工業用ガス及び圧縮空気

露点センサまたはトランスミッタを用いた水分測定は、広範な工業応用におけるモニタリングの多くのパラメータの1つであり、特に工業および特殊ガスの生産、および圧縮空気システムの使用である。

モニタリングプロセス

プロセスガスの含水量を監視することは、一貫した製品品質を維持し、ガス分配と生産設備を損傷から保護するために重要である。しかし、水分測定は、特にガス乾燥システムを使用する場合に、エネルギー効率を向上させ、運用コストを低減する手段として使用されることも増えている。

圧縮空気システムにおける水分測定

圧縮空気は一般的に「第4の工業施設」と呼ばれ、動力を提供し、多くの異なる工業プロセスとシステムを駆動し、空気工具と材料処理装置から食品製造と廃棄物回収装置までを駆動する。

典型的なシステムは圧縮機を使用して、大気を吸入して加圧する。その後、空気処理フィルタと乾燥器の組み合わせによって受信装置に貯蔵され、ここから配管を介して必要に応じて使用点に分配される。

大気中には通常、粒子状物質、水分、油蒸気（環境に応じて）などの汚染物質が含まれている。通常、これらは危険とはみなされませんが、空気が圧縮され体積が減少すると、汚染物質の濃度、空気と接触する下流装置や製造製品に関連する損害リスクが増加します。例えば、水分は内部機器や配管の表面に腐食をもたらし、潤滑油の乳化を引き起こすが、食品生産などの用途では、水分は有害微生物の成長を刺激する。

通常の大気と環境条件下では、35°Cと60%相対湿度で1立方メートルあたりの空気中に約23 gの水蒸気が含まれている。圧力を7 barに上げると蒸気濃度が8倍に増加し、この例では、圧縮空気1立方メートル当たり184 gの水蒸気が含まれている。空気が圧縮機を通過すると温度が上昇するので注意してください。冷却に伴い、空気が同じ体積の水を収容する能力が低下するため、蒸気は液体として凝固する。

典型的な90 kW圧縮機を1日8時間運転すると、970 m³の圧縮空気と140 Lの水が発生します。英国圧縮空気協会（BCAS）は、圧縮空気のろ過と乾燥に関する良い実践指針（BPG 104）を発表し、「圧縮とそれに伴って冷却された後、圧縮空気は冷却器から排出され、100%飽和水蒸気になる」と説明した。

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したがって、各圧縮空気システムにおける乾燥器の役割は、存在する水分を低減または除去するために重要である。乾燥器は冷媒、薄膜または吸着（乾燥剤）技術を使用し、通常、各用途の予想される大水蒸気負荷を満たすように規定されている。

従来、計算された良好な乾燥サイクルは、既知の容量の圧縮空気を調整するのに必要な時間の長さに基づいており、乾燥器の選択は通常、各メーカーが説明したエネルギー消費レベルに基づいて行われるだけである。エネルギーコストが低い場合には許容できる方法かもしれませんが、コストが上昇し、営業利益率がますます大きな圧力にさらされている場合には、乾燥器の稼働時間（消費エネルギー）が必要な時間をはるかに上回る可能性があるため、この方法には欠陥がある可能性があります。

これに対して必要なのは、圧縮空気中の水分含有量が正しいレベルに達したらすぐに乾燥を停止するように、乾燥プロセスを精密に制御することです。これは露点センサーとトランスミッタが重要な役割を果たしている点で、無駄なエネルギーを除去しながら、良い空気品質を維持することができるからです。

統合露点センサを増やすことでどれだけのエネルギーを節約できるかを要約するのは難しい。用途ごとに異なるためだ。しかし、適切には、食品生産などの長期にわたって圧縮空気を発生する用途については、乾燥器が水分を効率的に制御しない圧縮空気用途に比べてエネルギー消費が顕著に低下、

工業ガス製造における水分測定

同様の状況は、酸素ガスや窒素ガスなどの産業ガスの製造においても発生する。

人工的な処理、健康と安全の問題、輸送と貯蔵コストなどの要素により、人々は次第に瓶入りガスと大型ガス貯蔵タンクを使用しなくなった。逆に、現場ガス発生器を使用している会社が増えている。

これらのシステムは、通常、圧縮空気源から高純度の酸素及び窒素ガス流を分離するために、変圧吸着（PSA）又は膜技術を使用する。PSAシステムで使用される吸着剤と中空繊維、半透膜はガス分離中に水分を除去するが、乾燥器ごとに生成される乾燥空気が正しい基準を満たしていることを証明することは依然として重要である。

また、水分測定や露点センサの統合により、乾燥システムが効率的に動作し、良い空気品質を保証し、エネルギー消費と運営コストの削減に役立ちます。

トレーサビリティ、安全、安心

用途にかかわらず、圧縮空気または分離空気流中の水分含有量を正確に監視できる重要な利点の1つは、ガスが安全で使用に適していることを証明できることである。特に、食品や製薬などの重要な生産分野では、水分の存在が製造中の製品に破壊的な影響を与える可能性があります。圧縮空気の品質に関するISO規格はISO 8573.1であり、粒子、水分、油汚染の大許容含有量を規定している。

圧縮空気の質量基準

多様な選択肢

我々のSFシリーズのような次世代の湿度センサーや露点変換器を使用することは、エネルギー消費の低減と製品やプロセス品質の向上に重要な役割を果たすだろう。これらの機器は露点、水分含量、低濃度の微量水分を測定することができる。これらはOEMや改造装置に適した繰り返し可能性、多様な選択肢を提供しています。