コリオリ流量計は、質量流量液体、気体、スラリーの量を体積から推定するのではなく、直接測定します。この 1 つの違いが、保管転送、精密バッチ処理、および最低購入価格よりも材料の正確な量が重要なプロセスにこの製品が選ばれる理由です。このガイドでは、メーターがどのように機能するか、どこでコストが発生し、どこでコストが発生しないのか、サイズを決定する前にどのようなデータを準備しておく必要があるかについて説明します。これは、機器を指定するエンジニアおよびバイヤー向けに書かれており、基礎となる主張が誤解されやすい国際測定基準を参照しています。
コリオリ計は、化学処理、石油とガス、食品と飲料、医薬品、コーティング、燃料の取り扱いで一般的です。まだテクノロジーを高いレベルで比較している場合は、まず次のことを理解するのが役立ちます。質量流量計の仕組み質量測定がプロセスに実際に必要なものであるかどうかを判断する前に。
コリオリ流量計とは何ですか?
コリオリ流量計はコリオリ質量流量計とも呼ばれ、コリオリ効果を利用して振動管内を移動する質量を測定するインライン装置です。送信機は、制御された周波数で 1 つまたは複数の測定管を駆動します。流体がチューブを通って流れると、質量の移動によってチューブがわずかにねじれます。入口と出口のセンサーは結果として生じる位相シフトを検出し、トランスミッターはそのシフトを質量流量値に変換します。
質量が直接測定されるため、プロセス中に密度、温度、粘度が変化した場合でも、読み取り値は安定しています。ほとんどの送信機は密度と温度も出力します。これがこの技術が優れている理由の一部です。理想的な流量計に近いとよく言われますただし、-価値の高い流体 - の場合は、制限セクションで示したように、「理想的」は用途に大きく依存します。
コリオリ流量計はどのように機能しますか?
測定は 5 つのステップで行われます。
- 液体が測定管に入ります。
- 送信機はチューブをその固有周波数で振動させます。
- 振動管の中を移動する質量は、管をねじるコリオリ力を生成します。
- センサーは、管上の 2 点間の時間差、つまり位相シフトを検出します。
- 送信機はその位相シフトから質量流量を計算し、真空管の共振周波数から密度を計算します。
流れがない場合、2 つのセンサー信号は同相のままです。流れとともにチューブがねじれ、信号が分離します。質量流量が大きいほど、測定可能なシフトも大きくなります。この直接的な幾何学ベースの測定が、精度と再現性が交渉の余地のない場所でコリオリ計が指定される理由です。-これらのメーターの指定、設置、校正に関する国際基準は次のとおりです。ISO10790、質量流量、密度、体積の測定を 1 つの文書でカバーしています。
シングル チューブとデュアル チューブ-、ストレート デザインとベント デザイン
センサーの形状はパフォーマンス、圧力降下、価格に影響を与えるため、以下のトレードオフを理解しておくことが重要です。-
- デュアルベント-チューブ（U-）:最も一般的なデザイン。低流量および中流量で良好な感度が得られますが、曲がりにより圧力降下が増大し、固体やガスが閉じ込められる可能性があります。
- 直管-:排水と洗浄が容易で、圧力損失が低く、衛生的、研磨性、または高粘度のサービスに適しています-。通常はコストが高く、流量感度がわずかに低くなります。-}。
- 単管-:フロー スプリッターを回避し、スラリーと衛生的な洗浄に役立ちますが、外部振動の影響を受けやすくなります。
なぜ質量流量が体積流量に勝るのか?
多くのメーターは、1 分あたり - リットルまたは 1 時間あたり立方メートル - の量を報告します。これは水道や一般的な公共事業には問題ありません。問題は、温度、圧力、密度が変化すると体積が変化することです。対照的に、1 キログラムの製品は、プロセス条件に関係なく 1 キログラムのままです。
その安定性は次の点で重要です。
- 化学薬品の投与と添加剤の注入
- 燃料とオイルの移送
- レシピとブレンドの制御
- 保管転送
- バッチ充填と濃度制御
実際には、これがバッチ処理の決定要因になります。製剤が体積に従って投与される場合、密度を変化させる 2 度のスイングにより、添加される有効成分の量が静かに変化します。質量ごとに投与すると、その誤差はなくなります。
コリオリ流量計は何を測定できますか?
