株式会社アントンパール・ジャパン

プロセス濃度計活用でコスト削減、生産性向上する勝ち筋とは

最終更新日: 2024-01-15 17:23:16.0

上記では、電子ブックの一部をご紹介しております。

プロセスセンサーを導入しても、改善が実感できない…、 実感できてもそれを社内で共有できない…そのような悩みはありませんか?
関連: 見える化、IoT、生産性向上、コスト削減、ダウンタイム削減、DX、分析待ち時間

プロセスセンサー、オンライン濃度計、自動測定装置、これらのキーワードをメインにして、濃度センサー導入して成果をあげるコツや、自動化や生産性の向上を達成したノウハウをまとめました。また、残念ながら、効果を上げられなかったり、不本意な結果に進んでしまった、社内の評価を得られなかった、そんな失敗の原因も実例を挙げ、比較してご説明します。(一部、固有名詞や具体的な内容を変更している部分があります)

内容:
プロセス計とは、工場や試験装置の配管やタンクに取り付け、連続的に測定する装置の少々である。ここでは、多く製造現場で活用が待たれているプロセス濃度計を中心にその効果的な活用方法について、実例をもとに紹介する。
濃度計の測定原理には屈折率、密度、音速、導電率、吸光度などのセンサーがあり、それぞれ、濃度の変化から生じる物性の変化量を測定して濃度として換算することができる。測定原理が多様である理由は、ターゲットの測定成分の濃度や温度、目的によって、最適な測定原理は異なるためである。

 

関連情報

プロセス用濃度計の選定について 測定原理とセンサーの比較
プロセス用濃度計の選定について 測定原理とセンサーの比較 製品画像
その他の濃度計

・導電率式濃度計(伝導率計)
 導電性に直線性があるサンプルであれば安価に測定可能です。温度の影響も受けるため、事前に十分な確認が必要です。
・光学式濃度計(吸光光度、濁度、透過度など)
 濃度との相関性は低いため、事前に十分に確認することが大切です。また、メンテナンス性も千差万別です。
・粘度式濃度計
 粘度を測定して濃度に換算します。粘度は濃度以外に摩擦や温度に影響を受けるため、導入前に十分に確認することが必要です。

※コリコリ 質量流量計
 流量計の中にも密度の測定が可能なものがあります。温度も測定するため、濃度測定が可能です。ただし、装置によっては流量や温度変化、周囲からの振動に大きな影響を受けるものがあり、選定には注意が必要です。また、流量も測定するため、センサーが大型化しがちであり、濃度計としてはコストにご注意ください。
 アントンパールのプロセス密度計は密度専用センサーです。コリオリタイプとは異なり、シングルのU字管で測定されています。また、設置アダプターとセンサーが分離されているため周囲の機械的な応力ストレスからの影響を最小限にしています。
 
プロセス振動式密度計とは ~入門:密度センサーの測定原理比較~
プロセス振動式密度計とは ~入門:密度センサーの測定原理比較~ 製品画像
 工程管理を任せるセンサーには目的に合わせて、十分な投資効果が見込めるセンサーを選定する必要があります。

◆振動式密度センサーチェックリスト

□ノーメンテナンスである
 アントンパールの密度センサーは メーカーによる定期メンテナンスが必要ないので、購入後は低コストで運用できます

□国内外で規格化された密度測定技術に基づいている
 アントンパールの密度センサーは JIS、ASTM、DINなど世界標準の密度測定技術を採用しています

□ドリフトがなく、長期間安定して使用できる
 アントンパールの密度センサーは 長期ドリフトがなく、安心して工程管理・自動制御に使用できるので、省人化に貢献します

□精度の確認ができる同じ原理の装置がある
 アントンパールの密度センサーは同じ原理の卓上分析計がラインナップにあるので、簡単に精度の確認、校正ができます

(このセンサーは、オンライン液体用振動式密度計・プロセス液体密度計・流体プロセス液体密度アナライザ・プロセス用精密密度センサです。また、真の密度が測定できるセンサーであり、コリオリ式・浮子式・質量流量式ではありません。)
プロセス密度計・濃度計は気泡に弱いのか? 密度 vs 屈折率
プロセス密度計・濃度計は気泡に弱いのか? 密度 vs 屈折率 製品画像
◆目的、試料に対して何がベストか比較できるか?◆

