digitalYEWFLO 渦流量計

digitalYEWFLO シリーズ渦流量計は、全世界で 45 万台以上の販売実績をもつ YEWFLO シリーズに、当社独自のデジタル信号処理技術 SSP(Spectral Signal Processing)*を搭載することにより、長期信頼性と耐久性に加えて、より高度な安定性・高精度を実現した渦流量計です。

流れの中に柱状物体(渦発生体)を挿入すると、その表面から境界層が剥離して後方の流れに「カルマン渦列」と呼ばれる渦が交互に発生します。この渦列の発生周波数を計測することにより流速または流量を測定します。

*:SSP は、当社独自のデジタル信号処理の略号です

digitalYEWFLO 渦流量計 標準形は、液体、気体、蒸気の流量測定が可能です。
可動部のないシンプルで堅牢な構造で、高い信頼性と耐久性を実現し、幅広いアプリケーションに対応します。

 

幅広い用途に使用可能

digitalYEWFLO渦流量計標準形 幅広い用途に使用可能

液体・気体・蒸気の流量を測定できます。
接続箇所が上流・下流の 2 か所だけのため、配管への設置が簡単です。
出力信号は周波数であり、流量ゼロの時は周波数ゼロを出力します。そのため、ゼロ点調整は不要です。

 

当社独自の信号処理技術

従来機では、配管振動のノイズ除去のために、条件ごとの調整が必要な場合がありましたが、digitalYEWFLO 渦流量計は SSP により耐振動性能が向上し、診断機能も搭載しました。

SSP は、渦発生体から検出した信号を周波数解析して、帯域ごとに分割し、ノイズを除去した正しい渦信号のみを透過させる最適なバンドバスフィルタを自動的に選択します。渦信号に振動ノイズが含まれていても渦信号のみを出力するため常に安定した測定ができます。

digitalYEWFLO渦流量計標準形 当社独自の信号処理技術 SSP(Spectral Signal Processing)

 

仕様・機能

詳細は、一般仕様書をご覧ください。

形式 ・DY 形渦流量計(インテグラル形、リモート形検出器)
・DYA 形リモート形変換器
仕様 標準仕様
測定流体 液体、気体、飽和蒸気、過熱蒸気(混相流や付着性流体は避けてください)
流体温度 -29 ~ 250 °C
流体圧力 -0.1 MPa ~ フランジ定格による
口径 ウェハ 15 ~ 100 mm
フランジ 15 ~ 400 mm
精度 液体 指示値の ± 0.75 %(レイノルズ数により異なります)
気体・蒸気 指示値の ± 1.0 %(流速により異なります)
出力信号 アナログ出力、トランジスタ接点出力(同時出力可能)
通信形 HART 7 / HART 5、BRAIN、FOUNDATION フィールドバス
防爆 TIIS Ex d、FM Ex d / Ex ia、ATEX Ex d / Ex ia、CSA Ex d / Ex ia、IECEx Ex d / Ex ia

 

digitalYEWFLO 渦流量計 レデューサ形は、渦流量計本体とレデューサ(縮小管・拡大管)が鋳物一体構造になった渦流量計です。
蒸気の供給ラインを代表とする、季節により流量変動が大きいラインなどに適します。
レデューサと渦流量計が一体となっているため、レデューサと直管長確保用の短管を用意する必要がありません。
これにより、設置作業の簡易化やコスト低減を図れるだけでなく、接続箇所の削減から安全性が高まります。

 

シンプルな計装を実現

渦流量計のアプリケーションの一例として、低流量域の流量測定の際にレデューサを用いることがあります。
この場合、下図に示すように、縮小管と拡大菅を接続するだけでなく、直管長を確保するための短管を上流・下流それぞれに接続する必要があります。そのため、設置作業が複雑で大変になるだけでなく、設置コストが増大します。さらに接続箇所が 6 か所あるため、流体漏れの危険性が高くなります。

従来の計装

digitalYEWFLO 渦流量計 レデューサ形には同心レデューサがつけられています。このため、縮小管と拡大菅だけでなく、直管長確保用の短管も不要になります。
さらに接続箇所が 2 か所に減るため流体漏れの危険性を下げられるだけでなく、据付け費用の削減に貢献できます。
測定下限値も 2 ~ 3 倍に拡大し、管径サイズの流量計で低流量を測定することができます。

レデューサ形の新しい提案計装

これまで 2 種類のオリフィスプレートを流量変動量に合わせて替えていたラインも、digitalYEWFLO 渦流量計 レデューサ形を設置することにより、変更作業が不要になります。
年間、あるいは長期間の流量管理を要するラインには、変更作業時のライン停止の必要がなくなります。渦流量計が本来得意とする高温、高圧流体に加え、digitalYEWFLO 渦流量計ならではの SSP 機能を用いた耐振動性や自己診断機能などの、多彩な機能を利用して流量管理の品質をレベルアップさせることができます。

 

2つのラインアップ

digitalYEWFLO 渦流量計 レデューサ形は、用途に応じた使い分けができるよう、2 つのレデューサ仕様(/R1、/R2)を取り揃えています。
フランジ配管の呼び径に対して検出部の呼び径が、/R1 は 1 サイズダウン、/R2 は 2 サイズダウンになります。
フランジ配管の呼び径と、検出部の呼び径の関係を示します。

レデューサ形 2つのラインアップ

標準形では測定が難しい低流量において、digitalYEWFLO 渦流量計 レデューサ形は安定した流量測定に貢献します。
標準形と 2 つのレデューサ仕様について、測定可能な流量範囲の一例を示します。

