A 通過時間流量計は、超音波信号が流れの方向に沿って伝わるのにかかる時間を比較することによって、液体の流れを測定する超音波流量計です。一般的に、上水、HVAC 水、プロセス液体、超純水、一時的な流量調査に使用されます。-
このガイドでは、通過時間流量計の仕組み、それが適切な選択である場合、推奨されない場合、および流量計を選択する前に準備する必要がある情報について説明します。超音波技術全般を比較する場合は、以下から始めることもできます。超音波流量計カテゴリーページ。
通過時間流量計とは何ですか?
通過時間流量計とも呼ばれます。通過時間-超音波流量計、2 つのトランスデューサー間に超音波パルスを送信することで流量を測定します。 1 つのパルスは液体の流れに乗って下流に進み、もう 1 つのパルスは流れに逆らって上流に進みます。
液体が動いていない場合、両方の信号がトランスデューサー間を伝わるのにほぼ同じ時間がかかります。液体が流れると、下流信号はわずかに速く到着し、上流信号はわずかに遅く到着します。流量計はこの時間差から流速を計算します。パイプの内径が分かると、機器は速度を体積流量に変換できます。
この技術は主に清浄な単相液体に使用されます。{0}これは、信号を反射する流体内の粒子や気泡に依存するドップラー超音波測定とは異なります。専用の製品に関する指示については、超音波通過時間流量計ページ。
クイック適合性チェック
| 適用条件 | 適合性 | 理由 |
|---|---|---|
| 上水、冷水、温水、脱塩水 | 通常は適切です | 超音波信号は通常、液体をはっきりと通過します。 |
| パイプの切断が困難な既設パイプライン | 通常はクランプオン モデルに適しています- | 配管を開けずに外部センサーを取り付けることができます。 |
| 多量の泡、泡、浮遊物質を含む液体 | 条件付き、または非推奨 | 信号伝送が不安定になる可能性があります。ドップラー技術の方が優れているかもしれません。 |
| 部分的に充填されたパイプ | 通常は推奨されません | ほとんどの通過時間計は、有効な音響経路を維持するために完全なパイプを必要とします。 |
| 厚いライニング、重い内部スケール、または未知のパイプ材質 | 条件付き | クランプオン信号の品質が弱いか不安定である可能性があります。{0} |
| 一時的なフロー調査またはトラブルシューティング | ポータブル クランプオン モデルに適しています- | メーターはパイプを永久的に変更することなく取り付けおよび取り外しができます。 |
通過時間流量計はどのように機能しますか?
上り下りの移動時間
基本原理は単純です。流れに沿って移動する超音波信号はより速く受信トランスデューサーに到達しますが、流れに逆らって移動する信号はより長い時間がかかります。流速が大きいほど、2 つの移動時間の差は大きくなります。
エンドレスハウザーはこれを通過時間差法と説明しており、流体の流れに沿って伝わる超音波パルスと流体の流れに逆らって伝わる超音波パルスの差が流速に比例するというものです。同じ技術情報源は、この方法を、流体内の粒子または気泡からの周波数シフトを使用するドップラー法とも区別しています。
速度から流量へ
このメーターは体積流量を直接測定しません。まず、超音波経路に沿った平均流速を推定します。次に、パイプの内部断面積を使用して流量を計算します。-
これがパイプデータが重要な理由です。クランプオン メーターの場合、送信機ではパイプの外径、壁の厚さ、パイプの材質、ライニングの材質が必要になることが多く、場合によっては音速の設定も必要になります。壁の厚さやライニングの値が間違っていると、信号が安定しているように見えても、計算された内径がずれて流量エラーが発生する可能性があります。
通過時間流量計の主な種類
通過時間型流量計は設置方法によって分類できます。これは、超音波信号がパイプ内をどのように伝わるかを表す V、Z、W の音響経路構成とは異なります。
