はじめに

日常の業務で機器点検を行う際、流量を測定することが多いと思います。また、測定機器のみならず、人工呼吸器や吸入器にも流量測定が行える機能が付属しています。今回は、流量計の中でも差圧式流量計について簡単にまとめていきたいと思います。


差圧式流量計とは

差圧式流量計は、医療現場のみならず工業でよく使用されている最もポピュラーな流量計です。測定方法は、名前の通り差圧を測定することによって流量を測定しています。差圧式流量計を使用している代表的な測定機器の一つにフローアナライザ(PF-300)などがあります。

では、なぜ差圧を測定して流量を測ることが出来るのかを説明していきたいと思います。


ベルヌーイの定理

ベルヌーイの定理とは、1738年にスイスの物理学者であるダニエル・ベルヌーイにより提唱された法則です。ベルヌーイの定理を、図と数式で表すと下記のようになります。

図1

図1


この式からわかるのは圧力が上がれば、流速が下がり圧力の総和は常に一定であるということです。

上記の式はなかなかややこしいので、下記に簡単な式を示します。


図1


この式は基本的な数式になるため、しっかりと基本をおさえる必要があります。


差圧式流量計の測定原理(簡単に)

差圧式流量計はオリフィスと呼ばれる抵抗体を置き、その前後で圧力の測定を行います。そこで計測された差圧をベルヌーイの定理にあてはめ、流速を算出します。流速が分かれば、あとは菅の断面積をかけることで流量を算出することが出来ます。このようにして、差圧から流量を算出することが出来ます。

差圧式流量計の構造は、教科書にも必ずと言っていいほど乗っているので興味のある方は参照してみてください。


さいごに

流量計一つとっても様々な測定様式があります。そのため、同じように扱うと流量の誤差が生じてしまいます。それぞれの流量計の特性を知り、それに適した使用方法で測定を行うことが重要となります。