差圧・圧力伝送器

電子式DPharp EJXシリーズ/EJAシリーズは、横河電機独自で開発・設計した単結晶シリコン振動式センサ(シリコンレゾナントセンサ)を圧力検出素子として搭載し、測定差圧・圧力に対応した4~20mA DC信号を発信・伝送します。特にDPharp EJXシリーズではさらにシリコンレゾナントセンサを進化させ、1つのセンサで差圧と静圧の同時測定を可能としたマルチセンシング機能を搭載し、さらに小形軽量化、高機能化を実現した次世代インテリジェント差圧・圧力伝送器です。また各種の耐圧防爆規格、本質安全防爆規格に対応しています。

「差圧・圧力伝送器」についてもっと知る

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  • DPharpの原理
  • 操作性、信頼性、メンテナンス性
  • EJXシリーズ/EJAシリーズの違い
  • 適合規格/通信プロトコル一覧

ほか

  • 差圧伝送器は、液体、気体、蒸気の流量と液位、密度、圧力の測定に使用されます。

  • 微差圧伝送器は、静圧がきわめて小さい環境で微小な差圧を測定するよう設計された、ユニークな差圧伝送器です。

  • 当社の圧力伝送器は、従来型の取付けかインライン形の取付けかを選ぶことができます。どちらの取付けでも、正確で再現性に優れた測定ができます。大気圧を基準としているため、取扱い易く、多様な用途にお使いいただけます。

  • 当社の絶対圧力伝送器は、正確で再現性に優れた測定ができます。大気圧変動の影響を受けない圧力が必要な用途には、このような絶対圧力を測定する伝送器を使用します。

  • プラントを安全・高信頼に操業しながら収益性を確保するには、正確なレベル測定が不可欠です。液位伝送器は、差圧の測定によって容器内の液位を求めます。

  • ダイアフラムシールシステムは、液体、気体、および蒸気の流量と、液体のレベル・密度・圧力を測定するのに用いられます。

  • サニタリ用伝送器は、おもに食品、飲料、および医薬品のアプリケーションに用いられます。

  • 差圧伝送器とインテグラルフローオリフィス(IFO)と一体化することで、パイプ内の微小な流量を求めることができます。

  • マルチバリアブル伝送器は、液体、気体、蒸気の質量流量を測定するために最適な伝送器です。プロセスの差圧、静圧、温度、およびこれらの値から動的に演算、補正された質量流量に対応した信号を出力します。

  • 高い性能と長期安定性を実現した、差圧・圧力伝送器の高付加価値モデルです。

  • 空気式圧力伝送器(圧力発信器)・差圧伝送器(差圧発信器)は測定値に比例する20~100Kpaの空気式信号に変換し、遠隔設置の受信計・制御装置に発信・伝送します。

単結晶シリコンレゾナントセンサ採用

単結晶シリコンレゾナントセンサは、 YOKOGAWAが世界で初めて自社開発に成功し、DPharpシリーズに採用された、高性能センサです。このセンサは、第41回(平成6年度)大河内記念賞*を受賞するなど、高い評価を得ています。シリコンレゾナントセンサは、計装の高度化にともなう高精度要求に対応でき、また従来より過酷な環境でも長期に安定した計測を行なうことを可能にしました。当社では、圧力の校正器にもこのシリコンレゾナントセンサを採用しております。
*大河内記念賞・・理化学研究所の第三代所長、故大河内正敏博士の業績を賛え、'54年に創立され、毎年、生産工学・生産技術・多量生産方式の実施等に関して特に優れた業績を挙げた個人または事業体に贈られる。大河内賞には記念賞・技術賞・生産特賞・生産賞の4部門があり、記念賞は中でも最も栄誉のある賞とされている。

 

単結晶・高真空だから高安定

シリコンレゾナントセンサは、H形をした振動子が高真空のシェルの中に入っています。単結晶シリコンでできているため、ヒステリシスが小さく、再現性に優れています。

Dpharpの原理-シリコンレゾナントセンサ-振動子断面の写真

 

