ガス供給チェーン全体における高精度圧力センシング：パイプライン、レギュレータキャビネット、ガス流量計向けWPCK63

都市部のガスインフラは、現代のエネルギー供給において極めて重要な部分を占めている。

天然ガスが家庭、商業ビル、産業施設に届くまでには、送ガスパイプライン、都市ガス供給ステーション、地域配給網、調整器、計量装置などを経由します。ガスが輸送、調整、配給される過程で、圧力は絶えず変化します。

いずれかの地点で異常な圧力状態が発生すると、供給の安定性、測定精度、機器の性能、またはシステムの安全性に影響を与える可能性があります。

したがって、現代のガスインフラには、局所的な機械式圧力計以上のものが必要です。コントローラー、監視端末、デジタル管理プラットフォームに送信できる連続的な圧力データが必要です。

リアルタイムでの運用監視。
圧力調整;
過圧および低圧警告；
機器の診断;
ガス流量補正;
リモコン;
予防保守。

これらの用途をサポートするために、当社はWPCK63拡散シリコン圧力トランスミッターを開発しました。これは、ガス圧力測定やその他の要求の厳しい産業用途向けに設計された、コンパクトなステンレス鋼製の圧力トランスミッターです。

WPCK63は、高速応答性、広い温度補償範囲、設定可能な圧力範囲、IP68保護等級、および本質安全防爆オプションを備え、スマートガスネットワーク向けの柔軟なセンシングプラットフォームを提供します。

ガスシステムにおいて圧力が重要なパラメータである理由

ガス供給ネットワークは、複数の圧力レベルで稼働している。

一般的なシステムには以下が含まれる場合があります。

高圧送電パイプライン
中圧配水ネットワーク
地域調整ステーション
屋外用レギュレーターキャビネット
低圧サービスパイプライン
商業用および産業用ガスメーター。

各セクションは、圧力伝送器に対して異なる要求を課す。

高圧送電地点には、適切な送電範囲、過負荷耐性、および長期安定性が求められる。中圧配電網は、地域的な圧力バランスを維持するために、継続的な圧力情報を必要とする。低圧配電網は、小さな圧力変動を識別するために、十分な測定分解能を必要とする。

調整器キャビネットでは、調整装置が正しく動作していることを確認するために、入口圧力と出口圧力の両方を監視する必要があります。ガス流量計では、圧力データに温度と流量の情報を組み合わせて、動作体積を標準体積に変換します。

圧力測定は、単に数値を表示するだけにとどまりません。制御、安全保護、そしてインテリジェントなガスネットワーク管理のためのデータ基盤を形成します。

WPCK63拡散シリコン圧力トランスミッターのご紹介

WPCK63シリーズは、拡散型シリコン圧力検出素子、高信頼性増幅回路、および広範囲の温度補償を用いて、測定された圧力を標準的な電気出力に変換します。

コンパクトで軽量な設計により、設置スペースが限られた機器への取り付けが容易です。一体型のステンレス鋼構造により耐腐食性が向上し、波形ケーブル導管と航空コネクタにより、過酷な現場環境での使用にも対応します。

標準製品は、−100 kPaから6 MPaまでの圧力範囲、ゲージ圧、絶対圧、および密閉ゲージ圧の基準、0.2～2.3 VまたはI²C出力、±0.5% FSの精度、および1 ms以下の応答時間をサポートします。

WPCK63の主な仕様

	製品仕様
測定原理	拡散シリコン圧力センシング
圧力範囲	−100 kPa～6 MPa
圧力基準	ゲージ／絶対ゲージ／密閉ゲージ
標準出力	0.2～2.3 V / I²C
精度	±0.5％FS
ヒステリシス	0.1％FS
再現性	0.1％FS
温度ドリフト	≤±0.03% FS/°C
応答時間	≤1ms
過負荷圧力	範囲に応じて、150%、200%、または300%のFS
働く人生	1 × 10⁶ 以上の圧力サイクル
作業温度	−30°C〜85°C
貯蔵温度	−40°C〜125°C
長期安定性	≤±0.3% FS/年
標準圧力ねじ	M20×1.5
住宅資材	304ステンレス鋼
ダイヤフラム素材	316Lステンレス鋼
レベルの保護	IP68
電気的接続	M12航空コネクタ付き波形ケーブルコンジット

標準測定範囲には、0～10 kPa、0～20 kPa、0～35 kPa、0～70 kPa、0～100 kPa、0～160 kPa、0～250 kPa、0～500 kPa、0～1 MPa、0～1.6 MPa、0～2.5 MPa、0～4 MPa、0～6 MPaに加え、-100～0 kPaの負圧オプションがあります。

