このカテゴリの対象範囲
プロセス分析計は、試料を実験台まで運ばずに、プラントの中で化学に関する問いに連続で答えます。pH、電気伝導率、溶存酸素、濁度、残留塩素、水分、ガス組成はいずれもこの方式で測定され、結果は通常、人ではなく制御ループ、薬液注入ポンプ、コンプライアンス記録へ渡されます。
このカテゴリを実験室分析から分けるのは、化学そのものではなく課される役割です。オンライン分析計は実際に届くとおりの試料、つまり高温で加圧され、固形分、ガススラグ、汚れを伴う試料に耐えなければならず、表示できる最小の分解能よりも、ドリフトと保守の間隔で評価されます。同じパラメータを実験台の計器で測る場合は、清浄で調製済みの試料を前提にできますが、インラインの計器にはその前提がありません。
ご相談は型番ではなく、測定ポイントを伝えて届くことがほとんどです。配管、タンク、水槽、煙突からの取り出し口です。その後の設計作業の大半は試料そのものに関わります。代表的な試料が届かない分析計は、誤った値を一貫して、しかも安定して出力し続けてしまうからです。
プロセス分析の製品タイプ
| 製品タイプ | 測定方式 | 通常指定する項目 |
| pH分析計 | 測定電極と参照電極の対に発生する電位を、標準液による校正を基準に換算する方式 | 排水の中和、薬液注入、冷却水など、中性付近に制御帯を設定し、参照電極の接合部が注意点になるあらゆる箇所 |
| 酸化還元電位分析計 | 参照電極に対して不活性電極の電位を読み、酸ではなく酸化剤の方を追う方式 | 消毒管理、シアンやクロムの分解など、値がpHではなく酸化力の強さを追う用途 |
| 電気伝導率分析計 | 既知の形状を持つセルの両端の抵抗を測定し、基準温度に補正する方式 | 脱イオン装置と逆浸透の監視、すすぎ水、濃縮管理、および 2 つの媒体間の漏えい検知 |
| 溶存酸素分析計 | 膜で覆われたセルにおける還元電流、または発光スポットの消光を利用する方式 | ばっ気槽の制御、ボイラー給水と脱気槽の監視、および溶存酸素の限度値 |
| 濁度分析計 | 浮遊粒子によって角度をもって散乱する光、または透過光の損失を測定する方式 | フィルタ性能、最終排水、原水取水、および飲料水処理 |
| 塩素分析計 | 試薬との比色反応、または膜で覆われたアンプロメトリーセルによる方式 | 塩素注入や薬液注入の後段にある消毒管理、飲料水、プロセス洗浄回路 |
| 水分分析計 | 静電容量式、露点式、ジルコニア式で、試料は上流で調整する方式 | 圧縮空気と計装用エア、ドライヤー、および結露が下流を傷める恐れのあるガス配管 |
| ガス分析計 | 非分散型赤外吸収、電気化学セル、常磁性、ジルコニアによる測定 | 燃焼調整、排ガスモニタリング、プロセスガスの純度、バイオガス |
TDS計、塩分計、水質分析計、酸素分析計、CO2 分析計、および分析計の上流に設置する試料調整アクセサリも、このカテゴリに掲載しています。
プロセス分析計の選び方
ある用途に対して正しい計器がただ1つということは稀ですが、納得できる候補と、それ以外を外せる判断材料は必ずあります。それを決めるのが次の質問です。
- 何よりも試料の条件です。温度、圧力、固形分、油、巻き込まれたガス、そして流れが安定した流れとして届くのかスラグとして届くのか。分析計のトラブルの多くは、分析計より上流で始まります。
- その読みが制御ループを駆動するのか、コンプライアンス記録に使われるのかという点です。ループなら時折の異常値も許容されますが、放流記録ではそうはいかず、この 2 つの使われ方は、それぞれ異なる保守間隔と記録様式を正当化します。
- 計器が表示できる最も広い範囲ではなく、制御帯に合わせたスパン設定。制御帯の外で使われた分解能は、帯の中で失われる分解能です。
- ドリフトと校正の間隔です。無人で運転することがオンライン計器の存在意義である以上、オンライン計器では分解能よりもこちらのほうが重要になります。
- 消耗品とその入手性です。電極、膜、電解液、試薬はいずれも寿命があり、プロセス接続を解除せずに交換できるかどうかが、実際のランニングコストを決めます。
- 取付方法とアクセスです。浸漬、スルーフロー、バイパス、引き込み式のいずれにするか。ラインを排水せずに引き出せるセンサは、後から改造するより最初から備えておく価値があります。
- 試料調整です。冷却、減圧、ろ過、脱気、または流量表示器付きのバイパス。いずれも故障点を 1 つ増やすため、後々の打ち合わせではなく初期のスコープに入れるべきものです。
