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流体機器の圧力損失検証とは？課題と対策・製品を解説
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研究開発・試作における流体機器の圧力損失検証とは？
計測・検査・センシング業界における流体機器の研究開発や試作段階で、流体が機器内を通過する際に発生する圧力の低下（圧力損失）を正確に評価・検証すること。これにより、機器の性能最適化、エネルギー効率の向上、および設計の妥当性確認を行います。
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ケラー社 高速圧力センサ シリーズ21PHB
圧力センサシリーズ21PHBは、静圧のみならず20 kHzの帯域幅の動圧測定ができる小型圧力センサです。液体と気体両方にご使用頂けます。アンプ内蔵タイプで0～10Vアナログ信号が出力されます。M6細目ねじの小型センサヘッド（受圧部分）は最大100°Cまで使用でき、耐圧は最大で測定レンジ4倍あります。
【特徴】
〇静圧に加え帯域幅20kHzまでの動圧測定が可能（脈動や非定常挙動の測定に最適）
〇アンプ内蔵タイプで0～10Vアナログ信号が出力
〇センサヘッド部分は100℃まで使用可能
〇±0.1%FS精度（-10～80℃温度域でも±0.5%FSを実現）
〇内部シールなしの溶接構造タイプ
〇コンパクト設計、圧力接続はM6 x 0.5 細目ネジ
〇堅牢な構造（IP67）、テストベンチでの使用に最適
〇RS485インターフェース用いることで温度の読み出しとゼロ調整が可能（詳 細はお問合せ下さい）
ケラー社 圧力センサ シリーズ23SX
圧力センサシリーズ23SXは、温度依存性、非直線性をマイクロコントローラー内の数学的補正により補償する高精度圧力センサです。 デジタルRS485 に加え、D/Aコンバータを介したアナログ出力の2出力を標準搭載。内部シールを使用しない完全溶接構造で、幅広いアプリケーションで使用できます。測定媒体に接触するのはステンレスのみです。
【特徴】
・デジタル RS485 とアナログ出力の2出力を標準搭載
・アナログ出力はデジタル RS485 を介してレンジ変更可能
・優れた長期安定性を実現
・内部シールを使用しない完全溶接構
・ネジ接続に加えVCR接続も可能
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・正確な圧力値を出す数学的 モデルを用いた補正技術
・33X シリーズに用いた技術をベースに、最高レベルの精度を実現
ケラー社 差圧センサ シリーズ23X
差圧トランスミッタPD-23Xは、液/液差圧にも対応できる高精度差圧センサです。内部に組み込まれた単体のシリコンダイヤフラムが、両ポートから加圧される圧力の差を直接測定します。この設計により、非常に高いライン圧力のもとで小さな圧力差をも測定できます。正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術も用いて0.1%フルスケール（FS）という極めて高い精度を実現しています。
【特徴】
・±0.1%FSの精度
・液/液差圧の計測も可能
・デジタルRS485とアナログ出力の2出力 を標準搭載
・アナログ出力はデジタルRS485を介してレンジ変更可能
・温度範囲は-20～125℃
・高ライン圧（最大60MPa）
・優れた長期安定
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術
Vectoflow - iProbe エアデータコンピュータ内蔵
iProbe は、フロー計測のためのコンパクトなプラグ＆プレイ・ソリューションです。
iProbe は、圧力センサーとマイクロコントローラーを備えた5 孔プローブで、圧力から流速と流角の変換データ処理をしながら、工学単位でダイレクトにデジタル出力することが可能。このシステムは、フィールドや研究室での測定に最適で、各種PC で使用できます。
オプションの VectoVis Pro と一緒に使用することで、工学データをリアルタイムでモニターして記録することができます。
また、iProbe は光学式トラッカーにも対応しておりStreamwise社のProCap システムと組み合わせて使用することが可能です。
ケラー社 圧力センサ シリーズ35X