| タイプ | 最適な用途 | 主な利点 | 主な制限事項 |
|---|---|---|---|
| クランプ-通過時間流量計 | 改修プロジェクト、既存のパイプライン、上水、HVAC システム | パイプの切断や液体との直接接触がありません | 配管の状態とセンサーの設置に大きく依存します |
| インライン通過時間流量計 | 恒久的な測定ポイントと管理された設備 | 安定した音響経路と制御されたメーター本体の形状 | パイプの切断と加工の取り付け作業が必要です |
| 挿入通過時間流量計 | 大きなパイプや外部信号が弱いアプリケーション | 困難なパイプ条件での信号アクセスを改善できる | パイプの貫通、シール、および正しいプローブの位置が必要です |
| ポータブル通過時間流量計 | 流量調査、ポンプチェック、バランス調整、トラブルシューティング | 柔軟性があり、さまざまな測定点で再利用可能 | 精度はオペレータの設定と現場の条件によって異なります |
クランプ-通過時間流量計
クランプオン通過時間流量計は、パイプの外側に取り付けられたトランスデューサを使用します。{0}ユーザーがパイプを切断したりプロセスを停止したりすることなく、非侵入的な流量測定を行いたい場合に適しています。-これは、水道システム、エネルギー監査、一時的なテスト、改修プロジェクトでは一般的です。
主に非侵襲的なインストールが必要なユーザーの場合、{0}超音波流量計をクランプ-するページは社内製品との強力な一致を示します。より広範な非接触測定ニーズに対応するには、-非侵入型流量計-ページも関連します。
インライン通過時間流量計
配管部にはインライン通過時間流量計を設置しています。メーター本体と音響経路はメーカーによって制御されるため、設置の利便性よりも安定した再現性が重要な常設モニタリングにはインライン モデルが適した選択肢となります。
挿入通過時間流量計
挿入モデルは、パイプに挿入されたプローブを使用します。大きなパイプ直径、厚いパイプ壁、ライニングされたパイプ、または信号伝達のクランプが弱い場所で検討されることがあります。-クランプオン モデルよりも多くの取り付け作業が必要となるため、圧力、シール、メンテナンスの要件を慎重に評価する必要があります。-
ポータブルトランジットタイム流量計
ポータブル通過時間流量計は、通常、技術者が短期間の測定に使用するクランプ式の計測器です。{0}{1}これは、HVAC のバランス調整、ポンプの検証、一時的な流量監査、既存の流量計のチェックに役立ちます。一時的な測定が必要な場合は、ポータブル超音波流量計ページ。
V、Z、W トランスデューサーの構成
V、Z、W の構成は、トランスデューサー間の超音波経路を表します。最適な選択は、パイプのサイズ、液体の状態、パイプ壁の状態、信号強度、利用可能な取り付けスペースによって異なります。
| 構成 | 一般的な使用方法 | 強さ | 気をつけてください |
|---|---|---|---|
| V-タイプ | 多くの標準的なクランプ式取り付け- | パイプの同じ側に簡単に設置可能 | 大きなパイプや困難なパイプでは十分な信号を提供できない場合があります |
| Z-タイプ | 大きなパイプ、弱い信号、厚いパイプ壁 | より直接的な音響経路と多くの場合より強力な信号 | パイプの反対側で正確な位置合わせが必要 |
| W-タイプ | より長い音の経路が必要な小さなパイプ | 適切な小型パイプ用途での感度を向上させることができます。{0} | 信号伝送が不十分な場合、多重反射がうまく機能しない可能性があります |
実際には、送信機または製造元のマニュアルでは、通常、パイプ データを入力した後の構成を推奨しています。最初の構成で信号品質が弱い場合、設置者は取り付け方法を変更するか、別のタイプのメーターを選択する必要がある場合があります。
通過時間流量計の利点
-非侵入型測定
