インライン密度計
従来の密度計には次の 5 つのタイプがあります。音叉密度計, コリオリ密度計, 差圧密度計, 放射性同位元素密度計、 そして超音波密度計オンライン密度計の長所と短所について詳しく見ていきましょう。
1. 音叉密度計
その音叉密度計振動の原理に基づいて動作します。この振動子は2本の歯を持つ音叉に似ています。音叉本体は歯の根元にある圧電結晶によって振動します。振動の周波数は別の圧電結晶によって検出されます。
位相シフトおよび増幅回路により、フォーク本体は固有共振周波数で振動します。液体がフォーク本体を通過すると、共振周波数が対応する振動に応じて変化し、電子処理装置によって正確な密度が算出されます。
利点 | デメリット |
プラグアンドプレイの密度計は、メンテナンスの手間をかけずに簡単に設置できます。固体や気泡を含む混合物の密度を測定できます。 | 密度計は、結晶化やスケール化が発生しやすい媒体を測定する場合、完璧に機能しません。 |
代表的な用途
一般的に、音叉式密度計は、石油化学、食品・醸造、製薬、有機・無機化学、鉱物処理(粘土、炭酸塩、ケイ酸塩など)などの分野で広く使用されています。主に、上記の業界における多品種パイプラインの界面検出に用いられ、例えば麦汁濃縮(醸造)、酸塩基濃度制御、砂糖精製濃縮、撹拌混合物の密度検出などです。また、反応器のエンドポイントや分離器の界面検出にも使用できます。
2. コリオリオンライン密度計
そのコリオリ密度計共鳴周波数を測定することで、パイプを通過する流体の密度を正確に測定します。測定管は一定の共鳴周波数で常に振動します。振動周波数は流体の密度に応じて変化します。したがって、共鳴周波数は流体の密度の関数となります。さらに、コリオリの原理に基づいて、密閉されたパイプライン内の質量流量を直接測定することも可能です。
利点 | デメリット |
コリオリ式インライン密度計は、質量流量、密度、温度の3つの測定値を同時に取得できます。また、精度と信頼性の点でも他の密度計を凌駕しています。 | 他の密度計と比較して価格が比較的高く、粒状媒体の測定に使用すると摩耗や目詰まりが発生しやすいです。 |
代表的な用途
石油化学業界では、石油、石油精製、油脂混合、油水界面検出などに幅広く利用されています。また、飲料の自動加工においては、グレープジュース、トマトジュース、果糖シロップなどのソフトドリンクや食用油の密度監視・制御に不可欠です。食品・飲料業界での上記の用途以外にも、乳製品の加工やワイン製造におけるアルコール度数管理にも役立ちます。
工業プロセスにおいては、黒パルプ、緑パルプ、白パルプ、アルカリ溶液、化学尿素、洗剤、エチレングリコール、酸塩基、ポリマーの密度試験に有用です。また、鉱業用塩水、カリ、天然ガス、潤滑油、バイオ医薬品などの産業にも使用できます。

音叉密度計

コリオリ密度計
3. 差圧密度計
差圧密度計(DP密度計)は、センサー両端の圧力差を利用して流体の密度を測定します。この原理は、2点間の圧力差を測定することで流体の密度が得られるというものです。
利点 | デメリット |
差圧密度計はシンプルで実用的、かつコスト効率に優れた製品です。 | 他の密度計に比べて誤差が大きく、測定値が不安定なため、厳格な垂直度要件を満たすよう設置する必要があります。 |
代表的な用途
砂糖とワイン産業:ジュース、シロップ、グレープジュース等の抽出、アルコールGL度、エタンエタノール界面等。
乳業:練乳、乳糖、チーズ、ドライチーズ、乳酸など。
採掘:石炭、カリ、塩水、リン酸塩、この化合物、石灰石、銅など。
石油精製:潤滑油、芳香族、燃料油、植物油など。
食品加工:トマトジュース、フルーツジュース、植物油、でんぷん、牛乳、ジャムなど。
パルプ・製紙業界:黒パルプ、緑パルプ、パルプ洗浄、蒸発器、白パルプ、苛性ソーダなど。
化学産業:酸、苛性ソーダ、尿素、洗剤、ポリマー密度、エチレングリコール、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウムなど。
石油化学産業:天然ガス、石油およびガス水洗浄、灯油、潤滑油、油/水界面。

超音波密度計
IV. 放射性同位元素密度計
放射性同位体密度計は、放射性同位体放射線源を備えています。その放射線(ガンマ線など)は、測定対象媒体の一定の厚さを通過した後、放射線検出器によって受信されます。媒体の厚さは一定であるため、放射線の減衰は媒体の密度の関数となります。密度は、装置内部の演算処理によって算出されます。
利点 | デメリット |
放射性密度計は、特に高温、高圧、腐食性、毒性などの条件下で、測定対象物に直接接触することなく、容器内の物質の密度などのパラメータを測定することができます。 | パイプラインの内壁のスケールや摩耗により測定誤差が生じ、承認手続きが煩雑になるとともに管理や検査が厳格になります。 |
石油化学、化学、鉄鋼、建材、非鉄金属などの工業および鉱業企業で、液体、固体(ガス含有石炭粉末など)、鉱石スラリー、セメントスラリーなどの材料の密度を検出するために広く使用されています。
工業および鉱業企業のオンライン要件に適用可能で、特に、粗くて硬い、腐食性が高い、高温、高圧などの複雑で厳しい作業条件下での密度の測定に適しています。
V. 超音波密度/濃度計
超音波密度/濃度計は、液体中における超音波の伝播速度に基づいて液体の密度を測定します。伝播速度は、特定の温度における特定の密度または濃度に対して一定であることが証明されています。液体の密度や濃度の変化は、対応する超音波の伝播速度に影響を与えます。
液体中の超音波の伝搬速度は、液体の弾性率と密度の関数です。したがって、ある温度における液体中の超音波の伝搬速度の差は、濃度または密度の対応する変化を意味します。上記のパラメータと現在の温度から、密度と濃度を計算できます。
利点 | デメリット |
超音波検出は、媒体の濁度、色、導電率、流れの状態、不純物には影響されません。 | この製品は比較的高価であり、測定中の気泡の影響で出力が変動しやすいという問題があります。また、回路上の制約や現場の過酷な環境も測定精度に影響を与えます。そのため、製品の精度向上も必要です。 |
代表的な用途
化学、石油化学、繊維、半導体、鉄鋼、食品、飲料、製薬、ワイン、製紙、環境保護などの業界に適用可能です。主に、酸、アルカリ、塩、化学原料および各種油脂製品、果汁、シロップ、飲料、麦汁、各種アルコール飲料およびアルコール飲料原料、各種添加剤、油および材料輸送の切り替え、油水分離および測定、各種主材料および補助材料成分のモニタリングなど、以下の媒体の濃度または密度を測定し、関連する監視および制御を行うために使用されます。
投稿日時: 2024年12月20日