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流量計の選択の原則と方法
一、流量計の選択型の原則流量計の選択の原則まず各種流量計の構造原理と流体特性などの方面の知識を深く理解することであり、同時に現場の具体的な情況と周辺の環境条件を考察して選択する必要がある
製品の詳細
一、流量計選択型の原則
流量計の選択の原則は、まず各種流量計の構造原理や流体特性などの知識を深く理解するとともに、現場の具体的な状況や周辺の環境条件を考察して選択することである。経済面も考慮しなければならない。一般的には、主に次の5つの側面から選択する必要があります。
①流量計の性能要求、②流体特性、③設置要求、④環境条件、⑤流量計の価格。
1、流量計の性能要求
流量計の性能面では主に：流量（瞬間流量）を測定するか総量（累積流量）を測定するか、精度要件反復性線形度流量範囲と範囲度、圧力損失信号特性や流量計の応答時間などを出力する。
（1）流量か総量かを測定する
流量測定には、瞬間流量と累積流量の2種類が含まれています。例えば、分送ステーションパイプラインに属する原油が貿易引継ぎまたは石油化学工業パイプラインに属して連続的に分配生産または生産プロセスのプロセス制御を行うなど、総量を測定する必要があり、瞬間流量の観察を補助するか、補助する必要があります。ある職場で流量を制御するには、瞬時流量測定を装備する必要があります。そのため、現場計量の必要に応じて選択しなければならない。容積式流量計、タービン流量計などの流量計の中には、機械的計数やパルス周波数出力で直接総量を得る測定原理があり、その精度は高く、総量を測定するのに適しており、対応する送信装置があれば流量を出力することもできる。電磁流量計、超音波流量計などは流体流速を測定して流量を導出し、応答が速く、プロセス制御に適しており、積算機能を組み合わせると総量を得ることができる。
（2）精度
流量計の精度等級の規定は一定の流量範囲内であり、ある特定の条件下または比較的狭い流量範囲内、例えば小さな範囲内でしか変化しない場合、その測定精度は規定の精度等級より高くなる。タービン流量計を用いて油品装缶を計量して分配する場合、バルブが全開の場合に使用すると、流量はほぼ一定で、その確度は0.5段から0.25段に向上する可能性がある。
精度レベルは一般的に流量計の最大許容誤差に基づいて決定される。各メーカーが提供する流量計の説明書に記載されています。その誤差の百分率とは相対誤差か参照誤差かに注意しなければならない。相対誤差は測定値の百分率であり、よく「%R」と表現される。参照誤差とは、上限値またはレンジを測定する百分率のことで、よく「%FS」と呼ばれます。多くのメーカーの説明書には明記されていない。例えば、フロート流量計は一般的に引用誤差を採用しており、電磁流量計には引用誤差を採用するモデルもある。
流量計が単純に総量を計測するのではなく、流量制御システムに適用される場合、検出流量計の精度はシステム全体の制御精度要求の下で決定しなければならない。システム全体には流量検出の誤差だけでなく、信号伝送、制御調整、操作実行などの一環の誤差と各種の影響要素が含まれているからだ。例えば、オペレーティングシステムには2%程度存在する
の差を返して、採用した測定計器に対して高すぎる精度（0.5級以上）を確定するのは経済的で合理的ではありません。計器自身にとって、センサと二次計器の間の精度も適切に適合すべきであり、例えば実際に標定されていない平均速度管の誤差が±2.5%～±4%の間に設計され、0.2%～0.5%の高精度の差圧計を組み合わせることは意味がない。
もう1つの問題は、検定規程や製造工場明細書において流量計に規定されている正確度レベルについて、その流量計の最大許容誤差を指すことである。しかし、流量計は現場で使用する際に環境条件、流体流動条件、動力条件などの変化の影響を受けるため、いくつかの追加誤差が生じる。そのため、現場で使用される流量計は計器自体の最大許容誤差と付加誤差の合成であるべきであり、この問題を十分に考慮しなければならず、現場の使用環境範囲内の誤差が流量計の最大許容誤差を超える可能性がある。
（3）反復性
繰り返し性は流量計の原理そのものと製造品質によって決定され、流量計の使用過程における重要な技術指標であり、流量計の精度と密接に関連している。一般的に検定規程における計量性能要求の中で流量計には正確度等級規定だけでなく、重複性についても規定されており、一般的には流量計の重複性は相応の正確度等級規定の最大許容誤差の1/3〜1/5を超えてはならないと規定されている。