2つの振動子で高精度測定

Dpharpの原理-シリコンレゾナントセンサ-2つの振動子で高精度測定

振動子はシリコンチップ上、中央と端に2つあります。加圧時に中央部振動子が圧縮され、固有振動数が減少し、端部の振動子では引張られ、固有振動数が増加します。この2つの振動子の固有振動数の差動演算を行なうことで、さらに高精度な測定が実現しました。

 

優れた感度とハイレンジアビリティ

シリコンレゾナントセンサの差圧に対するセンサの感度は、ピエゾ抵抗センサの約4倍。これに対し、温度や静圧といった外乱による信号の変化は1桁小さくなっています。

 

高精度・長期安定性

高精度でも長期に安定した計測ができなければセンサとしての価値はありません。例えば、室温放置・温度補正なしの状態で15年間にわたって連続試験を行なったデータでは、ゼロ点変動が±0.02%という超安定な結果を得ており、シリコンレゾナントセンサの実力を示しています。

ディジタル性能

ディジタル性能

最新のICチップデザインと横河電機独自の製造技術を採用したDPharpディジタルセンサの性能と安定性は、従来の設計技術にもとづく他社製アナログセンサの2倍を誇ります。従来のセンサを凌駕する高性能DPharpディジタルセンサを利用した伝送器DPharpシリーズは、高信頼・高精度で安定した測定を可能にします。

 

ダイナミック補正

ダイナミック補正

DPharpセンサは、1台で差圧、静圧、センサ温度を測定することができます。この3種のプロセスデータを用いて、差圧・圧力伝送器は、温度影響と静圧影響について差圧測定値をリアルタイムで補正します。これをダイナミック補正と言い、差圧測定の精度が向上します。

 

マルチセンシング機能

マルチセンシング機能

競合他社のアナログセンサ形伝送器では、差圧と静圧の両方の測定が必要なアプリケーションでは、それぞれ伝送器が必要になります。DPharpマルチセンシング機能を用いる当社の伝送器は、1台の伝送器で両方のプロセス変数(差圧と静圧)を測定できるため、初期費用の削減にも貢献します。

 

内蔵指示計

内蔵指示計

EJA110Jでは指示計用の回路はアナログ信号回路とは独立しており、出力信号とは独立に動作し、伝送器の設置場所で有益な情報を表示することができます。

 

診断機能

診断機能

EJA110Jは、40項目の自己診断を行い、伝送器の円滑で安定した動作を保証しています。一般の伝送器は一定程度の自己診断を行っていますが、当社はさらに、ユニークな2項目の自己診断を行っています。第一は、当社の特許であるバックチェック技術で、すべての演算をリアルタイムに逆算して確かめます。第二は、DPharpがアクティブセンサであるということです。つまり、プロセスに変化がない場合も、センサは絶えず信号を出し続けます。センサの信号が途絶えた時には、問題が発生したと伝送器側で瞬時に分かります。

 

アドバンス診断機能

アドバンス診断機能

導圧管詰まり予測機能とヒートトレース監視機能によって、起こりうる問題を事前に予測します。

 

折れ線近似機能

折れ線近似機能

折れ線近似機能は、当社のすべての差圧・圧力伝送器に標準装備されている便利な機能です。非線形のアプリケーションについて4~20mAのアナログ出力を補正します。タンクストラッピングや流量などが主な用途ですが、圧力とそれに対応する出力信号との関係が明らかであれば、どのようなアプリケーションにも適用することができます。折れ線近似機能は、最大10分割まで設定することができます。

 

いかなる動作条件でも安定的な測定が可能

圧力センサは安定した測定

温度と静圧が変動しても、一般的に用いられている圧力センサは安定した測定を行います。しかし、過大圧(センサの上限圧力を超えた圧力)がセンサにかかった場合どうなるでしょう。こうした状況は、起動時や停止時にマニフォールドの操作順序が間違っていた場合やプロセスが不安定になった場合に起こり得ます。その場合、アナログセンサが破損し、伝送器の再校正や交換が必要になります。差圧伝送器は、最大16MPaの過大圧に耐えることが可能です。また、圧力が通常の動作圧力に戻ると伝送器は仕様通りの精度と安定性を取り戻すため、再校正の必要がありません。基本的に、当社のDPharpセンサは、アナログセンサよりも広い範囲で動作します。

 

