タービン流量計は容積測定装置です。流体の速度によってブレード付きローターが回転し、ピックアップがブレードの通過を検出し、電子機器がパルス周波数を流量に変換します。 FlowT'sタービン流量計の範囲さまざまな液体の用途、接続、出力、設置条件をカバーしています。工学的な問題は、メーターが実際のプロセス条件下で必要な性能を維持できるかどうかです。
タービン流量計の精度は実際には何を意味しますか?
メーターを比較する前に、精度仕様がどのように書かれているかを確認してください。 「読み取り値のパーセント」と「フルスケールのパーセント」は互換性がありません。たとえば、メーターが読み取り値の ±0.5% で指定されており、実際の流量が 100 L/min である場合、その時点での指定許容差は ±0.5 L/min です。別のメーターのフルスケールが 200 L/min で、フルスケールの ±0.5% に指定されている場合、プロセスが 100 L/min でのみ実行されている場合でも、許容誤差は ±1.0 L/min です。
こちらも別途正確さ, 再現性、 そして直線性。精度は、表示された値が基準値にどれだけ近いかを表します。再現性は、変化しない条件が繰り返された場合に、メーターが同じ結果をどれだけ正確に再現するかを表します。直線性は、流量範囲全体でメーターファクターがどの程度一貫して動作するかを表します。メーターは非常に良好に繰り返しますが、その K- 係数、取り付け、または基準値が間違っている場合は、依然としてバイアスがかかる可能性があります。
データシートを比較するときは、仕様の根拠、校正範囲、流体条件、および記載された性能が範囲全体に適用されるかどうかを確認してください。フローユニットによってもスケーリングエラーが発生する可能性があります。 FlowTの説明GPM、m3/h、kg/h、Nm3/h などの一般的な流量計単位PLCの設定を確認するときに便利です。
通常、低流量がこの範囲の中で最も難しい部分である理由
適度な流量では、流体はローターを安定して駆動するのに十分なトルクを生成します。範囲の下限近くでは、ベアリングの摩擦、磁気抵抗、および粘性抵抗が、ローターを回転させる油圧力に比べてより重要になります。応答の線形性が低下する可能性があり、抗力のわずかな変化により大きなパーセンテージ誤差が生じる可能性があります。
このため、パイプ径だけでタービンメーターを選択すべきではありません。プロセスが通常 8 L/min で実行されているが、時々 40 L/min に達する場合、パイプに適合する大型メーターは、その寿命のほとんどをその有効範囲の底値近くで費やす可能性があります。小さな液体ラインの場合は、小径液体タービン流量計-真の最小、通常、最大流量に対して。
K-ファクターがパルスを流れに変換する仕組み
K- 係数は通常、パルス/L またはパルス/ガロンなど、単位体積あたりのパルスとして表されます。単純なパルス-出力タービンメーターの場合:
体積流量=パルス周波数 ÷ K- 係数
メーターの K 係数が 500 パルス/L で、ピックアップが 1 秒あたり 250 パルスを生成すると仮定します。{0}計算された流量は、250 ÷ 500=0.5 L/s、つまり 30 L/min です。その後、トータライザーが 25,000 パルスをカウントした場合、累積容量は 25,000 ÷ 500=50 L となります。
算術は簡単です。正しい K 係数を決定することはできません。-メーター係数は、流量、粘度、レイノルズ数、ベアリングの状態、形状によって異なります。 NISTのタービンメーター校正ガイダンス検量線がレイノルズ数に基づいて評価されることが多い理由と、軸受{0}}依存領域と粘度{1}}に依存しない領域が現れる理由を説明します。 1 つの名目上の K- 係数が、すべての条件で同一のパフォーマンスを証明するわけではありません。
制御システムの場合は、K 係数の単位が PLC、送信機、またはバッチ コントローラーの工学単位と一致していることも確認してください。{0}周波数変換において、パルス/L とパルス/m3、または秒と分を混同すると、センサー自体が正しく動作している場合でも、大きな誤差が生じる可能性があります。
粘度とレイノルズ数はメーターの動作を変える可能性があります
粘度はローターとベアリングに作用する抗力を変化させ、測定セクションのレイノルズ数を変化させます。この効果は多くの場合、ロータの駆動トルクがすでに制限されている低流量で最も顕著に現れます。-水に対して実行された校正は、異なる温度でより粘性の高いオイルに対して同じメーター応答を表すと自動的に想定されるべきではありません。
燃料、オイル、溶剤、または化学サービスの場合は、流体名だけでなく、動作温度での粘度をサプライヤーに提供してください。 FlowT のディスカッション流量測定における液体の粘度の影響背景を提供する一方で、オイル、燃料、ディーゼルタービン流量計確認された粘度および流量範囲に基づいてサイズを決定する必要があります。
設置エラーにより、正常なメーターにバイアスがかかる可能性がある
タービンメーターはローターに入る速度分布に反応します。エルボ、ティー、減速機、ポンプ、および部分的に閉じたバルブは、渦巻きまたは非対称の速度プロファイルを作成する可能性があります。この外乱により、メーター内に障害がなくてもローターの速度が変化する可能性があります。
