この測定原理は、橋脚のような障害物の下流側で発生する渦を利用しています。
渦流量計では、渦発生体（ブラフボディ）が配管中央に配置されています。流速が一定値に達すると、渦発生体後方では渦が左右交互に発生し、流れから離れていき、下流へ流れます。この渦の発生周波数は平均流速に比例するため、体積流量を求めることができます。
渦発生体両側で発生する渦によって、交互に局所的な正圧と負圧が生じます。これを静電容量式センサで検出し、電子回路へ線形デジタル信号として出力します。
渦流量計の測定原理については、ぜひこちらの動画をご覧ください！
渦流量計の特長
- 液体、気体、蒸気の流量測定に幅広く対応
- 圧力、密度、温度、粘度の変化の影響を受けづらい
- 優れた長期安定性：ゼロ点ドリフトがなく、Kファクタも長期間安定
- 可動部なし
- 圧力損失が小さい
- 設置および設定が容易
- 広いターンダウン比：気体/蒸気は標準で10:1～30:1、液体は最大40:1
- 広い温度範囲：–200～+400 °C（–328～+752 °F）（450 °C/842 °Fまで対応：要問合せ）
配管システムでは、日々さまざまな物質が輸送されています。
これには、溶剤や化学薬品、石油やガス、一次産業で使用される冷却媒体、さらにはエネルギー輸送に用いられる蒸気などが含まれます。
配管内を流れる流体は、それぞれ異なる特性を持つため、流量測定にも用途に応じたさまざまな測定原理が必要です。
その一つが、渦の原理に基づく流量測定です。
16世紀のイタリアでは、レオナルド・ダ・ビンチが流水中で渦が形成される現象を観察しました。その約400年後、ハンガリーの物理学者テオドール・フォン・カルマンが、こうした渦の形成を支配する物理法則を明らかにしました。
この測定原理の仕組みを見てみましょう。
渦流量計では、渦発生体が配管中央に配置されています。この渦発生体が流れを乱す障害物の役割を果たします。
渦発生体の下流側には、流体中のわずかな圧力変化も検出できる機械式センサが設置されています。
流体が流れていない場合は、渦は発生しませんが、
流体が流れ始め、一定の流量に達すると、渦発生体の下流側で渦が発生します。これらの渦は、渦発生体の左右から交互に離れていき、流体によって下流へ運ばれていきます。
その結果、下流側には圧力の高い領域と低い領域が交互に生じ、「カルマン渦列」と呼ばれる現象が発生します。
この圧力変化は、通過する渦の周波数と完全に一致しており、動画のスローモーション映像で示されているように、機械式センサによって高精度に検出されます。
このセンサがユニークである理由は、極めて優れたバランス性を備えており、最大1 gの配管振動や圧力変動、温度ショックの影響をほとんど受けない点です。
連続する2つの渦の間隔は、一定体積の流体に対応しています。そのため、通過する渦の数をカウントすることで、総流量を算出できます。
流速が高くなるほど、検出される渦の周波数も高くなります。
アプリケーションによっては、流速が低すぎて検知可能な渦が形成されない場合があります。しかし、断面積を小さくした渦流量計を設置することで流速を高めることができます。この変更が測定精度に影響を与えることはありません。
さらに、オプションの温度測定機能をセンサに追加することで、機能を拡張することも可能です。
この構成では、搭載されているフローコンピュータと組み合わせることで、温度補正された質量流量やエネルギー流量を計算できます。この機能は、飽和蒸気や気体を扱う工業プロセスにおいて特に重要です。
Endress+Hauserの渦流量計は、長期間にわたり安定した校正係数を維持し、優れた堅牢性と高い信頼性を実現しています。数々の権威ある賞を受賞しており、世界中で高い評価を得ています。
幅広いアプリケーションに対応する最適なソリューションをご用意しています。
Endress+Hauserは、測定技術のシングルソースサプライヤーとしてお客様を支えます。
