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適切なインライン密度計を分類して選択する方法とは?

インライン密度計

従来の密度計には、以下の5種類があります。音叉密度計, コリオリ式密度計, 差圧密度計, 放射性同位体密度計、 そして超音波密度計それでは、オンライン密度計のメリットとデメリットについて詳しく見ていきましょう。

1. 音叉式密度計

の音叉密度計振動の原理に基づいて動作する。この振動素子は、2つの歯を持つ音叉に似ている。音叉本体は、歯の根元に配置された圧電結晶によって振動する。振動周波数は、別の圧電結晶によって検出される。

位相シフトおよび増幅回路を介して、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、共振周波数がそれに応じて振動し、電子処理ユニット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式の密度計は、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、結晶化やスケールが発生しやすい媒体を測定する際に使用すると、完全には機能しなくなる。

 

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、医薬品、有機・無機化学工業、鉱物処理(粘土、炭酸塩、ケイ酸塩など)といった分野で広く用いられています。主に、上記産業における多製品パイプラインの界面検出、例えば麦汁濃度(醸造)、酸塩基濃度制御、砂糖精製濃度、撹拌混合物の密度検出などに使用されます。また、反応器終点や分離器界面の検出にも使用できます。

2. コリオリ式オンライン密度計

のコリオリ密度計この装置は、共振周波数を測定することで、パイプを通過する流体の正確な密度を計測します。測定管は一定の共振周波数で振動し、その振動周波数は流体の密度によって変化します。したがって、共振周波数は流体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つの値を同時に測定できます。また、精度と信頼性の高さにおいても、他の密度計を凌駕しています。 他の密度計と比較すると価格がやや高めです。粒状媒体の測定に使用すると、摩耗や目詰まりを起こしやすいです。

代表的な用途

石油化学産業では、石油、石油精製、石油ブレンド、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、ブドウジュース、トマトジュース、果糖シロップなどの清涼飲料水や食用油の密度を監視・制御するためにも不可欠です。食品・飲料産業における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の制御にも役立ちます。

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、ポリマーなどの密度試験に有用です。また、鉱業、塩水、カリウム、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。

オンライン密度濃度計

音叉式密度計

密度計コリオリ

コリオリ式密度計

3. 差圧密度計

差圧式密度計(DP密度計)は、センサーの両端の圧力差を利用して流体の密度を測定します。これは、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原理に基づいています。

利点 デメリット
差圧式密度計は、シンプルで実用的、かつ費用対効果の高い製品です。 大きな誤差や不安定な測定値を示す点で、他の密度計に比べて劣ります。また、厳格な垂直性要件を満たすように設置する必要があります。

代表的な用途

砂糖・ワイン産業:ジュース、シロップ、ブドウジュースなどの抽出、アルコールGL度、エタンエタノール界面など。
乳業:練乳、乳糖、チーズ、乾燥チーズ、乳酸など。
採掘:石炭、カリウム、塩水、リン酸塩、この化合物、石灰石、銅など。
石油精製:潤滑油、芳香族化合物、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、澱粉乳、ジャムなど。
パルプ・製紙産業: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。
化学工業: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。

超音波流量計

超音波密度計

IV.放射性同位体密度計

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検出されます。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に依存します。密度は、装置の内部計算によって求められます。

利点 デメリット
放射性密度計は、特に高温、高圧、腐食性、毒性のある環境下でも、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る。 パイプラインの内壁にスケールや摩耗が生じると測定誤差が生じ、承認手続きが煩雑になる一方で、管理と検査は厳格である。

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において、液体、固体(ガス混入石炭粉など)、鉱石スラリー、セメントスラリーなどの密度を測定するために広く使用されています。

工業・鉱業企業のオンライン要件に適用可能で、特に、粗く硬い、腐食性が高い、高温高圧などの複雑で過酷な作業条件下での密度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、液体中の超音波の伝播速度に基づいて液体の密度を測定します。特定の温度では、伝播速度は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。液体の密度と濃度の変化は、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に依存します。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を用いることで、密度と濃度を計算することができます。

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、不純物の影響を受けない。 この製品は価格が比較的高く、測定時の気泡によって出力が容易にずれてしまう。回路上の制約や現場の過酷な環境も測定値の精度に影響を与える。この製品の精度も改善する必要がある。

代表的な用途

化学、石油化学、繊維、半導体、鉄鋼、食品、飲料、医薬品、ワイン醸造、製紙、環境保護などの産業に適用可能です。主に、酸、アルカリ、塩類、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製造原料、各種添加剤、油脂および物質輸送の切り替え、油水分離および測定、各種主成分および補助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

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