流量計には無数の種類がありますが、どのように選ぶべきでしょうか？この記事は、流量計購入時の課題に対応し、読者が自分のニーズに最も適したものを選べるように助けることを目的としています。
購入前に：流量計の種類とは？
様々な用途に対応するため、市場には多種多様な流量計があります。しかし、これらは計測原理に基づいて大まかに分類することができます。以下に10種類の一般的なタイプを紹介します：
この記事では、流量計の選び方を解説し、10種類の流量計の特性や適用条件を理解してもらうことを目的としています。これにより、読者が初期選定を行うための手助けができます。この内容は、流量計にあまり馴染みのない読者向けに設計されています。基本的な理解がある方は、メーカーに直接連絡して、さらに詳細な相談や購入アドバイスを受けることをお勧めします。流量計の動作原理について詳しく知りたい場合は、「
5分で学べる！流量計の動作原理」を参照してください。
流量計の選び方
1. 流量計の流体媒体
流量計を選ぶ際、最初に決めるべきことは、どの媒体を測定するのかです。液体用ですか、それともガス用ですか？流量計は異なる計測原理で動作するため、すべてが液体とガス両方に適しているわけではありません。
また、購入前にメーカーに液体や配管に関する詳細情報を提供することをお勧めします。これには液体のpH値、配管が満たされているか、気泡の有無、液体の粘度などが含まれます。これらの詳細情報を提供することで、最も適切な流量計を選ぶ手助けになります。
1. 超音波流量計
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2. 羽根車式流量計
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3. 面積式流量計（ロタメーター）
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4. コリオリ流量計
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5. 正確容積流量計（ギア流量計）
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6. 渦流量計
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7. タービン流量計
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8. 差圧流量計
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9. 電磁流量計
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10. 熱量流量計
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2. パイプラインの圧力定格と温度範囲
パイプラインの圧力と温度は、流量計を選定する際に重要な考慮事項です。流量計には圧力と温度に対する耐性が異なるものがあります。同じ種類の流量計でも、材料の違いや特別な設計要件により、許容範囲が異なることがあります。
エンジニアリング設計においては、安全マージンとして10の単位を追加することが一般的に推奨されます。例えば、パイプ内の液体の温度が50℃で圧力が20 kg/cm²の場合、流量計は理想的には最低60℃（50 + 10）の温度耐性と、最低30 kg/cm²（20 + 10）の圧力耐性を持っているべきです。これにより、安全性が確保されます。
➤ 流量計の圧力範囲と動作温度の参考表：
エマーソン、エンドレス+ハウザー、ダウエストンなどの流量計メーカーの公式ウェブサイトから編纂：
圧力はMPaで測定されます：
低圧: ≤ 1.0 MPa
中圧: 1.0 MPa から 10 MPa
高圧: > 10 MPa
➤ パイプ内の温度は摂氏度（℃）で測定されます：
低温: -40℃ から 0℃
中温: 0℃ から 100℃
高温: > 100℃
3. 流量計の測定範囲
流量計の測定範囲は、設備パイプライン内の液体流量の変動範囲を超えるべきです。
必要な範囲に合った流量計を選択することをお勧めします。例えば、設備の測定範囲が20～100 LPMの場合、100を20で割ると比率は5になります。この場合、1:5より大きな範囲の流量計を選ぶことをお勧めします。
さらに、流量計の最小測定流量は20 LPM未満で、最大測定流量は100 LPMを超えるべきです。例えば、15～150 LPMまたは10～200 LPMの範囲を持つ流量計を選ぶことができます。
測定範囲の最小値（下限）はゼロ点（境界値）に影響を与え、最大値は流量計の精度に影響を与えます。誤差は通常、上限（フルスケール）のパーセンテージとして計算されます。したがって、最小値と最大値の間隔が広すぎると、低流量時の精度は一般的に低下します。
➤ 流量計の測定範囲に関する参考表：