圧力センサ35Xは、数学的補正方式により、10〜40°Cの温度範囲で0.05% フルスケール（FS）という極めて高い精度を実現しています。追加オプションで0.01%FSの高精度も可能です。デジタルのRS485インターフェースに加えて、アナログの電流または電圧出力が得られます。圧力接続はG1/2のフラッシュダイヤフラム構造です。
【特徴】
・±0.05 %FS の精度
・フラッシュダイヤフラム構造なので受圧部の洗浄が可能！
・デジタル RS485 とアナログ出力の 2 出力を標準搭載
・アナログ出力はデジタル RS485 を介してレンジ変更可能
・温度範囲は-40～125℃
・優れた長期安定
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術
※フラッシュダイヤフラム構造とは
通常の圧力センサは先端にネジがあり、その奥に受圧部がある構造ですが、インクの圧力を測定したい、定期的に受圧部を洗浄する必要がある、という場合は中の様子が見えない為、綺麗に洗浄できたか確認できません。そんな場合、受圧面が前面に出ているフラッシュダイヤフラムがお勧めです！
圧力変換器
水理試験設備
ケラー社 圧力センサ シリーズ21Y
ケラー社 差圧センサ シリーズ33X
差圧トランスミッタPD-33Xは、液/液差圧にも対応できる高精度差圧センサです。内部に組み込まれた単体のシリコンダイヤフラムが、両ポートから加圧される圧力の差を直接測定します。この設計により、非常に高いライン圧力のもとで小さな圧力差をも測定できます。正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術も用いて、10～40℃という温度域で0.05% フルスケール（FS）という極めて高い精度を実現しています。
【特徴】
・10 ～ 40℃の温度範囲で±0.05%FSの精度
・液/液差圧の計測も可能
・デジタルRS485とアナログ出力の2 出力を標準搭載
・アナログ出力はデジタルRS485 を介してレンジ変更可能
・温度範囲は-20～125℃（オプションで-40℃も可）
・高ライン圧（最大60MPa）
・優れた長期安定
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術
流体の可視化・PIV用トレーサー粒子
当製品は、水流の可視化用マーカーとして流れ場に分散・追随させるために
設計されたCospheric社のポリエチレン製トレーサー粒子です。
様々な粒子の色、幅広い粒子径の製品をラインアップ。
目視での観察やPIV（粒子画像流速測定法）などお客様の実験手法や、
ご使用の機器に合わせて好適な粒子を選択可能です。
水槽や配管内の流れの可視化や分析といった流体力学の研究に
多くご利用いただいております。
【ポイント】
■水流に適した比重
・水の流れに追随しやすい比重1.00の粒子
■鮮やかな発色の着色・蛍光粒子
・視認性が高い赤、青、緑、黄色などの多彩なラインアップ
■選べる粒子径
・粒径10μm～1mmまでの製品から選択可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
ピエゾ抵抗による圧力測定技術
ハーウッドエンジニアリング社製バルブなど
ハーウッドエンジニアリング社は１９４７年に設立され、
世界的に有名な高圧・超高圧メーカーで、豊富な経験と実績があり，
世界各国に輸出されております。日本国内においても多数の実績があります．
【主な製品】
超高圧圧力発生装置 ＭＡＸ． １５００MPa．
世界最大級装置を当社で国内メーカーに納入(下部写真)
研究実験用装置 ＭＡＸ． ３GPa
圧力基準器 世界で最初にハーウッド社で開発されたすきま制御型圧力基準器で、
読みの±０．０１％以上の高精度で米国のＮＩＳＴ、元通産省工業技術院
計量研究所ほか全世界で採用されております。
圧力計 マンガニン式・ひずみ式・空圧駆動式 ＭＡＸ． １４００MPa
バルブ類 手動弁・自動弁・逆止弁 ＭＡＸ． １４００Mpa
チューブ類 口径 １／１６”〜１” ＭＡＸ １４００MPa
継手類 口径 １／８〜１” ＭＡＸ １４００MPa
その他 特注品
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＝＝＝＝＝詳細はお問い合わせください＝＝＝＝＝
フラッシュダイヤフラムとは？ そのメリットは？
主な特徴
１．インクなど粘性のある液体の圧力測定に適する
２．定期的に洗浄したい使い方に適している
３．クランプ式なら食品プロセスにも使用可能