繰り返し性は一般的に、環境条件や媒体パラメータなどが変わらない場合に、ある流量値を短時間で、同じ方向に複数回測定することの一致性と定義されている。しかし、実際の応用において、流量計の繰り返し性はしばしば流体粘度、密度パラメータの変化に影響され、これらのパラメータの変化は専門的な修正が必要なほどではなく、流量計の繰り返し性が悪いと誤解することがある。このような状況を考慮して、このパラメータの変化に敏感でない流量計を選択しなければならない。例えば、フロート流量計は流体密度の影響を受けやすく、小口径の流量計は流体密度の影響を受けるだけでなく、流体粘度の影響を受ける可能性がある、タービン流量計が高粘度範囲で使用される場合の粘度影響、修正処理されていない超音波流量計の中には、流体温度の影響などがあります。流量計の出力が非線形である場合、この影響はさらに顕著になる可能性があります。
（4）線形度
流量計の出力は主に線形と非線形平方根の2種類がある。一般的に流量計の非線形誤差は単独ではなく、流量計の誤差に含まれる。一般的に広い流量範囲に対して、出力信号はパルスであり、総量積算の流量計として使用され、線形度は重要な技術指標であり、その流量範囲内で単一の計器係数を使用すると、線形度差が流量計の精度を低下させる。例えば、タービン流量計は10:1の流量範囲内に計器係数を採用し、線形度が悪い場合はその精度は低く、コンピュータ技術の発展に伴い、その流量範囲をセグメント化し、最小二乗法で流量−計器係数曲線をフィッティングして流量計を修正することができ、流量計の精度を高め、流量範囲を拡張することができる。（5）上限流量と流量範囲
上限流量は流量計の満度流量または最大流量とも呼ばれる。流量計の口径を選択するときは、測定された配管で使用される流量範囲と選択された流量計の上限流量と下限流量に基づいて配置しなければならず、簡単に配管の通径に基づいて配置することはできません。
一般的に、設計配管流体の最大流速は経済流速で決定される。低すぎると管径が太くなり、投資が大きくなります。高すぎると輸送電力が大きくなり、ランニングコストが増加する。例えば、水などの低粘度液体はその経済流速が1.5～3 m/sであり、高粘度液体は0.2～1 m/sであり、大部分の流量計の上限流量の流速は配管の経済流速に近いか高い。そのため、流量計の選択時にはその口径が配管と同じ時が多く、取り付けが便利である。異なってもあまり差がない場合は、一般的に上下に隣接する1段の仕様は、異径管接続を採用することができる。
流量計の選択においては、それぞれの流量計の測定原理と構造によって大きな差があるため、異なるタイプの流量計に注目すべきである。液体流量計を例に、上限流量の流速はガラスフロート流量計を最低とし、一般に0.5〜1.5 m/sの間であり、容積式流量計は2.5〜3.5 m/sの間であり、渦街流量計は5.5〜7.5 m/sの間で高く、電磁流量計は1〜7 m/sの間であり、さらに0.5〜10 m/sの間に達する。
液体の上限流速はまた、流速が高すぎるためにキャビテーション現象を発生させることができないことを考慮する必要があり、キャビテーション現象が発生する場所は一般的に流速が最大で、静圧が最も低い位置にあり、キャビテーションの形成を防止するためには、流量計の最小背圧（最大流量）を制御する必要があることが多い。流量計の上限値は、容積式流量計やフロート流量計など、注文後に変更できないことにも注意してください。差圧式流量計は絞り装置のオリフィスプレートなどの設計が確定すると、その下限流量は変えることができず、上限流量の変動は差圧トランスミッタを調整するか、差圧トランスミッタを交換することで流量を変えることができる。例えば、一部のモデルの電磁流量計や超音波流量計のように、一部のユーザーは自分で流量上限値を再設定することができます。
（6）範囲度
範囲度は流量計の上限流量と下限流量の比であり、その値が大きいほど流量範囲が広い。線形計器には広い範囲度があり、一般的には1：10である。非線形流量計の範囲度は1：3と小さい。一般的にプロセス制御や貿易引継ぎ計算に使用される流量計であり、流量範囲が広いことが要求される場合は、範囲度の小さい流量計を選択しないでください。
現在、一部のメーカーはその流量計の流量範囲が広いことを宣伝するために、取扱説明書の中で上限流量の流速を高くして、例えば液体を7 ~ 10 m/s（一般的には6 m/s）に高めて、ガスを50～75 m/s（一般的には40～50）m/sに上げる、実際にはこのような高い流速は使えない。実際には、測定の必要性に対応するために、範囲が広い鍵は、下限流速が低いことです。したがって、下限流速の低い広い範囲度の流量計が実用的である。
