挿入型超音波流量計とインライン型超音波流量計の違いと選択のポイント

1. はじめに

超音波流量計は、超音波を用いて流体の流量を測定する計測器です。非接触測定、高精度、広い測定範囲といった利点を持ち、様々な流体に適用できるため、石油化学、水処理、食品・飲料、医薬品などの業界で広く利用されています。本稿では、プラグイン式超音波流量計とチューブセグメント式超音波流量計の違い、および選定ポイントについて解説し、ユーザーが実際のニーズに合わせて適切な超音波流量計を選択できるよう支援します。

2. 挿入式超音波流量計

動作原理

挿入型超音波流量計は、プローブを配管内に挿入し、流体中を伝わる超音波の速度差を利用して流量を算出します。超音波がプローブから流体へと伝わる際、順方向の伝搬速度は逆方向の伝搬速度よりも速くなります。この2つの速度差を測定することで、流体の流量を算出できます。

特異性

（１）取り付けが簡単：パイプを切断する必要はなく、パイプに穴を開けてプローブを挿入するだけです。

（２）大口径パイプラインに適している：プラグイン式超音波流量計はプローブサイズが小さいため、大口径パイプラインの流量測定に適しています。

（３）メンテナンスが容易：プローブは分解や交換が容易で、定期的なメンテナンスや清掃が簡単に行えます。

3. インライン超音波流量計

動作原理

管状超音波流量計は、管内に特定の構造を持つ管状セグメントを設置し、そのセグメント内における超音波の伝搬特性を利用して流量を測定する装置です。流体が管内を通過する際、流体の速度と圧力によって超音波の伝搬速度と振幅が変化します。これらのパラメータを測定することで、流体の流量を算出することができます。

特異性

（１）高精度：パイプセグメント超音波流量計の特殊な構造により、より高い測定精度が得られます。

（２）広い測定範囲：管状超音波流量計は、さまざまな流体速度と圧力範囲に対応でき、広い測定範囲を備えています。

（３）長期安定性に優れている：管状構造が安定しているため、長期安定性に優れ、長期連続測定に適しています。

4. 選定の要点

プラグイン式超音波流量計または管状超音波流量計を選択する際には、以下の点を考慮する必要があります。

測定精度：実際のニーズに応じて適切な測定精度を選択してください。高精度な測定が必要な場合は、管状超音波流量計を選択できます。精度要件が高くない場合は、プラグイン式超音波流量計を選択できます。

設置方法：配管の実際の状況と設置条件を考慮し、適切な設置方法を選択してください。配管径が大きい場合や設置スペースが限られている場合は、プラグイン式超音波流量計を選択できます。配管径が小さい場合や長時間の連続測定が必要な場合は、配管セグメント式超音波流量計を選択できます。

メンテナンス要件：メンテナンスと清掃の容易さを考慮してください。定期的なメンテナンスと清掃が必要な場合は、プラグイン式超音波流量計を選択できます。メンテナンス要件が高くない場合は、パイプセグメント式超音波流量計を選択できます。

流体の特性、温度・圧力範囲：流体の特性（腐食性、粘度など）と温度・圧力範囲を考慮してください。測定の精度と安定性を確保するために、超音波流量計の適切な材質と構造を選択してください。

経済性：測定要件を満たすことを前提として、機器の経済性を考慮します。プラグイン式超音波流量計は一般的に安価で、パイプセグメント式超音波流量計は高価です。ご予算と実際のニーズに合わせてお選びください。

挿入型超音波流量計と管状型超音波流量計はそれぞれ特徴があり、実際のニーズに応じて選択する必要があります。選択にあたっては、測定精度、設置方法、メンテナンス要件、流体特性、温度・圧力範囲、そして経済性などを考慮する必要があります。適切な超音波流量計を選択することで、生産効率の向上、コスト削減、そして製品品質の確保につながります。