磁気流量計

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磁気流量計入門

磁気流量計 (磁気流の流量計測計) は、可動パーツを使わずに体積流量を測定する流量計であり、廃水処理的な用途や導電性または水ベースの汚水処理に最適なものです。一般的に、磁気流量計は炭化水素や蒸留水、多くの非水系溶液には使えません)。磁気流量計は、圧力ドロップが小さく保守要求も少ない用途にも理想的な計器です。

動作原理
ファラディの公式磁気流量計の動作はファラディの公式に基づいています。この公式は、どんな導体でもそれが磁場を直交に横切る際に誘導される電圧はその導体の速度に比例することを述べています。

ファラディの公式：
Eは V x B x D に比例する。ここで、

E = 導体に生成される電圧
V = 導体の速度
B = 磁場の強度
D = 導体の長さ

この法則を磁気流量計での流量測定に適用するためには、まず測定対象である流体がファラディの法則を適用するための電導性を有していることを確認することです。ファラディの法則を磁気流量計の設計に適用すると、信号電圧 (E) は、流体の平均流速 (V) と磁場強度 (B) 導体の長さ (D) の関数となります (この場合、導体の長さは電極間の距離です)。ウェハースタイルの磁気流量計の場合、磁場は流れがある管の断面全体をカバーするように形成されます (図 1)。この磁場が磁気流量計の測定エレメントとして考えられるならば、測定エレメントは流量計断面積全体をカバーする油圧 (圧力) 下におかれることが分かります。挿入タイプの流量計では、挿入されたプローブから外向きに磁束が放射されます (図 2)。

磁気流量計の選定
磁気流量計を選定する前に、かならず次のような検討をしてください：

・	流体は導電性であるか、水がベースであるか？
・	流体またはスラリーは腐食性を有するものか？
・	一体型のディスプレイが必要か、リモートなディスプレイが必要か？
・	アナログ出力が必要か？
・	流量計に要求される最小および最大流速は？
・	プロセスにおける最小および最大圧力は？
・	プロセスにおける最低および最高温度は？
・	流量計の液体に接するパーツと液体には化学的な適合性があるか？
・	パイプのサイズは？
・	パイプは常時液体で満たされているか？

挿入タイプ磁気流量計
当社 (OMEGA Engineering) の挿入タイプ磁気流量計は、2" NPTのネジ規格の継手または特定のサイズの継手に合うようになっています。FMG-550シリーズの磁気流量計は、流速が0.05～10 m/sec (0.15～33 ft/sec) で2"～48"のサイズのパイプ向けに設計されています。このFMG-550シリーズの磁気流量計は、流速と全流量を一緒に表示するアナログ出力を出します。FMG3000シリーズは、0.5～8"のパイプ向けであり耐腐食性材料を用いています。これらの挿入タイプの流量計は、径の大きなパイプをつかう用途に最適です。

最小導電率： 5～20 microSiemens/cm

設置上の検討すべき事項： 流れのプロファイルが十分に形成され擾乱の影響が無くなった場所を選んで、センサーを設置してください。流量計の設置箇所の上流側の管路は直線でありすくなくとも直径の10倍の長さがあり、下流側も直径の5倍の長さ分があることが望ましいです。乱流プロファイルが十分に形成されるように、センサー設置箇所の上流側にパイプ直径の20倍以上の長さが必要な状況があることもあります。挿入タイプ磁気流量計は、電極部に気泡があるとその影響を受けやすいです。パイプが必ずしも液体で満たされない恐れがある場合は、センサーは45～135度の角度で取り付けてください。

接地要求：磁気流量計は、大半のパイプシステムに発生する電気ノイズの影響を受けます。プラスチック製のパイプのシステムでは、流体はかなりのレベルの静電気を帯びているので、最善の磁気的性能を得るためには必ず接地をするべきです。磁気流量計の最善な接地方法に関する指示は、設置マニュアルに記載されています。

インラインタイプ磁気流量計
インラインタイプ磁気流量計は高い精度を持っています。流速は0.5%までの精度で出力されます。挿入型のインラインタイプ磁気流量計の精度は0.5～1%です。OMEGAのFMG-600シリーズのインラインフランジスタイルおよびウェハースタイルの流量計は1～10 m/secの速い流速を計測できます。インライン流量計は12"までのパイプサイズに対応しています。

最小導電率： 5 microSiemens/cm

設置上の検討すべき事項： インラインタイプの流量計では、挿入スタイルの流量計ほどの長さの直線部分は不要です。流量計の設置箇所の上流側の管路は直線でありすくなくとも直径の5～10倍の長さがあり、下流側も直径の1～2倍の長さ分があることが望ましいです。パイプが垂直に走っている場合、流れは上から下ではなく下から上であるべきです。このタイプの流量計は、気泡の影響を大きく受けます。磁気流量計は、混入している空気とプロセスで使われる流体を区別することができないので、気泡は磁気流量計の測定値を高めにしてしまいます。

低流量磁気流量計
低流量が測定できるこの磁気流量計もインライン流量計であり、3/8"～½" NPTのネジ規格の継手を使っています。FMG200シリーズの磁気流量計は、0.38 LPM (.1 GPM) ほども低い流速を測定しています。リレー出力とアナログ出力付きのデジタルディスプレイが標準出力です。


磁気流量計のタイプ

	インラインタイプ磁気流量計この費用対効果の高い磁気流量計では、高純度アルミセラミックの検出管と優れたノイズ耐性を組み合わせることで、広範な用途での正確な流量測定を可能にしています。このタイプの磁気流量計には、化学物質、腐食性物質、食品、パルプおよびその他の固体物のスラリーの流れなどの多く材料に対応するように、管径が1 /2"～最大16"である製品が用意されています。FMG-600シリーズの磁気流量計に独特なノイズ抑圧回路が最適な矩形波励振周波数を利用してスラリーから生じるさまざまなノイズを除去していますので、パルプ、食品およびグラウトの製造向けに最適な流量計です。

	挿入タイプ磁気流量計 FMG-550シリーズの磁気流量計は、2～48"のパイプサイズに適合しています。標準の継手のネジ規格は1¼" NPTです。流速およびその合計 (全流量) の一緒に表示できる特徴があります。最新のバイポーラパルスDC技術と挿入タイプの磁気流量計が、FMG-550シリーズの挿入タイプ磁気流量計に組み込まれています。FMG-551シリーズの磁気流量計は、難しい流量測定にも対応できるでしょう。設置が簡単であり、保守もしやすく、そのうえ最先端のマイクロプロセッサ技術を採用しているので、FMG-551シリーズの磁気流量計はこれまでのすべての磁気流量計の製品ラインアップに対する最高の代替品となっています。FMG-551シリーズの磁気流量計は、アイソレートされた電流出力と周波数出力を生成します。電流出力は、レコーダー、バルブ、多数のプロセス制御とデータ取得装置で一般的に使える信号です。

	低流量磁気流量計 FMG201シリーズの磁気流量計は、空気と電磁弁で駆動される計測ポンプからの脈流を測定できる小型磁気流量計でありプラステックケースに入っています。これは電導性のある化学物質やさまざまな粘度の流体向けに設計されています。FMG201シリーズの磁気流量計は、低流量である用途向けに最適な流量測定装置です。流速や全流量を測定、表示する以外にも、この磁気流量計はさまざま出力も生成します。流量計信号の連続送信のために、流量に比例した4～20 mA、0～5 Vの信号と周波数信号が出力されます。さらに、低流量、高流量な流れに関するリレーアラーム出力も出せます。アラームレベルはユーザーが設定できます。