ビーム型ロードセルは多用途であり、力や重量を測定するためにさまざまな業界で広く使用されています。よくある質問の 1 つは、これらのロードセルが危険な環境で使用できるかどうかです。私はビーム型ロードセルのサプライヤーとして、さまざまな設定におけるこれらのデバイスの機能と制限について熟知しています。
危険な環境を理解する
危険環境とは、火災、爆発、またはその他の危険な状態の危険がある環境です。これらには、可燃性ガス、蒸気、粉塵、またはその他の可燃性物質が存在するエリアが含まれる場合があります。石油やガス、化学処理、鉱業、一部の製造施設などの業界には、このような危険エリアが存在することがよくあります。このような環境での機器の使用は、事故を防ぐために厳格な安全基準に準拠する必要があります。
ビーム型ロードセルの基礎
せん断ビーム ロード セルとも呼ばれるビーム型ロード セルは、ビーム構造内のせん断応力を検出することによって力を測定するように設計されています。高い精度と信頼性、そして比較的シンプルな設計により人気があります。ロードセルに力が加わるとビームに変形が生じ、その変形は加えられた力に比例する電気信号に変換されます。
危険環境におけるビーム型ロードセルの適合性
1. 材質と構造
考慮すべき最初の要素は、ロードセルの材質です。高品質のビーム型ロードセルは、多くの場合、ステンレス鋼またはその他の耐食性材料で作られています。危険な環境、特に腐食性物質が存在する環境では、これは非常に重要です。ステンレス鋼は腐食に強いだけでなく、機械的損傷に対して一定レベルの耐久性も備えています。たとえば、酸やアルカリにさらされる可能性がある化学処理プラントでは、ステンレス鋼製のビーム タイプのロードセルは、重大な劣化を起こすことなく過酷な化学環境に耐えることができます。
2. 保護等級
危険な環境で使用されるロードセルには、適切な保護定格が必要です。侵入保護 (IP) 評価は、固体および液体の侵入に対する保護の程度を示します。たとえば、IP67 定格のロードセルは防塵性があり、一定の深さまで水に浸すことができます。さらに、爆発性環境では、ロードセルが ATEX (欧州規格) や UL (Underwriters Laboratories) 定格などの特定の防爆規格を満たす必要がある場合があります。これらの定格により、ロードセルが爆発の可能性のある雰囲気で爆発を引き起こさないことが保証されます。
3. 電気の安全性
ビーム型ロードセルの電気部品は、危険な環境では危険を引き起こす可能性があります。電気スパークや過熱により、可燃性物質に発火する可能性があります。したがって、危険区域用に設計されたロードセルには本質安全機能が装備されていることがよくあります。本質安全とは、ロードセル内の電気エネルギーが爆発を引き起こさないレベルに制限されることを意味します。これは、高エネルギー火花の発生を防ぐ特別な電気回路とコンポーネントの使用によって実現されます。
危険な環境での用途
1. 化学工業
化学産業では、ビーム型ロードセルは原材料、中間製品、完成品の計量に使用されます。たとえば、化学物質の貯蔵タンクでは、ビーム型ロードセルを使用して、貯蔵されている化学物質の重量を監視できます。化学物質は腐食性や引火性があるため、ロードセルは化学環境に耐え、安全基準を満たさなければなりません。計量センサーは、困難な条件下でも正確な測定を提供するように設計されているため、このようなアプリケーションに最適なオプションです。
2. 石油・ガス産業
石油およびガス分野では、ビーム型ロードセルは、掘削泥の計量、海洋プラットフォーム上の機器の重量測定、貯蔵タンクの重量の監視など、さまざまな用途に使用されています。これらの環境は、可燃性のガスや蒸気が存在するため、非常に危険です。これらの分野で使用されるロードセルは、防爆性があり、過酷な気象条件でも確実に動作できる必要があります。ビームロードセルは、石油およびガス産業の厳しい安全要件を満たすように設計できるため、これらの用途に適した選択肢です。
3. 鉱業
鉱業では、ビーム型ロードセルは鉱石、石炭、その他の鉱物の計量に使用されます。鉱山は粉塵の多い環境であることが多く、石炭粉塵やメタンガスの存在により爆発の危険がある可能性があります。鉱山で使用されるロードセルには防塵・防爆性が求められます。また、採掘作業に伴う機械的衝撃や振動に耐えることも必要です。
危険環境でビーム型ロードセルを使用する利点
1.高精度
ビーム型ロードセルは、力と重量の測定において高い精度を提供します。これは、プロセス制御と安全性のために正確な測定が必要な危険な環境では不可欠です。たとえば、化学反応プロセスでは、正しい化学反応を確実に行い、危険な状況につながる可能性のある過剰または過少の添加を防ぐために、反応物質の正確な計量が非常に重要です。
2. 信頼性
これらのロードセルは、その信頼性で知られています。機器の故障が重大な結果をもたらす可能性がある危険な環境では、信頼性が最も重要です。ビーム型ロードセルは、性能が大幅に低下することなく長期間連続して動作できるように設計されています。
3. 多用途性
ビーム型ロードセルは、危険な環境における幅広い用途に使用できます。トラックスケールなど、さまざまなタイプの計量システムに簡単に統合できます。トラックスケールロードセルこれは、化学輸送施設などの危険区域における大規模計量アプリケーションでビーム型ロードセルをどのように使用できるかを示す好例です。
課題と考慮事項
1. コスト
危険環境用に設計されたロードセルは、多くの場合、非危険場所用のものより高価です。これは、追加の安全機能とコンプライアンス要件によるものです。ただし、コストはシステム全体の安全性と信頼性の観点から考慮する必要があります。高品質で安全性に準拠したロードセルに投資することで、費用のかかる事故やダウンタイムを防ぐことができます。
2. メンテナンス
危険な環境におけるロードセルには、適切なメンテナンスが非常に重要です。正確で信頼性の高い動作を保証するには、定期的な検査、校正、クリーニングが必要です。場合によっては、厳格な安全手順に従って、訓練を受けた担当者によるメンテナンスの実行が必要になる場合があります。
結論
結論として、ビーム型ロードセルは、危険な環境における特定の安全要件を満たすように設計および製造されている限り、危険な環境でも使用できます。適切な材料の選択、保護定格、および電気的安全機能を備えたこれらのロードセルは、困難な条件下でも正確で信頼性の高い力と重量の測定を行うことができます。
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参考文献
- TJ オーヒギンズ、JP ライリー (2003)。ロードセル技術: 原理と応用。エルゼビア。
- ANSI/ISA - 12.12.01 - 2013、危険な (分類された) 場所で使用するための防爆電気機器 - クラス I、ゾーン 1 およびゾーン