主な出力は質量流量ですが、通常、単一のトランスミッタで次の情報も提供します。
- 密度
- 温度
- 体積流量、質量と密度から計算
- トータルフロー
- 濃度（ブリックス度や固形分％など）、送信機に応じて
このマルチパラメータ機能により、ラインから個別の濃度計や温度要素を削除できます。これは、測定器が高い初期コストを相殺する具体的な方法の 1 つです。{0}}
コリオリ流量計の利点
- 直接質量測定。体積からの推論、密度補正、および流れプロファイルの仮定への依存はありません。
- 高い精度と再現性。一般的な液体の精度は、モデルとアプリケーションに応じて読み取り値の ±0.1 ～ 0.2 % 程度です。- の性能は、次のような施設で追跡可能な標準に対して検証できます。NIST 流体計測グループ.
- 流路内に可動部品がありません。磨耗するローターやベアリングがないため、クリーンな定位置{0}{1}}と長い間隔の保守に適しています。-
- マルチパラメータ出力。-1 つのデバイスから質量、密度、温度、および計算された体積。
- 流体特性の変化に耐性があります。粘度または密度がバッチごとに変化する場合に役立ちます。
よく繰り返される 2 つのセールス ポイントが認定に値することに注意してください。- 「直管の最小要件」は広く当てはまります - コリオリ計は差圧計、タービン、渦流計に比べて流量プロファイルに依存しません - ただし、特定のモデルや方向には依然としてメーカーの規定があるため、直管配管要件どれも当てはまらないと仮定するのではなく、あなたのユニットに合わせてください。
コリオリ流量計の限界
- 初期費用が高くなります。通常、磁気式、タービン式、または基本的な機械式メーターよりも高価です。価値の低い公共料金の場合、余分な精度が報われることはほとんどありません。-
- 圧力損失。特に曲がったチューブの設計では、高流量または高粘度で重大な損失が発生する可能性があります。{0}}サイズはパイプの直径ではなく、圧力損失によって決まります。
- 振動感度。取り付けが不十分であるか、ポンプが近くにあると信号が妨害される可能性があります。
- 二相の流れ。-混入ガス、キャビテーション、フラッシングにより精度が低下したり、ドロップアウトの原因となります。メーターはパイプが完全で安定していることを期待します。
- サイズと重量。ラインサイズが大きいと重くなり、実際のパイプサポートが必要になります。
- 低密度ガス。-ガスのサービスは可能ですが、適切な圧力とガス定格メーターが必要です。{0}薄くて低圧のガスは最も困難なケースです。-
コリオリ流量計 - を選択すべき場合と選択すべきでない場合は?
ほとんどの選択ミスは、反射的にメーターを適用することに起因します。これら 2 つの短いリストを最初のフィルターとして使用します。
次の場合にコリオリ流量計を選択してください。
- 体積 (バッチ化、ブレンディング、保管転送) だけでなく、質量または真密度も必要です。
- 流体の密度または粘度が変化すると、その結果として生じる体積誤差を許容できなくなります。
- 流体は非導電性の-オイル、燃料、溶剤-であり、磁気メーターは使用できません。
- 精度と再現性は、最低の設置コスト以上の価値があります。
次の場合は、それを避けるか、代替手段をより真剣に検討してください。
きれいな水を指定するか、合計する必要があるだけです。電磁流量計または
超音波流量計安くて十分です。
- 流体は蒸気-です渦流量計そこでは通常の選択です。
- ラインに常にガスが混入しているか、部分的にフルで動作しているため、修正することができません。
- 許容圧力損失が厳しく、予算内で適合するメーターはサイズが小さいものだけです。
コリオリと他のタイプの流量計の比較
この表は簡単な方向性を示しています。その下のメモは実際の決定を説明しています。
| 流量計の種類 | こんな方に最適 | 主な制限事項 |
|---|---|---|
| コリオリ | 正確な質量、密度、高価値または可変の流体- | コストが高く、圧力低下の可能性がある |
| 磁気 | 導電性液体: 水、廃水、多くの化学薬品 | 非導電性の液体や気体は測定できません- |
| タービン | きれいな低粘度の液体と気体- | 可動部品。粘度と流動プロファイルの影響を受けやすい |
| ポジティブディスプレイスメント | 粘性流体、機械式積算 | 可動部品。さらにメンテナンス |
| 熱質量 | 低圧ガスの質量流量- | 液体とガス組成の変化には問題がある |
| 超音波 | 非侵入型または大規模なパイプの測定- | 精度は流体と設置条件によって異なります |
コリオリ vs 電磁流量計: どちらを選ぶべきですか?