クランプ{0}オン モデルはパイプの外側から測定できます。これにより、パイプの切断、漏れのリスク、侵入部品による圧力損失、液体の汚染が回避されます。これは、浄水、超純水、およびプロセスの中断によりコストがかかる用途に特に役立ちます。-
可動部品なし
通過時間型超音波流量計には、液体経路内に回転機械要素がありません。これにより、適切な液体用途におけるタービンまたは容積式技術と比較して、機械的摩耗が軽減され、メンテナンスの負担が軽減されます。
低圧力損失
クランプ式メーターはパイプ内に障害物を置きません。{0}インライン超音波設計は、通常、流れの乱れを最小限に抑えるように設計されています。これは、圧力損失とポンピングエネルギーが重要なシステムで役立ちます。
水道および HVAC システムに便利
通過時間超音波測定は、水道および HVAC アプリケーションで広く使用されています。水-に重点を置いた用途の場合、超音波水流量計ページは次に読む関連性があります。冷水および冷却水エネルギー システムについては、-BTU冷却水用超音波流量計ページ。
通過時間流量計の制限と使用できない場合
汚れた液体、空気を含んだ液体、または不安定な液体
通過時間技術は、超音波信号が液体中を明確に伝わる場合に最も効果を発揮します。重い懸濁物質、同伴空気、泡、または不安定な流体組成物は、信号を弱めたり、測定値が不安定になる可能性があります。液体に音響反射に十分な粒子や気泡が含まれている場合は、ドップラー メーターの方が適している可能性があります。 DwyerOmega は、ドップラー超音波流量計と通過時間超音波流量計の有用な技術比較を提供します。
参照：DwyerOmega によるドップラー超音波流量計と通過時間超音波流量計の比較.
部分的に充填されたパイプ
ほとんどの通過時間流量計は、パイプ全体の測定用に設計されています。{0}パイプが部分的にしか満たされていない場合、超音波経路が液体ではなく空気を通過する可能性があり、測定が無効になる可能性があります。開いたチャネルまたは部分的に充填されたパイプの場合は、別の測定方法が必要になる場合があります。
パイプの壁またはライニングの状態が悪い
クランプオンの性能は、パイプ壁を通って液体に入り、受信トランスデューサに戻る音によって決まります。{0}厚い壁、緩いライニング、腐食、コーティング層、重いスケール、または未知のパイプ素材は、信号伝送の減衰や歪みを引き起こす可能性があります。
不安定なフロープロファイル
エルボ、バルブ、減速機、ポンプ、および部分的に開いた制御バルブにより、流量プロファイルが歪む可能性があります。その結果、速度測定値が不安定になったり、偏ったりする可能性があります。可能な限り、メーターのマニュアルに従って、上流と下流の距離が十分にある真っ直ぐな完全なパイプセクションを選択してください。
通過時間流量計とドップラー流量計の比較
| アイテム | 通過時間流量計 | ドップラー流量計 |
|---|---|---|
| 測定原理 | 上流と下流の超音波伝播時間を比較します | 反射された超音波信号からの周波数シフトを測定 |
| こんな方に最適 | きれいな単相液体- | 浮遊物質や気泡を含む液体 |
| 理想的ではありません | 汚れた液体、空気を含んだ液体、泡立っている液体、またはひどく汚染された液体 | 十分な反射板のない非常にきれいな液体 |
| 一般的なアプリケーション | 上水、HVAC 水、プロセス水、超純度の液体- | 廃水、スラリー{0}}のような液体、音響反射体を備えた液体 |
| 主要なセットアップ要素 | 正しいパイプデータと強力な信号伝送 | 液体中の十分な反射体 |
液体が音を通過できるほどきれいな場合、通常は通過時間テクノロジーが最初に評価される選択肢になります。液体に浮遊粒子や気泡が含まれている場合は、次のようなドップラー ソリューションと比較してください。ポータブルドップラー流量計.
