水道料金を節約したい、水槽の水量を正確に把握したい、あるいは研究や実験で液体の流れをコントロールしたい……。日常生活や様々な場面で、水の流れや気体の流れ、つまり「流量」を知りたい状況は少なくありません。この記事では、初心者の方にも分かりやすく、さまざまな「流量 の 測定 方法」について解説します。様々な測定方法を知ることで、目的に合った方法を選択し、より正確な流量測定を実現できます。
1. 容積測定法：簡単で手軽な基本
最もシンプルで分かりやすい「流量 の 測定 方法」の一つが、容積測定法です。一定時間内にどれだけの量の液体が流れたかを直接測定する方法です。
やり方:
- 測定したい液体を、正確な容量の容器（メスシリンダーや計量カップなど）で受けます。
- ストップウォッチなどで時間を計測します。
- 一定時間内に容器に溜まった液体の量を記録します。
- 流量は、液体の量（mlやLなど）を時間（秒や分など）で割って計算します。例えば、1分間に500mlの液体が流れた場合、流量は500ml/分となります。
メリット:
- 特別な器具は不要で、手軽に始められる。
- 原理が単純なので、誰でも理解しやすい。
デメリット:
- 流量が少ない場合や、流体が不安定な場合は測定に時間がかかる。
- 測定中に液体の流れが止まると、正確な測定ができない。
2. 差圧式流量計：工業分野でも活躍
工業分野などでよく用いられる「流量 の 測定 方法」に、差圧式流量計があります。これは、流体が流れる際に発生する圧力差を利用して流量を測る方法です。オリフィス、ベンチュリ管、ノズルなどが代表的な測定素子として使用されます。
やり方:
- 測定対象の配管に、差圧式流量計の測定素子を設置します。
- 流体が流れると、測定素子の前後で圧力差が発生します。
- この圧力差を差圧計で測定し、あらかじめ定められた計算式を用いて流量を算出します。
メリット:
- 幅広い流量範囲に対応できる。
- 比較的高い精度で測定できる。
デメリット:
- 設置に専門的な知識が必要。
- 初期費用がかかる。
- 測定素子に汚れが付着すると、測定精度が低下することがある。
3. 超音波流量計：非接触で測定
非接触で「流量 の 測定 方法」を実現できるのが、超音波流量計です。超音波を利用して、流体の速度を測定し、流量を算出します。
やり方:
- 超音波流量計を配管の外側に設置するか、配管に直接取り付けて測定します。
- 超音波が流体中を通過する際に、流体の速度によって音速が変化します（ドップラー効果）。
- この音速の変化を測定し、流量を算出します。
メリット:
- 配管を切断することなく測定できるため、設置が容易。
- 可動部分がないため、メンテナンスが比較的容易。
デメリット:
- 流体の種類や配管の材質によっては、測定が困難な場合がある。
- 価格が高価なものが多い。
注意点・コツ
流量測定を行う際には、以下の点に注意しましょう。
- 測定対象の流体の性質: 粘度や温度、密度などによって、適切な測定方法が変わります。
- 測定範囲: 測定したい流量の範囲に合った流量計を選びましょう。
- 測定精度: 必要な精度に応じて、測定方法や測定器を選択しましょう。
- 設置場所: 流量計の設置場所は、流れが安定している場所にしましょう。
まとめ
この記事では、代表的な「流量 の 測定 方法」を3つ紹介しました。それぞれの方法には、メリットとデメリットがあり、測定の目的に合わせて適切な方法を選ぶことが重要です。今回紹介した情報が、あなたの流量測定に役立つことを願っています。