（7）圧力損失
圧力損失とは一般的に、流通路に設置された静止または可動検出素子によって流量センサが流れ方向を変更することで、流量に応じて回復できない圧力損失が発生し、その値は数十キロパスカルに達することがある。そのため、配管システムのポンプ能力や流量計の入口圧力などに基づいて最大流量の許容圧力損失を決定し、流量計を選択しなければならない。選択が適切でないと流体の流れに過大な圧力損失が生じることがあり、流通効率に影響を与える。一部の液体（高蒸気圧炭化水素液）はまた、過度の圧力低下が気孔現象と液相気化を引き起こし、測定精度を低下させ、流量計を損傷させる可能性があることに注意しなければならない。例えば管径が500 mmを超える送水用の流量計は、圧損によるエネルギー損失が大きすぎて増加するポンプ輸送費用を考慮しなければならない。関連報道によると、圧力損失の大きい流量計は数年来、測定のために支払ったポンプ輸送費用が低圧損失、価格の高い流量計の購入費用を上回ることが多い。
（8）出力信号特性
流量計の出力と表示量は、
①流量（体積流量又は質量流量）、②総量③平均流速、④点流速。一部の流量計出力はアナログ量（電流または電圧）であり、他の一部はパルス量を出力する。アナログ出力は一般的にプロセス制御に適していると考えられ、調節弁などの制御回路ユニットとの接続に適している、パルス量出力は総量と高精度の流量測定に適している。長距離信号伝送パルス量出力はアナログ量出力より高い伝送精度を有する。出力信号の方式と振幅は、制御インタフェース、データプロセッサ、警報装置、遮断保護回路、データ伝送システムなど、他のデバイスに適した能力も必要です。
（9）応答時間
脈動流動に応用する場合は、流動ステップ変化に対する流量計の応答に注意しなければならない。使用する場合によっては流量計出力が流体の流れの変化に追従することが要求される一方、総合平均値を得るためには応答の遅い出力が要求される場合もある。瞬時応答は、数ミリ秒から数秒、数百Hz以下の値を持つ時定数または応答周波数で表されることが多い。ディスプレイ計器を使用すると、応答時間がかなり長くなる可能性があります。流量計の流量が増加または減少すると、動的応答非対称が加速して流量測定誤差が増加すると考えられている。
流量計の選択の原則は、まず各種流量計の構造原理や流体特性などの知識を深く理解するとともに、現場の具体的な状況や周辺の環境条件を考察して選択することである。経済面も考慮しなければならない。一般的には、主に次の5つの側面から選択する必要があります。
①流量計の性能要求、②流体特性、③設置要求、④環境条件、⑤流量計の価格。
1、流量計の性能要求
流量計の性能面では主に：流量（瞬間流量）を測定するか総量（累積流量）を測定するか、精度要件反復性線形度流量範囲と範囲度、圧力損失信号特性や流量計の応答時間などを出力する。
（1）流量か総量かを測定する
流量測定には、瞬間流量と累積流量の2種類が含まれています。例えば、分送ステーションパイプラインに属する原油が貿易引継ぎまたは石油化学工業パイプラインに属して連続的に分配生産または生産プロセスのプロセス制御を行うなど、総量を測定する必要があり、瞬間流量の観察を補助するか、補助する必要があります。ある職場で流量を制御するには、瞬時流量測定を装備する必要があります。そのため、現場計量の必要に応じて選択しなければならない。容積式流量計、タービン流量計などの流量計の中には、機械的計数やパルス周波数出力で直接総量を得る測定原理があり、その精度は高く、総量を測定するのに適しており、対応する送信装置があれば流量を出力することもできる。電磁流量計、超音波流量計などは流体流速を測定して流量を導出し、応答が速く、プロセス制御に適しており、積算機能を組み合わせると総量を得ることができる。
（2）精度
流量計の精度等級の規定は一定の流量範囲内であり、ある特定の条件下または比較的狭い流量範囲内、例えば小さな範囲内でしか変化しない場合、その測定精度は規定の精度等級より高くなる。タービン流量計を用いて油品装缶を計量して分配する場合、バルブが全開の場合に使用すると、流量はほぼ一定で、その確度は0.5段から0.25段に向上する可能性がある。