通過時間と磁気流量計、タービン流量計、渦流量計の比較
通過時間流量計は、液体流量測定の唯一のオプションではありません。最適なテクノロジーは、流体の特性、精度要件、設置条件、メンテナンスの期待によって異なります。
| テクノロジー | より良い選択ができる場合 | あまり適切ではない場合 |
|---|---|---|
| 通過時間超音波 | 液体はきれいで、パイプは満たされており、邪魔にならない設置が推奨されます。- | 液体に重い泡、固体、または不安定な音響伝達が含まれている |
| 電磁流量計 | 液体は導電性であり、インライン設置が可能です | 液体は非導電性です（油や多くの溶剤など）。- |
| タービン流量計 | 液体はきれいなので、機械式速度計が必要です- | 液体が汚れているか、粘度が高いか、可動部品に損傷を与える可能性のある粒子が含まれています |
| 渦流量計 | アプリケーションには、安定した流動状態の蒸気、ガス、または適切な液体が含まれます。 | 流量が非常に少ない、振動が強い、直進状態が悪い場合は、問題が発生する可能性があります。{0} |
導電性水アプリケーションの場合は、水測定用電磁流量計。蒸気アプリケーションの場合、渦蒸気流量計通常、液体通過時間超音波計よりも関連性の高い技術です。
通過時間流量計の一般的な用途
水処理と配水
通過時間流量計は、浄水、濾過水、プロセス水、配水パイプラインによく使用されます。クランプ-モデルは、オペレータがパイプを切断せずに既存のラインに測定点を追加する必要がある場合に便利です。一般的な水道メーターの場合、水用超音波流量計ページは関連する内部ページです。
HVAC およびビル システム
冷水、温水、凝縮水システムは一般的な用途です。ポータブルメーターは、実際の流量と設計流量を比較し、ポンプの性能を検証し、エネルギー監査をサポートするのに役立ちます。壁に常設されたメーターも、長期モニタリングに使用できます。-を参照してください。壁掛け型超音波流量計固定インストール オプションのページ。
食品、飲料、医薬品用液体
清潔で衛生的な液体の場合、クランプ式センサーは液体に接触しないため、非侵入型測定により汚染のリスクを軽減できます。{0}{1}{1}ただし、配管の材質、温度、洗浄条件、要求精度などを確認の上、機種を選定してください。
化学薬品およびプロセス液体
通過時間超音波測定は、プロセス産業における互換性のある清浄な液体に適しています。選択する前に、液体の組成、温度、圧力、パイプの材質、安全要件、動作中に液体が単相のままかどうかを確認してください。-
一時流量調査
ポータブル クランプ式メーターは、常設の流量計が必要ない場合に便利です。{0}技術者はこれらを使用して、流量の確認、既存のメーターの読み取り値の比較、ポンプの動作の確認、または流量の不均衡の調査を行うことができます。一般的な液体測定については、超音波液体流量計ページ。
適切な通過時間流量計の選び方
ステップ1：液体の状態を確認する
液体から始めます。通過時間流量計は通常、清浄な単相液体に適しています。-多量の泡、泡、懸濁物質、または不安定な液体組成がある場合は、設置が便利であるという理由だけでメーターを選択しないでください。最初に信号の適合性を確認してください。
ステップ 2: パイプ データを確認する
パイプの外径、壁の厚さ、パイプの材質、内径、ライニングの材質、ライニングの厚さ、およびパイプのスケジュールがあれば収集します。クランプオン メーターの場合、これらの値は音響計算の一部であり、流量結果に直接影響します。
ステップ 3: 流量範囲を定義する
最小、通常、最大の流量を提供します。最大流量のみを目的として選択されたメーターは、非常に低い流量では性能が低下する可能性があります。ピーク流量を考慮せずに選択されたメーターは、高流量動作中に安定性を失う可能性があります。-。
ステップ 4: インストール方法を選択する
- パイプを切断できず、液体がきれいな場合は、クランプオンを選択してください。{0}
- 設置の利便性よりも恒久的な測定と管理された精度が重要な場合は、インラインを選択してください。
- パイプが大きい場合やクランプオンによる信号伝達が難しい場合は、挿入を選択してください。{0}
- 一時的な測定や検査作業などで使用する場合は、ポータブルタイプをお選びください。
ステップ5: 温度、圧力、環境を確認する
