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流量センサーは、配管、ダクト、またはオープンシステム内の液体や気体の移動量や体積流量を測定し、これらの値を電気信号に変換して、流量、消費量、またはプロセスパラメータを監視します。

流量センサは、流量がある/ないといった定性的な情報や、m³/h、l/minといった定量的な情報を提供します。

以下に、流量センサの機能、種類とその仕組み、応用分野、そしてこの分野におけるトレンドと今後の開発について説明します：

流量センサーの機能

正確な動作モードはセンサーの種類によって異なります。基本的に、流量センサーは以下のような特性を記録する。

1. 流速（圧力差や温度変化によるものなど）
2. 体積流量
3. 質量流量
4. 流れ方向

流量センサーの種類とその機能原理

1. 機械式流量センサー
   例例：インペラ、タービン、可変面積流量センサー
   作動原理：流体が可動部（例：ホイール、ピストン）を駆動する。速度または位置は流量に相関する。
   利点堅牢、シンプル、安価
   短所機械的摩耗、汚れに敏感
2. 熱式流量センサー：
   例熱線式、熱量センサー
   動作モード：加熱されたワイヤーまたはセンサーが流体を通しての熱放散を測定し、そこから流速を計算する。
   利点可動部品がない、感度が良い
   短所温度依存性、校正に手間がかかる
3. 超音波フローセンサー
   例通過時間、ドップラー法
   動作モード：超音波が媒体を透過する。遅延または周波数シフト（ドップラー効果）が評価される。
   利点非接触、大きなパイプ径に適している。
   短所より高価、透明な媒体が必要（通過時間）
4. 電磁式フローセンサー
   動作モード：導電性の流体が磁場中で測定可能な電圧を発生し、流速に比例する。
   利点非常に正確、可動部品なし
   短所導電性液体にのみ適している。
5. 差圧センサー
   仕組みオリフィス（ベンチュリー、ノズルなど）を横切る圧力降下を測定 → 流速の2乗に比例する。
   利点高圧・高温に強い
   短所校正が必要、圧力損失によるエネルギー損失

流量センサーの応用分野

1.産業および製造：
冷却回路、潤滑システムの監視。
化学・製薬プロセス
空気圧システムにおける圧縮空気のモニタリング

2.医療技術
人工呼吸器などの呼吸ガス監視
輸液・投与システム

3.環境およびプロセス工学：
水処理、下水処理場
排出制御
河川および気象モニタリング

4.自動車工学
燃料およびマスエアフローメーター
EGRシステム（排気ガス再循環）。

5.ビルディングオートメーション/ HVAC：
暖房、換気、空調（HVAC）システム
スマートホームにおけるエネルギー管理

流量センサーの動向とさらなる発展

• IoTアプリケーション用小型センサー
• 小型ラボオンチップシステムへの統合
• 温度センサーや圧力センサーとのセンサーフュージョン
• エネルギー効率に優れたバッテリー駆動の流量センサー

フローセンサは、多くの技術的・産業的アプリケーションに不可欠なコンポーネントです。液体や気体の動きを正確に検知するその役割は、プロセス制御、安全性、効率性、自動化にとって極めて重要です。
デジタル化、ネットワーク化、エネルギー効率化が進む中、最新のフローセンサーはますますインテリジェント、コンパクト、パワフルになってきています。そのため、インダストリー4.0、環境モニタリング、医療技術、建築サービス工学などの分野で重要な役割を果たしています。

以下に、流量センサを購入する際に注意すべき最も重要な基準の概要を示します：

フローセンサーを購入する際には、それぞれのアプリケーションに対するセンサーの技術的適合性、耐久性、費用対効果を確保するために、慎重な分析と選択が不可欠です。

• まず第一に、気体、液体、蒸気のどの媒体を測定するのかを明確にする必要があります。また、粘度、導電率、化学組成、純度などの特性も重要です。
• 電磁センサーは導電性の液体に適しています。
• 熱センサーや超音波センサーは多くの場合、乾燥した気体に適しています。
• 汚染された媒体や攻撃的な媒体には、ステンレス鋼やPTFEなどの耐性のある材質のセンサーが必要です。
• 測定原理の選択は、要求される測定精度、動力学、および設置条件によって決まります。
• 差圧センサーや機械式センサーは堅牢ですが、精度は劣ります。
• 熱センサーや超音波センサーは精度が高いが、感度が高い。
• コリオリセンサーやサーマルセンサーを使用したマスフロー測定は、精密な吐出アプリケーションに必要です。
• センサーは予想される流量に適したものでなければなりません-公称範囲と可能なピーク負荷の両方において。小さすぎるセンサーは過負荷につながり、大きすぎるセンサーは低レンジで不正確に測定する可能性があります。
• ターンダウン比（最大流量と最小流量の比）も、特に流量変動の激しいプロセスでは重要です。
• センサーの物理的設計（インライン、クランプオン、スライドイン、小型装置）は、現地の条件に適合していなければならない。ここでは、特に以下の要因が決定的となる：
• 利用可能なスペース
• 配管寸法と配管材質。
• 設置位置（水平/垂直）。
• 吸入口と排出口が直線である必要性（例えば渦流計や差圧センサーの場合）。
• センサは運転中の条件に適していなければならない：
• 圧力：センサーの最大圧力負荷
• 温度：媒体温度と周囲温度
• 保護等級：保護等級：IP 保護等級、例えば湿気や埃に対する保護等級。
• 防爆防爆: ATEX認可
• 出力信号と通信オートメーション技術によって異なる信号が必要です：
• アナログ信号アナログ信号: 4-20 mA, 0-10 V
• デジタルインターフェースModbus、HART、Profibus、IO-Link
• パルス出力容積計用
• 既存の制御システムやデータ収集システムとの互換性は重要です。
• 過小評価されがちな点：センサは校正が容易であること、または校正済みで供給されること。
• メンテナンスの容易さも大きな役割を果たします：
• 消耗部品はあるか？
• 消耗部品はあるか？
• ISOやDAkkSなどの校正証明書は入手可能か？
• センサーは長期安定性が高く、EMC耐性があり、ドリフトが少ないことが望ましい。
• コストと総所有コスト（TCO）。購入価格に加え、アフターフォローのコストも決定的な役割を果たします：
• 例えば、加熱式センサーのエネルギー消費。
• 長期的には、たとえ初期価格が高くても、より信頼性が高くメンテナンスの少ないセンサーの方が経済的であることが多い。
• 専門的な使用には、業界固有の規格が必要になることが多い：
• 食品技術：食品技術：EHEDG、FDA適合
• 医療／医薬品GMP、USPクラスVI
• 危険区域ATEX、IECEx
• 水管理MID、DVGW
• メーカーがメンテナンスサポートやトレーニングを提供しているかどうかを確認する。

流量センサを購入する際には、価格だけでなく、プロセスの状況における総合的な適合性を評価することが極めて重要です。詳細な要件の明確化、測定原理の理解、運転条件との入念な調整が、正しい選択を確実にし、後の運転中の問題を回避します。

流量センサーは様々なサプライヤーから入手することができます。世界中のフローセンサメーカーとサプライヤーに関する総合的な情報は、Exportpagesでご覧いただけます。