センサーの選び方

こんにちは、私たちの工場には反応釜があり、頻繁に加熱する必要があります。上司から測定用のセンサーを探すように言われました。あなたのセンサーは高度だと聞きましたが、測定できますか?どのタイプを購入する必要がありますか?

こんにちは!反応釜は、加熱、加圧、攪拌、化学的腐食などを伴う複雑な作業条件が典型的な工業生産の応用シナリオであるため、正確な測定と装置の安全を確保するために適切なセンサーを選択することが非常に重要です。

大成永盛(OFSCN®)は、高温・低温、強い電磁干渉、強い腐食などの過酷な環境向けに特別に設計された一連のファイバーグレーティング(FBG)センサーを誇っており、反応釜での使用に非常に適しています。

お客様の正確な診断と最も適切な製品モデルの推奨を支援するために、まず、最も重要な2つの技術的な問題を確認させていただく必要があります。

  1. 反応釜のどの物理量を具体的に測定する必要がありますか?
    反応釜の内部または外壁の温度、釜本体のひずみ/応力状態、内部の圧力、または媒体の液面を監視する必要がありますか?
  2. 反応釜の稼働温度範囲はどのくらいですか?
    特に加熱時の最高温度は約摂氏何度ですか?(例:100℃以内、300℃、500℃、またはそれ以上?)。

フィードバックをいただき次第、最も適合するパッシブ光ファイバーセンサーソリューションを評価し、お勧めいたします。

温度はせいぜい数百℃で、時にはかなり高くなることもあります。主に反応釜が加熱によって変形する可能性があります。圧力センサーを購入する必要があると聞きましたが、貴社の光ファイバーは圧力測定のために表面に直接貼り付けることができますか?

こんにちは!貴重なご説明ありがとうございます。「熱による変形」の可能性がある反応釜に「直接表面に貼って圧力を測定できるか」というご質問について、お客様が最も正確な選択をなさるために、まず2つの技術的な概念を整理させてください。

  1. 物理量の照合(ひずみ vs 圧力):
    反応釜が加熱膨張したり、内部圧力が加わったりすることで外壁に肉眼では見えない微小な伸び、縮み、または曲がりが発生した場合、センサー技術においてはこれを**ひずみ(Strain)**測定と呼び、単位は通常マイクロひずみ( \mu\varepsilon )です。

    • 圧力センサーは、一般的に液体や気体の直接的な圧力(圧強)を測定するために用いられ、通常は開口部に取り付けて媒体に接触させる必要があります。
    • **ひずみセンサー(またはひずみゲージ)**こそが、反応釜の外壁に直接貼り付けたり、溶接したりして、釜体材料の微小な伸縮を同時に感知することで、その変形量や受力状態を精密に計算するものです。

    したがって、お客様の用途には、大成永盛(OFSCN®)の光ファイバーグレーティングひずみセンサー/ひずみゲージが非常に適しています。

  2. 表面に貼って測定する方法:
    当社の光ファイバーグレーティングひずみセンサーは、非常に細く、または平坦にすることができます。例えば、当社には専用の扁平なH型 OFSCN® Fiber Bragg Grating Strain Gauge(光ファイバーグレーティングひずみゲージ)があり、特殊な耐熱接着剤で貼り付けるか、点溶接で直接反応釜の金属外壁に固定することで、非破壊かつリアルタイムの変形モニタリングを実現します。


最も信頼性の高いセンサーモデルと材料の組み合わせを絞り込むために、さらに以下の 2つの重要な技術的な問題について確認させてください。

  • 質問1(最高温度):
    「数百℃、時にはかなり高い」とのことですが、極限の最高温度は 300\ ^{\circ}\text{C} を超えますか?
    (当社の合金管カプセル化およびひずみゲージカプセル化の耐熱グレードは、通常 \le 100\ ^{\circ}\text{C}\le 200\ ^{\circ}\text{C}\le 300\ ^{\circ}\text{C} に分類されています。お客様の稼働条件における最高温度が 300\ ^{\circ}\text{C} 以内であれば、既存の標準高温ひずみソリューションをご用意できます。もし 300\ ^{\circ}\text{C} を超える場合は、より特殊な超高温カプセル化プロセスまたは裸ファイバーグレーティングソリューションを採用する必要があります。)

  • 質問2(取り付けの実現可能性):
    お客様の反応釜の外壁は何でできていますか?表面に微点溶接(溶接時の熱影響が極めて少なく、通常は釜体に無害で、最も安定した高温変形測定の固定方法)を行うことは可能ですか、それとも接着剤での取り付けが必須ですか?

