粉体流量計とは
粉体流量計は、粉や粒などの集合体（粉体）の流量を測定する装置です。
粉体は、ひとつひとつの粒子は固体ですが、大量に集まった状態で移動するときは流体のように振る舞うこともあります。粉体のその性質を利用し、移動する粉体の量を流体同様に流量として捉えて測定するのが、粉体流量計です。
粉体が流れる状況としては、自由落下する場合と空気輸送される場合があり、粉体の種類や測定現場に応じて様々なタイプの粉体流量計が使われています。
粉体流量計の使用用途
大量の粉や粒子の量を計測する場面は、様々な産業分野で見られます。
食品産業では、小麦粉、粉ミルク、ココア、砂糖、塩など、農業畜産業では農薬、肥料、飼料、小麦、米など、建設・土木産業ではセメント、消石灰、焼却灰、砂など、化学産業では顔料、酸化鉛粉、炭酸カルシウムなど、粉体流量計は多岐にわたる産業分野で原料・製品の計測管理や材料の比例配合に使用されています。
計測対象によっては体積流量で管理することが求められる場合と質量流量の場合があり、それぞれ対応可能な流量計があります。
粉体流量計の原理
粉体流量計にはいくつかのタイプがあり、それぞれ動作原理が異なります。
- 静電容量式
対向した２枚の金属板からなる電極の間に、粉体を自由落下させる構造です。２枚の金属板はコンデンサとしての性質を持っていて、その間を絶縁体の粉体が通過すると、粉体の比誘電率と流量に応じて静電容量が増加します。電極間の静電容量を常時測定することで、通過する粉体の流量をリアルタイムに測定することができます。このタイプの流量計は自由落下の粉体の測定しかできません。 - マイクロ波式
ドップラー効果を利用した粉体流量計です。輸送管にセンサが設置されていて、ここからマイクロ波を発信し、返ってきたマイクロ波を受信します。輸送管で反射して戻ってくるマイクロ波は発信したままの周波数ですが、管内を通過している粉体に当たって戻ってくるマイクロ波はドップラー効果により周波数が変化しています。変化した周波数は粒子の数に比例し、その周波数の振幅は粒子の平均体積に比例するので、周波数と振幅から粉体の流量が算出できます。このタイプは、自由落下、空気輸送どちらの粉体流量も測定できます。 - コリオリ式
モータで回転している計量ホイールに粉体を入れると、遠心力によって粉体はホイールごと外側へ移動します。この時、回転方向とは逆の円周方向にコリオリの力が発生します。このコリオリの力は粉体の質量に比例しているため、コリオリの力を計測することで、粉体の質量流量を求めることができます。
このタイプは、空気輸送の粉体しか測定できません。
参考文献
https://yamaden-sensor.jp/product/?id=1454403381-567655