ガス渦電流計

工業ガス計量分野では、ガス渦電流計ガス媒体への正確な適合性により、天然ガス、圧縮空気、窒素ガス、ガスなどのガス流量測定の核心設備となり、エネルギー、石油化学工業、市政、冶金などの業界に広く応用されている。それは「カルメン渦街」の原理に基づいて、ガス密度が温度、圧力の影響を受けやすい特性に対して、温圧補償、防爆、耐干渉などの専用設計を集積し、伝統的なガス流量計（例えば孔板流量計）の圧損が大きく、量程が狭い問題を解決しただけでなく、スマートモジュールを通じてデータのデジタル化管理を実現し、工業自動化とガス貿易決済の需要に適している。

一、核心優勢：ガス測定のために設計された特性

1. ガス適合性が強い：ガス密度が低く、温度圧力変動の影響を受けやすい特徴に対して、高精度温度、圧力センサーを内蔵し、リアルタイムの温圧補償をサポートし、理想的なガス状態方程式を通じて密度変化を自動的に修正し、作業状況の変動時（例えば天然ガス輸送圧力変化、圧縮空気温度変動）においても測定精度を維持することを確保し、通常の精度は±0.5%～±1.0%Rに達し、貿易決算級の要求を満たす。

2. こうレンジぼうがい：ルノー数5×10³~ 1×10⁶範囲内で、渦街の周波数はガス流速と線形に相関し、距離比は1：10～1：30に達し、0.3 m/s（低流速天然ガス）から30 m/s（高流速圧縮空気）までの広い範囲の測定をカバーでき、間欠給ガス、負荷変動の大きいシーン（工場空圧機の起動停止、住民ガスの朝夕のピークなど）に適している。同時に、二周波数励磁、デジタルフィルタ技術を採用し、パイプ振動、モータ電磁干渉を効果的に防止し、信号の安定を確保する。

3. 安全で耐久性の高いメンテナンス：測定管内に機械運動部品がなく、渦巻発生体と圧電/容量検出器だけで測定を実現し、ガス不純物（例えば粉塵、微小粒子）による摩耗、引っ掛かりの問題を回避し、使用寿命は8-10年に達する。可燃性・爆発性ガス（例えば天然ガス、ガス）に対して、防爆型（Exd IIB T 4）、ベンアン型（Exia IIC T 6）の防爆設計を提供し、危険な環境安全要求を満たし、維持量はタービン流量計の1/3にすぎない。

4. インテリジェントな機能：LCD/OLEDスクリーンを備え、リアルタイムで瞬時流量、累積流量、ガス温度、圧力、標準体積流量などのパラメータを表示する、データストレージ（容量10万本以上）をサポートし、Uディスクを通じて歴史データを導出し、エネルギー消費統計、環境保護トレーサビリティの需要を満たすことができる、故障自己診断機能を備え、渦街信号異常、センサ故障、温圧補償故障などの問題を監視でき、音響光学警報や故障コード提示を通じて、運行維持の難度を下げる。

二、動作原理：ガス流量の正確な変換ロジック

ガス渦電流計の測定コアは「ガス流速-渦街周波数-標準流量」の3段階転化であり、ガス特性強化のためのキー設計：

1. 機械測定ユニット：ガスが測定管に入った後、三角形/台形渦発生体（材質は316 Lステンレス鋼、ハースト合金が多い）を流れ、発生体の両側に交互に渦（カルメン渦街）を発生する。ガス流速が高いほど渦街の周波数は速くなり、高温に耐え、腐食に強い圧電検出器を通じて渦による圧力変動を捕捉し、周波数に比例する電気信号を出力する。発生体の寸法はガス流体動力学によって最適化され、低流速時にも安定渦街が発生することを確保し、ガス流速の低さによる測定盲点を回避する。

2. インテリジェント補償と計算ユニット：元の電気信号は増幅、フィルタ処理を経てマイクロプロセッサに転送され、まず公式に基づいて瞬間体積流量Q＝f×π×D²×d/（4×St）（fは渦街周波数、Dは管内径、dは発生体寸法、Stは定値）運転状態体積流量を計算する。更に内蔵温度センサー（精度±0.5℃）、圧力センサー（精度±0.2%FS）を通じてガスのリアルタイム温圧を収集し、理想的なガス状態方程式に代入するQn = Q×(P0×T)/(P×T0)（Qnは標準体積流量、P 0、T 0は標準状態温圧、P、Tは運転状態温圧）、自動的に標準体積流量に換算し、温圧変動が計量に与える影響を取り除き、データが貿易決済または技術制御の要求に符合することを確保する。

三、分類と選択：正確な整合ガスの運転状況

（一）主流分類

1. インストール方法別：

o パイプ式：パイプフランジ/ねじ山に直接接続し、DN 15 ~ DN 300ガスパイプ（例えば天然ガス入戸パイプ、工場圧縮空気支管）に適用し、測定精度が高く、工業の主流タイプである。

o 挿入式：パイプの穴を開けてプローブを挿入することにより、パイプを切断する必要はなく、DN 300 ~ DN 2000大口径ガスパイプ（例えば都市天然ガスパイプ網の主幹管、発電所の高炉ガスパイプ）に適用し、設置コストが低く、多点測定平均流速、精度±1.5%~±2.0%Rを実現することができる。

o クランプ式：クランプフランジ接続、溶接不要、薄肉ガス管（実験室ガス管路など）または仮測定シーンに適合。

2. 防爆レベル別：

o 普通型：爆発リスクのないクリーンガス環境（例えば圧縮空気、窒素輸送）に適用し、爆発防止設計がなく、コストが低い。

o 防爆型：分離爆型（Exd IIB T 4）、天然ガス、ガスなどのIIB級防爆シーンに適用する、本安型（Exia IIC T 6）は、水素、アセチレンなどのIIC級ハイリスク防爆シーンに適用され、安全性がより高く、化学工業、石油などの危険区域の使用要求を満たす。