測定可能流量範囲(飽和蒸気、常用圧力500kPa、配管50mmの場合)

標準形の場合、測定可能な流量範囲は 74 ~ 1,876 kg/h であり、測定したい流量範囲が広い場合に最適です。
もし、74 kg/h 未満の低流量域を中心に流量を測定したい場合は、「レデューサ形 R2 仕様」が適します。
また、74 kg/h 未満の低流量域だけでなく、標準形と同程度に広く流量を測定したい場合は、「レデューサ形 R1 仕様」が適します。

 

マルチバリアブル形との組合せが可能

レデューサ形は、マルチバリアブル形との組合せが可能です。
マルチバリアブル形との組合せにより、低流量域の流量に対して温度測定と温度補正が可能になります。
低流量域においても、飽和蒸気の質量流量を 1 台でダイレクトに出力できます。

レデューサ形 マルチバリアブル形との組み合わせが可能

 

高温用との組合せが可能

レデューサ形は、高温用との組合せが可能です。
高温用との組合せにより、適用可能な流体温度の上限が、通常の 250 °C から 450 °C まで拡大されます。
低流量域においても、高温流体の流量測定が可能です。

 

仕様・機能

詳細は、一般仕様書をご覧ください。

形式 ・DY 形渦流量計(インテグラル形、リモート形検出器)
・DYA 形リモート形変換器
仕様 付加仕様
 1 サイズダウン:/R1
 2 サイズダウン:/R2
測定流体 液体、気体、飽和蒸気、過熱蒸気(混相流や付着性流体は避けてください)
流体温度 -29 ~ 250 °C
流体圧力 -0.1 MPa ~ フランジ定格による
口径 ウェハ なし
フランジ R1:25 ~ 200 mm(検出部: 15 ~ 150 mm)
R2:40 ~ 200 mm(検出部: 15 ~ 100 mm)
精度 液体 指示値の ± 1.0 %(レイノルズ数により 異なります)
気体・蒸気 指示値の ± 1.0 %(流速により異なります)
出力信号 アナログ出力、トランジスタ接点出力(同時出力可能)
通信形 HART 7 / HART 5、BRAIN、FOUNDATION フィールドバス
防爆 TIIS Ex d、FM Ex d / Ex ia、ATEX Ex d / Ex ia、CSA Ex d / Ex ia、IECEx Ex d / Ex ia

 

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形は、保護管相当の頑丈な渦発生体内に測温抵抗体(Pt1000)を内蔵した、蒸気アプリケーションに最も適した流量計です。
アナログ信号とパルス信号を同時に出力可能で、表示器に流量を表示しつつ、「温度モニター機能」として流体温度を表示することもできます。蒸気を熱媒体として利用しているラインのトータルコスト削減、省エネルギーへ貢献します。

 

渦発生体に測温抵抗体を内蔵

  digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 渦発生体に測温抵抗体を内蔵

液体温度測定用温度センサ(Pt1000, Class A 相当)を、保護管相当の強度を持つ頑丈な渦発生体に内蔵しています。
外付けの温度計が不要なため、温度計の挿入孔が無くなり、コストが改善されるだけでなく安全性も向上します。

 

温度表示機能

  digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 温度表示機能

渦発生体内に温度計を内蔵しているため、瞬時流量と流体温度を同時に表示できます。

 

質量流量演算機能

digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 質量流量演算機能(FSA120 Flow Navigator)

蒸気表を用いた演算で、質量流量をダイレクトに出力します。
マルチバリアブル形は蒸気表を内蔵しているので、測定した流体温度から、自動的に飽和蒸気の質量流量の演算・出力ができます。

さらにFOUNDATION フィールドバス通信形では、AGA No.8 による天然ガスの温度補正演算、物性データベース(DIPPR)により、気体および液体の密度を補正し、質量流量を測定できます。
AR ファンクションブロックを FSA120 Flow Navigator で設定すれば、内蔵温度計または外部温度計・圧力計の信号を用いることで、一般ガス・天然ガス・液体の質量流量を高精度に出力できます。

 

飽和蒸気密度算出のメカニズム

飽和蒸気曲線は、蒸気の飽和点を表す曲線で、機器内部に保持しています。測定した流体温度と飽和蒸気曲線を基に密度を演算し、質量流量を演算しています。digitalYEWFLO 渦流量計が流体温度の変化に追従して質量流量演算ができるのは、このためです。過熱蒸気の場合は、圧力を一定として蒸気テーブルから過熱分の密度を演算しています。
積算機能を用いると、蒸気のエネルギー消費量が一定期間ごとに記録できるため、省エネルギー改善案の材料とすることができます。

digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 飽和蒸気密度算出のメカニズム

 

高温用との組合せが可能

マルチバリアブル形は、高温用との組合せが可能です。
高温用との組合せにより、適用可能な流体温度の上限が、通常 250 °C から最大 400 °C まで拡大されます。
より高温の流体に対して、温度測定と温度補正を加味した流量測定を実施できます。

digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 高温用との組合せが可能

 

レデューサ形との組合せが可能

マルチバリアブル形は、レデューサ形との組合せが可能です。
レデューサ形との組合せにより、低流量域の流量においても温度測定と温度補正が可能になります。
低流量域においても、温度測定と温度補正を加味した流量測定を実施できます。

digitalYEWFLO渦流量計マルチバリアブル形 レデューサ形との組合せが可能

 

