デジタル圧力スイッチとは
デジタル圧力スイッチとは、圧力が一定レベルに達していることを接点出力することが可能なデジタル圧力計です。
デジタル圧力計と圧力スイッチの機能を同時に担うことができる製品を指します。7セグメント表示で圧力を表示し、出力設定圧力もパネルで設定できる製品が一般的です。
デジタル圧力スイッチの使用用途
デジタル圧力スイッチは主に生産現場で使用されます。具体的な使用用途は、以下の通りです。
- 半導体製造用真空装置の圧力管理用
- 化学プラントにおける配管内圧力管理用
- 圧縮空気レシーバタンクの圧力管理用
- 油圧プレスのプレス圧管理用
- エアコンの冷媒圧力監視用
使用例としてはデジタル圧力計とあまり変わりません。ただし、接点出力可能な点がデジタル圧力スイッチの主な特徴です。圧力による接点出力を活用してインターロックを組んだり、警報を発報したりすることができます。
デジタル圧力スイッチの原理
デジタル圧力スイッチはセンサ部、演算部、表示部、などから構成されます。
1. センサ部
センサ部では、圧力センサーとダイヤフラムなどから構成されます。ダイヤフラムは腐食に強いステンレスやシリコンで構成されます。ダイヤフラムが設置される目的は、観測対象の気液からセンサーを保護することです。
ダイヤフラムから伝達した圧力は、ひずみゲージやピエゾ素子などの圧力センサーで感圧します。ひずみゲージは圧力で抵抗が変化する素子で、ピエゾ素子は圧力で電圧を発生させる素子です。感圧した圧力はセンサーから演算部へ送られます。
2. 演算部
演算部は、センサのアナログ入力を受信して演算・出力する部分です。プリント基板などが使用されます。入力したアナログ入力をデジタル出力します。また、同時にアナログ入力を変換して表示部へ出力します。
3. 表示部
表示部は、観測対象の圧力を可視化する部分です。LEDによる7セグメント表示が一般的で、圧力単位はPaで表示する場合がほとんどです。小数点位置を変更することが可能な製品も販売されています。
デジタル圧力スイッチの種類
デジタル圧力スイッチには種類があり、主に圧力レンジによって選定します。監視する圧力は正圧、連成圧、負圧の3種類に分類されます。
1. 正圧監視用
正圧監視用のデジタル圧力スイッチは加圧された状態を監視する装置です。フィルタ目詰まりやポンプ圧力を監視します。100kPa程度の微圧監視用製品から50MPa程度の高圧力監視用製品まで、幅広く製作されています。一般的には測定対象に合わせて上限圧力を選定します。
2. 連成圧監視用
正圧から負圧までを監視できる装置です。正負が入り乱れる配管などに適応されます。エアコンの冷媒圧力監視などがその一例です。
3. 負圧監視用
負圧を監視可能な装置です。真空計・真空スイッチなどとも呼ばれます。真空装置の真空度監視用などに使用されます。
デジタル圧力スイッチのその他情報
1. デジタル圧力スイッチのセンサ・モニタ構造
デジタル圧力スイッチは、センサ・アンプが一体型の製品と分離型の製品があります。
一体型
一体型はセンサ部と表示部が一つとなっている製品です。設置に際して省スペースで、配線の取り回しが簡単になるのが特徴です。
分離型
分離型はセンサ部と表示部が分離している製品です。センサ部を測定場所に設置し、アンプとなる表示部を離れた場所に設置することができます。測定場所が腐食環境にある場合などに使用され、繊細なアンプ・表示部を保護することが可能です。また、表示部分を人が見やすい位置に移動させることもできます。
2. デジタル圧力スイッチの出力仕様
デジタル圧力スイッチの出力仕様は製品によって異なります。一般的に半導体出力と接点出力に分類されます。
半導体出力
半導体出力はトランジスタなどによりデジタル出力します。動作回数による寿命はありませんが、電源の種類を誤ると装置が故障する危険があります。
接点出力
接点出力は物理的な電気接点の出力です。駆動部を有するため、駆動回数による寿命が存在します。ただし、電源の種類を比較的広く選定することが可能であり、熱などに強い特徴があります。
参考文献
www.smcworld.com/products/subject/ja-jp/chemi/gas/chemi_gas_pswitch.html
https://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/35/28/index.html
atsuryoku.keyence.co.jp/?_ga=2.92755993.583675076.1608303575-1061691016.1521041228