実績ある技術

実績ある技術

当社はリソースを集中的に投入し、1990年代初めにDPharpセンサという革新的な圧力検知技術を開発しました。その努力が結実し、2015年前半までにこの技術を利用した当社の伝送器と校正器は、世界中で700万台以上導入されています。

 

本質安全

EJA-Jシリーズ圧力伝送器はすべてIEC61508:2010、IEC61511:2004にもとづき設計され、認証を受けています。1台の使用でSIL2安全水準を満たし、さらに二重化を行えばSIL3安全水準を満たします。EJA-Jシリーズを用いることによって、2台の伝送器を確保する必要がなくなり、大幅な費用削減につながります。

 

過大圧保護

過大圧保護

過大圧は、プロセスの急激な変動やマニフォールドの順序の間違いなど、どんな原因でも起こり得ます。DPharpの圧力センサには、センサのシンプルで丈夫な構造自体に過大圧保護機能が備わっています。さらに新たな保護機能としてカプセル内に機械的メカニズムをつけ加えることにより、伝送器を過大圧から保護しています。過大圧は、プロセスの急激な変動やマニフォールドの操作順序の間違いなど、どんな原因でも起こり得ます。

 

アクティブセンサ技術

アクティブセンサ技術

DPharpセンサは、アクティブセンサです。つまり、プロセスに変化がない場合でも、センサは絶えず信号を出し続けます。センサの信号が途絶えた時には、問題が発生したことが伝送器側で瞬時に分かります。
また、特許技術である信号のリアルタイム逆算チェックを行い、演算が正しく行われていることを確認します。この機能によって、伝送器がセンサ信号をアナログ信号とディジタル信号に正しく変換していることが保証されます。

校正間隔の延長

EJA110J 差圧伝送器の長期安定性は、± 0.1%/6か月です。この伝送器に慣れていただくにつれて、校正間隔を延ばすことができます。長期的には、これで保守費用を大幅に削減することができます。

 

複数のメンテナンス手段

当社は、伝送器との通信用にいくつかのプラットフォームを提供しています。
伝送器・流量計用調整設定ツール FieldMateは、PC上で動作する通信プラットフォームで、伝送器と通信し、調整、設定、管理を行うことができます。
伝送器のLPS機能を用いることによって、9個のパラメータを現地で更新することができます。

 

シンプルなトラブルシューティング

シンプルなトラブルシューティング

伝送器が警報を発報しているのに、取扱説明書を探して何が問題なのか突き止める時間がない、しかし伝送器はすぐに復帰させなければならない・・・という状況はよくあります。EJA-Jシリーズ伝送器は、エラーコードの簡単な説明を内蔵指示計に表示するため、この説明に従って問題を速やかに解決し、生産を再開することができます。それ以上の支援が必要な場合には、エラーコードの詳細な説明と是正処置が取扱説明書に記載されています。

 

標準通信プロトコル

標準通信プロトコル

当社の伝送器は、フィールド機器用の通信プロトコルに対応しています。相互運用性と互換性が保証されていますので、ツールも作業手順も換える必要はありません。当社の伝送器は、4~ 20mAアナログ信号とディジタル信号(BRAINまたはHART通信)、低出力  ~ 5 V アナログ信号とディジタル信号( HART 通信)、または完全ディジタル信号(FOUNDATION™ フィールドバスまたは PROFIBUS PA 通信)が可能です。

 

※詳細は仕様書等でご確認ください。

 

フラッシングリング

フラッシングリング

フラッシングリングは、ダイアフラムシールとプロセス接続部との間に取付けられる円形の部品で、直径1/4インチの2か所のポートからフラッシング液を流してシール面を洗浄します。これ以外の大きさのポートが必要な場合は、当社のグローバルパートナーであるWIKA社のフラッシングリングをご用意いたします。

 

指示計

指示計

当社は、ループ電源形でFOUNDATION™フィールドバス通信形の現場指示計を各種取り揃えており、立ち入りが難しい場所に据付けられたフィールド機器のデータを現場で確認することができます。

 

圧力キャリブレータ

圧力キャリブレータ

ポータブル圧力キャリブレータ CA700 は、EJA-J シリーズや EJX-A シリーズと同様に DPharp のセンサ技術を用いています。すべての圧力伝送器やその他のフィールド機器において、正確で効率的な校正および検定を行うことができます。

