中古真空コンポーネント、超音波流量計の販売、在庫紹介

◆ 超音波流量計の仕組み

超音波流量計は、配管の内部を流れる流体（液体や気体）に対して超音波を照射し、その音響的な変化を捉えることで流速および流量を計測する測定器です。配管内に流速計のような可動部を設置する必要がないため、非常に高い利便性と耐久性を備えています。超音波流量計の測定原理には、大きく分けて「伝播時間差方式」と「ドップラー方式」の2つが存在します。

伝播時間差方式は、超音波流量計で最も一般的に採用されている仕組みです。配管の流れに対して斜め方向にペアとなる超音波センサーを配置し、流れと同じ方向（順方向）と、流れと逆の方向（逆方向）へ交互に超音波を発信します。流体が流れている場合、順方向に進む超音波は流速に乗って早く到達し、逆方向に進む超音波は押し戻されて到達が遅くなります。この到達時間の微小な差を精密に測定することにより、流体の平均流速を算出し、配管の断面積を掛け合わせることで瞬時流量を計算します。この方式は、気泡や浮遊粒子が少ないきれいな液体やガスの測定に適しています。

ドップラー方式は、医療用の心電図やレーダーなどでも知られるドップラー効果を利用した仕組みです。配管内へ超音波を照射した際、流体中に含まれる気泡や懸濁粒子などの反射体に当たって跳ね返ってきた超音波の周波数を検出します。流体が移動していると、反射波の周波数は元の周波数からわずかに変化します。この周波数のズレ（ドップラーシフト）の大きさが流速に比例することを利用して流量を求めます。ドップラー方式は、泥水や下水、スラリー液など、粒子や気泡が多く含まれる液体の測定に威力を発揮します。


◆ 超音波流量計の主な特徴

超音波流量計には、従来の機械式流量計や他の方式にはない数多くの優れた特徴があります。

1つ目の特徴は、圧力損失が発生しない点です。センサーを配管の外側に設置する外付け型（クランプオン型）や、内壁がフラットな直結型（インライン型）のいずれであっても、流れを遮る構造物が配管内部にありません。そのため、流量計を設置することによる圧力の低下がなく、ポンプの送水エネルギーを無駄にせず消費電力を削減できます。

2つ目の特徴は、配管工事なしで簡単に取り付けることができる点です。特にクランプオン型の製品は、既存の配管を切断したり工場ラインを停止させたりすることなく、配管の外側にセンサーを固定するだけで設置が完了します。流体に直接触れないため、腐食性のある薬品や衛生管理が厳しく問われる食品・医薬品、高純度な超純水の測定にも最適です。

3つ目の特徴は、非導電性の流体にも対応できる点です。電磁流量計などでは測定が難しい、純水や油類、アルコール、ガスといった電気を通さない流体に対しても正確な測定が可能です。

4つ目の特徴は、可動部品がないためメンテナンス性に優れている点です。摩耗する部品が存在しないため機械的な故障が少なく、長期間にわたってメンテナンスの手間とコストを大幅に抑制できます。

一方で、流体内の音速は温度や圧力によって変化するため高精度な測定には補正が必要になる場合があることや、正確な測定のために配管の前後へ一定の直管部（まっすぐな配管区間）を確保する必要がある点には留意が必要です。


◆ 超音波流量計の主な用途

超音波流量計は、その柔軟性と汎用性の高さから、産業界のあらゆる分野で利用されています。

水処理およびインフラ分野では、浄水場での取水量や送水量の計測、下水処理場での排出流量管理、農業用水路や大規模配水網における漏水検知などに広く活用されています。大口径の配管であっても、クランプオン型を使えば工事コストを抑えて設置できるメリットが活かされます。

プラントおよび製造工場では、半導体製造装置における超純水や化学薬液の精密制御、化学プラントにおける多様な流体のプロセス管理、製紙工場でのスラリー液測定などに用いられます。また、工場内のエネルギー管理（省エネ対策）として、コンプレッサーから供給される圧縮空気の漏れチェックや消費量把握、ボイラーの供給水や冷却水循環量の監視にも不可欠な存在となっています。

ビル空調（HVAC）分野では、大型施設における冷温水の循環流量を正確に把握し、空調システムの効率的な運転制御や熱量計算を行うために導入されています。

さらに、持ち運びが可能なポータブル型の超音波流量計は、設備診断や定期点検のツールとしても重要です。現場のエンジニアが一時的に配管へ取り付けて流量を調査したり、既に設置されている他の流量計の精度をチェックするための基準器として使用したりするなど、保全業務全般で活躍しています。