仕様・機能

詳細は、一般仕様書をご覧ください。

形式 DY 形渦流量計(インテグラル形、リモート形検出器)
DYA 形リモート形変換器
仕様 付加仕様:/MV
測定流体 液体、気体、飽和蒸気、過熱蒸気(混相流や付着性流体は避けてください)
流体温度 -29 ~ 250 °C
流体圧力 -0.1 MPa ~ フランジ定格による
口径 ウェハ 25 ~ 100 mm
フランジ 25~200mm(特注仕様: 250 ~ 400 mm)
精度 液体 指示値の ± 0.75 %(レイノルズ数により異なります)
気体・蒸気 指示値の ± 1.0 %(流速により異なります)
出力信号 アナログ出力、トランジスタ接点出力(同時出力可能)
通信形 HART 7 / HART 5、BRAIN、FOUNDATION フィールドバス
防爆 TIIS Ex d、FM Ex d / Ex ia、ATEX Ex d / Ex ia、CSA Ex d / Ex ia、IECEx Ex d / Ex ia

 

digitalYEWFLO 渦流量計 高温用は最高 450 °C まで、極低温用は最低 -196 °C まで測定可能です。

 

高温蒸気や液体窒素等の測定に最適

digitalYEWFLO渦流量計高温用・極低温用画像

検出部の面間は、標準形と同一寸法でリプレースが簡単です。
保温・保冷がしやすいシンプルな構造です。
標準形と比べて、幅広い流体温度に対応します。

 

 

マルチバリアブル形との組合せが可能(高温用のみ)

高温用は、マルチバリアブル形との組合せが可能です。
マルチバリアブルとの組合せにより、最大 400 °C まで温度測定と温度補正が可能になります。
より高温の流体に対して、温度測定と温度補正を加味した流量測定を実施できます。

digitalYEWFLO渦流量計高温用・極低温用 マルチバリアブル形との組合せが可能(高温用のみ)

 

レデューサ形との組合せが可能(高温用のみ)

高温用は、レデューサ形との組合せが可能です。
レデューサ形との組合せにより、低流量域においても最大450℃まで流量測定が可能になります。
低流量域においても高温流体の流量測定が可能です。

 

仕様・機能

詳細は、一般仕様書をご覧ください。

形式 DY 形渦流量計(リモート形検出器)
仕様 付加仕様
 高温用  :/HT
 極低温用 :/LT
測定流体 液体、気体、飽和蒸気、過熱蒸気(混相流や付着性流体は避けてください)
流体温度 -29 ~ 450 °C( /HT )
-196 ~ 100 °C( /LT )
流体圧力 -0.1 MPa ~ フランジ定格による
口径 ウェハ 15 ~ 100 mm
フランジ 15 ~ 400 mm
精度 液体 指示値の ± 0.75 %(レイノルズ数により異なります)
気体・蒸気 指示値の ± 1.0 %(流速により異なります)
出力信号 アナログ出力、トランジスタ接点出力(同時出力可能)
通信形 HART 7 / HART 5、BRAIN、FOUNDATION フィールドバス
防爆 TIIS Ex d、FM Ex d / Ex ia、ATEX Ex d / Ex ia、CSA Ex d / Ex ia、IECEx Ex d / Ex ia

 

 

 

反応槽への空気供給量測定

背景

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 反応槽への空気供給量測定 背景

とある化学会社様では、原料を反応させる工程にて、面積式流量計を使用していました。
しかし、計器の老朽化と更なる生産性の向上のため、計器の更新を検討されていました。また、面積式流量計では温度補正を実施していなかったため、1 割程度の温度誤差が出ていました。そのため、計器更新の際には、温度補正をすることも合わせて検討されていました。

 

プロセス概要

プロセス上、反応槽に送る空気供給量が適切に行われないと、反応の収率が極端に悪化します。
以前の面積式流量計では供給空気の温度補正は未実施だったので、季節による温度変化で空気供給量が変動し、収率に影響が出ていました。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 反応槽への空気供給量測定 プロセス概要

 

適用製品

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形をご採用頂きました。

 

導入のメリット

既設の面積式流量計は 2 線式計器であったため、比較対象として検討されていた質量流量計(4 線式計器)を採用した場合、 既設の配線を活用できずに、工事費が高くなる懸念がありました。
一方、digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形は 2 線式計器のため、配線工事や配電盤工事を抑えることができ、 質量流量計に比べて 25 % 近いコスト低減を実現しました。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 反応槽への空気供給量測定 導入のメリット

 

フィールドデータ

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形では、内蔵の温度計による補正をすることで、より正確な供給空気量の管理が実施できます。
これにより、今後の生産性向上が期待されます。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 反応槽への空気供給量測定 フィールドデータ

 

飽和蒸気流量の測定

背景

従来の蒸気測定では、質量流量を測定するために温度計や演算器などの補正用機器が必要でした。

 

プロセス概要

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 飽和蒸気流量の測定 プロセス概要

 

適用製品

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形をご採用頂きました。

 

導入のメリット

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形は、温度計を渦発生体に内蔵しています。そのため、配管への温度計の設置は不要です。
工事を簡略化できるためコスト低減に貢献できるだけでなく、工事個所を減らせるため、プラントの安全性確保に寄与できます。

 

