流量計は、農業用化学品の生産から水処理施設に至るまで、流体処理システムで広く使用される多用途な機器です。これらは運用効率を監視し、パイプラインの潜在的な問題を検出するためのデータを提供します。本記事では、さまざまな流量計の作動原理を理解することに焦点を当てています。流量計の利点や欠点、選び方のヒントについては、「流量計の選び方ガイド - 10種類の流量計」をご覧ください。
超音波流量計
超音波流量計は、伝播時間法を用いて流量を計算します。超音波は流れの方向に向かう際には速く移動し、伝播時間が短縮されます。一方、逆方向では遅く移動し、伝播時間が増加します。この時間差を測定することで、流体の流速が算出されます（図参照）。
一部の超音波流量計は、ドップラー効果に基づくドップラー法を利用しています。超音波が流体内を移動する粒子や気泡に当たると、反射される周波数が変化します。この周波数の変化を測定することで、流速が計算されます。
▪ 詳しくは、LORRIC 台湾製・特許取得済みのワンクリック作動可能な超音波流量計をご覧ください。
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可変面積流量計（ロタメーター）
フロートは、下部が狭く上部が広いテーパー管内に浮いています。流体が管を通過すると、圧力差が生じ、フロートの重量と釣り合う上向きの力が安定した平衡状態を作り出します。流量が増加すると、フロートを平衡状態に保つために必要な断面積が大きくなるため、フロートはより高い位置に上昇します。このように、可変面積流量計（ロタメーター）は、フロートが安定する断面積の変化を観察することで流量を測定します。
▪ 詳しくは、LORRIC 台湾製・特許取得済みのポインターロタメーター流量計をご覧ください。
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コリオリ流量計
コリオリ流量計は、コリオリ力という物理現象を利用して質量流量を測定します（回転系内で直線的に動く粒子が、回転と平行でない場合、系の慣性によって軌道がずれる現象）。流体がU字型の管を通過すると、コリオリ力により管がわずかにねじれ、振動します。入口と出口の流れの方向の違いにより、U字型管がねじれます。入口と出口付近に設置されたセンサーがこれらの振動を検出し、計算します。振動の振幅と周波数を解析することで、質量流量や流体密度を特定できるため、質量流量測定に特化した流量計です。
▪ LORRICでは、さまざまな流量計をご用意しています。お気軽にお問い合わせください！
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羽根車式 流量計
水車の構造に似たこの装置では、流体が通過することで回転が発生します。羽根に埋め込まれた磁性金属部品がパルス信号を生成し、センサーがこれを検出します。このパルスを数えることで、流速を流量に変換できます。パドルホイール流量計の計算方法は次の通りです：1パルスあたりの流量 × パルス数 ÷ 時間 = 瞬時流量。
▪ 詳しくはLORRIC 台湾製 30倍出力特許取得済みパドルホイール流量計をご覧ください。
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容積式流量計
容積式流量計は、固定された小さな容積室（一般的には測定室と呼ばれる）を備え、この室を通過する流体の容積を繰り返し計測することで流量を測定します。測定室内にはギア（回転部品）が設置されています。流体が流量計を通過する際、入口と出口で圧力差が生じ、その力でギアが回転し、流体を連続的に出口に押し出します。
測定室の容積が固定されているため、ギアの回転数を測定することで、流量計を通過した流体の容積を正確に測定できます。一般的に、ギアは高い化学耐性を持つよう設計されています。容積式流量計は、高い圧力差対応能力、高粘度液体への適応性、および高精度という特徴を持っています。
▪ LORRICでは様々な種類の流量計を取り扱っています。ご相談はお気軽にお問い合わせください！
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渦流式流量計
渦流式流量計は、ハンガリー系アメリカ人の技術者であり物理学者であるセオドア・フォン・カルマンが1912年に理論的に記述した「カルマン渦列の原理」に基づいて動作します。管内に障害物を設置し、流体がこの障害物を通過すると、下流で渦が発生します。渦の発生頻度は流速に比例します。通常、超音波法を使用して渦の周波数を測定し、この周波数から流量を算出します。
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タービン流量計
タービン流量計のパイプの中心にタービンが配置されています。流体が通過すると、その力がタービンブレードに作用し、回転を引き起こします。安定した回転速度に達すると、それは流速に直接比例します。磁気検出によりパルス信号が生成され、センサーによって流量を計算するために変換されます。RPM（毎分回転数）は流量に直接比例し、回転数は通過した総量に比例します。
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差圧式流量計
差圧式（スロットリング式）流量計は、流体がスロットリング装置を通過する際に発生する圧力差を利用して流量を測定します。精密に加工されたオリフィスを使用して、入口と出口での圧力を測定します。このオリフィスを越える入口と出口の圧力差を基に流量が算出されます。流速はオリフィスのサイズとも関連しています。
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層流式流量計
層流式流量計は、センサーと差圧計で構成され、センサーの両端での圧力差を検出して流量を測定します。この原理は、粘着力の影響により流体の流れが圧力エネルギーの損失を引き起こすことに基づいています。安定した流れの過程では、圧力損失、流体粘度、および流量の間に一定の関係があります。差圧（△P）は体積流量（Qv）と線形関係を持っています。このタイプの流量計は主に小流量の測定に使用されますが、高粘度流体に適用する場合は、安定した層流状態を維持することが重要です。
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電磁流量計
電磁流量計は電磁誘導の原理に基づいて動作します。導電性流体の流量を、磁場を通過する際に発生する起電力を検出して測定します。配管上部に設置されたコイルが磁場を生成し、流体には電荷を持つイオンが含まれている必要があります。流体が磁場を通過すると、配管の両側に電圧が誘導されます。この起電力は平均流速に比例しており、流量の計算に使用されます。
▪LORRICは多種多様な流量計を提供しています。お気軽にお問い合わせください！
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熱式質量流量計
熱式質量流量計は、流体内に配置された2本のチューブ（または加熱可能な物体）で構成されています。そのうち1本のチューブが加熱され、流体が加熱されたチューブと接触すると熱が奪われ、流体の温度が上昇します。この2本のチューブ間の温度変化を測定することで、流量を算出できます。この原理は、一般的に安定状態に到達するまでに時間がかかる傾向があります。
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