通常の圧力センサは先端にネジがあり、その奥に圧力を受ける隔壁（ダイヤフラム）がある構造です。測定の対象が空気なら、通常の構造で何ら問題ありません。しかし中には「インクの圧力を測定したい」 「定期的に受圧部を洗浄するので、洗浄に適した構造が良い」 という問合せもあり、そういう場合は通常の構造では中の様子が見えない為、綺麗に洗浄できたか確認できません。
そういう場合に効果を発揮するのが、受圧面が前面に出ている 「フラッシュダイヤフラム」 の圧力センサです。KELLER社は最小レンジ30kPa、精度0.05％FS など幅広いラインナップを取り揃えており、豊富な実績があります。ご興味ございましたら、是非お気軽にご相談ください。
ケラー社 圧力センサ シリーズ21C
圧力センサシリーズ21Cは、アナログ0.5～4.5Vをレシオメトリックに出力します。chip-in-oilテクノロジーの測定セルを、多様な電気接続や圧力接続と組み合わせることができるため、工業用アプリケーションに適しています。 外的影響に強く、-40°C〜125°Cの温度範囲で精度の高い測定結果も得られます。圧力範囲も0～0.2MPaから0～100MPaまでカバー！
【特徴】
・安価、超小型圧力センサ
・内部シール使用しない溶接構造、接液/接ガス部材質はSUS316L＋バイトンOリング
・高精度、広い温度範囲(-40～125℃)、優れた長期安定性、ヒステリシスなし
・0.5～4.5Vのレシオメトリック信号出力、電源電圧5V
・圧力範囲：0～0.2MPaから0～16MPa
・小型、低駆動電源向けに最適！
ケラー社 差圧センサ シリーズ33X
差圧センサ33Xは、数学的補正方式により、10〜40°Cの温度範囲で0.05% フルスケール（FS）という極めて高い精度を実現しています。デジタルのRS485インターフェースに加えて、アナログの電流または電圧出力が得られます。
【特徴】
•液体/液体の差圧計測も可能なピエゾ抵抗型差圧センサ
•10～40℃の温度範囲で±0.05 %FSの精度
•デジタルRS485とアナログ出力の2出力を標準搭載
（アナログ出力は4～20 mA、0～5 V、0～10 V、0.1～2.5 Vから選択）
•アナログ出力はデジタルRS485を介してレンジ変更可能
•ライン圧：最大60MPa
•優れた長期安定性
•正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術
マルチ圧力センサー
ケラー社 圧力センサ シリーズ23SY/25Y
溶接構造の小型圧力センサ23SY/25Yは、圧力範囲、圧力接続、出力信号、電気接続等、工業用アプリケーションにおける高度かつ様々な要求に応えられるよう設計されています（25Yはフラッシュダイヤフラム構造）。モジュール式のコンセプトにより、このシリーズは仕様の柔軟性が非常に高く、短納期で対応することが可能です。温度センサが回路に組み込まれており、温度変化による誤差を補正し総合精度の向上にもつながっています。本質安全防爆タイプの23SYEi、25YEiもご提案可能です。
【特徴】
・広範囲な温度補償︓± 0.7 %FS @ -10 ~ 80℃
・最小圧力レンジ 10 kPa から対応可能
・VCR接続にも対応した豊富な圧力接続タイプ
・優れた長期安定性
・堅牢なSUSハウジング
・オプション : 本質安全防爆タイプ（23SY-Ei）
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・内部シールを使用しない溶接構造
・アナログ出力︓4 ~ 20 mA、0 ~ 5 V、0 ~ 10 V等
ケラー社 φ14の超小型圧力センサ シリーズ21PY
ケラー社 水素用途向け圧力センサ シリーズ23SY-H2(Ei)
23SY-H2(Ei)シリーズは、使用するステンレス鋼のニッケル含有量を高めたことにより、脆化率が低いことが特徴です。金メッキを施したダイヤフラムにより、H2の拡散も最小限に抑えられています。また、圧力センサは全温度範囲で補償され、優れた長期安定性を持っています。23SY-Ei-H2シリーズは、長寿命、高精度、安全性を備えた信頼性の高いソリューションで、様々な水素の要求に応える製品です。
【特徴】
〇水素脆化対策として、ニッケル含有量を増やしたステンレス採用
〇水素用途で広く使われる金メッキダイアフラム使うことにより、水素の拡散を最小限に抑制
〇-10～80℃内で±0.7%精度を実現
〇優れた長期安定性
〇内部シール用いていない溶接構造
〇本質安全防爆タイプあり（23SY-Ei-H2 ）
ケラー社 水素用途向け高精度圧力センサ シリーズ23SX-H2