磁気流量計は、水や多くの水ベースの化学薬品などの導電性液体に対してコスト効率の高いデフォルトの機器です。{0}{1}ただし、油、燃料、ほとんどの溶剤は読み取ることができず、密度も得られません。流体が非導電性である場合、または質量と密度を同時に必要とする場合は、コリオリを選択してください。-流体が伝導し、量が十分な場合は、磁気を選択してください。
コリオリ vs タービン流量計
A タービン流量計経済的で、きれいな低粘度の液体に対しては正確ですが、ローターが摩耗し、粘度が変化すると測定値が変動します。{0}コリオリは流路内で回転するものがなく、特性が変化しても精度を維持します。これが、変動するサービスや高価値のサービスで勝つ傾向がある理由です。-
コリオリ vs 容積式流量計
容積式計器など楕円形の-ギアユニット粘性流体を既知の体積に分離することで適切に計量することができ、粘度は実際に流体を密封するのに役立ちます。機械的な磨耗とメンテナンスが弱点です。コリオリは粘性流体も扱いますが、圧力損失を注意深く確認する必要があります - を参照してください
流体の粘度が流量測定に与える影響- 粘度が上昇すると損失が急速に増加するためです。
コリオリ vs 熱式質量流量計
どちらも質量を報告しますが、互換性はありません。あ熱式質量流量計熱伝達からガスの質量流量を推定し、通常は安価な空気や窒素などの低圧ガスに適しています。{0}その精度は安定したガス組成に依存しており、液体用には作られていません。コリオリは液体と気体の質量を直接測定し、組成の影響を受けませんが、コストが高く、気体に適した圧力が必要です。つまり、日常的なガス質量流量には熱質量、密度、液体サービス、またはより高い精度も必要な場合にはコリオリです。
コリオリ流量計のサイズと選択方法は?
サイズはパイプのサイズではなく、プロセス条件によって決まります。以下のポイントを順番に実行してください。の一般原則プロセスに適した流量計の選択ここでも申請してください。
最初に流体のプロパティを定義する
それが液体、気体、またはスラリーであるかどうか、次にその密度、粘度、腐食性、固体含有量、および同伴ガスを記載します。これにより、接液部の材質、チューブの設計、さらにはコリオリが適切かどうかが決まります。流体に気体が混入している場合は、次に進む前にサプライヤーに二相性能を検証するよう依頼してください。-
流量範囲の確認
最小、通常、最大流量を記録します。メーターは指定された範囲内で快適に動作し、通常の流れは中央付近にあるはずです。よくあるサイジングの間違いは、メーターをパイプの直径に合わせるというものです。過大なコリオリメーターは低流量で精度を失いますが、これはまさにバッチングとドージングが機能する場所です。
コリオリ流量計のサイズ設定: 流量範囲、圧力損失、粘度
圧力損失は最も見落とされがちなパラメータです。メーターが小さすぎると回線が詰まります。メーターが大きすぎると、低流量では性能が低下します。損失は粘度とともに急激に増加するため、公称点の水ではなく、実際の流体、粘度、密度、全流量範囲 - を使用して圧力損失を計算するようサプライヤーに依頼してください。粘性サービスの場合、通常は直管設計により損失を管理しやすくなります。-
圧力、温度、材質を確認する
メーターが、CIP/SIP サイクルを含む、通常圧力とアプセット圧力および温度の両方に対して定格されていることを確認します。接液材料を化学薬品に適合させます。一般的な用途には 316L ステンレス、攻撃的な媒体にはハステロイ以上の合金、食品および製薬向けには衛生的な接続を備えた衛生的な表面仕上げが施されています。
出力を制御システムに合わせる
一般的なオプションは、4 ～ 20 mA、パルスまたは周波数、HART、Modbus、PROFIBUS、および Foundation フィールドバスです。後からゲートウェイを追加するのではなく、PLC または DCS がすでに通信しているものを選択してください。
見積もりを依頼する前に準備するプロセスデータ
サプライヤーは実数を使用してのみ正確なサイズを決定できます。これを準備しておくと、漠然とした問い合わせが確実な推奨事項に変わり、二度目の質問を避けることができます。
