CORI-FLOWシリーズで、コリオリ式としては異例の微小流量化へ開発の舵を取ってきました。これは大流量、プラント用がメインと思われてきたコリオリ式流量計の世界では、異端な出来事で、現時点で追従者はなかなかいない状況です。従来のシリーズでの最小流量はM12&ML120シリーズのフルスケール5g/h、MFMで最小測定流量は0.05g/h、MFCでの最小制御流量が0.1g/hでした。これはコリオリ流量センサーをステンレスの細管で構成する上での最小流量と言ってよいです。このレンジで使用するコリオリ式流量センサーの内径は既に0.25mmであり、これ以上のSUSの細管を独自の形状に曲げ加工してコリオリセンサーとして使用するのは不可能だと思えるからです。CORI-FLOWのコリオリ式流量センサーの概略図を参照して下さい。operation”>コリオリ式流量センサーの流量式を下図で示します。本ブログでお馴染みの図ですね。回転系に発生する慣性力をコリオリ力として取り出す為に、振動系を構築すると、ある周波数で振動するU字配管に流体が侵入すると、その進路の垂直方向へコリオリ力が産まれます。これには流体がある程度以上の密度が無い場合、流れによって生じるチューブの捻じれ振動数が、強制振動数に対してインパクトを生じないという弱点があります。その為、微小流量の流体測定には、センサーチューブ自体の径を細くしていく必要があるのです。前述の通りステンレス細管では既に限界と思えるサイズ要求であり、更なる微小流量用センサーを開発する上で大きな問題となっていました。ブロンコスト社では、ここでMEMS技術を採用します。<出展:ブロンコスト・ジャパン(株)>今までもMEMS技術で作られた流量センサーは数多くありました。熱式ではMEMSセンサーが一つのムーブメントになったくらいです。それに対してコリオリ式は、以前紹介したISSyS社のものが先駆け的な存在ではあったものの、Decoの知る範囲では、今のところあまり存在していません。今回、開発されたMEMSコリオリ式流量センサーは、BL100シリーズという新モデルに搭載されました。g/hのガスおよび液体の測定・制御を達成したとのことです。これはどこの追従も許さないコリオリ式流量計としての最小流量記録をブロンコスト自身が塗り替えたことになり、すごいことだとDecoは考えています。2019年1月末に催された国際ナノテクノロジー総合展、オランダ・ハイテク・パビリオンブースのブロンコストコーナーで日本初お目見えを果たしたBL100のデモ機を見せてもらいましたが、サイズ的には一般的なMFCのサイズなのですが、手に取った際のずっしりした重量感がすごく印象的でした。今まで数多くのマスフローを手に取った経験があるDecoが、その重さに驚いたくらいなのです。MEMS化したことで小型軽量化したコリオリセンサーへの外乱=振動影響を防ぐ為の工夫らしく、かなりの重量構造のフレームを採用しているようですね。構造に関しては、情報が公開され次第、本ブログや計測技術誌の連載で取り上げたいと思っています。現在、ブロンコスト・ジャパン(株)では、評価用デモ機を準備する用意があるとの事です。国産メーカーさんでよくあるような、「評価という名目でマスフローを1台、お客さんに置いていきますよ」ようなものではなく、お客様と守秘契約を結んだ上で最大6か月の評価貸出を行って頂き、その評価結果の開示が貸し出し条件になるとのことです。Prestigeシリーズがバージョンアップをするとのニュースが入ってきました。2018年のアップデート内容は、本ブログ記事でお知らせしたとおりなのですが、2019年になって更に隠し玉的な内容があったようです。Prestigeシリーズはマルチガス対応として、25種類のガス種とそれらを最大5種まで任意濃度で混合したガスにガス切り替えが可能なデータを本体に内蔵していました。これは、FLOW-TUNEというブロンコストが配布しているソフトを使用して、windows-PCからユーザーサイドで簡単に切り替えが可能な優れものです。