拡散シリコン圧力トランスミッタの選定に関する究極のガイド
産業計測アプリケーションに関する専門家のガイダンス
概要
圧力トランスミッタは、拡散シリコン、セラミック、静電容量式、単結晶シリコンなどのセンシング技術によって分類されます。これらの中で、拡散シリコン圧力トランスミッタは様々な業界で最も広く採用されています。堅牢な性能、信頼性、そしてコスト効率の高さで知られており、石油・ガス、化学処理、鉄鋼製造、発電、環境工学など、様々な分野における圧力監視・制御に最適です。
これらのトランスミッタは、腐食性、高圧、または危険な状況でも、ゲージ圧、絶対圧、および負圧の測定をサポートします。
しかし、この技術はどのように開発されたのでしょうか。また、適切なモデルを選択する際に考慮すべき要素は何でしょうか。
拡散シリコン技術の起源
1990 年代に、NovaSensor (米国) は、高度なマイクロマシニング技術とシリコン結合技術を使用した新世代の拡散シリコン センサーを発表しました。
原理はシンプルですが効果的です。プロセス圧力はダイヤフラムによって遮断され、密封されたシリコンオイルを介して高感度シリコン膜に伝達されます。反対側には、基準として大気圧が加えられます。この差圧によって膜が変形し、片側は伸び、もう片側は縮みます。内蔵のひずみゲージがこの変形を検知し、高精度の電気信号に変換します。
拡散シリコン圧力トランスミッタを選択するための8つの重要なパラメータ
1. 媒体の特性
プロセス流体の化学的および物理的性質は、センサーの互換性に直接影響します。
適切な：ガス、オイル、クリーンな液体は、通常、標準の 316L ステンレス鋼センサーで処理されます。
不適切:腐食性、粘性、結晶化性の高い媒体は、センサーを詰まらせたり損傷させたりする可能性があります。
推奨事項:
- 粘性/結晶化流体（例：スラリー、シロップ）：詰まりを防止するためにフラッシュ ダイアフラム トランスミッターを使用します。
- 衛生用途 (食品、医薬品など): トリクランプ フラッシュ ダイヤフラム モデルを選択します (確実な取り付けには ≤4 MPa)。
- 耐久性の高い媒体 (例: 泥、ビチューメン): 最小動作圧力が約 2 MPa の、空洞のないフラッシュ ダイヤフラムを使用します。
⚠️ 注意: センサーダイヤフラムは非常に繊細なので、触ったり傷つけたりしないでください。
2. 圧力範囲
標準測定範囲：-0.1MPa～60MPa。
安全性と精度を確保するため、常に最大動作圧力よりわずかに高い定格のトランスミッターを選択してください。
圧力単位参照:
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100メートル水柱
ゲージ圧と絶対圧:
- ゲージ圧力: 周囲の大気圧を基準とします。
- 絶対圧力: 完全な真空を基準とします。
注: 標高の高い地域では、精度が重要な場合は、通気管付きのゲージトランスミッターを使用して、地元の大気圧を補正してください（
3. 温度適合性
通常の動作範囲: –20°C ～ +80°C。
高温媒体（最大 300°C）の場合は、次の点を考慮してください。
- 冷却フィンまたはヒートシンク
- 毛細管付きリモートダイヤフラムシール
- センサーを直接の熱から遮断するインパルスチューブ
4. 電源
標準電源：DC 24V。
ほとんどのモデルは 5 ～ 30 V DC を受け入れますが、信号の不安定さを防ぐため 5 V 未満の入力は避けてください。
5. 出力信号の種類
- 4～20mA（2線式）：長距離・耐干渉伝送の業界標準
- 0～5V、1～5V、0～10V（3線式）：短距離アプリケーションに最適
- RS485（デジタル）：シリアル通信およびネットワークシステム用
6. プロセス接続スレッド
一般的なスレッドの種類:
- M20×1.5（メートル法）
- G1/2、G1/4（BSP）
- M14×1.5
スレッド タイプを業界標準とシステムの機械的要件に適合させます。
7. 精度クラス
一般的な精度レベル:
- ±0.5% FS – 標準
- ±0.3% FS – より高い精度を実現
⚠️ 拡散シリコントランスミッタでは、±0.1% FSの精度を指定しないでください。このレベルの超高精度動作には最適化されていません。このような用途には、単結晶シリコンモデルを使用してください。
8. 電気接続
インストールのニーズに応じて選択してください。
- DIN43650（ヒルシュマン）：優れた密閉性、一般的に使用される
- 航空プラグ：取り付けと交換が簡単
- ケーブル直結リード：コンパクトで耐湿性
屋外で使用する場合は、耐候性を高めるために 2088 スタイルのハウジングを選択してください。
特殊なケースの考慮事項
Q1: アンモニアガスを測定できますか？
はい、ただし適切な材質（例：ハステロイダイアフラム、PTFEシール）を使用した場合のみです。また、アンモニアはシリコンオイルと反応するため、充填液にはフッ素系オイルを使用してください。
Q2: 可燃性または爆発性の媒体についてはどうですか?
標準的なシリコンオイルは使用しないでください。化学的安定性と耐爆発性に優れたフッ素系オイル（例：FC-70）を使用してください。
結論
実証済みの信頼性、適応性、コスト効率により、拡散シリコン圧力トランスミッターはさまざまな業界で頼りになるソリューションであり続けています。
媒体、圧力、温度、接続タイプ、精度に基づいて慎重に選択することで、最適なパフォーマンスと長期的な耐久性が保証されます。
投稿日時: 2025年6月3日