| データポイント | なぜそれが重要なのか |
|---|---|
| 流体の名前と状態 | 材料と実現可能性の決定 |
| 密度と粘度（使用温度における） | サイジングと圧力損失を促進 |
| 最小/通常/最大流量 | メーターレンジを設定します |
| 動作圧力と最大圧力 | 圧力定格とガスの実現可能性を設定します |
| 動作温度と最高温度 | 精度と材質に影響 |
| 固体または混入ガス含有量 | 二相と摩耗のリスクを報告します- |
| 許容圧力損失 | メーターの過大化を防ぐ |
| 回線サイズと接続タイプ | フィット感と取り付けを定義する |
| 出力/プロトコルとエリア分類 | 送信機と認証を設定します |
コリオリ流量計の精度に影響するものは何ですか?
コリオリ計は正確ですが、その定格値に達するかどうかは、いくつかの現実世界の要因によって決まります。{0}
- 安定性ゼロ。不正確なゼロまたはドリフトゼロは、低流量時のエラーの最も一般的な原因です。完全に流量がないプロセス条件下でメーターをゼロに調整します。
- 二相の流れ。-気泡は真空管の反応を鈍くし、大きな不規則なエラーを引き起こす可能性があります。
- 外部振動。駆動周波数付近の共振は最悪のケースです。優れたサポートと場所が重要です。
- 温度と圧力が変化します。どちらもチューブの剛性をわずかに変更します。品質メーターはそれを補いますが、極端な変動は依然として不確実性を高めます。
正確性を証明する必要がある場合 - 請求または品質記録の場合 - 定期流量計の校正追跡可能な参照に照らして、その数字を擁護できるようにします。
インストール要件とベストプラクティス
常に製造元のマニュアルに従ってください。ただし、これらの手順はほぼすべてのインストールに当てはまります。インストール前のチェックリストとしてこれらを実行してください。-
- メーターを満タンにしておいてください。チューブが浸水したままの場所に取り付けてください-液体の場合、低い点または垂直上向きの流れ脚が役に立ちます。-ガスが溜まる高い場所を避けてください。
- フラッシングやキャビテーションを防止します。十分な背圧を維持し、圧力が低下するポンプの吸入側ではなく吐出側にメーターを設置します。
- パイプを支えます。特に大きいサイズでは、パイプの応力は決してメーター本体ではなく、専用のサポートで受けてください。
- 振動を遮断します。メーターを強い振動源から遠ざけ、サポートされていない同じ走行上で 2 つのメーターを強固に結合することは避けてください。
- 正しくゼロです。ゼロ調整中に閉じた下流バルブに漏れがないことを確認します。- バルブのしだれはゼロ不良の典型的な原因です。
- 掃除の計画を立てる。液体のコーティング、結晶化、またはスケールの場合は、液体とチューブの形状の両方に適した排水可能な設計と洗浄ルーチンを選択してください。
コリオリ流量計の一般的な問題のトラブルシューティング
- 読み取りが不安定またはノイズが多い:通常はガスや振動が混入します。メーターを疑う前に、二相流を確認し、サポートを確認してください。-
- 流量がない場合の非ゼロ流量:{0}}ゼロドリフトまたは遮断バルブの漏れ。正しい条件下でゼロを再設定してください。-
- 読み取り値が低い:部分的なパイプ、チューブ内部のコーティング、またはレンジの下部にある小さめのメーター。
- 密度が間違っているようです:多くの場合、真の密度の変化ではなく、ガスの同伴やチューブが完全に濡れていないことが原因です。
覚えておくべきパターン: ほとんどの「メーター障害」はプロセスまたは設置の問題です。ハードウェアを返却する前に、フルパイプ、安定した流れ、サウンドサポートを確認してください。
業界別の応用例
- 化学物質:質量ベースの添加剤の添加では、密度がバッチ温度によって変化するため、体積計量が変動します。
- 石油とガス:燃料と原油の移送。API MPMS 第 5.6 章では、コリオリ計器がどのように達成するかを説明しています。液体炭化水素の保管-移送精度.