WPCK63 拡散シリコン圧力トランスミッタ

対象ガス:
検出範囲：
プロフィール

過酷なガス圧用途向けに設計されています

コンパクトな一体型ステンレス鋼構造

ガス機器は、特に調整器キャビネット、計量装置、分散型監視端末内部など、設置スペースが限られていることが多い。

WPCK63は、センシング素子、補償回路、機械式圧力インターフェースをコンパクトなトランスミッター構造に統合しています。ステンレス鋼製のため、大型の外部筐体を必要とせず、耐腐食性と機械的耐久性に優れています。

標準ハウジングには304ステンレス鋼が使用され、圧力ダイヤフラムには316Lステンレス鋼が使用されています。用途に応じたプロジェクトについては、代替のハウジング材料や機械的構成についてご相談いただけます。

高速ダイナミックレスポンス

ガスシステム内部の圧力は、次のような場合に急激に変化する可能性があります。

下流需要が増加または減少する。
バルブが開閉する。
規制当局が立場を変更する。
コンプレッサーの運転状態が変化する。
異常な圧力低下が発生する。

WPCK63は1ms以下の応答時間で、コントローラに迅速な圧力フィードバックを提供することができ、システムが一時的な圧力変化に対応し、制御遅延を低減するのに役立ちます。

広範囲の温度補償

屋外のガス機器は、季節や昼夜の温度差が大きい場合があります。

デジタル出力バージョンは-10℃～70℃の範囲で温度補償され、アナログ出力バージョンは-20℃～60℃の範囲で温度補償されます。全体の動作温度範囲は-30℃～85℃です。

この温度補償機能は、圧力出力に対する環境の影響を軽減し、屋外キャビネット、配管設備、その他の変化の激しい環境下での安定した運転をサポートします。

IP68環境保護

ガス圧力伝送器は、屋外、地下、または結露、雨、塵、湿気にさらされる場所に設置することができます。

IP68の保護等級は、指定された設置条件下において、内部のセンシングおよび信号調整コンポーネントを粉塵や水の侵入から保護するのに役立ちます。

これにより、WPCK63は以下のような用途に適しています。

屋外用ガス調整器キャビネット
地下監視ポイント。
ガスパイプライン設備
水に濡れやすい機器収納部。
露出した工業設備。

危険区域向け本質安全防爆オプション

可燃性ガスが発生する可能性のある場所では、ガス圧の監視が行われる場合があります。

WPCK63の注文情報には、Ex ia IIC T6 Ga本質安全防爆オプションが含まれています。これにより、該当する認証、安全バリア要件、配線規則、およびシステム全体の設計に従って使用する場合、危険区域用途での製品の評価が可能になります。（[winsen-sensor.com][2]）

危険区域への最終的な設置は、必ず承認された製品構成および現地の規制要件に従って行わなければなりません。

OEM機器向けの柔軟な構成

ガス機器メーカーは、異なる制御装置、電源装置、コネクタ、圧力インターフェース、および機械的なレイアウトを使用する場合があります。

WPCK63は、実際のシステム要件に応じて構成できます。

利用可能なカスタマイズオプションは次のとおりです。

圧力範囲
ゲージ、絶対ゲージ、または密閉ゲージ基準。
アナログ出力またはデジタル出力。
圧力ねじ
ケーブルの長さ
コネクタの種類。
住宅用建材
設置構造物。
その他の出力信号。

I²Cバージョンは3.0～3.6Vの電源電圧を使用し、0.2～2.3V出力バージョンは3～24Vの電源電圧に対応しています。その他の出力については、カスタムプロジェクト向けにご相談ください。

この柔軟性により、送信機をさまざまなガスネットワーク端末、調整システム、計量プラットフォームに統合することが可能となり、メーカーは機器全体のアーキテクチャを再設計する必要がなくなります。

用途1：ガスパイプラインの圧力監視

ガスパイプラインは、多層構造の送配給ネットワークを形成する。

圧力が変化する理由は以下のとおりです。

ガス需要
パイプ摩擦;
バルブの動作;
調節因子の挙動；
コンプレッサーの出力;
温度変化;
漏水または機器の故障。

主要なネットワークノードに設置された分散型圧力トランスミッターにより、オペレーターはこれらの変化を継続的に監視できる。

高圧伝送

高圧部には、適切な測定範囲、過負荷耐性、および長期安定性が求められる。

圧力データは以下をサポートできます。

主要パイプラインの稼働状況監視。
バルブおよびコンプレッサーの制御。
過圧保護;
圧力傾向分析
遠隔配車
異常な圧力低下警告。

WPCK63は最大6MPaまで選択可能な範囲を提供し、過負荷耐性は選択した範囲に応じて150%から300%FSまで変化します。（[winsen-sensor.com][2]）

