流量センサーとは?空調・計装で使われる流量センサーの仕組みをわかりやすく解説

計装

流量センサーとは、配管内の水や空気などが、単位時間あたりにどれだけ流れているかを測定する機器です。空調設備では、冷温水の流量管理や設備の運転状態の確認などに利用されます。

流量の測定方式には複数の種類があり、流体の種類、配管条件、必要な精度によって適した方式が異なります。

流量とは

流量とは、一定時間あたりに流れる流体の量です。体積で表す体積流量と、質量で表す質量流量があります。

種類代表的な単位意味
体積流量m³/h、L/min一定時間に流れる体積
質量流量kg/h、kg/s一定時間に流れる質量

空調設備の冷温水流量では、m³/hなどの体積流量が使われることがあります。設備の仕様書や監視画面に表示される単位を確認することが大切です。

流量センサーの主な測定方式

方式測定原理の概要確認ポイント
電磁式導電性の液体が磁界を通過するときに生じる電圧を利用する流体の導電性、接液部の条件
超音波式超音波の伝播時間や周波数の変化などを利用する配管材質、設置条件、流体の状態
差圧式絞り機構などの前後に生じる差圧を利用する差圧と流量の関係、圧力損失
渦式流れの中に生じる渦の周波数などを利用する流体条件、流速範囲、設置条件
面積式流れによって移動するフロートの位置などを利用する設置方向、流体条件、目盛りの読み方

各方式には適用できる流体や測定範囲の制約があります。名称だけで判断せず、メーカーの仕様書で使用条件を確認してください。

空調設備での用途

  • 冷温水配管の流量測定
  • 熱源設備や空調機の運転状態の確認
  • 流量を利用した設備の監視・制御
  • エネルギー管理に必要なデータの取得

流量センサーの測定値は、単独で使う場合もあれば、温度や圧力などの測定値と組み合わせて設備の状態を把握する場合もあります。

流量センサーと自動制御

流量センサーから取得した値は、コントローラや監視システムで利用できます。たとえば、流量が設定範囲から外れた場合に警報を出したり、制御プログラムに応じてポンプやバルブの制御に利用したりする構成があります。

ただし、流量センサーが直接ポンプやバルブを動かすわけではありません。測定値をどのように制御に使うかは、コントローラやシステムの設計によって決まります。

流量センサーの選定ポイント

  • 流体の種類:水、空気、その他の流体
  • 流量範囲:通常時の流量と最大・最小流量
  • 測定精度:必要な精度を満たしているか
  • 配管条件:口径、材質、直管長、設置方向
  • 圧力損失:測定器の設置が設備に与える影響
  • 出力方式:電圧、電流、パルス、通信など
  • 保守性:点検、清掃、交換が行いやすいか

流量の表示値に異常があるとき

  1. 設備が運転しているか、実際に流れがあるか確認する
  2. 流量センサーの設置方向や配管条件を確認する
  3. 電源、配線、通信状態を確認する
  4. コントローラの入力設定と単位換算を確認する
  5. 流体条件やセンサー本体の状態を確認する

流量がゼロと表示されていても、必ずしもセンサーの故障とは限りません。設備の停止、流量不足、配線や設定の問題など、複数の可能性を順に確認します。

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