液体の温度、周囲温度、圧力、湿度、屋外暴露、ケーブルの長さ、危険場所の要件、および電源を確認してください。トランスデューサとトランスミッタは現場環境に適合する必要があります。
ステップ6: 出力と通信を確認する
一般的な出力要件には、4 ～ 20 mA、パルス、リレー、RS485、Modbus、データ ログ、および場合によっては BTU またはエネルギー測定機能が含まれます。メーターが PLC、SCADA システム、またはビル管理システムに接続される場合は、注文する前に信号のタイプを確認してください。
ステップ 7: 精度要件を設置の現実に適合させる
精度はカタログ値だけではありません。それはパイプの状態、パイプデータの精度、流量プロファイル、センサーの取り付け、および校正によって異なります。詳細については、「超音波流量計の精度ページ。
精度を高めるための取り付けのヒント
多くの場合、正しく設置されているかどうかが、メーターが安定するか、測定値が信頼できないかの違いとなります。メーカーのマニュアルでは通常、エルボ、ティー、バルブ、トランジション、挿入プローブ、ポンプから離れた直線パイプセクションを選択することを推奨しています。 ONICON のクランプ式超音波流量計のマニュアルでも、最良の結果を得るための直管設置が強調されています。-
- メーターをパイプ全体のセクションに取り付けます。
- 空気が溜まる可能性がある場合は、水平パイプの上部を避けてください。
- ポンプ、エルボ、減速機、調節弁から離れた直管部を選んでください。
- クランプをトランスデューサに取り付ける前に、パイプの表面をきれいにしてください。{0}}
- センサー接触部の錆び、濃い塗装、スケール、汚れなどを取り除いてください。
- エアギャップを避けるために十分な音響結合ゲルを使用してください。
- 正しいパイプ材質、直径、肉厚、ライニングデータを設定してください。
- 読み取り値を受け入れる前に、信号強度、信号品質、診断値を確認してください。
- 測定を検証または比較に使用する場合は、ゼロフローまたは安定性チェックを繰り返します。{0}
メーターが検証または請求関連のサポートに使用されている場合は、調整も考慮する必要があります。{0}を参照してください。流量計の校正関連書籍のページ。
よくある問題と確認事項
| 問題 | 考えられる原因 | 確認すべきこと |
|---|---|---|
| 信号がないか、信号が弱い | カップリング不良、パイプ材質の設定が間違っている、ライニングが厚い、スケールが重い | パイプ表面を清掃し、カップリングジェルを再塗布し、パイプデータを確認し、別の取り付け位置を試してください。 |
| 読み取りが不安定 | 気泡、部分的に満たされたパイプ、ポンプの乱れ、バルブの乱れ | 完全で安定したパイプセクションに移動し、上部への取り付けを避け、上流の状態を確認します |
| 測定値が一貫して高いか低いように見える | パイプ径、肉厚、ライニング値が間違っている | パイプの寸法と内径の計算を再確認します。 |
| 信号は良好だが流量値に疑問がある | 流量プロファイルの歪みまたは設置間隔の誤り | 直進状態、トランスデューサの間隔、取り付け構成を確認します。{0} |
| あるパイプでは機能するが、別のパイプでは機能しない | パイプの材質、コーティング、ライニング、または壁の状態が異なる | 音響互換性を確認し、インラインまたは挿入オプションを検討してください。 |
見積もりを依頼する前に準備する情報
サプライヤーに通過時間流量計の推奨を依頼する前に、次の情報を準備してください。これにより、やり取りのやり取りが軽減され、モデル選択の精度が向上します。--
- 液体の名前と、それがきれいか、汚れているか、空気が含まれているか、または固体が含まれているかどうか
- パイプ外径と肉厚
- パイプ材、ライニング材がある場合
- 最小、通常、最大流量
- 液温と使用圧力
- 必要な設置方法: クランプオン、インライン、挿入、またはポータブル
- 必要な出力信号: 4 ～ 20 mA、パルス、RS485、Modbus、リレー、またはデータ ロギング
- 電源と設置環境
- 精度要件と校正が必要かどうか
- 利用可能な直管長さとパイプへのアクセス性
すでに申請条件がわかっている場合は、流量計のお問い合わせ機種選定サポートページ。
よくある質問
Q: ソーラーパネルに最適なケーブルは何ですか?