中圧分配

中圧パイプラインは、主要なガスインフラを地域の調整ステーションおよび下流ネットワークに接続している。

連続的な圧力データは、ガス事業者にとって以下のようなメリットがあります。

地域的な気圧バランスを維持する。
供給状況を監視する。
異常な圧力低下を特定する。
バルブ設定を最適化する。
ネットワーク配電効率を向上させる。

複数のノードからの圧力測定値をSCADAまたはIoTプラットフォームに接続すると、ネットワークの可視性が向上し、管理が容易になります。

低圧配送

低圧ネットワークでは、異なる測定戦略が必要となる。

全圧は低下する可能性があるが、小さな圧力変化でも以下のような影響が出る可能性がある。

エンドユーザーへの供給安定性。
ガス機器の操作方法
業務用バーナーの性能；
レギュレータの出力品質。

WPCK63は0～10kPaの低範囲オプションを提供しており、不必要に広い範囲を使用するのではなく、測定範囲を用途により密接に合わせることができます。

ガスネットワーク全体における圧力測定に関するより詳細な議論については、「圧力センサーがガス送配電ネットワーク全体に安全に関する洞察をもたらす」を参照してください。

用途2：ガス調整器キャビネット

ガス調整器キャビネットは、上流の配給ネットワークと下流の利用者をつなぐ役割を果たします。

その主要な機能は、ガス圧を低減し安定させることです。入口圧力や下流側の需要がどのように変化しても、出口圧力は規定の運転範囲内に維持されなければなりません。

一般的な規制キャビネットは以下を監視します。

入口圧力;
出口圧力。

安全性がより重視される構成では、冗長性、検証、または独立した保護のために、追加のコンセント送信機が含まれる場合があります。

入口圧力監視

入口圧力計は、上流側の圧力がレギュレータの許容動作範囲内にあるかどうかを判定します。

入口圧力が過度に高いと、調整装置に負荷がかかる可能性があります。入口圧力が不足すると、調整装置が下流への供給を維持できなくなる可能性があります。

出口圧力フィードバック

出口圧力は主要な制御変数である。

送信機は、実際の調整圧力をコントローラーに継続的に送信します。この信号は、以下の目的で使用できます。

調節機構を調整する。
圧力設定値を維持する。
圧力オーバーシュートを検出する。
過圧または低圧警報を発する。
安全遮断ロジックを作動させる。

WPCK63がレギュレータキャビネットに適している理由

WPCK63は、屋外用ガス調整装置にとって価値のあるいくつかの特性を兼ね備えています。

迅速な対応。
選択可能な低圧および中圧範囲。
広範囲な温度補償機能
IP68保護;
本質安全防爆オプション。
ステンレス鋼構造。
カスタマイズ可能な出力と接続。
長期安定性は±0.3%FS/年以下。

これらの機能により、レギュレーターキャビネットは、受動的な減圧装置から、遠隔監視、警報連動、状態診断が可能なインテリジェントな制御ノードへと変貌を遂げます。

圧力センサーがガス調整器キャビネットを安定させる方法については、こちらをご覧ください。

応用例３：ガス流量計の圧力補正

気体の体積は圧力と温度によって変化する。

流量計は、実際のパイプライン条件下でガス量を計測します。標準化された報告、エネルギー管理、または取引決済のためには、計測された運転量を標準基準条件に換算する必要がある場合があります。

この計算には通常、3つの入力が必要です。

ガス流量データ;
ガス温度
ガス圧。

したがって、圧力トランスミッターは最終的な補正体積の精度に直接影響を与える。

ガス計測における圧力センサーの要件

ガス流量計と併用する圧力トランスミッターは、以下の機能を備えている必要があります。

適切な測定精度。
ヒステリシスが低い。
再現性が高い。
長期的なドリフトが低い。
高速な動的応答；
安定した温度挙動；
便利な電気統合。

WPCK63は、0.1%FSのヒステリシス、0.1%FSの再現性、および年間±0.3%FS以下の長期安定性を提供します。

アナログ出力とI²C出力の両方のオプションを備えているため、さまざまな流量計コントローラや補償システムと接続できます。

最終的な構成は、要求される計測性能、校正手順、圧力範囲、および流量計の認証要件に従って選択する必要があります。

圧力測定からスマートガス管理まで

現代の圧力伝送器は、もはや単なる計測機器ではない。

コントローラー、通信ネットワーク、クラウドプラットフォームに接続すると、圧力データは以下の機能をサポートできます。

リアルタイム圧力可視化
自動アラーム生成;
圧力傾向分析
地域的な供給バランス調整。
遠隔機器診断;
予防保守;
デジタルツインモデリング
歴史的出来事の記録。

一般的なスマートガスアーキテクチャには以下が含まれます。

システム層	演算
WPCK63圧力トランスミッター	ガス圧を電気信号に変換する
ローカルコントローラ	データを処理し、アラームまたは制御ロジックを実行します。
通信ネットワーク	圧力データを監視プラットフォームに転送します。
SCADAまたはIoTプラットフォーム	現在の状況と過去の傾向を表示します
マネジメントシステム	配車、保守、緊急対応をサポートします

