渦流量計: 動作原理,主要利点,産業用流量測定アプリケーション
2026/05/25
動作原理
渦流量計は次の基準に基づいて動作します。カルマンボルテックスストリート現象。流体が断崖絶壁を通過して流れると、下流に交互の渦が生成されます。脱落頻度 (F) は流体速度 (あなた):
F = St・u / d
| シンボル | パラメータ | 代表値 |
|---|---|---|
| F | 渦周波数 | Hz |
| セント | ストローハル数 | 0.17 ～ 0.22 (無次元) |
| あなた | 平均速度 | MS |
| d | ブラフボディ幅 | メートル |
ストローハル数は特定のレイノルズ数範囲内で一定のままであり、周波数と流量の間の直線性が保証されます。
主要な動作パラメータ
レイノルズ数 (Re) 範囲
Re = ρ・u・D / μ
- 安定範囲:2*10⁴ ≤ Re ≤ 7*10⁶
- Re < 2*10⁴ 以下:ストローハル数は変動し、測定は信頼性が低い
- Re > 7*10⁶以上:乱気流は不安定を引き起こす可能性があります
渦の検出方法
| 方法 | 原理 | 最適な用途 |
|---|---|---|
| 圧電 | 渦による圧力変動 | 一般液体・気体 |
| 熱 | 脱皮による温度変化 | 低流量ガス |
| 超音波/静電容量式 | 非接触周波数検出 | 高温および腐食性 |
利点
- 可動部品なし— 最小限の摩耗、長い耐用年数
- 広いターンダウン比 (1:10 ～ 1:30)— 広い流量範囲にわたって正確
- 低い圧力損失— オリフィスプレートより効率的
- 多彩な互換性— 液体、気体、蒸気を扱います
制限事項
| 制限 | 詳細 |
|---|---|
| 振動感度 | 外部パイプの振動が信号に干渉します。デュアルセンサー設計とデジタルフィルタリングにより軽減 |
| 最小流速 | >0.5 m/s (液体) および >3 m/s (気体) が必要です。閾値以下では不規則な渦形成 |
| 直管配管 | 安定した流れプロファイルに必要な上流/下流の直線セクション |
産業用途
- 蒸気の流れ— ボイラー、HVAC、地域暖房
- 圧縮空気とガス— 工場空気、天然ガス、窒素ライン
- 化学および石油化学— 反応器供給物、溶媒、炭化水素
- 上下水道— プロセス水、廃液、冷却回路
信号出力と校正
- パルス/周波数出力— 各パルスは個別のボリュームを表し、合計に最適です
- 4 ～ 20 mA アナログ出力— PLC、DCS、SCADA統合用の標準信号
- 較正— 水または空気を使用し、特定の流体に合わせてストローハル数を調整
結論
渦流量計は、高い信頼性、メンテナンスの手間がかからない、幅広い産業用途を実現します。パフォーマンスは、適切な設置と安定したレイノルズ数範囲内での操作に依存します。将来の進歩は、振動補償、低流量感度、インテリジェントな自己診断に焦点を当てています。
