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圧力センサ (変換器) の選び方

圧力センサ 産業用途では、優れた再現性のほうが絶対精度よりも重要な場合がよくあります。プロセス圧力が広範囲で変動する場合は、高い直線性と低いヒステリシスを備えた変換器が好まれます。

周囲温度やプロセス温度の変動もまた、特に、低圧やわずかな差圧を検出する際の圧力測定誤差の原因になります。このような用途では、温度補償器を使用する必要があります。



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圧力測定システムにおいて、全誤差は、二乗和平方根法(全誤差は、個別の誤差の二乗の和の平方根に等しい)を使用して計算することができます。

圧力センサ(圧力変換器)の選択条件

圧力センサ(圧力変換器)は通常、ミリボルトの範囲(100 mV~250 mV)の出力信号を生成します。トランスミッタで使用される場合は、出力信号は圧力レベル(1~5 V)まで増幅され、通常、4~20 mA dcの電流ループに変換されます。

圧力センサ(圧力変換器)のハウジングは、それぞれの設置場所の電気区域分類および防食要件の両方を満たすように選択します。防食は、ハウジング外側への腐食性液体の飛沫または腐食性気体への暴露、および腐食性プロセス材料へのセンサの暴露の両方を考慮する必要があります。設置の防食要件に対応するには、本章の後半で検討するように、耐食材質や被膜を選択したり、化学的シールを使用したりします。

爆発性気化ガスが存在する可能性がある区域に設置する場合、変換器またはトランスミッタ、その電源は、このような環境に適している必要があります。これは通常、パージまたは防爆ハウジング内部に設置するか、本質的に安全な設計を使用するかのいずれかによって実現します。

圧力センサ(圧力変換器)を選択する上で、おそらく最も重要になる決定項目は、その動作範囲です。それには、装置の精度と過圧保護という、2つの矛盾する事項を考慮しなければなりません。精度の面からは、誤差(通常、フルスケールの1パーセント)が最小限になるように、トランスミッタの動作範囲を小さく(正常動作圧力はその動作範囲のほぼ中間)することが必要です。一方、必ず考慮しなければならない点が、操作ミスや設計不備(水撃)による、あるいは圧力検査や起動時に装置を隔離することができなかったために発生する過圧破損の影響です。したがって、必要な動作範囲を指定するだけでなく、必要な過圧保護の量も指定することが重要です。

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ブルドン管過圧保護

ほとんどの圧力装置には、動作範囲の50%~200%の過圧保護が提供されています(図3-12)。このような保護装置は、大部分の用途で十分な効果があります。さらに大きい過圧が予想され、その性質が一時的(圧力スパイクが短時間で秒単位かそれ未満)である場合は、緩衝器を設置します。緩衝器はスパイクを除去しますが、測定の応答性を低下させます。過剰な過圧が長時間予想される場合は、圧力緩衝弁を設置してセンサを保護します。ただし、この場合は緩衝弁が開いていると、測定ロスが発生します。トランスミッタが高周囲温度の条件下で動作する場合、ハウジングを電気冷却(ペルチエ効果)または水冷却するか、あるいは、空調管理された場所に移動します。凍結温度が予想される場合、断熱材と合わせて、抵抗加熱またはスチームトレースを使用します。

プロセスが高温の場合、プロセスから圧力計器を隔離する多様な方法の使用を検討することができます。これには、ループシール、サイホン、遠隔設置用キャピラリチューブによる化学的シール、パージなどがあります。


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圧力センサ