フィールドデータ

digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形の質量出力は、内部で保持している蒸気表を用いて、常時測定している温度値から演算しています。
digitalYEWFLO 渦流量計 標準形に温度計と圧力計で補正演算出力した結果と、digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形の出力が、ほぼ一致していることが確認できます。digitalYEWFLO 渦流量計 マルチバリアブル形は、リアルタイムに流体温度を測定し、温度の急激な変動にも瞬時に応答し、高精度な出力を実現します。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 飽和蒸気流量の測定 フィールドデータ

 

アルミナセラミックラインの加温用蒸気供給量の管理

背景

これまで当社渦流量計 YEWFLO シリーズの初期機種をお使い頂いておりました。
しかし、長年の配管振動の影響により、低流量測定には調整が必要でした。

 

プロセス概要

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 アルミナセラミックラインの加温用蒸気供給量の管理 プロセス概要

 

適用製品

digitalYEWFLO 渦流量計 標準形をご採用頂きました。

 

導入のメリット

digitalYEWFLO 渦流量計 は「スペクトラル・シグナル・プロセッシング」( SSP )機能の搭載によってさらに耐振動性を向上させました。
これにより、低流量域でも優れた効果を発揮し、更なる高精度測定が可能になりました。
YEWFLO シリーズで実証済みの長期安定性に加え、高精度を保持することにより、コスト低減や省エネルギーに大きく貢献します。

 

フィールドデータ

振動の影響を抑え、定流量域でも安定した出力を実現しました。 digitalYEWFLO 渦流量計 標準形の導入により、お客様には「流量を高精度に把握できるようになった」と実感頂きました。 また、今後の省エネルギー計画の立案、実行に向けた大きな役割を果たすことが期待できます。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 アルミナセラミックラインの加温用蒸気供給量の管理 フィールドデータ

 

めっき工程・クリーンルームへの蒸気供給量の管理

背景

横河エレクトロニクス・マニファクチャリング・青梅事業所殿において、約 60 槽あるプリント基板のめっき槽加温と、クリーンルーム加湿のため、2 台のボイラーから蒸気を供給しています。このめっき槽は温度管理をするうえで、常時約 100 ~ 850 kg/h の流量変動があります。これまではボイラによって蒸気量を自動管理するのみでしたが、今後の省エネ対策の一環として、燃料の削減と利用効率向上のための蒸気流量の管理機種として digitalYEWFLO 渦流量計を導入いただきました。

 

プロセス概要

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 めっき工程・クリーンルームへの蒸気供給量の管理 プロセス概要

 

適用製品

digitalYEWFLO 渦流量計 標準形をご採用頂きました。

 

導入のメリット

精度 1 % の digitalYEWFLO 渦流量計と、精度 2 ~ 5 % のオリフィス計装それぞれで蒸気測定した場合の年間損失金額を算出し、オリフィス計装に対する digitaLYEWFLO 渦流量計の「年間原料節約量」の効果を調べてみました。その結果、年間 33.5 万円を節約できることがわかりました。

  digitalYEWFLO オリフィス計装
精度 指示値の ± 1 % 指示値の ± 3 %(平均)
口径 40 mm
流量 850 kg/h
誤差による日当たり損失蒸気量 204 [kg/day]
(= 850 [kg/h] × 0.01 × 24 [h/day])
612 [kg/day]
(= 850 [kg/h] × 0.03 × 24 [h/day])
年間損失蒸気量(稼働率 90 %) 67,014 [kg/year]
(= 204 [kg/day] × 365 [days/year] × 0.9)
201,042 [kg/year]
(= 612 [kg/day] × 365 [days/year] × 0.9)
年間損失金額(蒸気単価 2.5 [円/kg]) 167,535 [円]
(= 67,014 [kg/year] × 2.5 [円/kg] × 1 [year])
502,605 [円]
(= 201,042 [kg/year] × 2.5 [円/kg] × 1 [year])
年間原料節約費(対オリフィス計装) -335,070 [円]
(=167,535 [円] - 502,605 [円])

 

フィールドデータ

蒸気供給量の急激な変化にも追従し、常に安定した出力を実現しました。

digitalYEWFLO渦流量計アプリケーション事例 めっき工程・クリーンルームへの蒸気供給量の管理 フィールドデータ

 

From ‘Sensing’ to ‘Sensemaking’

YOKOGAWA は製品のライフサイクル全体をサポートします。
確かなセンシング技術と卓越した現場ナレッジを融合することにより、お客様とともにコトを洞察し、ライフサイクルを通して新しい価値を提供します。

 

digitalYEWFLO渦流量計 Total Insight 概要

購入からメンテナンス・サービスまで、ご使用のフェーズにあわせた充実の機能

Sensing Selection : - 機種選定 -
分かりやすいラインナップと豊富な規格対応により、機種選定を容易にします。

Easy Installation : - 設置・設定 -
様々な機器の設定手段により、設置・設定の工数削減に貢献します。

Rich Information : - 運転・監視 -
充実した診断情報の活用により、プロセスの運転効率の改善につなげます。

Expert Solution:- メンテナンス・サービス -
タイムリーな保守情報を提供する事により、メンテナンス費用の削減に貢献します。

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Product Finder

Product Finder プロダクトファインダー

当社 Web サイト上で動作する製品選定支援ツール「Product Finder」をお使いいただくことで、流量測定の目的や条件に最も適した製品を選定できます。
また、仕様選定支援ツール「PF コンフィギュレーター」をお使いいただくことで、仕様の比較やお問い合わせなどにおいて、より簡単に仕様をご確認いただけます。