出典:ブロンコスト・ジャパン(株)>これは素晴らしいことです。レンジ・分流構造により影響を受けてしまい、一種類のガスに対して一対一ではなく、一対多、つまりマルチCFであるという弱点をカバーすべく、ハード側で測定した温度、圧力条件で自動補正してくれるグレードを有する、真の意味での実ガス流量に限りなく近い流量測定・制御が可能なマスフローだったからです。800種を超えるデータが搭載されるとすれば・・・まさに鬼に金棒!真の究極にまた一歩近づいた姿に進化することになるからです。2018年9月号(8/25発売)では、マスフローコントローラ(MFC)、マスフローメータ(MFM)の流量校正に関する解説です。本ブログと併せてお読み頂けましたら、幸いです。本質安全防爆として認証されているのはEX-FLOWの流量発信器、つまりMFMのみであり、MFCは残念ながらTIIS認証を取ったソレノイドコイルが存在しない為に実現されていません。それは電磁弁でも閉止弁としての構造のものです。Decoもその仕組みを説明してもらったことがあります。バリアで制限された電流でコイルに大きな磁力を発生する為に、電磁弁側回路にコンデンサーを用いて電流をため、開動作で消費電流が大きいモードに入る際に開放する素晴らしい仕組みでした。通常動作時の電流消費が小さい閉止弁と異なり、常に開度を調整し続けるような使い方がメインの比例制御弁であるMFC用のソレノイドアクチュエーターに即転用できるとは思えませんでした。EX-FLOWシリーズを防爆構造のMFCとして使用する事は全く不可能なのかと、そうではありません。MFMとしての、TIIS本質安全防爆構造のEX-FLOWはあるのですから、流量制御弁を何とかすればよいのです。実はその解消アイデアは前回ご紹介したATEX本質安全防爆構造のMFCの形態から逆算していくと見えてくるのです。MFMをTIIS認証本質安全防爆MFMとして使用する際に、その相棒と言える存在として(株)タテヤマ製作所のユニバーサル・ワンループ・プロセスコントロールモジュールTSIP-002-CRを紹介しました。(下図に外形図)前回の解説ではEX-FLOWと本質安全防爆ループを構成する部分、つまり本器の機能の触りだけを説明しましたが、今回は更に詳しく解説していきます。(本安電源/電流リピーター)を内蔵しているので、発信器と直接接続することが出来ます。このユニットの機能はそれだけではありません。以下にその内容を記します。制御機能を有しており制御信号(4...20mA)を出力可能。M(手動)にすることによって操作端への出力を設定可能。例:調節弁の場合手動による設定信号で開度調節、又は全開、全閉が可能5~7項にあるように、本ユニットはPID制御機能を有しています。流量発信器からのPV値と本ユニット、もしくは外部入力からのSV値を比較して同値になるよう耐圧防爆構造の流量調整弁やポンプに対し、MV値を送って流量制御が可能なのです。ポンプを接続することで防爆構造のフローコントロールモジュールを形成できるのです。2018年9月号(8/25発売)では、マスフローコントローラ(MFC)、マスフローメータ(MFM)の流量校正に関する解説です。本ブログと併せてお読み頂けましたら、幸いです。以下ブロンコスト)の防爆用=危険場所用マスフロー(MFCとMFMの略語)のEX-FLOWシリーズを国内本質安全防爆で(株)タテヤマ製作所のユニバーサル・ワンループ・プロセスコントロールモジュールの拡張機能であるPIDコントローラを用い、防爆仕様MFCとしての運用を解説しますね。現在、ブロンコストがラインナップしているのはATEX本質安全防爆構造のものだけなんですね。出典:ブロンコスト・ジャパン(株)>なーんだ、とおっしゃらずに続きをお読みください。これは多分に流量コントロールバルブに使用されるソレノイドアクチュエーターにその原因があります。今回はまず、ATEX本質安全防爆構造のMFCを解説し、その後の連載でTIIS認証本質安全防爆MFMをMFCとして流量制御を行わせるにはどうしたらよいかを説明していきたいと思います。