クランプオン式超音波温度計

クランプオン式超音波温度計は、熱を測定するための機器です。これは主に、流体中の超音波の伝播における時間差の原理に基づいています。熱交換システムでは、パイプ内を温水（またはその他の熱媒体）が流れています。超音波トランスデューサはパイプの外側に設置され（これが「外側クランプ」の意味です）、一方のトランスデューサが超音波信号を送信し、もう一方のトランスデューサが信号を受信します。
流体の流れの方向によって、超音波の上流側と下流側の伝播時間が異なります。この時間差を測定し、パイプの内径、流体中の超音波の伝播速度などのパラメータと組み合わせることで、流体の流量を計算できます。次に、流体の流量、温度差（高温流体の入口温度と出口温度の差）、流体の比熱容量などのパラメータに基づいて、熱計算式（ここで、は熱量、は質量流量、は比熱容量、は温度差）を使用して熱量を計算します。
アドバンテージ
簡単な設置：外部クランプ式なので、配管を切断する必要がなく、既存の配管システムを熱量測定用に改造する際に配管を損傷することもありません。例えば、古いセントラルヒーティングシステムで熱量計を追加したい場合、外部超音波式熱量計を暖房配管に簡単に設置できます。
高精度：適切な動作条件下では、超音波伝搬時間の差を正確に測定し、それに基づいて流体の流量と熱量を正確に算出できます。その測定精度は、ほとんどの産業および民生用熱量測定の要件を満たします。
メンテナンスコストが低い：流体と直接接触する部品がないため、流体の腐食やスケール付着などによる機器の損傷を軽減できます。また、外部クランプ式トランスデューサなどの部品が故障した場合でも、比較的簡単に交換でき、複雑な配管の分解などの作業は不要です。
欠点
パイプラインに対する高い要求：パイプラインの材質や表面状態は超音波の伝搬に影響を与えます。例えば、パイプの壁が厚すぎたり、パイプの表面が不均一で錆が多い場合、超音波信号が著しく減衰し、測定精度に影響を及ぼします。
校正は複雑です。測定精度は、流体の性質（密度、粘度など）、配管の寸法精度など、多くの要因に影響されます。そのため、校正作業では考慮すべき要素が多く、校正プロセスは比較的複雑であり、専門的な機器と技術者が必要となります。
アプリケーションシナリオ
セントラルヒーティングシステム：都市型セントラルヒーティングの熱供給利用者において、各世帯の熱消費量を測定し、暖房費の適正な精算を行うために使用されます。外部クリップ式超音波熱量計を設置することで、各利用者の実際の熱量を正確に測定でき、暖房システムの省エネルギーと排出削減を促進することができます。
工業用熱交換プロセス：化学、製薬などの工業分野では、数多くの熱交換プロセスが存在します。外部クランプ式超音波熱量計は、熱交換装置の熱伝達を監視するために使用でき、生産プロセスの最適化とエネルギー効率の向上に役立ちます。例えば、化学反応器の熱交換ループでは、熱の入出力をリアルタイムで監視し、反応プロセスの制御に必要なデータを提供することができます。