 つまり、密度センサーと屈折率センサーは一概にどちらがいいというわけではなく、一長一短があります。多くのケースでは密度計に軍配が上がるケースが多いですが、大切なのは「目的、試料に対して何がベストか比較できるか?」ということです。
 1つの測定原理しかラインナップにないメーカーはその方法のみ推奨していますが、複数の原理を公平な視点で比較することは非常に重要と言えます。

・音速式濃度計 (超音波濃度計)
 液体を超音波が伝達される速度を濃度に換算する。ロジウムでコーティングして濃硫酸の測定や冷媒中のオイル濃度測定
 メーカー選定の注意:温度変化への耐性

その他の濃度計
・導電率式濃度計(伝導率計)
 安価に測定可能ですが、測定レンジや精度、温度の影響など不安定要素も多いのが課題です
・光学式濃度計(吸光光度、濁度、透過度など)
 濃度との相関性が十分あるか確認が必要であり、メンテナンス頻度も高い傾向があります
・粘度式濃度計
 粘度は濃度以外に摩擦や温度に影響を受けるため、導入前に十分に確認することが必要です。
塗料・コーティング剤:オンライン密度計式 固形分濃度計 NV値 
塗料・コーティング剤:オンライン密度計式 固形分濃度計 NV値  製品画像
測定対象 : 塗料、コーティング剤、インク、顔料、スラリー液、
       電子部品、半導体、電池、化学、自動車、インク、印刷など
測定範囲 : 0~100%
温度範囲 : -40~125℃
接液材質 : ステンレス、ハステロイC276
本センサーは液体用のため、低粘度サンプルが対象です。詳細はお問い合わせください。
防爆対応可能
直管タイプ密度計 交換用アダプター付:精度改善、更新、取替
直管タイプ密度計 交換用アダプター付:精度改善、更新、取替 製品画像
【L-Dens 7400の仕様】
密度レンジ  最大 3000kg/m3
温度レンジ  -40 ~ 125℃
SIP温度    145℃ (最大30分)
サンプル   液体、液化ガス、スラリー
耐圧(絶対圧)最大 50bar (HP仕様で 180bar)※接続方法にも依存
密度再現性  0.02 kg/m3(※タンタルの場合:0.05 kg/m3)
温度精度   0.1℃
接液材質   HAS 仕様: ハステロイC-276
       ステンレス仕様: ステンレス1.4404 (SUS316L相当)
センサー内径 6.3mm
環境温度   HMI付: -40 ~ 65 ℃
       HMI無: -40 ~ 70 ℃
湿度     0 ~ 90 %RH (結露なし)
保護等級   IP 66 / NEMA 4X
供給電圧   SELV DC 24 V ± 20%

※この製品は、オンライン液体用振動式密度計・プロセス液体密度計・流体プロセス液体密度アナライザ・プロセス用精密密度センサです。また、真密度が測定できるセンサで、コリオリ式・浮子式・質量流量式ではありません。
オンライン密度計式 CMPスラリー濃度計
オンライン密度計式 CMPスラリー濃度計 製品画像
測定対象 : スラリー液(固形分濃度測定)
測定範囲 : 0~100%
温度範囲 : -40~125℃
接液材質 : ステンレス、ハステロイC276 
 ※ガラスの場合はL-Dens3300型にて対応となります。

-Dens4xxシリーズ、DPRnシリーズの後継機です。

(このセンサーは、液体用振動式密度計・プロセス液体密度計・流体プロセス・プロセス用精密密度です。また、真の密度が測定できるセンサーであり、コリオリ式・浮子式・質量流量式ではありません)
オンライン密度計式 薬液比重計
オンライン密度計式 薬液比重計 製品画像
測定対象 : 各種薬液比重、試薬
測定範囲 : 0-100%  (測定サンプルにより範囲が変わります)
温度範囲 : -40~125℃(他のレンジについては応相談)
再現性  : ±0.000005g/cm3 (センサー仕様)
接液材質 : ステンレス、ハステロイ、インコロイ、タンタルなどから選択