Product Finderを今すぐ使ってみる 

 

国際規格および各国規格に対応

近年のグローバル化の加速に伴い、多くの国際規格および各国規格への迅速な対応が求められます。digitalYEWFLO 渦流量計は、多様なアプリケーションに対応するために、各種防爆、EMC、CE マーキング、RoHS 指令などの規格だけでなく、HART や FOUNDATION フィールドバスといった通信プロトコルなどの認定を取得しています。

 

1.EMC規格(EMC Standards)

規格名 標準形 レデューサ形 マルチバリアブル形 高温用・極低温用
CE Marking 欧州EMC指令
RCM Mark オーストラリア・ニュージーランド
電気機器安全基準
KC Mark 韓国電磁波適合性基準

 

2.防爆規格

規格名 標準形 レデューサ形 マルチバリアブル形 高温用・極低温用
TIIS 耐圧
IECEx 耐圧 〇(高温用のみ)
本質安全
ATEX 耐圧 〇(高温用のみ)
本質安全
FM 耐圧
本質安全
CSA 耐圧
本質安全

 

3.通信プロトコル

通信プロトコル 標準形 レデューサ形 マルチバリアブル形 高温用・極低温用
HART 7
5
BRAIN
FOUNDATION フィールドバス

 

 

FSA120 流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator

digitalYEWFLO渦流量計 Total Insight FSA120 流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator

流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator(FSA120)は、フィールド機器の質量流量パラメータを容易に設定するために必要な様々な機能を提供するソフトウェアパッケージです。

流量演算設定ソフトウェアは以下の 2 種類のプログラムからなります。

  • EJXMVTool: EJX910A / EJX930A マルチバリアブル伝送器用
  • DYFMVTool: digitalYEWFLO 渦流量計 フィールドバス通信形用


流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator は FDT 技術を使用しており、「フィールド機器/環境機器 調整・設定ツール FieldMate」および「統合機器管理ソフトウェアパッケージ PRM 」上で動作します。

FSA120 流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator の詳細はこちら
フィールド機器/環境機器 調整・設定ツール FieldMate の詳細はこちら

 

設置状況に応じた必要直管長

一般的に渦流量計は、管内の流速分布に偏りが生じると、流量測定精度に影響が出ます。
代表的な設置例と合わせて、必要直管長や主なポイントを示します。

まっすぐな管

上流側 10D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 まっすぐな管における必要直管長

 

縮小管

上流側 5D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 縮小管における必要直管長

 

拡大管

上流側 10D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 拡大管における必要直管長

 

曲がり菅
①単一の曲がり管の場合

上流側 10D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 単一の曲がり管における必要直管長

 

②二重の曲がり管で、同一平面の場合

上流側 10D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 二重の曲がり管で同一平面の場合における必要直管長

 

③二重の曲がり管で、同一平面ではない場合

上流側 20D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 二重の曲がり管で、同一平面ではない場合における必要直管長

 

バルブの位置と直管長

バルブは digitalYEWFLO の下流側に設置してください。直管長の上流側は上記を参照し、下流側は 5D 以上を確保してください。
やむをえずバルブを digitalYEWFLO の上流側に設置する場合、直管長は上流側 20D 以上、下流側 5D 以上を確保してください。

digitalYEWFLO渦流量計 バルブの位置と直管長

 

取付姿勢

管内が常時流体で満たされていれば、取付姿勢は水平・垂直・傾斜を問いません。
ただし、水平配管並びに傾斜配管の場合、分離形検出器の端子箱および一体形の変換器への浸水を避けるために、必ず配管位置より上側になるように取り付けてください。

水平配管の場合

digitalYEWFLO渦流量計 水平配管の場合の取付姿勢

digitalYEWFLO渦流量計 水平配管の場合の変換器の向き

 

垂直配管の場合

digitalYEWFLO渦流量計 垂直配管の場合の取付姿勢                  digitalYEWFLO渦流量計 垂直配管の場合の取付姿勢

 

傾斜配管の場合

digitalYEWFLO渦流量計 傾斜配管の場合の取付姿勢                  digitalYEWFLO渦流量計 傾斜配管の場合の取付姿勢

 

 

シンプルな表示器

digitalYEWFLO渦流量計 シンプルな表示器

digitalYEWFLO 渦流量計の表示器は上下 2 段のシンプルな構成になっています。
データ表示部の上段には瞬時流量の実メモリ流量やスパンに対する流量%を表示し、下段には流量積算値やアラーム番号を表示します。

さらにマルチバリアブル形の場合は、上段には測定温度のスパンに対する温度%を表示し、下段に実温度を表示できます。
流量監視と温度監視を、digitalYEWFLO 渦流量計 1 台で行えます。

また、設定キーを用いたパラメータ設定の際には、上段には設定項目番号が、下段にはデータの内容が表示されます。
通信経由での設定と同じように、簡単にパラメータへアクセスできます。

 

自己診断

digitalYEWFLO渦流量計 自己診断

digitalYEWFLO 渦流量計はセンサ故障や温度センサ異常などのアラーム番号を、表示器下段に表示します。アラーム番号を確認することで、今、起きている異常を、簡単に把握できます。

合わせて、外からは確認が難しい配管内部で起きている流体異常(CHECK Flow)や、設置している配管に起きている振動異常(CHECK Vibration)なども、自己診断の結果として表示します。

 

