメーターでは大きくて重くて高価なフランジ付きスプールピースが必要となる大口径パイプにとって、コスト面で大きなメリットがあります。挿入メーターは単一パイプタッピングを使用し、ホットタップ可能 (加圧システムでプロセスをシャットダウンせずに設置) が可能で、圧力降下が非常に低く (フルボアではなくプローブのみ)、同じコンパクトなプローブ設計で DN 50 から DN 2000 以上のパイプサイズに対応します。トレードオフは精度です。挿入メーターは通常、次の精度を達成します。 読み取り値の ±1.5 ～ ±3.0% 対 ±0.5～±1.0％ フルボア設計の場合、点速度測定では速度プロファイルの仮定から追加の不確実性が生じるためです。

3. 渦流量計は圧縮空気のエネルギー消費量の測定に適していますか?

はい。あ ボルテックスエアフローメーター 統合された温度および圧力補償を備えたこの製品は、圧縮空気エネルギーの計算に最適です。多変数変換器は、ラインの体積流量を標準体積流量（定義された標準条件を基準とする）、または直接質量流量に変換し、これにより消費されるコンプレッサーのエネルギーが決まります。ボルテックスメーターの高いターンダウンレシオ（ 20:1～40:1 ）は、シフトや生産状態にわたる圧縮空気需要の幅広い変動に対応し、可動部品のない設計は、同伴油や水分を含む可能性のある圧縮空気に適しています。

4. 蒸気用途ではオリフィス プレートよりも渦流量計が好ましいのはなぜですか?

A 蒸気用渦流量計 蒸気サービスにおいては、いくつかの理由により従来のオリフィスプレート差圧計よりも優れた性能を発揮します。 より高い精度を実現します ( 読み取り値の±1.0% 対 ±2～±3% 一般的なオリフィス設置の場合)、はるかに広い範囲を提供します( 20:1～30:1 対 3:1 ～ 5:1 DP 用）は、詰まりや凍結の可能性がある導圧管を必要とせず、蒸気によって侵食される薄いオリフィス プレートがなく、多変数形式で別個の流量コンピューターを使用せずに直接質量流量出力を提供します。ボルテックスメーターは、濡れたレッグを備えた DP メーターよりも凝縮水のスラグをうまく処理します。

5. 渦流式流量発信器はどのような出力を提供しますか?

A ボルテックス式流量発信器 通常は、 4～20mAアナログ出力 流量を表す、a パルスまたは周波数出力 集計およびデジタル通信 HARTプロトコル (最も一般的)、モデルに応じて、FOUNDATION フィールドバス、PROFIBUS PA、または Modbus RTU/TCP。多変数トランスミッタは、複数の 4 ～ 20 mA 出力を提供したり、単一のデジタル フィールドバス接続を介してすべての変数 (流量、温度、圧力、密度、質量流量) を送信したりできます。パルス出力は、瞬間的な速度信号ではなく実際の流体量の積分カウンターが必要な管理搬送およびバッチ制御アプリケーションにとって特に重要です。

6. 渦流量計は同じメーター本体で気体と液体の両方を測定できますか?

の same physical vortex meter body can measure both gases and liquids because the Strouhal relationship is valid for any fluid above the minimum Reynolds number threshold. However, the meter must be correctly sized for each fluid (velocity range requirements differ significantly between gases and liquids due to density differences), and the transmitter must be configured with the correct fluid properties for each service. In practice, a meter sized for a gas application is typically too large for a liquid application in the same pipe because liquid requires much lower velocities for the same mass flow. Most users specify separate meters for gas and liquid service rather than attempting to use the same meter for both.

7. 渦流量計が測定できる最小流量はどれくらいですか?

の minimum measurable flow rate of a 渦流量計 安定した渦放出のためのレイノルズ数のしきい値によって決まります。メーターの設計に応じて、通常は Re > 10,000 ～ 20,000 です。 DN 50 メートルで 20°C の水の場合、これはおよその最小速度に相当します。 0.3～0.5m/s 最小流量は約 0.3～0.6m3/h 。ガスと蒸気の場合、最小速度は次のようになります。 1～3m/秒 低密度流体では単位速度あたりのレイノルズ数が低いためです。特定の流体、温度、圧力、パイプ サイズの最小流量能力を確認するには、常にメーカーのサイジング ソフトウェアを使用する必要があります。

8. 渦流量計の上流にはどのくらいの直管が必要ですか?

上流側直管要件 渦流量計 からの範囲 10D～50D 上流の外乱のタイプに応じて異なります。 1 つの 90 度の曲げには少なくとも 15D が必要です。 2 つの面外曲げには 25D が必要です。調節弁の半開時は30D～50Dが必要です。下流では、継手やバルブの前に少なくとも 5D が必要です。設置スペースが不十分な場合、フローコンディショナを使用すると、上流の構成に関係なく、上流の要件が約 10D に削減されます。の 挿入渦流量計 点速度測定はプロファイルの歪みの影響をより受けやすいため、通常、フルボア メーター (15D ～ 30D) よりも上流側の直管が必要になります。

9. 渦流量計に適さない流体は何ですか?

渦流量計s 実際の流速でレイノルズ数を 10,000 以上に維持できない高粘度流体 (動作温度で約 10 ～ 20 cSt 以上)。シェダーバーを侵食したり、センサーに堆積したりする可能性のある固形分含有量の高いスラリーや液体。液体と気体が大量に同時に存在する混相流 (品質が約 0.8 未満の湿った蒸気、または体積で約 2% を超える気体を含む液体)。脈動周波数が予想される渦周波数範囲と重なる脈動流。また、最大許容圧力降下を超えずに必要な最小速度を達成できない小さなパイプ内の流量が非常に低い場合もあります。

10. 蒸気用途の渦流量計は、特定の蒸気システムに合わせてどのようにサイズ設定されますか?

サイズの決定 蒸気用渦流量計 最小と最大の質量流量、測定点での蒸気の圧力と温度、パイプのサイズを知る必要があります。質量流量と蒸気密度 (蒸気テーブルを使用して圧力と温度から計算) から、体積流量と速度が決定されます。メーターのサイズは、安定した渦放出のために最小流速がメーターの最小速度を超えるように選択されます (通常、 1.5～2.5m/秒 蒸気の場合）、最大流速はメーターの定格最大値を超えません（通常、 50～80m/s 蒸気用）。結果として生じる速度範囲は、使用中のメーターのターンダウンを定義します。ほとんどのメーカーは、蒸気条件と流量範囲が提供されると、この計算を自動的に実行するサイジング ソフトウェアまたはオンライン ツールを提供しています。