※密度式のほかに、用途に合わせて音速式、屈折率式なども選択可能です。目的、測定サンプル情報をご確認の上、お気軽にお問い合わせください。
プロセス用液体濃度センサー
プロセス用液体濃度センサー 製品画像
測定対象 : 各種酸濃度、石油、ディーゼル燃料、試薬、スラリー…etc
測定範囲 : 0-100%  (測定サンプルにより範囲が変わります)
温度範囲 : -40~125℃(他のレンジについては応相談)
精度   : 0.0001g/cm3 (センサー仕様)
プロセス用 濃度計、液体濃度センサー 自動化、生産性向上、DX
プロセス用 濃度計、液体濃度センサー 自動化、生産性向上、DX 製品画像
パイロットプラント・研究設備向けの小型センサーもございます。
リアルタイムで、液体の濃度、密度値が管理できます。常時濃度の変わっていく様を、モニタリングし、研究の加速を手助け致します。

ぜひ一度、お問い合わせください。

※弊社の密度センサーは、液体用振動式密度計・プロセス液体密度計・流体プロセス・プロセス用精密密度です。また、真の密度が測定できるセンサーであり、コリオリ式・浮子式・質量流量式ではありません。

■□■用途■□■
濃度計としては、下記 用途/実績例 欄を参照

その他、Brix(糖、アルコールなど)、正極/負極材、ガソリン/軽油/ジェット燃料、潤滑/研磨/切削/圧延油、めっき/酸洗槽、CMPスラリー、レジスト/エッチング液、活性炭、モノマー/ポリマー、固形分濃度/ノンボラ値(NV値) などの測定、管理・制御、モニター、終点検出、製品判別用として

■□■アプリケーション■□■
■化学工業
■電子工学
■教育・研究
■環境科学
■石油化学産業
SPRn音速式濃度センサー:Anton Paar アントンパール
SPRn音速式濃度センサー:Anton Paar アントンパール 製品画像
L-Sonic

音速度レンジ
 L-Sonic 5100   800 ~ 2500 m/s
 L-Sonic 6100 LS  200 ~ 1、000 m/s
温度レンジ     -25 ~ 125℃
SIP温度       最大 145℃ (最大 30分)
推奨流量      > 0 m/s ~ 6 m/s
防爆対応可能 プロセス NMP濃度計 3年保証
防爆対応可能 プロセス NMP濃度計 3年保証 製品画像
特長とメリット
■高精度かつ高速な測定)、可動部のない構造
■屋内外の過酷なプロセス条件にも適した堅牢なハウジング
■高精度な温度測定
■圧力補正を統合(オプション)
■接液部は全て認定済みの材料で製造されており、材料証明書へのトレースが可能
■メンテナンス不要のセンサ技術によりランニングコストを最小限に低減
■長い動作寿命
■国内防爆対応
■密度・音速一体型センサー(L-Com5500)でフルレンジ対応可能
プロセスセンサー インライン屈折計: L-Rix
プロセスセンサー インライン屈折計: L-Rix 製品画像
L-Rix 5100
 範囲: 1.3100~1.5400 (0~100 % massに相当)
 精度: nD ±0.0002 (±0.1 % massに相当)
 繰り返し性: nD ±0.0001 (±0.05 % massに相当)

 接液部の材質 ステンレス鋼1.4404、PEEK、サファイア(Al 2O 3 – 99.997 %)、O-ring 60x3 (VARIVENT N) EPDM 70
 周囲温度 -20~60 °C
 プロセス温度 -20~120 °C CIP/SIP時は最高145 °C (30分間)
 プロセス圧力(絶対圧) 100 mbar~16 bar (10 bar @ > 120 °C)
オンライン密度・濃度センサー
オンライン密度・濃度センサー 製品画像
仕様
測定範囲密度..........0~3g/cm3
再現性...........................2×10-5g/cm3
接液部.............................ステンレス、ハステロイC276、インコロイ825、タンタルから選択

接続
センサーは専用のアダプターから選択し、様々な設置が可能です。ヘルール、フランジ、スウェジロック、平行ねじのほか、ベンチュリ管やピトー管を応用したサンプリングシステムも選択可能です。

(このセンサーは、液体用振動式密度計・プロセス液体密度計・流体プロセス・プロセス用精密密度です。また、真の密度が測定できるセンサーであり、コリオリ式・浮子式・質量流量式ではありません。)



オンライン音速計式 水酸化カリウム濃度計
オンライン音速計式 水酸化カリウム濃度計 製品画像
測定対象 : 水、水酸化カリウムの混合液
測定範囲 : 35-55%  (他のレンジについては応相談)  
温度範囲 : 20-80℃  (他のレンジについては応相談)
精度   : 0.05%
接液材質 : ハステロイC276
接続   : G3/8”

お問い合わせ

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