第二章 流速感測器式流量計

是熱式感測器中最新的方式。 
通過將測量元件極小化並減小熱容量,可以獲得優越的靈敏度。
利用半導體製造設備,可以實現低成本大量生產。
由於直接與氣體接觸,通常無法測量腐蝕性氣體。

根據感測器安裝方法和測量方式的不同,存在以下4種方式。

1. 直接測量方式

該方法是將感測器安裝在管道內壁附近,並在上游側用網狀或蜂窩狀材料進行整流以進行測量。具有測量範圍廣、精度高等優點,但成本也相對較高。是熱式感測器中最新的一種方式。
通過縮小測量元件並減少熱容量,可以獲得優異的靈敏度。
利用半導體製造設備,可以實現低成本大量生產。
由於直接與氣體接觸,通常無法測量腐蝕性氣體。

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流量計 構造概略図
図1 構造概略図

2. 旁路測量方式

如下圖所示,是一種將感測器安裝在旁路部分的推測式測量方法。與毛細管式一樣,如果旁路比率發生變化,則無法進行準確測量,對壓力變化和偏流不敏感,難以提高精度,但具有成本低的優點。

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バイパス分流方式
図2 バイパス分流方式

3. 多段流路方式

一種兼顧測量範圍廣和高精度而開發的方法。
在內部引入流速差進行測量並安裝具有不同測量流速範圍的感測器,可以實現更廣泛的測量範圍(約為1000:1)。
適用于需要高精度累計的氣體商業交易和燃料電池測試等應用場景。

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製品仕様書 参考図
図3 製品仕様書 参考図

4. 卡爾曼渦街檢測方式

唯一一種非品質流量測量的體積流量測量方法。還有採樣類似原理的熱敏電阻式渦流流量計。這種方法使用熱式感測器作為卡爾曼渦街的檢測元件,透過檢測漩渦頻率來測量體積流量。傳統的渦流量計通過壓電元件檢測漩渦頻率,因此在低流量範圍下的測量靈敏度較低,而熱式渦流量計則具有更廣的測量範圍。這種方法的缺點是,如果氣體中含有油霧特別是液體成分時,可能會導致測量靈敏度下降或無法測量。在沒有液體成分的氣體中,這種方法具有較寬的測量範圍和相對較低的成本。

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カルマン渦流量系
図4 カルマン渦流量系

5. 流速感測器式流量計的普及和未來發展

這是一種相對較新的原理,目前全球已有許多廠商開始投入研發和商業化。利用半導體式感測器的特性,各製造商推出了各種產品。涵蓋從需要低成本和大量供應的應用到相對較少、高附加值的工業應用。近年來,以本公司為首的3家大公司也參與其中。預計未來將在氣體流量計新興需求的增長中發揮重要作用。期待在壓縮空氣省能方面,這種低成本且可大規模安裝的流量測量得到廣泛應用,同時,對於燃料電池的效率計算感測器或控制感測器,以及在工業領域中用於管理和控制的節能應用等方面,期待在過去無法方便進行流量測定的領域中取得更進一步的發展。