高範囲比：> 1:50
非常に小さい流量と大きい流量の両方を測定する必要があるアプリケーションに適しています。
中範囲比：1:20 ～ 1:50
ほとんどの産業アプリケーションに最適です。
低範囲比：< 1:20
狭い流量範囲で比較的安定した流量を持つアプリケーションに最適です。
4. 流量計の精度要件
精度は重要ですが、高い精度は通常、高い価格を伴います。ニーズに基づいて精度とコストのバランスを取ることをお勧めします。例えば：
パイプラインを通る水道水の量を推定するだけであれば、高精度の流量計は必要ありません。
精密なプロセスで化学薬品を監視するような用途では、より高い精度の液体流量計が必要です。
以下では、流量計の精度に関連する重要な用語をいくつか紹介します：
1) 再現性と測定精度
再現性
定義：同じ量を同一条件下で何度も測定した際の結果の一貫性または接近度。再現性は、短期間における測定装置やシステムの安定性を反映します。
例：水流量計を使用して、同じ流量（例：1秒あたり10リットル）を測定し、同一条件下で10回測定した場合、再現性が高ければ、結果は非常に近い値になるはずです。例えば、9.98、9.99、10.01リットルのようになります。再現性が高いほど、データのばらつきが小さくなります。
測定精度
3. 流量計の測定範囲
流量計の測定範囲は、設備パイプライン内の液体流量の変動範囲を超えるべきです。
必要な範囲に合った流量計を選択することをお勧めします。例えば、設備の測定範囲が20～100 LPMの場合、100を20で割ると比率は5になります。この場合、1:5より大きな範囲の流量計を選ぶことをお勧めします。
さらに、流量計の最小測定流量は20 LPM未満で、最大測定流量は100 LPMを超えるべきです。例えば、15～150 LPMまたは10～200 LPMの範囲を持つ流量計を選ぶことができます。
測定範囲の最小値（下限）はゼロ点（境界値）に影響を与え、最大値は流量計の精度に影響を与えます。誤差は通常、上限（フルスケール）のパーセンテージとして計算されます。したがって、最小値と最大値の間隔が広すぎると、低流量時の精度は一般的に低下します。
➤ 流量計の測定範囲に関する参考表：
高範囲比：> 1:50
非常に小さい流量と大きい流量の両方を測定する必要があるアプリケーションに適しています。
中範囲比：1:20 ～ 1:50
ほとんどの産業アプリケーションに最適です。
低範囲比：< 1:20
狭い流量範囲で比較的安定した流量を持つアプリケーションに最適です。
4. 流量計の精度要件
精度は重要ですが、高い精度は通常、高い価格を伴います。ニーズに基づいて精度とコストのバランスを取ることをお勧めします。例えば：
パイプラインを通る水道水の量を推定するだけであれば、高精度の流量計は必要ありません。
精密なプロセスで化学薬品を監視するような用途では、より高い精度の液体流量計が必要です。
以下では、流量計の精度に関連する重要な用語をいくつか紹介します：
1) 再現性と測定精度
再現性
定義：同じ量を同一条件下で何度も測定した際の結果の一貫性または接近度。再現性は、短期間における測定装置やシステムの安定性を反映します。
例：水流量計を使用して、同じ流量（例：1秒あたり10リットル）を測定し、同一条件下で10回測定した場合、再現性が高ければ、結果は非常に近い値になるはずです。例えば、9.98、9.99、10.01リットルのようになります。再現性が高いほど、データのばらつきが小さくなります。
測定精度
5. 流量計の設置環境
流量計を選択する際、設備がパイプの切断を伴うことができるか、またはパイプの切断が必要かどうか、設置場所も重要な要素です：
システムを停止し、パイプを切断して設置できるかどうかを確認：
パイプラインを停止したり切断したりできない場合、超音波流量計などの非接触型流量計が推奨されます。しかし、パイプを切断せずに流量計を設置するには通常、高い予算が必要です。
パイプ材質に基づいて適切な接続方法を選択：
適切な接続方法は、流量計のシール性を高めます。
金属パイプ（例：ステンレス鋼、銅）：通常、溶接またはフランジ接続が必要です。
プラスチックパイプ（例：PVC、PPH）：通常、接着剤やねじ接続を使用します。
腐食抵抗の必要性を考慮：
流体が腐食性である場合、PVC、PPH、PVDF、PFAなどの高化学耐性材料で作られた流量計を選ぶべきです。
設置位置に注意—水平または垂直？
選択した流量計が、最適な性能を発揮するために意図した向きで効果的に設置できることを確認してください。
水平または垂直の測定は設置時に特定の考慮事項を伴うため、現場の条件に基づいて適切な流量計を選択することが重要です。
水平パイプラインの場合：
流量計はU字型パイプの底部など、低い位置に設置するのが最適です。高い位置に設置すると、圧力が不十分になり、液体がパイプを完全に満たさないことがあり、流量測定が不正確になる可能性があります。
垂直パイプラインの場合：