アナログ/パルス同時出力

digitalYEWFLO 渦流量計は瞬時流量を電流出力しながら、パルス出力を同時に出力できます。
また、マルチバリアブル形であれば、瞬時流量だけでなく、測定温度を電流出力できます。
digitalYEWFLO 渦流量計が 1 台あれば、瞬時流量や測定温度をモニタリングしながら、同時にパルス出力を利用した流量積算が可能です。

一例として、シールドケーブルを用いた場合の接続方法を示します。

アナログ/パルス同時出力

 

アラーム出力、ステータス出力機能の搭載

digitalYEWFLO 渦流量計は自己診断の結果アラームが発生した際に、ステータス出力機能により外部に信号を送信します。
この信号を計器室へ送信することで、機器の異常を瞬時に把握することができます。

また、このステータス出力信号をリレーを介して電磁弁に送ることで、緊急時の遮断動作も実行できます。

アラーム出力、ステータス出力機能の搭載

 

フロースイッチ機能

測定流量が設定した閾値を下回ったときに、ステータス接点出力を実行します。
早い段階で流量低下を検知することで、安定した流量測定を継続できます。

 

 

Device Lifecycle Management

保全作業に必要な機器情報に現場で簡単にアクセスできるモバイルアプリです。
購入された機器の情報とドキュメント(仕様書、マニュアル、試験成績書)をシリアル No. をキーに閲覧できます。
また、2 つの機器間の互換性を確認する機能により、機器が故障した際には、それと最も互換性の近い予備品を確認できます。機器保全に必要な情報に現場で即座にアクセスを可能にすることで、保全作業の効率向上に貢献します。

digitalYEWFLO渦流量計 Device Lifecycle Management

 

* 「Device Lifecycle Management Mobile Application」 は、下記よりインストールしてご使用いただけます。
なお、インストールされる前に「YOKOGAWA製品へのQRコード実装について」をご確認ください。

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FieldMateによるデータコピー

FieldMateを使用して、機器の設定値(データ)を同種のdigitalYEWFLOへコピーすることができます。
簡単な操作で同じ設定を持つ機器を複数台準備することが可能になり、運転立上げにかかる工数を大幅に削減できます。

digitalYEWFLO渦流量計 FieldMateによるデータコピー

 

* フィールド機器/環境機器 調整・設定ツール FieldMate の詳細はこちら

 

 

カルマン効果

渦流量計は「カルマン効果」を利用して、液体または気体の流量を測定します。

ハンガリー生まれの数学者・物理学者 セオドア・フォン・カルマンは、20 世紀初めに、液体または気体が障害物に垂直に流れる時、その障害物の両側に、交互に渦が発生することを発見しました。これらの渦の列は「カルマン渦列」と呼ばれています。

カルマン効果とは イメージ1

カルマンは、さらに、渦の発生数がその渦を発生させる流体の流速に比例することも見出しました。この発生数は「カルマン渦周波数」と呼ばれています。カルマン渦周波数と流速との関係は、次の式で表わされます。

カルマン効果 数式01

ここで、

カルマン効果 数式02

上 2 式をまとめて、体積流量で表すと、

となります。

ストローハル数(St)とは渦発生体の形状、寸法によって決定される無次元数で、形状を適切に選ぶことにより、広いレイノルズ数範囲にわたって一定の値になります。図1 にレイノルズ数とストローハル数の関係を示します。

図1:ストローハル数(St)とレイノルズ数の関係

図1:ストローハル数(St)とレイノルズ数の関係

したがって、ストローハル数をあらかじめ把握しておけば、渦周波数を計測することにより流量を測定することができます。また、体積流量は流体の圧力、温度、密度、粘度などに無関係に測定できることが判ります。しかし、標準(基準)状態における体積流量や質量流量を測定する場合は、温度補正や圧力補正が必要です。

 

渦周波数の測定方法

渦が形成されて渦発生体(障害物)を通過する時、その部分の圧力が、流体の他の部分に比べて低くなります。この低圧が、渦発生体の両側に圧力差(dp)を生み、高圧側から低圧側に向けて渦発生体に応力がかかります。渦発生位置が規則的に切替わることによって低圧部の位置が入替わるとともに、応力の向きが交代し渦発生体が振動します。この振動の周波数が、「カルマン渦周波数」です。

渦周波数の測定方法 イメージ

この振動を測定する手段としていくつかの製品が市販されています。もっとも一般的なのは膜センサと容量センサですが、この用途にもっとも適しているのは圧電結晶センサです。圧電結晶センサは、圧縮されると電気信号を生じ、それを流量計の電子回路で処理します。カルマン渦周波数を測定することによって(St と d は既知)、流量計の電子回路の簡単な演算で配管を通る体積流量を求めることができます。

 

 

FSA120 流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator

digitalYEWFLO渦流量計 Total Insight FSA120 流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator

流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator(FSA120)は、フィールド機器の質量流量パラメータを容易に設定するために必要な様々な機能を提供するソフトウェアパッケージです。

流量演算設定ソフトウェアは以下の 2 種類のプログラムからなります。

  • EJXMVTool: EJX910A / EJX930A マルチバリアブル伝送器用
  • DYFMVTool: digitalYEWFLO 渦流量計 フィールドバス通信形用


流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator は FDT 技術を使用しており、「フィールド機器/環境機器 調整・設定ツール FieldMate」および「統合機器管理ソフトウェアパッケージ PRM 」上で動作します。

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アプリケーションノート
概要:

通常の回収技術で原油をできるだけ回収しても、貯油層にかなりの量が残っている場合があります。原油価格が一定水準以上ならば、残留油回収は採算が見込めます。この回収法として主に用いられているのが、水注入法と蒸気注入法です。これらの技術は、古い油井から残留油を回収するのに役立つのみならず、稼働中の油田の一次回収率も改善します。
 
これらの技術を用いる際には、プロセスの制御と最適化のために水と蒸気の流量を計測することが望まれます。この計測には、従来オリフィス板と差圧伝送器が用いられてきました。しかし、この用途に多くの利点があるという理由から、渦流量計の利用が増えています。以下では、このプロセスの詳細と、渦流量計の有用性を紹介します。

水/蒸気注入法による渦流量計

期待される利点

このプロセスに渦流量計を用いると、特に以下のような利点が期待されます。

  • 配管と配線のコストをオリフィス式流量計の1/3にまで削減
  • ISO14000の基準では、シール箇所がオリフィス式流量計の1/10にまで削減
  • オリフィス式流量計の3倍の精度。プロセスノイズ耐性に優れ、正確なコスト計算が可能
  • オリフィス式流量計の1/3の圧損。プロセスに対する影響が減少し、省エネルギーを実現
  • 高温(450°C)・高圧(ANSI#2500)に対応

 

プロセスの説明

図 渦流量計の設置
図 渦流量計の設置 

水注入法では、注入された水が貯油層に入り残留油の一部が同じ貯油層中の生産井の方に向けて移動します。生産井でこの油と水を汲み上げます。
蒸気注入法では、地上で蒸気を発生させ、この蒸気を、注入井を通して貯油層に圧入します。蒸気によって油分が加熱され、粘度が低くなります。蒸気の熱は、同時に原油を気化させるので全体の流量が増します。この気体と蒸気がさらにガスドライブとなり、熱水も加わって希釈された油分を生産井の方に押し動かします。
このプロセスでの動作温度と圧力は、最高90°C(194°F)、290bar(29MPa、4200psi)にもなります。この条件に適合するには、最高でANSI#2500のフランジが必要です。
水と蒸気の正確な流量計測は、油井の生産性に影響を及ぼす重要因子です。効率を向上し操業コストを抑制するためにも、計測は必要です。この計測には従来オリフィス板が用いられてきましたが、オリフィス板による測定には制約と欠点があります。

  • 精度が低い
  • レンジアビリティが限定的( 3 : 1 または 4 : 1 )
  • 圧損が高い
  • 平方根誤差が避けられない
  • 設置コストが比較的高く、所有コストも高い
  • 導圧管には熱トレースが必要で、詰まる可能性もあり
  • ゼロ調整が必要
  • 漏出危険箇所が多い
  • オリフィス板の摩耗や損傷が精度に大きく影響する

 

ソリューション

当社の渦流量計digitalYEWFLOには、オリフィス板に比べて多くの利点があり、今回のようなアプリケーションでの利用が増えています。すでに述べたように、導圧管が不要でフランジ設置でインライン計測ができるため、配管と配線のコストが削減できます。シール箇所が少ないため定期保全コストが削減できて省エネルギーに役立ち、ゼロ点とスパンの調整が不要なためスタートアップが簡単です。レンジアビリティ(ターンダウン)はオリフィス板の10倍も大きく省エネルギーに役立ち、また圧損が小さい利点もあります。
この他にも、渦流量計にはオリフィス形流量計に比べて下記の利点があります。

  • 長期安定的な精度と再現性
  • ディジタル測定(オリフィス式流量計はアナログ)
  • 直線関係(平方根計算の必要なし)
  • オリフィス式流量計に比べて設置コストがかからない
  • 導圧管が不要
  • 定期保全が不要
  • プロセス流体の漏出の可能性を低減
  • 摩耗する可動部分なし
  • 極端な気象条件に対しても特別な保護が不要
図 digitalYEWFLO
図 digitalYEWFLO 

さらに、digitalYEWFLOは高温・高圧のアプリケーションにも対応できます。許容プロセス温度範囲は–196~+450℃(–328~+842°F)で、ANSI#900までのフランジが選べます。さらに、digitalYEWFLOにはデュアルセンサ形もあり、精油所で安全計装のためによく求められる冗長性と特殊な制御・警報機能に加えて、予知保全のための自己診断機能も備えています。これらの機能は、平均故障間隔が400年という高い信頼性のうえに築かれたものです。また、マルチバリアブル形もあり、内蔵温度センサの出力と、ソフトウェアに組込まれた蒸気表から、飽和蒸気の質量流量を演算します。これによって、圧力センサや温度センサを別途取付ける必要も、流量演算器を準備する必要もありません。

 

渦流量計の利点

  digitalYEWFLO渦流量計 オリフィス式流量計
精度 指示値の±0.75%(液体) 指示値の±3%
レンジアビリティ(ターンダウン) 10倍 -
圧力損失 1/3 -
資本支出(CAPEX) 1/3 -
操業コスト(OPEX) 1/10 -
導圧管 不要 必要
ゼロ点・スパン調整 不要 必要
口径 15~400mm 25~3000mm
プロセス温度 –196~+450℃ –40~+120°C
周囲温度 -29~85℃ -
圧力規格 ANSI#900まで 420barまで

 