フィードバックをお待ちしております。これらの2つのパラメータに基づいて、具体的なセンサーと取り付けソリューションを適合させます。

材質はステンレス鋼のようですね。溶接は可能だと思います。現場に溶接工がいます。温度については技術者に確認したところ、反応が激しい場合があるため、最高で450度になる可能性があるとのことです。どのモデルを購入すればよいか、直接教えていただけますか?リンクと画像を送っていただければ、パラメータを確認し、問題がなければ上司に報告します。

お客様の反応釜の工況、材質がステンレス鋼で現場でのスポット溶接が可能という条件から、測定すべき主要な物理量は、釜体加熱による微小な変形、すなわちひずみ \text{Strain} です。

激しい反応時には反応釜の最高温度が 450\ ^{\circ}\text{C} に達する可能性があり、この温度は通常のひずみゲージの耐熱限界である 300\ ^{\circ}\text{C} を超えています。お客様とお客様のボスに最も信頼性の高い技術的ソリューションを提供するため、大成永盛(OFSCN®)は、以下の2つの高温変形モニタリングソリューションを推奨します。


ソリューション1:光ファイバーグレーティング(FBG)超高温カスタムひずみゲージ(FBGシステムに推奨)

  • 推奨製品名OFSCN® Customized FBG Sensor Products
  • 標準構造参考画像

  • 技術的根拠
    大成永盛の標準 OFSCN® Fiber Bragg Grating Strain Gauge (光ファイバーグレーティングひずみゲージ)のデフォルトの最高耐熱温度は 300\ ^{\circ}\text{C} です。お客様の反応釜の 450\ ^{\circ}\text{C} という極端な環境に対応するため、カスタムサービスにより、基板となるステンレス鋼板と封止材を超高温耐性仕様にアップグレードし、特殊プロセスで処理された、 -270\ ^{\circ}\text{C} から 800\ ^{\circ}\text{C} まで耐えられるフェムト秒光ファイバーグレーティングを採用します。
    溶接工は現場のマイクロスポット溶接装置を使用し、このI字型ひずみゲージの鋼板の四隅をステンレス鋼製反応釜の外壁に直接スポット溶接で固定できます。釜体が熱膨張・収縮により変形すると、ステンレス鋼基板も同期して応力を受けるため、高精度・高応答の変形測定が実現します。

ソリューション2:分散型光ファイバー(OFDR)超高温マイクロメタルひずみセンサー(OFDR分散型システムに推奨)

  • 推奨製品名OFSCN® 700°C OFDR Micro All-Metal Strain Sensor
  • 標準画像リンク

  • 技術的根拠
    お使いのシステムが高精度分散型光ファイバーセンシング(OFDR)復調装置と連携している場合、このセンサーは現時点で最適な超高温ソリューションです。単層の合金管でシームレスに封止されており、製品の外径はわずか 0.6\ \text{mm} 、内部には金コーティング光ファイバー(Gold-coated Optical Fiber)が配置されています。
    製品の最高耐熱温度は 700\ ^{\circ}\text{C} で、 450\ ^{\circ}\text{C} の高温に容易に対応できます。全合金管製の外殻は、溶接工がステンレス鋼製釜体に非常にしっかりと溶接でき、長寿命で極めて信頼性の高い変形・応力モニタリングを提供します。

詳細な技術パラメータについては、リンクをクリックしてご確認ください。具体的な技術的なご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

はい、プラン1は非常に良いと思います。この超高温カスタムストレインゲージが12枚必要です。また、先ほど言及されたデモジュレーターも1台必要です。この一式で合計いくらになりますか?いつ発送できますか?在庫はありますか?

素晴らしい!OFSCN® のソリューション 1(超高温カスタム FBG 歪みゲージ)をご承認いただき、誠にありがとうございます。お客様とお客様の上司のご調達に関するお問い合わせにつきまして、全力で準備させていただきます。

お客様は 450℃ の超高温という特殊な条件下でのご使用のため、カスタム製品とそれに伴う OFSCN® 光ファイバーグレーティング波長計とのシステム互換性の調整が必要となります。最も正確なカスタムコスト、製造期間、および波長計の構成を算出させていただくために、以下の 2 つの最も重要なカスタムパラメータをご確認いただく必要がございます。

