配管流量液位モニタは統合流量と液位検出機能であり、配管内の媒体流量と液位状態をリアルタイムで監視するための機器であり、水利、化学工業、市政給水などの分野に広く応用されている。
パイプ流量液位モニタは通常、多種の物理原理に基づいて流量と液位の測定を実現し、一般的な原理は以下を含む:
超音波原理:超音波の流体中の伝播速度と流体流速の関係を利用して、超音波の順流と逆流方向の伝播時間差あるいは周波数差を測定することによって、流体流速を計算して、さらに流量を得る。同時に、超音波液位計は超音波パルスを発射してその反射波を受信することにより、超音波の発射から受信までの時間差を測定し、液位高さを計算する。
レーダー原理:レーダー液位計はマイクロ波パルスを発射し、その反射波を受信することにより、マイクロ波の発射から受信までの時間差を測定し、液位高さを計算する。レーダー流量計はドップラー効果を利用して、反射波の周波数変化を測定することによって、流体流速と流量を計算する。
ドップラー効果:超音波が流体中を伝播する時、流体中に流体と相対的に運動する粒子(例えば懸濁固体粒子、気泡など)が存在すると、これらの粒子は超音波に散乱を生じ、散乱波の周波数が変化する。この周波数変化を検出し分析することにより、流体の流速と流量を計算することができる。
差圧原理:差圧式流量計はベルヌーイ方程式に基づいて動作し、流体がオリフィスプレート、ノズルなどのオリフィス装置を通過する際に発生する静圧差を測定することによって、流体の密度、オリフィス装置の構造パラメータなどを結合して、流体流量を計算する。差圧式液位計は、液体の底部と頂部(または基準点)との間の圧力差を測定することにより、液位の高さを計算する。
測定原理と応用シーンによって、配管流量液位モニタは以下のいくつかのタイプに分けることができる:
超音波管流量液位モニタ:超音波流量計と超音波液位計の機能を結合して、非満管、満管などの多種のモードでの流量と液位モニタに適用する。非接触式の測定、設置が簡便で、メンテナンスコストが低いなどの利点がある。
レーダー管流量液位監視測定器:レーダー流量計とレーダー液位計の機能を結合し、高温、高圧、腐食性が強いなどの劣悪な環境下の流量と液位監視に適用する。測定精度が高く、安定性がよく、耐干渉性が高いなどの利点がある。
ドップラー管流量液位モニタ:ドップラー効果に基づいて流量測定を実現すると同時に、液位測定機能を集積し、懸濁固体粒子または気泡を含む流体流量と液位監視に適用する。測定範囲が広く、精度が高く、流体清浄度に対する要求が低いなどの利点がある。
差圧式配管流量液位モニタ:差圧式流量計と差圧式液位計の機能を結合し、測定精度に高く、流体物性が安定しているシーンに適用する。測定精度が高く、安定性が良いなどの利点があるが、流体物性、配管設置条件などの要素の影響を受けやすい。