回転計

この記事では、ロータメーターとは何かについて説明します。回転計の意味、その部品、この機器の仕組み、さまざまな種類の回転計、そして最後に回転計を使用する利点と欠点を発見します。

回転計とは何ですか?

回転計は、流体の流れを測定するために使用される実験器具です。簡単に言えば、回転計は流体の流量を測定するために使用される機器です。

したがって、回転計は流量計の一種です。

体積流量または消費量は、チューブのセクションを流れる単位時間あたりの流量として定義されることに注意してください。

一般に、回転計は液体、通常は水の流量を測定するために使用されます。ただし、ガスの流れを知るためにも使用できます。

回転計の部品

回転計は通常ガラスやプラスチックでできた円錐形の管で、内部にはフロートと呼ばれる部品があり、流体の流れに応じて垂直に上下します。

したがって、回転計の部品は次のとおりです。

• フロート: ロータメーターの内部にある部品です。フロートは流体の流量に応じて回転計内を上下に移動し、流量が大きくなるほど流量も大きくなります。これは、流体流量の値をマークする回転計の部分です。
• スケール: 測定された流量の値を示します。フロート制限は、流体の流れに対応する目盛線をマークします。
• ガイド: 回転計の内部でフロートが移動する部分。フロートの垂直移動を確実にするために使用します。
• 測定管: フロートが移動する管で、回転計の本体を構成します。
• 下限：フロートの下限値です。流量を測定しない場合、フロートはこの位置で静止したままになります。
• 上限: フロートの上限です。損傷を避けるため、フロートが上部のストップに達しないようにすることをお勧めします。

回転計はどのように機能しますか?

回転計の定義とその部品が何であるかを理解したら、この装置の操作が研究室で非常に一般的であることがわかります。

流体が回転計を通って流れるとき、フロートには 2 つの力が作用します。一方では、流体は上向きに垂直方向の力を及ぼし、他方ではフロートの重量はフロートを下方に押す垂直方向の力になります。したがって、回転計の動作は、流体によって及ぼされる力とフロートの重量の力との間のバランス点を見つけることに基づいています。

上のセクションで見たように、回転計は円錐形のチューブで作られているため、フロートが上昇するにつれてチューブの断面積が増加します。その結果、流体がフロートに及ぼす速度と力が減少します。

したがって、フロートは上昇し、同時にフロートにかかる流体の力は、その力がフロートの重量の力と等しくなるまで減少します。このとき、フロートはバランスを保ったまま動きを停止します。

フロートが静止したら、事前に校正した回転計のスケールを見て、流量測定値を読み取る必要があります。流量値はフロートの上限と一致する目盛上の数値となります。

つまり、流量が高くなると、回転計内のフロートが高くなります。そしてフロートがある点で安定すると、回転目盛りが示す値が流体の流量の値となります。

注:回転計を正しく動作させるには、回転計を垂直位置に置く必要があります。そうしないと、回転計によってマークされた測定値が不正確になります。

回転計の種類

回転計には材質や用途に応じていくつかの種類があります。以下に、さまざまなタイプの回転計を示します。

• パージ回転計– 低流量および低密度の流体用の回転計です。
• ガラス回転計– チューブがガラス製の回転計。このタイプの回転計は寿命が長く、チューブの内部を視覚化できます。
• プラスチック回転計– プラスチック回転計。他のタイプの回転計よりも安価で長持ちしますが、大流量には役に立ちません。
• 金属回転計: 高温高圧の流れに最適な回転計です。その測定範囲は一般に非常に広いです。
• バイパス回転計：膜内の流量を測定するためだけに使用される回転計。
• アクリル製回転計: 流量を正確に測定するのに非常に便利な小径回転計です。
• 電気トランスデューサ付き回転計: このタイプの回転計は磁気システムを使用して、チューブの流れ入口で生成される変化を追跡します。
• 空気圧トランスデューサー回転計: このタイプの回転計は磁気機構を使用して測定を実行します。

回転計の長所と短所

この最後のセクションでは、回転計の長所と短所を分析します。回転計は、その特性により、特定の状況では他のタイプの測定器よりも優れているためです。

回転計の利点は次のとおりです。

• 回転計は電気エネルギーを必要としません。回転計の大きな利点は、外部エネルギーを使用する必要がなく、その動作が機械原理に基づいていることです。
• 非常に使いやすい実験器具です。
• ロータメーターは他のメーターに比べて安価なデバイスです。
• 回転計のスケールは実質的に直線的であるため、測定値が読みやすくなっています。

一方で、ロータメータには次のような欠点があります。

• 回転計スケールには校正が必要です。したがって、回転計のスケールは特定の物質に対してのみ有効です。流体を変更した場合は、回転計も交換または再校正する必要があります。
• 測定を実行するには、回転計を完全に垂直に向ける必要があります。実際、回転計の動作はフロートにかかる重力に依存しています。
• フロートは完全に静止することが難しく、わずかに動くため、測定値の読み取りを間違いやすいです。さらに、フロート制限は回転計スケール上の 2 つのマークの中央にある場合があります。
• 一般に、読み取りを機械で自動化することはできませんが、測定値は手動で読み取る必要があります。
• 液体が非常に濃い場合、測定値の読み取りが困難になる可能性があります。