精度レベルは一般的に流量計の最大許容誤差に基づいて決定される。各メーカーが提供する流量計の説明書に記載されています。その誤差の百分率とは相対誤差か参照誤差かに注意しなければならない。相対誤差は測定値の百分率であり、よく「%R」と表現される。参照誤差とは、上限値またはレンジを測定する百分率のことで、よく「%FS」と呼ばれます。多くのメーカーの説明書には明記されていない。例えば、フロート流量計は一般的に引用誤差を採用しており、電磁流量計には引用誤差を採用するモデルもある。
流量計が単純に総量を計測するのではなく、流量制御システムに適用される場合、検出流量計の精度はシステム全体の制御精度要求の下で決定しなければならない。システム全体には流量検出の誤差だけでなく、信号伝送、制御調整、操作実行などの一環の誤差と各種の影響要素が含まれているからだ。例えば、オペレーティングシステムには2%程度存在する
の差を返して、採用した測定計器に対して高すぎる精度（0.5級以上）を確定するのは経済的で合理的ではありません。計器自身にとって、センサと二次計器の間の精度も適切に適合すべきであり、例えば実際に標定されていない平均速度管の誤差が±2.5%～±4%の間に設計され、0.2%～0.5%の高精度の差圧計を組み合わせることは意味がない。
もう1つの問題は、検定規程や製造工場明細書において流量計に規定されている正確度レベルについて、その流量計の最大許容誤差を指すことである。しかし、流量計は現場で使用する際に環境条件、流体流動条件、動力条件などの変化の影響を受けるため、いくつかの追加誤差が生じる。そのため、現場で使用される流量計は計器自体の最大許容誤差と付加誤差の合成であるべきであり、この問題を十分に考慮しなければならず、現場の使用環境範囲内の誤差が流量計の最大許容誤差を超える可能性がある。
（3）反復性
繰り返し性は流量計の原理そのものと製造品質によって決定され、流量計の使用過程における重要な技術指標であり、流量計の精度と密接に関連している。一般的に検定規程における計量性能要求の中で流量計には正確度等級規定だけでなく、重複性についても規定されており、一般的には流量計の重複性は相応の正確度等級規定の最大許容誤差の1/3〜1/5を超えてはならないと規定されている。
繰り返し性は一般的に、環境条件や媒体パラメータなどが変わらない場合に、ある流量値を短時間で、同じ方向に複数回測定することの一致性と定義されている。しかし、実際の応用において、流量計の繰り返し性はしばしば流体粘度、密度パラメータの変化に影響され、これらのパラメータの変化は専門的な修正が必要なほどではなく、流量計の繰り返し性が悪いと誤解することがある。このような状況を考慮して、このパラメータの変化に敏感でない流量計を選択しなければならない。例えば、フロート流量計は流体密度の影響を受けやすく、小口径の流量計は流体密度の影響を受けるだけでなく、流体粘度の影響を受ける可能性がある、タービン流量計が高粘度範囲で使用される場合の粘度影響、修正処理されていない超音波流量計の中には、流体温度の影響などがあります。流量計の出力が非線形である場合、この影響はさらに顕著になる可能性があります。
（4）線形度
流量計の出力は主に線形と非線形平方根の2種類がある。一般的に流量計の非線形誤差は単独ではなく、流量計の誤差に含まれる。一般的に広い流量範囲に対して、出力信号はパルスであり、総量積算の流量計として使用され、線形度は重要な技術指標であり、その流量範囲内で単一の計器係数を使用すると、線形度差が流量計の精度を低下させる。例えば、タービン流量計は10:1の流量範囲内に計器係数を採用し、線形度が悪い場合はその精度は低く、コンピュータ技術の発展に伴い、その流量範囲をセグメント化し、最小二乗法で流量−計器係数曲線をフィッティングして流量計を修正することができ、流量計の精度を高め、流量範囲を拡張することができる。（5）上限流量と流量範囲
上限流量は流量計の満度流量または最大流量とも呼ばれる。流量計の口径を選択するときは、測定された配管で使用される流量範囲と選択された流量計の上限流量と下限流量に基づいて配置しなければならず、簡単に配管の通径に基づいて配置することはできません。
一般的に、設計配管流体の最大流速は経済流速で決定される。低すぎると管径が太くなり、投資が大きくなります。高すぎると輸送電力が大きくなり、ランニングコストが増加する。例えば、水などの低粘度液体はその経済流速が1.5～3 m/sであり、高粘度液体は0.2～1 m/sであり、大部分の流量計の上限流量の流速は配管の経済流速に近いか高い。そのため、流量計の選択時にはその口径が配管と同じ時が多く、取り付けが便利である。異なってもあまり差がない場合は、一般的に上下に隣接する1段の仕様は、異径管接続を採用することができる。