流量計は液体が上向きに流れるセクション（下から上）に設置することをお勧めします。液体が下向きに流れる（上から下）場合、液体はセグメントごとに落下し、流速が不安定になることがあります。上向きに流れるセクションに流量計を設置することで、より安定した正確な測定が確保できます。
6. 流量計の取得コストと特別な認証
流量計を購入する際には、デバイス自体のコストだけでなく、設置、メンテナンス、および運用費用も考慮することが重要です。例えば、電子流量計は長い耐用年数を持っていますが、精度を保つためには定期的な校正が必要です。
さらに、流量計が特定の認証要件を満たす必要があるかどうかを確認してください。特に、高い安全性や防爆基準が求められる産業環境では、特別な認証が必要です。以下は特別な認証の例です：
➤ AmazonやAlibabaなどのeコマースプラットフォームで観察された価格帯に基づいて、DN25（1インチ）を標準として使用：
高コスト：$1200以上
中コスト：$600〜$1200
低コスト：$600未満
7. 流量計の信号伝送
一部のシナリオでは、流量データの保存と伝送が必要です。さらに、近年、エネルギー管理法により、建物や作業場などの設備は年間エネルギー報告を行う必要があり、データ収集機能を持つ流量計が求められています。
流量計を購入する際には、通信インターフェースとプロトコルの互換性を確認することが重要です。メーカーが提供する流量計カタログを参照し、通信モードを確認してください。
通信モードについてさらに詳しく知りたい方は、以下のリソースをご覧ください：
8. 流量計の特徴のまとめ
流量計タイプ
|
圧力範囲
|
パイプ内の液体温度 |
| 1. 超音波流量計 |
高圧（パイプ外に設置、圧力制限なし） |
低温から高温 |
| 2. パドルホイール流量計 |
低圧 |
中温 |
| 3. 可変面積流量計（ロタメーター） |
低圧 |
中温 |
| 4. コリオリ流量計 |
中圧 |
低温から高温 |
| 5. 定容積流量計（ギア流量計） |
中圧 |
低温から中温 |
| 6. 渦流流量計 |
中圧 |
低温から高温 |
| 7. タービン流量計 |
中圧 |
低温から中温 |
| 8. 差圧流量計 |
高圧 |
低温から高温 |
| 9. 電磁流量計 |
中圧 |
中温 |
| 10. 熱質量流量計 |
低温から中温 |
低温から高温 |
| 分類基準 |
圧力 (MPa) |
温度 (°C) |
レンジ比 |
精度 (FS) |
コスト (USD) |
| 高精度 |
> 10 MPa |
> 100°C |
> 1:50 |
≤ ±0.5% |
> 1200 |
| 中精度 |
1.0 MPa ～ 10 MPa |
0°C ～ 100°C |
1:20 ～ 1:50 |
±0.5% ～ ±2% |
600 ～ 1200 |
| 低精度 |
≤ 1.0 MPa |
-40°C ～ 0°C |
< 1:20 |
> ±2% |
< 1200 |
5 正 displacement 流量計（ギア流量計）
中-低
中-低
中-高
中
中
6 渦流流量計
中-低
低-高
中-低
中
中
7 タービン流量計
中-低
中-低
中-低
中
低
8 差圧流量計
低-高
低-高
中-低
中-高
高
9 電磁流量計
9 電磁流量計
中-低
低-高
中-高
中-高
中-低
10 熱量質量流量計
中-低
中-低
中-低
中
中-高
▸ 詳細なモデル情報は以下の記事を参照してください：
超音波流量計：LORRIC FU-ES、KEYENCE FD-Q、EMERSON Flexim FLUXUS H721、Endress-Hauser Proline Prosonic Flow 91W；パドルホイール流量計：LORRIC FP-AS510 P025、FineTek EPR；ロタメーター：LORRIC F301、SinJin H-100；コリオリ流量計：Doweston FTM-1600F、Endress-Hauser Proline Promass F 300；正確排量流量計：Doweston FTC-1600；渦流流量計：Doweston FTV-1600S、EMERSON Rosemount 8600；タービン流量計：Doweston FTR-1600R；差圧流量計：Doweston PD-750W、EMERSON 3051SFA；電磁流量計：Doweston FTE-1600S、Endress-Hauser Proline Promag W 400；熱量質量流量計：Doweston FTW-1600T、Endress-Hauser Proline t-mass A 150
上記の情報が、読者の皆様が適切な流量計を選択するのに役立つことを願っております。流体分野で30年の経験を持つLORRICは、信頼できる製品とサービスの提供に努めています。弊社はさまざまな流量計を取り揃えており、上記の表にある流量計の名前をクリックすると、それぞれの製品ページにアクセスできます。購入や技術に関するその他のご質問があれば、お問い合わせからメッセージをお寄せください。