- 食べ物と飲み物:シロップと濃縮液を衛生的にバッチ処理し、清潔な場所で使用できる直管-設計を使用しています。--
- 医薬品:-再現性と文書化された校正記録が必要な場合の高純度の投与。
よくある質問
Q: コリオリ流量計の精度はどのくらいですか?
A: 液体の場合、モデル、流量、条件に応じて、一般的な精度は読み取り値の約 ±0.1 ～ 0.2 % です。精度は範囲の中央で最も高くなりますが、低流量端付近や二相流下では精度が低下します。-
Q: コリオリ流量計のゼロドリフトの原因は何ですか?
A: 温度と圧力の変化、メーター本体への機械的ストレス、および元のゼロの不良。原因の多くは、下流側のバルブからの漏れがゼロ調整されている間に発生し、メーターはそれを実際の流量として記録します。
Q: コリオリ流量計はスラリーを測定できますか?
A: 多くの場合、特に単-管や直管-のデザインは目詰まりしにくいです。摩耗と混入ガスは限界であるため、サプライヤーは固形分含有量に対する適合性を確認する必要があります。
Q: コリオリと熱式質量流量計の違いは何ですか?
A: コリオリは管のねじれから直接質量を測定し、液体と気体に作用します。熱質量は熱伝達からガスの質量流量を推定し、安定した組成の低圧ガスに最適です。-コリオリはより正確で多用途です。熱質量は通常、日常的なガス使用量の方が安価です。
Q: コリオリ流量計のサイズはどのように決めますか?
A: パイプの直径ではなく、実際の流体の粘度と密度を使用した流量範囲と許容圧力損失によるサイズです。中間範囲付近の通常の流量を目指し、サプライヤーに最悪の場合の圧力降下を計算してもらいます。-
Q: コリオリ流量計には直管が必要ですか?
A: フロー プロファイルに依存しないため、必要なテクノロジーはほとんどのテクノロジーよりはるかに少なくなりますが、特定のモデルには依然としてインストール ルールがあります。どれも当てはまらないと考えるのではなく、メーカーのマニュアルに従ってください。
Q: コリオリ流量計は粘性液体に適していますか?
A: はい。ただし、粘度が高くなると圧力損失が増加するため、サイジングは重要であり、多くの場合、直管設計が推奨されます。{0}}最高粘度時の損失をご確認の上ご注文ください。
結論
コリオリ流量計は、流体の特性が変化するためプロセスで直接質量、真密度、または安定した精度が必要な場合には最も強力な選択肢です-が、きれいな水の単純な体積表示で十分な場合には不適切な選択肢です。流体の特性、流量範囲、圧力と温度、許容圧力降下、材質、出力、設置条件などの基本を考慮して決定します。
購入前にできる最善のことは、プロセス データを準備することです。完全な流体および動作情報を入手すれば、次のことが可能になります。サイズのレビューのために詳細を送信してくださいデータシート上だけでなく、実際のサービスで機能するメーターを入手できます。