- 出力と統合です。パラメータ 1 つにつき絶縁した電流ループを 1 系統、デジタルリンク、警報と洗浄のリレー、そして信号を調節計で終端するかトランスミッタで終端するか。
- 筐体の周囲環境です。周囲温度、湿度、腐食性雰囲気、水洗い、区域区分。電子部の筐体はセンサより先に故障することが少なくありません。
順番に沿って選定を進める
- 測定ポイントと、その数値を何に使うかを特定します。制御、警報、薬液注入、放流記録のいずれかです。
- 取り出し口を出るとおりの試料の状況を記述します。温度、圧力、固形分、油、ガス、想定される化学組成、そして連続なのか間欠なのか。
- 設備側で試料をどこまで変更してよいかを決め、分析計と同時に試料調整システムもスコープに含めます。
- スパンを制御帯に合わせて決め、判断を行うポイントで必要な分解能をメモし、その読みが対応すべき校正手順を記録します。
- 上の比較表を使い、試料の化学に合うセンサ技術を選び、その技術が前提とする保守手順を確認します。
- アクセスと、ラインを遮断できるかどうかに応じて取付方法を決めます。浸漬、インライン、バイパス、引き込み式のいずれかです。
- 出力、警報と洗浄のリレー、現地の調節計が必要なのか、それとも値を直接制御システムへ渡すのかを確定します。
- 筐体、区域区分、洗浄の仕様を決め、停止なしで、かつ安全に保守を実行できることを確認します。
方式の比較
| 技術 | 最適な用途 | 制約 | 主な測定値 |
| ガラス電極(電位測定) | 水溶液の一般的な測定。積み上げられた運用実績が最も広い方式 | 参照液の接合部が詰まり、乾燥し、または被毒します。1 点の確認ではなく、標準液 2 本による校正が必要です | pH、ORP |
| ISFET固体電極 | ガラスの球部では破損してしまうような、過酷または洗浄が頻繁な使用条件 | 光と乾燥に敏感で、ガラスとは保守手順が異なるため、手順の中で互いに置き換えることはできません | pH |
| アンプロメトリー式メンブレンセル | 溶存酸素と残留塩素の連続測定 | 膜と電解液は消耗品で、膜を通る流れが安定していなければ、読みもその変動に引きずられてドリフトします | 溶存酸素、塩素 |
| 光散乱 | 低い水準から高い水準までの濁度と浮遊物質量 | 水だけでなく窓の状態まで読んでしまうため、清浄で代表的なバイパスに依存します | 濁度、浮遊物質量 |
| 比色法 | 特定の試薬反応によって初めて可視化されるパラメータ | 試薬の消費量と使用期限があり、注入ラインの閉塞を防ぐ必要があり、保守間隔は試薬量で決まります | 塩素その他の発色性パラメータ |
| NDIR、ジルコニア、静電容量式 | ガス組成、燃焼系の酸素、露点 | 粉じん、凝縮液、腐食性の成分は、上流で除去しておかないとセルを傷めます | CO2、CO、O2、水分 |
注文前に確認するパラメータ
測定方式を選んだ後に残るのは、設置現場でしか確定できない値の一覧です。型式、価格、納期を変えるのは、次の値です:
- 測定ポイント。何を測定し、プロセスのどこにあり、その読みが何を制御するのか。
- 取り出し口での試料条件。温度、圧力、流量、固形分、油および油脂、巻き込まれたガス、間欠的な挙動の有無。
- センサに影響する化学。想定範囲、濃度、および汚れや被毒の原因となる成分。
- スパンと制御帯、そして判断を行うポイントで必要な分解能。
- 想定している保守手順。誰が校正するのか、どの頻度で行うのか、ラインを排水せずにセンサを引き出せるのか。
- 必要な試料調整。冷却、減圧、ろ過、脱気、または流量表示器付きのバイパス。
- 取付と接続。浸漬、スルーフロー、引き込み式取付、またはクランプ取付。配管または水槽の寸法と材質を併せて。
- 出力と通信。絶縁した電流ループの数、デジタルリンク、リレー警報、信号の終端先。
- 電源と筐体。電源電圧、パネル取付または壁面取付、保護構造、水洗いへの対応。
- 環境と区域区分。周囲条件、腐食性雰囲気、設置場所が危険区域かどうか。
数値は記載であり、推定ではありません
仕様は型式と用途によって変わるため、本ページでは性能の数値を示していません。特定の型式についてパラメータが資料化されていない場合、製品ページはもっともらしい数値で穴を埋めるのではなく、その旨を記載します。上記の値をお送りいただければ、選定した型式が実際に持つ値をお返しします。
これらの機器の使用分野