1.5 流量、レベル



(1)流量  流量計測においては、対象となる流体の種類や条件が様々であるため各種の流量計が、その流体条件や使用目的等に応じて使い分けられている。例えば、流体の種類としては、液体、気体、蒸気、混相流があり、設置条件としては満水路と非満水路の別や必要直管長等がある。流量計の選定に当たっては、流体の種類、設置条件以外に、流体の性状(温度、圧力、粘度、導電率等)、流量範囲(レンジアビリティー)、使用目的(制御用、積算用、取引用、監視用等の別)、要求精度等を十分に考慮することが長期に渡り安定な測定を行うために重要である。
 流量計の分類方法にもいくつかあるが、主な流量計を測定方式により分類してみると図1.2のようになる。

図1.2 測定原理による流量計の分類

体積流量計は任意断面における流体の単位時間当たりの通過体積を測定するもので、実測式と推測式に分類されるが、実測式としては‘ます’の充満、排出を繰り返し、その回数から流量を求める容積流量計があり、ギヤ式、ルーツ式、ピストン式、ベーン式等がある。推測式は流速測定を仲立ちとして流量を測定するもので、種類も多く、産業用を初め様々な分野で多く使用されている。多くの流量計は満水路(満管路)を対象としたものであるが、せき式、フリューム式は開水路を対象としたもので、排水路や下水道で使用される。質量流量計は単位時間当たりの質量(体積×密度)流量を直接測定するものであり、気体用として熱式、液体用としてコリオリ式、渦式が使用されているが、いずれも主として口径の小さな管路に適用されている。
 流速そのものを測定する計測器としてはピトー管、熱式流速計、レーザドップラ流速計等があり、管路内の流速や風速測定に使用されている。

(2)レベル
 レベル計は測定対象物の位置を検出する計測器であるが、測定対象としては液体、粉粒体、塊体、界面等があり、また用途として連続測定用を目的とする場合と、特定位置を検出するためのレベルスイッチがあり、条件に応じて各種のレベル計が使い分けられている。表1.1に各種レベル計の分類を示しているが、液体用としてはフロート式、圧力式が、粉粒体、塊体用としては重量式が多く使用されているようである。また、特殊な用途として、溶融金属のレベルを計る渦流式レベル計やマイクロ波レベル計がある。レベル計の選定に当たっては、測定対象の種類、性状(温度、圧力、粘度等)、測定目的、測定範囲、周囲環境条件等の検討が重要である。

表1.1 主なレベル計の種類と用途
機種分類 方  式 主な測定対象
フロート式 フロート式、ディスプレースメント式 液面、2液境界面
圧力式 差圧式、気泡式、投込式、側圧式 液面
静電容量式   液面、粉粒体面、2液境界面
超音波式 反射式、透過式 液面、粉粒体面、2液境界面
放射線式 透過式、照射式 液面、粉粒体面
重菅悵 サウンジング式 粉粒体面、塊体面
重量式 ロードセル 液面、粉粒体面
マイク?稟式 透過式、反射式 液面、粉粒体面、溶融金属面
渦流式   溶融金属面