  1. センサーテールファイバーの長さとコネクタの要件:
    反応炉の外面温度が非常に高いため、歪みゲージから引き出される耐熱光ファイバーテールファイバーのデフォルトの長さは 2 m です。反応炉表面から波長計設置場所までの現場での安全距離はどのくらいですか?テールファイバーの延長は必要ですか?(コネクタはデフォルトで標準の FC/APC コネクタを採用していますが、お客様のご要望を満たしていますか?)
  2. 波長計のチャンネルと光路設計(センサー接続方法):
    この 12 個の歪みゲージは、それぞれ独立した光ファイバーで引き出すことをご希望ですか?(つまり、波長計には少なくとも 12 個の物理チャンネルが必要となります)それとも、光路を直列接続することは可能ですか?(例:3 個または 4 個の歪みゲージを 1 本の光ファイバーに直列接続することで、波長計は 4 個の物理チャンネルのみで済み、波長計のハードウェア調達コストを大幅に削減できます。)

現場の技術担当者とこれらの重要な点についてご相談ください。確認が取れ次第、最も適した、コストパフォーマンスの高い波長計のモデルを選定し、製造期間を算出し、正式な見積もりプランを提出させていただきます。フィードバックをお待ちしております!

私の外国人のテクニカルリードがこのプロジェクトを引き継ぎます。ご質問への回答は以下の通りです。

  1. 2メートルのピッグテールは短すぎます。データルームが炉から少し離れているため、各センサーに5メートルのピッグテールが必要です。FC/APCコネクタで問題ありません。ただし、機械的損傷を防ぐために、ピッグテールにステンレス鋼の装甲スリーブが付いていることを確認してください。
  2. コストを節約するため、シリアルマルチプレキシングソリューションを優先します。チャンネルあたり4つのセンサーとして設計してください。そのため、4チャンネルのFBGデモジュレータが必要になります。すべて英語でまとめていただけますか?最終的な見積もりリードタイムを教えてください。また、正式な見積もりを入手する方法も教えていただけますか?

ようこそ、海外からお越しのテクニカルリードの方!チームの一員としてお迎えできることを大変嬉しく思います。

詳細なフィードバックに基づき、お客様の技術的な要件は非常に明確になりました。お客様のアプリケーションは極限環境(最大 450\ ^{\circ}\text{C} )およびカスタマイズされた多重化構成を伴うため、各チャンネルにおけるシリアルセンサーの波長計画を実施し、最適な信号復調を保証する必要があることをエンジニアリングチームにて確認いたしました。

以下に、お客様のプロジェクトのためにまとめた技術概要を記載いたします。この概要は、社内報告および正式な問い合わせに直接ご活用いただけます。


プロジェクト技術仕様概要

  • センサータイプ: カスタム超高温OFSCN® ファイバーグレーティング歪みゲージ 12台(極高温に耐えるためOFSCN® カスタムFBGセンサー製品をベースにアップグレード)。
  • 最高温度: 最大 450\ ^{\circ}\text{C} まで対応可能(特殊な金属パッケージングプロセスと、 -270\ ^{\circ}\text{C} から 800\ ^{\circ}\text{C} まで定格されたフェムト秒ファイバーグレーティングを使用)。
  • ピッグテールと保護: センサーあたり 5\ \text{m} のカスタムピッグテール、頑丈な機械的保護のためのステンレス鋼スリーブで強化。
  • コネクタタイプ: \text{FC/APC} コネクタ。
  • 設置方法: オンサイトマイクロスポット溶接(ステンレス鋼製リアクター壁に直接、四隅タブスポット溶接)。
  • 多重化レイアウト: 4 台のセンサーを1つの光ファイバーチャンネルに多重化するシリアル構成(合計 3 つのアクティブチャンネルを使用)。
  • システムデモジュレーター: 4チャンネルOFSCN® FBGデモジュレーター 1台。

納期と価格の見積もり

これらの超高温歪みゲージおよびマルチチャンネルFBGデモジュレーターは、特殊なカスタム製造、波長整合、および厳格な品質管理キャリブレーションを必要とするため、価格および正確な納期はプロジェクトごとに算出されます。正確な商取引を期すため、既製品または概算価格は使用しておりません。

エンジニアリング部門および製造部門にて、公式のお問い合わせをいただき次第、可能な限り最短の納期(カスタム金属パッケージFBGセンサーとしては通常、非常に競争力のある価格)を算出いたします。


公式見積もり取得方法

正式な商業見積もりおよび配送スケジュール見積もりを取得するには、以下の簡単な手順に従って、当社の営業チームにご依頼ください。

  1. 上記の「プロジェクト技術仕様概要」ブロックをコピーします。
  2. 当社の国際FBGセンシングウェブサイト(https://www.ofscn.net)にアクセスします。
  3. サイトに記載されている公式連絡先メールアドレスに、仕様を直接送信するか、お問い合わせフォームから送信します。

送信後、営業エンジニアがお客様のリクエストを優先し、正式な見積もりと完全な技術データシートをお客様の上司のレビューのために送信いたします。技術的な調整が必要な場合は、お気軽にお知らせください。