標準差圧式流量計

標準差圧式流量計

1.流量絞り装置の測定原理

配管に充填された流体は、配管内の絞り装置（オリフィスプレート、ノズルなど）を流れると、流体は絞り装置の絞りに局所的に収縮し、流速を増加させ、静圧を低下させるので、絞り前後に圧力降下または差圧と呼ばれ、媒体流の流速が大きいほど絞り装置前後に発生する差圧が大きくなるので、差圧を測定することで流体流量の大きさを測定することができる。

スロットル装置の前後の適切な位置に取圧点1と2を設け、スロットルスロート部の孔径をd（mm）、パイプ内径D（mm）、過流断面の面積A、過流断面上の流体の速度v、流体の位置高さh、流体の質量流量をQ、流体の作動状態における密度をp（kg/m）とする³）を選択すると、2つの取圧断面上の流体の速度と圧力パラメータは、

式中：C−−は流出係数、B−−スロットル装置の直径比、e--は膨張性係数

関係式から、オリフィスの孔径がdであり、流体密度pが一定である場合、流量と静圧差△pは平方根関係になり、差圧計器で測定された静圧差の大きさから流量の大きさがわかる。式中の流量係数は理論方程式によって導出されるのではなく、流体の過流断面における流速分布及び流体がスロットル装置を流れるエネルギー損失を考慮して決定され、その決定要素はスロットル装置の構造である。これに対して、国際国内にはスロットル装置の構造の製造基準があるため、スロットル装置には標準と非標準の2つの構造形態がある。

標準絞り装置は校正されていない絞り装置が十分な実験校正を経た絞り装置と幾何学的に類似しており、動力学が類似していると仮定し、すなわち標準文書（GB/T 2624またはISO 5167）のすべての要求に符合し、その測定精度は標準に規定された測定誤差内にあり、質量流量と差圧の関係は上述の流量方程式によって決定することができる。幾何学的に類似した条件を達成するには、主に絞り装置の構造形式、取圧装置、絞り部品の上下流直管段などの製造と取り付けが基準を満たす各規定がある。動力学的に類似した条件はReynolds数が等しいことである。

2.流量絞り装置の特性と技術指標標準差圧式流量計

2.1特徴

1）測定に適した媒体が多く、適用されるケースの範囲が広い

2）技術＊成熟、信頼性が良い

3）製造の標準化、再現性が良い

4）耐用年数が長く、メンテナンスが簡単

2.2流量絞り装置の主な技術指標

GB/T 2624（またはISO 5167）基準に規定された構造形式、技術要求を満たす絞り装置は標準絞り装置であり、その他は非標準絞り装置である。標準絞り装置は実流によって標定されなくてもよく、その精度も標準に規定された測定誤差内にある。

1）標準オリフィスプレート流出係数の不確定度8 c/Cは以下の通り：

B≦0.6の場合、不確定度は士0.6%

0.6<B≦0.75の場合、不確定度は士B%

（Bはオリフィスの直径比）

2）標準ノズル流出係数の不確定度8 c/Cは以下の通り：

B≦0.6の場合、不確定度は士0.8%

0.6<B≦0.8の場合、不確定度は士（2 B−0.4）%

（Bはオリフィスの直径比）

3）標準ベンチュリ管流出係数の不確定度8 c/Cは以下の通り：

粗鋳造収縮部を有するベンチュリ管で、不確定度は士0.7%

機械加工用収縮部を有するベンチュリ管で、不確定度は0.1%

粗溶接鉄板の収縮部を有するベンチュリ管で、不確定度は1.5%

実流標定を経た絞り装置は、流量積算器やシステムに標定を用いて得られたデータを採用し、測定精度をより高くすることができる。