上流のパイプ直径 10、下流のパイプ直径 5 などのルールは、一部の設計の開始指針としてよく使用されますが、普遍的ではありません。必要な直進距離は、メーターと上流の外乱によって異なります。異なる平面にある 2 つのエルボや、メーターに近い制御バルブの場合は、1 つの穏やかなエルボよりも多くのコンディショニングが必要になる場合があります。選択したメーターの設置ドキュメントに従い、FlowT を確認します。タービン流量計設置上の注意事項配管レイアウトを修正する前に。
液体の場合は、計量部を満水状態にしてください。空気が混入すると、ローターの動作が不安定になる可能性があります。また、局所的な圧力が蒸気圧を下回ると、キャビテーションによって測定が妨げられ、内部部品が損傷する可能性があります。信号の変動を電子機器の問題として扱う前に、利用可能な圧力、メーターの圧力損失、バルブ、ポンプの状態を確認してください。
機械的状態と流体の清浄度が再現性に影響を与える
タービンメーターには可動部品が含まれています。錆び片、溶接破片、繊維、砂、堆積物、またはベアリングの損傷により、抗力が増加したり、ブレードに干渉したりする可能性があります。新しい配管は試運転前に洗浄する必要があり、プロセスで粒子が付着する可能性があり、メーターメーカーが許可している場合は濾過が適切な場合があります。
段階的なドリフトは、堆積物、ベアリングの摩耗、流体の特性の変化、または流れのプロファイルの変化を示している可能性があります。{0}}洗浄、ベアリングの交換、校正結果、および K- の変化を記録することで、メーターの経年劣化をプロセスの変更から切り離すことができます。 FlowT'sタービン流量計のメンテナンスノート開始チェックリストを提供します。
K 係数を変更する前に信号チェーンを確認してください-
最も簡単な間違いの 1 つは、ディスプレイが別の機器と一致するまで K{0}} 係数を変更することです。それによって実際の問題が隠れている可能性があります。メーターから始めて、ローター、ピックアップ、ケーブル、送信機またはコンバーター、PLC 高速入力、スケーリング、トータライザー ロジックなどの信号をたどってください。-
VFD、モーター ケーブル、接地不良、シールドの損傷、または入力フィルタの設定により、誤ったパルスやパルスの欠落が発生する可能性があります。{0}}メーター付近の生の周波数と制御システムが受信した周波数を比較します。ローカル信号は安定しているが、PLC の合計が間違っている場合は、再校正する前にスケーリングを確認してください。 FlowT の記事流量計のカウントに大きな違いがあるレートと合計が一致しない場合に関連します。
バッチ処理や機器制御において高速パルス応答が重要な場合、センサー、ピックアップ、および受信電子機器がすべて必要な周波数をサポートする必要があります。あ高速-パルス応答-出力タービン流量計これは適切かもしれませんが、信号チェーン全体を 1 つのシステムとしてチェックする必要があります。
タービン流量計を校正する方法
普遍的な校正間隔はありません。適切な頻度は、プロセスの重要性、過去の安定性、動作の厳しさ、規制または品質の要件、および誤った測定の結果によって異なります。ローターやベアリングの交換、原因不明のドリフト、配管の大幅な変更、または測定流体の大幅な変化の後にも再校正を検討する必要があります。
実際の多点キャリブレーションは通常、次のロジックに従います。-
- 必要な範囲を定義します。フルスケール付近のみをテストするのではなく、最小、通常、最大の動作条件を表す校正点を選択してください。
- 基準流量を安定させます。制御された条件下で、適切な参照標準または証明に対してメーターを実行します。
- 基準体積または流量を記録し、パルスを測定します。1 つの全体的な値だけに依存するのではなく、各テスト ポイントで K- 係数を計算します。
- 再現性と直線性をチェックします。繰り返し実行すると、偏差がランダムか系統的かを示すのに役立ちます。
- 結果を適切に適用します。電子機器と必要な性能に応じて、検証済みの平均 K 係数、補正係数、または多点線形化を使用します。-
- 結果を文書化します。-発見されたままのデータ、および放置されたままのデータ、テスト条件、基準機器、不確かさ、トレーサビリティ情報を保管します。-
より広範な手順と用語については、FlowT のドキュメントを参照してください。流量計校正の概要とその議論液体流量の校正方法とトレーサビリティ。認定された校正が必要な場合は、実験室の範囲が必要な流量範囲と方法をカバーしていることを確認してください。ISO/IEC 17025試験および校正機関の能力、公平性、一貫した運営に関する要件を定義します。
タービン流量計トラブルシューティング表
| 症状 | 考えられる原因 | 最初に確認してください |
|---|---|---|
| 一貫して高い読書量 | 渦巻き、脈動、同伴ガス、不正確な K- 単位、誤ったパルス | 上流配管、生の周波数、PLC スケーリング |
| 読み取り値が一貫して低い | ベアリングの抵抗、汚れ、パルスの欠落、メーターの大型化、有効範囲を下回る動作 | ローターの状態、最小流量、ピックアップ信号 |
| 読み取りが不安定 | 空気、キャビテーション、脈動ポンプ、電気ノイズ、バルブの急速な動き | パイプの充満度、圧力、ポンプの動作、シールド |
| トータライザーはレート計算とは異なります | パルス スケーリング、タイムベース エラー、入力フィルタリング、カウント損失 | K- 係数ユニットと PLC カウンターのセットアップ |
| 時間の経過とともに徐々に変化 | ベアリングの摩耗、堆積物、流体の性質の変化、{0}}配管の変更 | メンテナンスと校正の履歴 |
タービン流量計が正しい選択となるのはどのような場合ですか?