おわりに

当社のdigitalYEWFLOは、1979年の発売以来、累積出荷台数は45万台を超え、世界ナンバーワンのマーケットシェアを獲得しています。

この技術を用いて、石油やガスの回収を最も効率的に行うことができます。

渦流量計とは、どのような流量計ですか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-basic-1)
渦流量計は 1968 年に横河電機が世界に先駆けて開発し、1979 年には「時代を担う流量計 YEWFLO 」を完成させた流量計です。検出部内の渦発生体により発生したカルマン渦によって生じた圧...
流れの中に渦発生体と呼ばれる障害物を置くと、流体の粘性の影響で渦発生体の両側から渦が交互に規則正しく発生します。この渦は「カルマン渦」と呼ばれ、渦発生体の下流に非対称...
渦流量計の特長は何ですか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-basic-3)
JIS Z 8766「渦流量計による流量測定方法」には、以下の点が特長として挙げられています。 流量に比例した周波数出力が得られる。 カルマン渦による流体の振動現象を利用しており、...
「digitalYEWFLO サイジングプログラム」を使用して選定することができます。詳しくは当社営業にお問い合わせ下さい。渦流量計は気体、蒸気、液体のいずれも測定することはできますが...
渦流量計の参考資料はありますか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-basic-5)
JIS Z 8766「渦流量計による流量測定方法」のほかに、カタログ、一般仕様書、取扱説明書、外形図などがダウンロードできます。
定期的にゼロ点調整をする必要はありますか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-1)
ありません。渦流量計は原理上、渦周波数を流量に演算出力していますので、ゼロ点がありません。
取り付け時に調整の必要はありますか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-2)
ありません。digitalYEWFLO は SSP 機能により電源投入直後より自動調整で運転します。過度の配管振動の影響を回避しなければならない場合にはマニュアル調整をすることができます。 ...
避雷器は付けられますか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-3)
付けられます。(付加仕様) 電源線に対し避雷器を付けることができます。このとき最大電源電圧は 30 V DC に制限されます。
変換器ケースおよび検出器端子箱は 90 度ごと( 4 方向)に向きを変更できます。一般形の場合は設置場所で作業を実施できますが、防爆形の場合は変換器を非危険場所に移してから実施...
機器の動作としては問題がないため取扱説明書に取付向きの制限などを明記していませんが、変換器に水分が滲入して故障などの原因となりますので、防水が完全にできる状況である以...
digitalYEWFLO に限らずほとんどの流量計は検出器内部が満水状態でないと正確な流量測定ができません。設置場所は下から上の流れが最適ですが、やむを得ず上から下の流れの場所に設置...
屋外などで垂直配管に取り付ける場合は、雨水などの滲入を防ぐため、必ず配線接続口を下向きにして下さい。
必要直管長とはなんですか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-8)
渦流量計の場合、配管内の流れの旋回流や流速の不均一な分布などによって影響を及ぼされます。これらは、上流側の配管の具合、バルブ、ポンプ、ジョイントの不ぞろい、溶接バリの...
標準で ANSI クラス 900 まで、特注にて ANSI クラス 2500 まで対応できます。当社営業にご相談下さい。
条件が複合する場合は、上流部が十分に整流された直管部に取り付けることを考慮してください。
digitalYEWFLO のマルチバリアブル形において、過熱蒸気への使用条件は圧力一定です。圧力変化分を厳密に測定したい場合は圧力計などを用いた補正が必要です。
測定状態に依存するため精度誤差を定量的に捉えることは困難です。測定精度を保つためには必要直管長を考慮して下さい。
温度計のセンサ異常が起こった場合、表示器にエラー番号が表示されます。そのほかにはセンサかアンプの抵抗値をみます。詳細は当社営業にお問い合わせ下さい。 ...
バルブによる旋回流の影響を防ぐため、種類に問わず digitalYEWFLO の下流側に設置していただくことが望ましいのですが、バルブを digitalYEWFLO の上流側に設置する場合、直管長は上流側 20 ...
MASS YEWFLO は質量流量をダイレクトに出力しますが、digitalYEWFLO マルチバリアブル形は演算出力ですので、飽和蒸気は大きな違いはありませんが、過熱蒸気や気体の場合は digitalYEWFLO マル...
飽和蒸気圧とは、その温度で凝縮相熱力学的平衡に達している蒸気の示す圧力です。 (参考:JIS 工業用語大辞典)液体はある一定以上の温度と圧力によって気化するため、キャビテーシ...
特注で対応可能です。
レデューサ形の必要直管長は digitalYEWFLO 標準形と同じ(配管口径)です。短くはなりません。
1 口径絞り(R1 タイプ)は 15 % 程度、2 口径絞り( R2 タイプ)は 28 % 程度大きくなります。
レンジアビリティーはどの位ですか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-20)
流体により異なりますが、最大で 40 : 1 前後(標準形)です。
旧YEWFLOシリーズの消耗部品は入手できますか?
(FI-J-vortex-digitalYEWFLO-faq-detail-21)
YEWFLO スタイル E、MASS YEWFLO および YFCT は受注停止後 5 年以上を経過しており、既に EOS (保守停止・部品供給停止)となっております。校正を含む保守や部品供給はできません。
JIS SUS329J1 相当です。オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼(2 相系)は、高強度、高耐食性が特長です。
特注にて対応可能です。当社営業にご相談下さい。
YEWFLO スタイル E については再サイジングは可能です。ただし現製品(digitalYEWFLO)へのデータ転用はプログラム構成が異なるため不可能です。詳しくは当社営業にご相談下さい。 ...
「関連情報」の「アプリケーションノート」をご覧ください。
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