ガス事業者は、複数の地点に圧力伝送器を設置することで、故障発生後の対応から、異常な傾向がより大きな問題に発展する前に特定する方向へと移行できる。

適切なWPCK63構成の選択

圧力範囲を選択してください

測定範囲は、通常の動作圧力範囲をカバーしつつ、有用な測定分解能を維持する必要があります。

選定にあたっては、以下の点も考慮する必要があります。

起動時の圧力
圧力サージ;
調節器の故障状態。
耐圧;
システム試験圧力
安全マージン。

圧力基準値を確認してください

WPCK63は以下をサポートしています。

ゲージ圧力;
絶対圧力
密閉式ゲージ圧力。

適切な参照値は、制御計算と設置環境によって異なります。

メディアの互換性を確認する

ダイヤフラムおよび媒体に接触するすべての部品は、以下の条件に適合していなければなりません。

天然ガス;
LPガス;
水素混合ガス
パイプライン内の水分量
凝縮物;
香料；
油分およびその他の不純物。

最終的な機種選定を行う前に、メディア互換性を確認する必要があります。

出力信号を選択してください

利用可能な標準出力は以下のとおりです。

0.2～2.3V;
I²C。

その他の出力は、コントローラ、ケーブル距離、電源、電磁環境に応じて評価できます。

設置環境を評価する

重要な考慮事項は次のとおりです。

危険区域分類
知的財産権保護要件
作業温度;
湿度と結露。
振動;
腐食条件
ケーブルとコネクタの保護。

よくある質問

WPCK63は何を測定するために設計されていますか？

WPCK63は、気体および液体の圧力測定用に設計されており、ガスシステム、インテリジェント給水システム、水処理システム、空気圧制御システム、油圧制御システムなどで使用できます。

WPCK63はどの圧力範囲に対応していますか？

使用可能な圧力範囲は-100 kPaから6 MPaまでで、0～10 kPaと0～6 MPaの間に複数の標準範囲が用意されています。

どのような出力信号が利用可能ですか?

標準出力は0.2～2.3VとI²Cです。その他の信号は、プロジェクトの要件に応じてカスタマイズ可能です。

応答速度はどれくらいですか？

指定された応答時間は1ミリ秒以内です。

標準的な測定精度とは？

公表されている標準精度は±0.5%FSです。

WPCK63は屋外で使用できますか？

WPCK63はIP68の保護等級を備え、動作温度範囲は-30℃～85℃であり、正しく設置すれば、過酷な屋外や露出した環境での設置にも対応できます。

WPCK63は危険区域での使用に対応していますか？

注文情報には、Ex ia IIC T6 Ga 本質安全防爆オプションが含まれています。最終的な設置は、承認された製品構成および関連する安全要件に適合している必要があります。

圧力ねじはカスタマイズできますか？

はい。標準のねじ山はM20×1.5ですが、その他の圧力インターフェースはカスタマイズ可能です。

WPCK63はガス流量計に組み込むことができますか？

はい。温度および圧力補正に必要なリアルタイムの圧力入力を提供できます。ただし、計測システム全体は、該当する計測要件に従って校正および検証を行う必要があります。

結論：より安全なガスインフラのための信頼性の高い圧力データ

送電パイプラインや地域配給網から、調整器キャビネットやガス流量計に至るまで、信頼性の高い圧力測定は、ガス供給チェーンのあらゆる主要段階を支えています。

WPCK63拡散型シリコン圧力トランスミッターは、以下の特長を兼ね備えています。

選択可能な圧力範囲。
迅速な対応。
ステンレス鋼製。
広範囲な温度補償機能
IP68保護;
本質安全構成;
アナログ出力とデジタル出力。
柔軟なOEMカスタマイズ。

WPCK63は、圧力変化を正確かつ継続的に利用可能なデータに変換することで、ガス機器メーカーやネットワーク事業者による制御、警告、計測、遠隔監視、予防保守の改善を支援します。

WPCK63製品ページから、製品仕様の確認、マニュアルのダウンロード、サンプルサポートの依頼ができます。

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WPCK63 ガスパイプライン、レギュレータキャビネット、流量計用圧力トランスミッター