23SX-H2シリーズは、使用するステンレス鋼のニッケル含有量を高めたことにより、脆化率が低いことが特徴です。金メッキを施したダイヤフラムにより、H2の拡散も最小限に抑えられています。また、圧力センサは全温度範囲で補償され、優れた長期安定性を持っています。23SX-H2シリーズは、長寿命、高精度、安全性を備えた信頼性の高いソリューションで、あらゆる水素の要求に応える製品です。
【特徴】
〇水素脆化 対策として、ニッケル含有量を増やしたステンレス採用
〇水素用途で広く使われる金メッキダイアフラム使うことにより、水素の拡散を最小限に抑制
〇-10～80℃内で±0.25%精度を実現
〇デジタルRS485とアナログ出力の2出力を標準搭載
〇アナログ出力はデジタルRS485を介してレンジ変更可能
〇優れた長期安定性
〇内部シール用いていない溶接構造
〇本質安全防爆タイプあり（33X-Ei-H2 ）
ケラー社 圧力センサ シリーズ35XHT/35XHTT
圧力センサ35XHT/35XHTTは、150°Cまでの媒体温度に使用でき、フラッシュダイヤフラム構造なので定期的に滅菌する必要があるバイオリアクターやオートクレーブで使用できます。数学的補正方式を使用して、20〜120 °Cの温度域で±0.15%フルスケール（FS）という精度を達成します。シリーズ35XHTTの標準モデルの圧力接続はG1/2フラッシュダイヤフラム構造です。
【特徴】
〇媒体温度150℃まで使用可能
〇デジタルRS485とアナログ出力の2出力を 標準搭載
〇アナログ出力はデジタルRS485を介してレンジ変更可能（ターンダウン）
〇優れた長期安定性
※フラッシュダイヤフラム構造とは
通常の圧力センサは先端にネジがあり、その奥に受圧部がある構造ですが、インクの圧力を測定したい、定期的に受圧部を洗浄する必要がある、という場合は中の様子が見えない為、綺麗に洗浄できたか確認できません。そんな場合、受圧面が前面に出ているフラッシュダイヤフラムがお勧めです！
ケラー社 圧力センサ シリーズ23SYEi/25YEi
本質安全防爆型小型圧力センサ23SYEi/25YEiは、圧力範囲、圧力接続、出力信号、電気接続等、工業用アプリケーションにおける高度かつ様々な要求に応えられるよう設計されています（25Yはフラッシュダイヤフラム構造。2枚目写真参照）。モジュール式のコンセプトにより、このシリーズは仕様の柔軟性が非常に高く、短納期で対応することが可能です。温度センサが回路に組み込まれており、温度変化による誤差を補正し総合精度の向上にもつながっています。標準タイプ（非防爆タイプ）の23SY、25Yもご提案可能です。
【特徴】
・広範囲な温度補償︓± 0.7 %FS @ -10 ~ 80℃
・最小圧力レンジ 10 kPa から対応可能
・優れた長期安定性
・堅牢なSUSハウジング
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・内部シールを使用しない溶接構造
・アナログ出力︓4 ~ 20 mA、0 ~ 5 V、0 ~ 10 V等
ケラー社 差圧（微差圧用）センサ シリーズ41X
静電容量型差圧トランスミッタPD-41Xは、微差圧を測定するために設計されています。正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術を使い、0.2 %フルスケール（FS）の精度を実現しています。デジタルのRS485インターフェースに加えて、アナログの電流または電圧出力が得られます。
【特徴】
・標準レンジで校正されていますが、ライセンスフリーのソフトウェアCCS30を
使うことにより、標準圧力レンジ内でアナログ出力信号のプログラミングが可能
(例：標準圧力範囲0～10kPa/出力4～20mA → 圧力範囲2～6kPa/出力4～20mA)
・ソフトウェアCCS30とコンバーターK-114を使い、圧力値をPCに表示。
圧力信号の記録とグラフィック表示、ゼロ調整も可能
・最大128台のトランスミッターをバスシステムに接続
圧力範囲を変えることができる圧力センサ！
KELLER Pressure社の圧力センサには圧力範囲を変えることができるモデルがございます。
圧力範囲毎にセンサを揃える必要がなく、1台で網羅的にカバーできるのです。
つまりコスト削減に大きく貢献できます。
また追加発注毎の納期を心配する必要もなくなります。
対応モデルはOEMタイプ、汎用タイプ、高精度タイプ、防爆タイプ等と多岐にわたってい ます。