流量計の選択においては、それぞれの流量計の測定原理と構造によって大きな差があるため、異なるタイプの流量計に注目すべきである。液体流量計を例に、上限流量の流速はガラスフロート流量計を最低とし、一般に0.5〜1.5 m/sの間であり、容積式流量計は2.5〜3.5 m/sの間であり、渦街流量計は5.5〜7.5 m/sの間で高く、電磁流量計は1〜7 m/sの間であり、さらに0.5〜10 m/sの間に達する。
液体の上限流速はまた、流速が高すぎるためにキャビテーション現象を発生させることができないことを考慮する必要があり、キャビテーション現象が発生する場所は一般的に流速が最大で、静圧が最も低い位置にあり、キャビテーションの形成を防止するためには、流量計の最小背圧（最大流量）を制御する必要があることが多い。流量計の上限値は、容積式流量計やフロート流量計など、注文後に変更できないことにも注意してください。差圧式流量計は絞り装置のオリフィスプレートなどの設計が確定すると、その下限流量は変えることができず、上限流量の変動は差圧トランスミッタを調整するか、差圧トランスミッタを交換することで流量を変えることができる。例えば、一部のモデルの電磁流量計や超音波流量計のように、一部のユーザーは自分で流量上限値を再設定することができます。
（6）範囲度
範囲度は流量計の上限流量と下限流量の比であり、その値が大きいほど流量範囲が広い。線形計器には広い範囲度があり、一般的には1：10である。非線形流量計の範囲度は1：3と小さい。一般的にプロセス制御や貿易引継ぎ計算に使用される流量計であり、流量範囲が広いことが要求される場合は、範囲度の小さい流量計を選択しないでください。
現在、一部のメーカーはその流量計の流量範囲が広いことを宣伝するために、取扱説明書の中で上限流量の流速を高くして、例えば液体を7 ~ 10 m/s（一般的には6 m/s）に高めて、ガスを50～75 m/s（一般的には40～50）m/sに上げる、実際にはこのような高い流速は使えない。実際には、測定の必要性に対応するために、範囲が広い鍵は、下限流速が低いことです。したがって、下限流速の低い広い範囲度の流量計が実用的である。
（7）圧力損失
圧力損失とは一般的に、流通路に設置された静止または可動検出素子によって流量センサが流れ方向を変更することで、流量に応じて回復できない圧力損失が発生し、その値は数十キロパスカルに達することがある。そのため、配管システムのポンプ能力や流量計の入口圧力などに基づいて最大流量の許容圧力損失を決定し、流量計を選択しなければならない。選択が適切でないと流体の流れに過大な圧力損失が生じることがあり、流通効率に影響を与える。一部の液体（高蒸気圧炭化水素液）はまた、過度の圧力低下が気孔現象と液相気化を引き起こし、測定精度を低下させ、流量計を損傷させる可能性があることに注意しなければならない。例えば管径が500 mmを超える送水用の流量計は、圧損によるエネルギー損失が大きすぎて増加するポンプ輸送費用を考慮しなければならない。関連報道によると、圧力損失の大きい流量計は数年来、測定のために支払ったポンプ輸送費用が低圧損失、価格の高い流量計の購入費用を上回ることが多い。
（8）出力信号特性
流量計の出力と表示量は、
①流量（体積流量又は質量流量）、②総量③平均流速、④点流速。一部の流量計出力はアナログ量（電流または電圧）であり、他の一部はパルス量を出力する。アナログ出力は一般的にプロセス制御に適していると考えられ、調節弁などの制御回路ユニットとの接続に適している、パルス量出力は総量と高精度の流量測定に適している。長距離信号伝送パルス量出力はアナログ量出力より高い伝送精度を有する。出力信号の方式と振幅は、制御インタフェース、データプロセッサ、警報装置、遮断保護回路、データ伝送システムなど、他のデバイスに適した能力も必要です。
（9）応答時間
脈動流動に応用する場合は、流動ステップ変化に対する流量計の応答に注意しなければならない。使用する場合によっては流量計出力が流体の流れの変化に追従することが要求される一方、総合平均値を得るためには応答の遅い出力が要求される場合もある。瞬時応答は、数ミリ秒から数秒、数百Hz以下の値を持つ時定数または応答周波数で表されることが多い。ディスプレイ計器を使用すると、応答時間がかなり長くなる可能性があります。流量計の流量が増加または減少すると、動的応答非対称が加速して流量測定誤差が増加すると考えられている。
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