タービン テクノロジーは、再現性、高速応答、パルス合計が重要となる、クリーンな単相、比較的低粘度の流体に最適です。{{0}{1}{1}}一般的な用途には、上水、軽燃料、溶剤、バッチ処理、テスト装置などがあります。危険な場所では、電気要件と筐体要件も確認する必要があります。の工業用防爆-タービン流量計はインストールの一部にすぎません。
タービン メーターは通常、研磨スラリー、重度に汚染された液体、大きく変化する高粘度、厳しい二相流、または可動部品が望ましくない用途には適していません。-測定目的を定義する際に、体積流量と質量流量を混同しないことも重要です。 FlowT's質量流量と体積流量の比較では、密度と動作条件が報告数量の意味を変更する場合について説明します。メーター技術自体がまだ決まっていないプロジェクトの場合、流量測定と流量計の選択ガイドより広範な比較が可能になります。
よくある質問
タービン流量計はどの程度の精度を達成できますか?
すべてのタービン メーターに単一の精度値はありません。それは、モデル、流量範囲、仕様基準、校正、流体特性、および設置によって異なります。記載された数値が読み取り値のパーセントであるか、フルスケールのパーセントであるか、またそれが全動作範囲にわたって適用されるかどうかを常に確認してください。
タービン流量計が低流量で不正確になるのはなぜですか?
低流量では、ローターの駆動トルクがベアリングの摩擦、磁気抵抗、粘性抵抗に比べて小さくなります。{0}したがって、パイプ接続が正しい場合でも、特大のメーターは最適な線形領域を超えて動作する可能性があります。
K係数を変更することで悪い測定値を修正できますか?{0}}
原因を確認してからです。 AK- 係数補正では、渦巻き、ライン内の空気、ベアリング抵抗、パルスの欠落、または不正な PLC スケーリングを修復することはできません。まずプロセス、仕組み、信号チェーンを確認します。
いくつのキャリブレーションポイントを使用する必要がありますか?
この数値は、必要な動作範囲と不確実性を反映する必要があります。広範囲の測定や重要な測定の場合、フルスケールに近い 1 点よりも低流量から高流量までの複数の点の方が有益です。これは、範囲全体で再現性と K ファクターの直線性が示されるためです。-
粘度はタービン流量計の精度に影響しますか?
はい。粘度はローターとベアリングの抗力を変化させ、レイノルズ数を変化させます。低流量では影響がより顕著になる可能性があるため、サイジングと校正の検討時には動作温度での流体の粘度を考慮する必要があります。
タービン流量計にはどのくらいの直管が必要ですか?
普遍的な価値はありません。要件はメーターの設計と上流の外乱によって異なります。一般的なストレート ラン ルールは開始点として役立ちますが、最終的なレイアウトは、選択したモデルの設置ドキュメントに従う必要があります。
最終的なポイント
タービン流量計の精度は、単なるデータシートの数値ではなく、システムの結果です。まずは精度仕様がどのように定義されているかを理解することから始めます。ラインサイズだけではなく、最小流量、通常流量、最大流量からメーターのサイズを決定します。粘度と動作温度を確認し、ローターを汚染から保護し、許容可能な流量プロファイルを提供し、K-} 係数の単位とパルス-の処理ロジックが正しいことを確認します。
設置されているメーターの読み取り値が不正確になり始めた場合は、最初に K 係数を調整するのではなく、制御システムに向かうプロセスからトラブルシューティングを行ってください。-新しいアプリケーションの場合は、流体、流量範囲、粘度、温度、圧力、パイプ サイズ、接続、出力、必要な精度、危険区域の要件、利用可能な直流を提供します。-これらの詳細により、単にパイプに合わせてではなく、その有用な範囲に合わせてメーターのサイズを決めることができます。
