圧力トランスミッタはどのようにして多相流体の圧力を測定するのでしょうか?

圧力トランスミッタはどのようにして多相流体の圧力を測定するのでしょうか?

ちょっと、そこ！圧力トランスミッターのサプライヤーとして、私は、多相流体の圧力を測定するという難しいタスクに、当社の気の利いたガジェットがどのように対処できるかについてよく質問を受けます。それでは、このトピックについて詳しく見ていきましょう。

まず、多相流体とは何でしょうか?簡単に言うと、これらは、気体と液体の混合物、あるいは流体内の固体粒子の組み合わせなど、2 つ以上の相を含む流体です。石油やガスから化学処理や食品生産に至るまで、さまざまな業界で多相流体が使用されています。そして、圧力を正確に測定することは簡単なことではありません。

圧力トランスミッタがどのように動作するかの基本原理について話しましょう。ほとんどの圧力トランスミッターは、圧力を受けると電気的特性が変化する感知素子を使用しています。この変化は電気信号 (通常は 4 ～ 20 mA 信号) に変換され、制御システムで簡単に読み取って解釈できます。

多相流体の場合、主な課題は、各相が密度や圧縮率などの異なる物理的特性を持つ可能性があることです。たとえば、石油とガスのパイプラインには、原油 (液体)、天然ガス (ガス)、そして場合によっては水と固体粒子の混合物が存在する場合があります。これらの異なる相の存在は、流体内の圧力分布に影響を与える可能性があります。

当社の圧力トランスミッターがこの問題に取り組む方法の 1 つは、特殊なセンシング技術を使用することです。たとえば、私たちの316 ステンレス鋼圧力トランスミッターは、頑丈なステンレス鋼のハウジングと高精度の検出素子を備えて設計されています。 316 ステンレス鋼は、過酷な多相流体を扱う場合に優れた耐食性を備えているだけでなく、正確な圧力測定のための安定したプラットフォームも提供します。

このトランスミッターの検出素子は、流体の相に関係なく圧力変化を検出するように設計されています。多相混合物の液体、気体、または固体成分によって加えられる圧力を感知できます。圧力が感知素子に作用すると、その電気容量または抵抗が変化します。この変化は増幅され、圧力値を表す 4 ～ 20mA の出力信号に変換されます。

私たちの4～20mA圧力発信器は、多相流体圧力測定に最適なもう 1 つのオプションです。 4 ～ 20mA 信号規格は、長距離伝送が容易であり、電気ノイズの影響を比較的受けにくいため、産業オートメーションで広く使用されています。このトランスミッタは、幅広い多相アプリケーションで正確な圧力測定値を提供するように校正されています。

多相流体では、圧力は流れの状況に応じて変化する可能性があります。たとえば、気相と液相が別々の層に分離されている成層流では、パイプライン内の異なる点での圧力が大きく異なる可能性があります。当社の圧力トランスミッタは、これらの変動を考慮して設計されています。流体が流れていないときに流体によってかかる圧力である静圧、または複雑な流れの状態であっても流体内の特定の点の圧力を測定できます。

多相流体の圧力を測定する際の課題のいくつかを見てみましょう。大きな問題の 1 つは、流体中に気泡や液滴が存在することです。これらにより、圧力測定値が変動する可能性があります。当社のトランスミッタには、これらの不要な変動を除去し、安定した正確な圧力測定を提供する高度な信号処理アルゴリズムが装備されています。

もう 1 つの課題は、一部の多相流体用途に伴う高温です。たとえば、化学反応器や高温の油井やガス井では、流体が非常に高温になる可能性があります。そこが私たちの高温圧力発信器便利です。高温環境で動作するように特別に設計されています。感知素子と電子機器は熱から保護されており、高温でも信頼性の高い圧力測定が保証されます。

圧力伝送器の設置も正確な測定に重要な役割を果たします。多相流体を扱う場合、トランスミッターは流体圧力の代表的なサンプルを取得できる場所に設置する必要があります。たとえば、パイプラインでは、局所的な圧力変動を引き起こす可能性があるため、エルボやバルブの近くにトランスミッタを配置しないことが重要です。

当社では圧力トランスミッタの校正サービスも提供しています。校正は、トランスミッターが正確な圧力測定値を提供していることを確認するために不可欠です。時間の経過とともに、検出素子がドリフトする可能性がありますが、キャリブレーションはこのドリフトを修正し、測定精度を維持するのに役立ちます。

多相流体を扱う業界にいて、信頼性の高い圧力測定が必要な場合、当社の一連の圧力トランスミッターが最適なソリューションとなります。当社には、最も困難な用途でも正確な圧力測定値を取得できる技術と専門知識があります。石油・ガス、化学、食品産業のいずれの業界であっても、当社はお客様のニーズに合った適切な圧力トランスミッタを提供できます。

さらに詳しく知りたい場合、または特定の要件について話し合いたい場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の圧力測定のニーズに最適な選択ができるようお手伝いいたします。

参考文献

• スミス、J. (2018)。工業用圧力測定。スプリンガー。
• ジョンソン、R. (2020)。パイプライン内のマルチフェーズフロー。エルゼビア。