 

流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator(FSA120)

流量演算設定ソフトウェア FlowNavigator(FSA120)

流量演算設定ソフトウェア FlowNavigatorは、PC上で動作するソフトウェアで、EJX910A/EJX930A 用に設計されたものです。FDT/DTM 技術を用いており、質量流量パラメータの設定と、リアルタイムで密度完全補正による正確な測定を支援します。

 

EJX/EJAの比較

  DPharp EJX DPharp EJA
性能 入出力精度 ±0.075%  
±0.1%  
長期安定性 ±0.1%/1年  
±0.1%/6ケ月  
高速応答
最高仕様圧力 16Mpa
ラインナップ 高耐圧機種 (16MPa以上)  
微差圧計
ねじこみ式圧力計
フランジ取付(レベル計)
ダイアフラムシール付
微少流量
サニタリ仕様
マルチバリアブル
(EJX910A, EJX930A)
 
機能・構造 マルチセンシング
出力折線近似
接点出力  
アドバンス診断  
アンプケース 端子箱一体形
端子箱分離形  
通信 BRAIN通信
HART通信 (HART 5/HART 7切替)
FOUNDATION Fieldbus
ISA100.11aの無線通信
(EJX-Lシリーズ)
 

適合規格

DPharp差圧圧力伝送器のEJX、EJAの各シリーズが対応している規格の代表的なものを示しています。
対応する機種や仕様に制限があったり、付加仕様の指定が必要な場合がありますので、詳細は各機種の仕様書(GS)上でご確認ください。
また、表中の EJA-EおよびEJA-Aシリーズは海外向けの機種になります。詳細情報はGlobalサイトにてご確認ください。

1. EMC規格(EMC Standards)

規格名 EJX-A
EJA-E
EJX-J
EJA-J
CE Marking 欧州EMC指令 *1
RCM Mark オーストラリア・ニュージーランド電気機器安全基準
KC Mark 韓国電磁波適合性基準

*1:技術的には規格を満たしていますが、New Legislative Frame(NLF)に対応しないため、CEマーキングは適用されません。

2. 機能安全規格(Functional Safety Standards)

規格名 EJX-A
EJA-E
EJX-J
EJA-J
IEC61508 ◯(SIL2) ◯(SIL2)

3. 防爆規格

付加仕様の指定が必要です。機種や仕様によっては対応していない場合があります。
詳細は各機種の仕様書(GS)をご確認ください。

  EJX-A
EJA-E
EJX-J
EJA-J
TIIS 耐圧 *1
本質安全 *1
IECEx Flameproof
Intrinsically safe
ATEX Flameproof
Intrinsically safe
FM Explosion-proof
Intrinsically safe
CSA Explosion-proof
Intrinsically safe
NEPSI Flameproof
Intrinsic safety
KOSHA Flameproof
Intrinsically safe
INMETRO Flameproof
Intrinsically safe
EAC Flameproof *2
Intrinsically safe *2

*1:EJX-AおよびEJAのみ対応。
*2:お問合せください。

4. 船級

付加仕様の指定が必要です。機種や仕様によっては対応していない場合もあります。
詳細は仕様書(GS)にてご確認ください。

規格名 EJX-A
EJA-E
EJX-J
EJA-J
ABS(American Bureau of Shipping)
BV(Bureau Veritas)
DNV(Det Norske Veritas)
Lloyd's Register
NK(Nippon Kaiji Kyoukai)

 

通信プロトコル

DPharp差圧圧力伝送器各シリーズの代表的な機種が対応している通信プロトコルを示しています。                
以下とは別に、無線(Wireless)規格対応品のEJX-B, EJX-Lシリーズをご用意しています。

通信プロトコル EJX-A EJX-J
EJA-J
EJA-E
BRAIN
HART 5
7 *1
FOUNDATION Fieldbus
Profibus PA *2
Modbus *3

*1:4-20mA出力タイプのほか、1-5V出力 Low power タイプもご用意しています。
*2:海外向け品のみ対応しています。
*3:マルチバリアブル伝送器の海外向け品のみ対応しています。
 

本件に関する詳細などは下記よりお問い合わせください


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