どのように圧力範囲変更できるのか、デモ実施も行っておりますので詳細把握されたい方はお気軽にご相談下さい。
シリーズ23SX（汎用タイプ）
シリーズ33X（高精度タイプ）
シリーズ10LX、20SX（OEMタイプ）
シリーズ41X（低圧タイプ）
差圧タイプ
防爆タイプ
ケラー社 圧力センサ シリーズ33X
圧力センサ33Xは、数学的補正方式により、10〜40°Cの温度範囲で0.05% フルスケール（FS）という極めて高い精度を実現しています。追加オプションで0.01%FSの高精度も可能です。デジタルのRS485インターフェースに加えて、アナログの電流または電圧出力が得られます。
【特徴】
・10 ～ 40℃の温度範囲で ±0.05 %FS の精度
・デジタル RS485 とアナログ出力の 2 出力を標準搭載
・アナログ出力はデジタル RS485 を介してレンジ変更可能
・気圧レンジタイプ（800～1200hPa）、差圧レンジタイプ（0～30kPaから0～3MPa）もあり
・温度範囲は-20～125℃（オプションで-40℃も可）
・優れた長期安定
【技術】
・ピエゾ抵抗型圧力センサ
・正確な圧力値を出す数学的モデルを用いた補正技術
ケラー社 低圧用圧力センサ シリーズ41X
静電容量型圧力センサシリーズ41Xは、低圧レンジのゲージ圧力を測定するために設計されています。数学的補正方式により、10〜50℃の温度範囲で±0.2～0.3%FSという高精度を低圧計測でも実現しています。デジタルのRS485インターフェースに加えて、アナログの電流または電圧出力が得られます。
【特徴】
・標準レンジで校正されていますが、ライセンスフリーのソフトウェアCCS30を
使うことにより、標準圧力レンジ内でアナログ出力信号のプログラミングが可能
(例：標準圧力範囲0～10kPa/出力4～20mA → 圧力範囲2～6kPa/出力4～20mA)
・ソフトウェアCCS30とコンバーターK-114を使い、圧力値をPCに表示。
圧力信号の記録とグラフィック表示、ゼロ調整も可能
・最大128台のトランスミッターをバスシステムに接続
・本質安全防爆タイプ41X-Ei / 差圧タイプPD-41X
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研究開発・試作における流体機器の圧力損失検証
研究開発・試作における流体機器の圧力損失検証とは？
計測・検査・センシング業界における流体機器の研究開発や試作段階で、流体が機器内を通過する際に発生する圧力の低下（圧力損失）を正確に評価・検証すること。これにより、機器の性能最適化、エネルギー効率の向上、および設計の妥当性確認を行います。
課題
実機での検証コストと時間
試作段階での実機を用いた圧力損失の検証は、設備投資や実験時間の制約から、多大なコストと時間を要する。
複雑な流体挙動の再現性
流体の流れが複雑な場合、実機での測定が困難であり、シミュレーションだけでは正確な挙動を再現できないことがある。
微小な圧力変化の検出精度
特に低流量や微細な流路を持つ機器では、微小な圧力損失を正確に検出・測定するための高精度な計測器が必要となる。
多様な流体条件への対応
粘性、密度、温度などが異なる様々な流体条件での圧力損失を検証するには、柔軟な実験設定とデータ解析が求められる。
対策
高精度圧力センサーの活用
微小な圧力変化も高精度に捉えることができる最新の圧力センサーを導入し、より正確なデータ取得を目指す。
流体解析シミュレーションとの連携
数値流体力学（CFD）シミュレーションを活用し、実機検証では難しい条件や詳細な流体挙動を予測・補完する。
モジュール式テストベンチの構築
様々な機器形状や流体条件に対応可能な、柔軟性の高いモジュール式のテストベンチを設計・構築する。
自動化されたデータ収集・解析システム
データ収集から解析までを自動化するシステムを導入し、検証作業の効率化とヒューマンエラーの削減を図る。
対策に役立つ製品例
高精度差圧計測モジュール
微小な圧力差を正確に測定し、流体機器の圧力損失を詳細に把握するのに役立つ。
流体シミュレーションソフトウェア
複雑な流体挙動をコンピュータ上で再現し、圧力損失の予測精度を高めることができる。
汎用流量制御ユニット
様々な流体条件や流量設定を容易に実現し、圧力損失検証の柔軟性を向上させる。
データロギング・解析システム
計測データを自動で収集・記録し、効率的な分析を可能にするため、検証作業の迅速化に貢献する。
⭐今週のピックアップ
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