3. 補償方法別：

o 単補償型：圧力補償或いは温度補償のみを持ち、温圧変動の小さい気体（例えば職場圧縮空気、温度変動≦5℃）に適用する。

o 二重補償型：同時に温度、圧力補償を持ち、温圧変動の大きいガス（例えば天然ガス長送管、蒸気伴熱ガス管）に適用する

（二）型選択の重要なポイント

1. ガス特性適合：ガスのタイプ（清潔/雑多、燃えやすく爆発しやすい）を明確にする：雑多ガス（例えばガス、含塵窒素ガス）を含む場合、塞ぎ止め型構造を選択し、ガスフィルタ（精度≦1 mm）をセットにする必要がある、可燃性・爆発性ガスは、安全リスクを回避するために、防爆等級に対応する型番を選択しなければならない。

2. 流量と温圧範囲：運転状況の最大流量≦計器のフルレンジ80%、最小流量≧10%を確保し、レンジの過負荷や低すぎることによる精度低下を避ける、ガスの最高温度、圧力が計器定格値を超えないことを確認する（通常型は耐温-40 ~ 200℃、耐圧1.6 ~ 10 MPa、高温高圧型は350℃、32 MPaに達することができる）。

3. 機能と認証要件：貿易決済は計量認証（OIML R 60、CNAS）付きの二重補償モデルを選択し、データの合法性を確保する必要がある、自動化シーンは通信プロトコル（RS 485-Modbus、HART、Profinet）を確認し、PLC/DCSシステムとの相互接続を実現する必要がある、リモート監視の要件は、4 G/LoRaワイヤレスモジュール付きモデルを選択することができます。

四、業界応用：ガス計量痛点の解決

· エネルギー業界：二重補償防爆型配管式ガス渦電流計（DN 50 ~ DN 200）天然ガス分送ステーションに使用し、天然ガス分送流量を測定し、標準体積流量データを4 Gを通じてガス会社スケジューリングセンターに転送し、遠隔抄表と貿易決済を実現する。シェールガス採掘現場では、ベンジン型ガス渦電流計採掘に伴う生気流量を測定し、ハイリスク防爆環境に適応する。

· 石油化学工業：塞ぎ止め型挿入式ガス渦電流計（DN 800）精製工場の高炉ガス管に用いられ、セットフィルターはガス中の粉塵が計器に与える影響を減少させ、リアルタイムでガス流量を監視し、燃焼プロセスを最適化する、エチレン装置では、耐食性ガス渦電流計（ハースト合金材質）分解ガス流量を測定し、腐食性ガスの配合に適している。

· 市政業界：パイプ式ガス渦電流計（DN 25 ~ DN 100）団地の天然ガス圧力調整ステーションに用いられ、ダブル補償機能は住民用ガスの計量が正確であることを確保し、RS 485通信の集中的な抄表の実現をサポートし、人工抄表の代わりにする、都市ガス緊急貯留所では、防爆型ガス渦電流計ガス備蓄と輸送流量を監視し、供給ガスの安定を保障する。

· 冶金業：高温ガス渦電流計（耐温350℃）製鉄所の転炉ガス管に用い、ガス回収流量を測定し、データをエネルギー管理システムに伝え、ガス資源の効率的な利用を実現する。アルミニウム工場では、普通型ガス渦電流計窒素ガス保護ガス流量を測定し、アルミニウム加工過程の不活性ガス環境の安定を確保する。

五、メンテナンスの要点：ガス計量の安定を保障する

1. 定期的な清掃と検査：3-6ヶ月ごとにフィルターを検査し、フィルターの不純物を整理し、詰まりがガスの流通に影響を与えないようにする、6-12カ月ごとにセンサーを取り外し、渦発生体と検出器を清潔にし、粉塵や油汚れを除去し、渦街の安定した発生を確保する。配線端子が緩み、接触不良による信号遮断を回避するかどうかを点検する。

2. 環境と安全保護：室外に設置された計器は雨水が変換器に入ったり、高温で日焼けしたりして電子部品の寿命に影響を与えないように、雨水を遮蔽カバーを取り付けなければならない。防爆型計器は通電状態での取り外しを厳禁し、メンテナンス時にまず電源を切り、防爆安全規範に適合することを確保する。高電圧ケーブル、大型モータなどの強磁場から離れ、電磁干渉による信号への影響を減らす。

3. 定期的なキャリブレーション：1-2年ごとに計器を校正し、貿易決算計器は毎年必ず校正し、標準表法または音速ノズル法を採用し、渦街周波数と流量の線形関係、温圧補償精度を重点的に校正し、測定誤差が許容範囲内であることを確保し、計器ドリフトによる計量紛糾または技術制御偏差を回避する。

以上、ガス渦電流計「正確な補償、広いレンジ、高安全、メンテナンスしやすい」という特性で、ガス計量分野の好ましい装備となっている。工業ガスのエネルギー化、微細化応用の推進に伴い、AI知能診断、5 G無線相互接続技術をさらに融合させ、ガスエネルギー管理、貿易決済のためにより効率的で信頼性の高い計量ソリューションを提供し、企業のコスト削減と安全運営を支援する。