圧力センサーとは?空調・計装で使われる圧力センサーの仕組みをわかりやすく解説

計装

圧力センサーとは、気体や液体の圧力を測定し、その値を電気信号などに変換する機器です。空調・計装設備では、配管内の水圧、ダクト内の空気圧、機器の運転状態などを把握するために使われます。

圧力センサーを選定・点検する際は、測定する圧力の種類、測定範囲、出力信号、設置条件を確認することが重要です。

圧力センサーとは

圧力センサーは、圧力によって生じる検出素子の変形や電気的特性の変化などを利用して、圧力を測定します。測定値は、コントローラや監視システムで利用できる信号として出力されます。

たとえば、配管の圧力を監視する場合、圧力センサーが水圧を測定し、その値をコントローラや監視システムへ送ります。測定値を使ってポンプの運転状態を監視したり、制御に利用したりする構成があります。

圧力センサーの主な種類

種類測定する圧力特徴
ゲージ圧センサー大気圧を基準とした圧力配管内の圧力などの測定に使われる
絶対圧センサー真空を基準とした圧力大気圧の変化も含めた絶対的な圧力を測定する
差圧センサー2点間の圧力差フィルター前後やダクト内の圧力差などを測定する

差圧センサーは圧力を測定する機器の一種ですが、1点の圧力ではなく、2つの測定点の圧力差を測定します。用途に応じて使い分けます。

ゲージ圧と絶対圧の違い

圧力には、何を基準にしているかによる違いがあります。

  • ゲージ圧:周囲の大気圧を基準にした圧力
  • 絶対圧:完全な真空を基準にした圧力

一般的なゲージ圧では、大気圧と同じ圧力を0として表示します。一方、絶対圧では真空が0となり、大気圧の状態でも圧力は0にはなりません。

同じ圧力でも基準が違えば数値が異なるため、センサーの仕様書や監視画面で、ゲージ圧と絶対圧のどちらを扱っているか確認する必要があります。

空調設備での使用例

用途測定対象利用目的
ポンプ設備配管内の圧力運転状態の監視や制御
ダクト設備空気の圧力送風状態の把握
機器の圧力監視機器内の圧力異常の検知や運転状態の確認
フィルター監視フィルター前後の圧力差目詰まりの兆候の把握

フィルターの前後など、2点間の圧力差を測る場合は、通常の圧力センサーではなく差圧センサーを使用する構成が一般的です。

圧力センサーの出力信号

圧力センサーの出力には、電圧信号や電流信号などがあります。設備によっては通信方式で測定値を取得する場合もあります。

出力方式確認ポイント
0~10V入力レンジ、配線、共通端子
2~10V信号の下限値と上限値、コントローラの設定
4~20mA電源、入力方式、断線時の扱い
通信方式通信規格、アドレス、通信設定

たとえば、センサーの測定範囲が0~1MPaで、出力信号が0~10Vの場合、測定範囲と信号の対応関係をコントローラ側でも正しく設定する必要があります。実際の出力仕様は製品ごとに確認してください。

圧力センサーを選定するときの確認ポイント

  • 測定対象が気体か液体か
  • ゲージ圧、絶対圧、差圧のどれを測るか
  • 通常時と異常時を含めた測定範囲
  • 必要な測定精度
  • 出力信号とコントローラの入力仕様
  • 接続口径、取付方法、使用環境
  • 測定する流体や環境に対する耐性

測定範囲が実際の圧力に合っていない場合、測定精度が不足したり、範囲外の値を正しく扱えなかったりすることがあります。機器の仕様書を確認して選定します。

圧力の表示値に異常があるとき

  1. 現場の状態と監視画面の値に差がないか確認する
  2. センサーの測定範囲と表示単位を確認する
  3. 配線、電源、端子の状態を確認する
  4. コントローラの入力種別とスケーリング設定を確認する
  5. 圧力取出口や配管の詰まり、漏れなどを確認する
  6. センサー本体の故障や経年変化を確認する

圧力を扱う設備では、測定対象や圧力条件に応じた安全手順に従って点検してください。

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