ATEX本質安全防爆構造MFCブロンコストのラインナップで一番特異なマスフローが危険場所での使用に対応した“EX-FLOWシリーズ”です。対応したMFMを初めて世に送り出したのが、他ならぬオランダのメーカーであるブロンコストであった事からもわかる通り、「マスフローの日本国内規格に合わせた防爆規格取得」というニッチで特異な分野への挑戦を絶やさないメーカーさんです。「利益の8割は、市場の2割で稼いでいるのだから、残りの市場に注力する必要は無い」とか、「選択と集中」等という言葉で経営を行っているメーカーなら、まず手を出さない分野です。いったニッチビジネスを重視していくのが、流量計・マスフローという決して杯の大きくない市場で生きてきたホンモノのメーカーが取る戦略だとDecoは思うのです。流量計・マスフローメーカーには中小企業が多いのかもしれませんね?EX-FLOWのMFCタイプに搭載されているコントロールバルブは、MFMと一体型(=MFC)としても、独立型(コントロールバルブユニット)としても供給が可能です。このコントロールバルブユニットはMFCとしては一般的なソレノイドアクチュエーターを用いた比例電磁弁構造であり、高速応答はもちろんのこと、リフト量の大きな大流量制御に適したものです。出典:ブロンコスト・ジャパン(株)>ブロンコストでは用途に応じて、上の写真にあるように左から標準的な直動型、定格圧40MPa、70MPaといった高圧条件で最大差圧40MPa(d)に対応できる“Vary-P”バルブ、大流量向けのパイロットバルブ型を選択可能です。本来コントロールバルブユニットは機械部品で構成されています。電流を流すことで磁力を発生させ、バルブ開度を制御するソレノイドアクチュエーターのコイル部分のみが電気部品なので、危険場所で使用するに当たっては、防爆構造でなくてはならない箇所です。これらのコントロールバルブは、防爆構造に対応する為にATEX防爆認定品のコイルを備えておりXBコイルとXCコイルの2つの選択肢があるのです。2018年9月号(8/25発売)では、マスフローコントローラ(MFC)、マスフローメータ(MFM)の流量校正に関する解説です。本ブログと併せてお読み頂けましたら、幸いです。ユニバーサル・ワンループ・プロセスコントロールモジュール“TSIP-002-CR”です。前回ご説明しましたように、EX-FLOWはあくまで流量発振器であり、これだけではMFMとして信号を外部のPLC等とやり取りが難しくなります。そこでTSIP-002-CRが必要となるのです。)」に対応しています。(本安電源/電流リピーター)を内蔵していますので、本器を非危険場所に設置して、危険場所に置かれた発信器(この場合EX-FLOW)と直接接続することが出来ます。下図で機器構成図を示します。EX-FLOWとTSIP-002-CRを組み合わせて使用することで、初めてTIIS認証本質安全防爆MFMとなります。高温用マスフローが分離型となり、流量発信器から微弱な電圧信号を送る理由は80°Cを超える高温領域に電子部品を置けない為でしたね?安全性の要求ではありませんし、法的な制限もないのですから、危険場所へ点火エネルギーを送らない本質安全防爆仕様とは似て非なる背景の製品なのです。因みにATEX/IECEx本質安全防爆で使用する場合は、ブロンコストにも同等の組み合わせが可能なE-8000シリーズがあります。日本国内ではTIIS認証を有する本質安全防爆構造が必要とされるのです。その為のTSIP-002-CRなのですね。今回はEX-FLOWと(株)タテヤマ製作所のユニバーサル・ワンループ・プロセスコントロールモジュールTSIP-002-CRとの接続による本質安全防爆MFMとしての運用の解説でした。MFCとしての運用を解説しますね。2014年6月開業です。流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”として情報発信しています。”マスフロー千夜一夜物語”の連載中です。