監修:フリアーシステムズジャパン株式会社
産業用超音波カメラ
産業用超音波カメラとは、圧縮空気の漏れ、真空システムの漏れ、電気の部分放電発生箇所をリアルタイムに可視化するためのツールです。
効率よく漏れ箇所を特定し、省エネ・コスト削減に貢献します。
産業用超音波カメラの使用用途
圧縮空気の漏れ、真空システムの漏れ、電気の部分放電など、これらはすべて計画外の停止、生産性の低下、電力の消費、および作業者の安全に悪影響を及ぼす可能性が高い問題です。これらの機器の問題を検出するために近年注目されているのが産業用超音波カメラです。
圧縮空気システム (コンプレッサー) を多く使用する製造工場製鉄・製紙・化学などのプロセス工業や食品・飲料などの製造現場に加えて、自動車や航空などの分野では、平均的に30%ものエアーロス (空気漏れ) があると言われています。
これらのエアーロスは従来、集音器のついたマイクとイヤホンや石鹸水などで、漏れの箇所を特定する方法が主流でしたが、これらには経験や勘が必要で、見落としなども多く発生する可能性がありました。産業用超音波カメラは、カメラの電源を入れて対象に向けるだけで、エアー漏れを見える化することができるため、従来のに方法に比べよりも10倍以上のスピードでより精度よく検査を完了することができます。
産業用超音波カメラの原理
配管などからエアが漏れるとき、気体が放出されることにより圧力差から乱流が発生します。
このとき人の耳には聞こえない超音波が発生しています。超音波カメラには多数のマイクセンサーが搭載されており、このセンサーに届く超音波で超音波の発生源 (漏れ) をとらえカメラ映像に発生個所の位置を表示しています。
産業用超音波カメラの構造
気体が小さい穴や隙間を通って高圧側から低圧側に移動する (気体のリークが発生する) ときに、乱流が発生します。この乱流は人間の耳では聞くことのできない超音波を伴っており、超音波カメラについているマイクセンサーで乱流に伴う超音波を検出しています。
産業用超音波カメラは、超音波の音圧やセンサーに到達した時間差などからリーク箇所や漏れ量を算出し、カメラのディスプレイ上にリアルタイムでエア漏れ箇所を表示します。
産業用超音波カメラの選び方
産業用超音波カメラを選ぶ際、押さえるべきポイントは下記の通りです。
1. マイクセンサーの数
超音波カメラは漏れを検知するため多くの高感度超音波センサー (マイク) を持ちます。マイクの数は多いもので124個も搭載されており、マイクセンサーが多いほど小さな音でも正確に漏れ場所を見つけることができます。マイクセンサー数が少ないものは、エア漏れ箇所の誤検知や周囲の騒音ノイズによる影響を受けやすく、作業効率に影響します。
2. 漏れ量・損失コストの数値化
工場の省エネは「2050年カーボンニュートラル宣言」から、日本国内でもCO2削減への取組みが急務になっています。産業用超音波カメラには、リアルタイムで対象機器の電力量や距離を入力すると漏れによって発生する電気代の損失コストがリアルタイムで表示されるものがあります。
エア漏れの特定、それによる損失がどのくらいなのかを見える化し、費用効果を実感できます。また、レポートソフトやアプリを使用することで、報告書に反映することも可能です。
3. 片手操作の可否
製造現場では作業者の安全管理を支援する機器は不可欠です。両手が塞がっていては、安全面でのリスクが高くなります。超音波カメラを選ぶ際は片手操作ができることも大事な選定ポイントです。片手操作が可能であれば、作業員が現場での安全管理を行いやすく、周りの状況を把握しながらの作業が可能です。また、長時間の作業には作業員に負担の掛りづらい軽量な機器を選ぶことも大切です。
4. 交換可能なバッテリー
着脱式のバッテリーを採用しているのか、予備バッテリーが搭載されているかによって作業の手間が大きく異なります。予備バッテリーがある場合は、長時間の活動の際でも本体での充電を待つことなくバッテリーの差し替えだけで継続して使用できるというメリットがあります。
5. マシンラーニングによる自動調節
現場ではエア漏れ以外にも様々な音が発生しており、このような現場で、カメラを構えながらエア漏れを見つけるために機器の細かい調整を行うことは測定者にとって大きなストレスです。
しかし、マシーンラーニングによりAI搭載でカメラが自動で波長域を調整してくれるタイプの超音波カメラであれば、エア漏れによって発生する音のプロファイルを機器自身に学習させているため、作業者が周波数などの調整や設定を行う必要がなくリークの発見に集中することができます。短い時間で、効率よくエア漏れだけを検知するには、操作の簡単さも重要なポイントです。
産業用超音波カメラのその他情報
産業用超音波カメラの導入効果
産業用超音波カメラを導入すると、下記のような効果が期待できます。
- 圧縮空気の漏れ検出時間の削減
- エネルギーコスト削減
- 空気圧力の適切維持、故障修理の作業の有効性確認
- 生産ラインの信頼性改善
- 空圧機器予算の最適化 (設備投資の削減)
本記事は産業用超音波カメラを製造・販売するフリアーシステムズジャパン株式会社様に監修を頂きました。
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