A: PV システムの DC 側には、プロジェクト市場に必要な電圧、温度、耐紫外線性、認証を満たした PV 定格のソーラー DC ケーブルまたは PV ワイヤを使用してください。{0}
Q: どのサイズのソーラーケーブルを使用すればよいですか?
A: ケーブルのサイズは、電流、電圧降下、配線の長さ、導体の材質、周囲温度、グループ化、および設置方法によって異なります。ケーブルサイズを習慣だけで選択しないでください。
Q: H1Z2Z2-K は PV1-F よりも優れていますか?
A: H1Z2Z2-K は現代のヨーロッパおよび IEC- ベースの PV プロジェクトで一般的に使用されていますが、PV1-F は古い仕様またはプロジェクト固有の仕様に依然として存在する場合があります。どちらの選択がより適切かは、プロジェクトの基準と地域の受け入れ状況によって決まります。
Q: PV ワイヤーとソーラー ケーブルの違いは何ですか?
A: この用語は曖昧に使用されることがありますが、調達においては規格や市場の要件と結び付ける必要があります。 UL PV ワイヤーは北米のプロジェクトで一般的ですが、H1Z2Z2-K ソーラー ケーブルは IEC またはヨーロッパの仕様で一般的です。
Q: ソーラーパネルに通常の電線を使用できますか?
A: 露出した屋外の PV DC 回路の場合、プロジェクトの設計や地域の条例で明確に許可されていない限り、通常の電線は適切な代替品ではありません。 PV ケーブルは、太陽光、天候、PV の動作条件に合わせて設計されています。
Q: ソーラーケーブルはなぜ赤と黒が多いのですか?
A: 赤と黒は DC 極性を識別するのに役立ちます。赤はポジ、黒はネガに一般的に使用されますが、設置者は常にプロジェクトの図面、ラベル、および現地の慣例に従う必要があります。
Q: ソーラーコネクタはケーブルと同じくらい重要ですか?
A: はい。コネクターや圧着が不十分だと、熱、水の浸入、または故障が発生する可能性があります。コネクタの互換性、定格、取り付け手順を必ず確認してください。
Q: 太陽光発電ケーブルは地中に埋設できますか?
A: ケーブルの構造、シース、保護方法、およびプロジェクトの標準が許可する場合にのみ、ケーブルを地下に使用してください。一部のケーブルには、導管や追加の機械的保護が必要です。
Q: 太陽光発電プロジェクトには通信ケーブルが必要ですか?
A: 多くの PV プロジェクトでは、インバーター監視、データロガー、気象観測所、トラッカー、警報、SCADA システム用の通信ケーブルが必要です。大規模なプロジェクトでは、小規模な屋上システムよりも堅牢なデータ ケーブル配線が必要になる場合があります。
Q: 太陽光発電ケーブルの電圧降下を減らすにはどうすればよいですか?
A: ケーブルのルートを短くする、導体サイズを増やす、設計で許容されるケーブルあたりの電流を減らす、またはエンジニアリングの指導に従ってシステム設計を調整することによって、電圧降下を減らすことができます。
結論
通過時間流量計は、液体がきれいでパイプが満杯で、ユーザーが不必要な圧力損失やパイプの変更を行わずに正確な流量測定を望んでいる場合に強力な選択肢となります。これは、水システム、HVAC システム、プロセス液体、および一時的な流量テストに特に役立ちます。
主なリスクは原則そのものではなく、アプリケーションのマッチングが不十分であることです。汚れた液体または空気を含んだ液体、部分的に満たされたパイプ、不正確なパイプデータ、弱い信号伝送、不適切なセンサーの取り付けはすべて、信頼性を低下させる可能性があります。
流体条件、配管サイズ、肉厚、配管材質、ライニング、流量範囲、温度、圧力、要求精度、出力信号、設置環境をご確認の上、選定してください。製品オプションとアプリケーションのサポートについては、次のサイトをご覧ください。流量計製品ページにアクセスするか、次の方法で技術チームにお問い合わせください。お問い合わせページ。
