第4章 流量センサ使用ノウハウとトラブル対策
いろいろな流量計Ⅱ
１．浮き子式流量計
面積流量計に大別されます。テーパ管（上方に行くにしたがって徐々に広がっていく管）の中にフロートを
浮かせる方法が主流です。流体はテーパ管とフロートの間をすり抜ける時、差圧を発生させます。このとき、
フロートは、『差圧による上向きの力』と『フロート重量の下向きの力』のつり合ったところで停止し、瞬時流
量を示すことになります。
一般的によく目にする「浮き子式流量計」は、テーパ管を透明の材質で製作し、これに流量目盛りをつけ、
直読させるものです。またフロート内にマグネットが内蔵されており、磁気センサで検出するタイプもありま
す。
特徴 〈長所〉
・気体・液体・蒸気の検出が可能
・価格は一般的に安価
・圧力損失は比較的小さい
〈短所〉
・精度があまり高くない
・固形物を含んだ流体には適さない
・直読するタイプはテーパ管が汚れるとフロートが見えない
２．熱式流量計
流体が熱物体に接触すると、流体は物体から熱を奪って温度が上昇します。熱式流量計は、これを利用
して流量を測定しています。熱式流量計は２つの方式に分けられます。
・温度差測定法
流体の中にヒーターを設置し、その上流と下流の２点で流体温度を測定し、２点間の温度差で流量を
割り出します。主には小流量向です。
・消費電力測定法
流体の中にヒーターを設置し、その上流と下流の２点で流体温度を測定、２点間の温度差が常に一
定になる様にヒーターを制御します。流量に合わせて、ヒーターの消費電流が変化するので、これに
より流量を求めることができます。
特徴
〈長所〉
・気体と液体の検出が可能
・圧力損失が基本的にはない
（短所）
・流体の温度が変化すると、誤差が出る
・流体の種類・組成にあわせた仕様設定が面倒
18
0
49
日本語 英 語 中国語
パンチング加工 Punching process
パンチングメタル Punching metal
は︱ 判定 Evaluation
ひ 反転 Invert
半導体 Semiconductor
半導体レーザ Semiconductor laser
ハンドシェーク Handshake
ハンドレイアップ法 hand lay up
万能研削盤 Universal grinder
販売 Sales
判別モード Differentiation mode
ハンマー Hammer
ピークホールド Peak hold
ヒーター Heater
ヒートショック Heat shock
ヒートシンク Heat sink
光位置検出素子（PSD） Position sensitive detector(PSD)
光ディスク Optical disc
光データリンク Optical data link
光ファイバの長さ Fiber length
引合 Inquiry
非球面レンズ Aspherical lens
引渡し Deliver to
微細加工 Micromachining
比重 Specific gravity
非常停止 Emergency stop
非常ブレーキ Emergency brake
ヒステリシス Hysteresis
ヒストグラム Histogram
ピストン Piston
②アラームを日報代わりに自動記録
■ 炉などの設備のアラームを収集し、Excelで分析できるので、ライン停止要因など
の改善に役立ちます。
【アラーム履歴 Excel画面例】
設備についているＰＬＣ内に登録された異常リレーを検出し、異常内容を発生時刻
と共に記録します。
設備を動かしているＰＬＣとケーブル一本でつなぐだけなので設置までの手順はご
くわずかで実現できます。
炉
温度異常発生！！
PLCデータ収集装置
ヒーター異常の発生が
DT-100A
記録されます
PLC
-8-
App
pplication
電装品の微細加工
ミラー表 面の I T O 膜 除 去によるパターニング
表 面のガラス層の下にある、透明電極（ITO膜）を任意の形状で除去することにより
電極のパターニングを行います。
薬液などを使用しないドライエッチングが可能なため、環境にも優しい加工を実現します。
以前は基板裏側のヒーターを発熱させて表面の水滴除去を
行っていましたが、ミラー表面の伝導膜を直接発熱させるこ
とで、効率良く水滴の除去が可能になり、更にミラーの小型
化を実現しました。
電子制御タイプの防眩ミラーなどにもこれらの技術が使用さ
れています。
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App
pplication
電装品の微細加工
ミラー表 面の I T O 膜 除 去によるパターニング
表 面のガラス層の下にある、透明電極（ITO膜）を任意の形状で除去することにより
電極のパターニングを行います。
薬液などを使用しないドライエッチングが可能なため、環境にも優しい加工を実現します。
以前は基板裏側のヒーターを発熱させて表面の水滴除去を
行っていましたが、ミラー表面の伝導膜を直接発熱させるこ
とで、効率良く水滴の除去が可能になり、更にミラーの小型
化を実現しました。
電子制御タイプの防眩ミラーなどにもこれらの技術が使用さ
れています。
9
Flow
流量
F D -V40
series
冷却エアの送 風量管理
排出用エアの流量管理
乾燥用エアの流量管理
空気、ちっ素 、アルゴ ンの 流 量 管 理
アンプ分離 型 気体用流 量センサ
FD-V40シリーズ
検出原理 ヒーター兼温度センサ バリエーション
流 量 が多くなるとヒーターが 熱 を 奪 わ
センサヘッド【適応気体：空気、ちっ素、アルゴン】
れて、ヒー ター 内 の 温 度 分 布 が 変 化し 瞬時流量
気体の種類 型式 接続口径 形状 価格（￥）
（ℓ/min.）
ます。この温度分布の変化によって流量
0.03∼1 39,900
FD-A1
を検知します。 0.3∼10 29,900
FD-A10 Rc（PT）
空気 1/4
1.5∼50 34,900
FD-A50
ちっ素（N 2） 3∼100 39,900
FD-A100
7∼250 49,900
FD-A250 Rc（PT）
気体流量センサの主な用途 1/2
18∼600 59,900
FD-A600
0.3∼10 29,900
FD-A10AR
Rc（PT）
アルゴン（Ar） FD-A50AR
■ エア使用量管理 1.5∼50 34,900
1/4
3∼100 39,900
FD-A100AR
一 日のエア使 用 量を 管 理しま す。 算
積 センサヘッドのケーブル長は３ｍです。
パルス出力（気体使用量に応じてパルス
表示器（ケーブル長 2m）
出力します。 を使用することで外部機器
）
に使用量を伝えることができます。
形状
■ 封入ガス流量管理
種類 DINレール取付 パネル取付
品 質 保 持 の た め、パッケージ に ちっ 素
NPN出力 PNP出力 NPN出力 PNP出力
型式
（ N ２） 封 入 し ま す 。 算 モ ー ド を
を 積 FD-V40A FD-V40AP FD-V45A FD-V45AP
使 用 す れ ば 封 入 量 を 確 認 す る こと が アナログ出力 4-20mA 最大負荷抵抗260Ω
価格（￥） 34,900
できます。
オプション（別売）
■ 吸 着確認 種類 フラット取付金具 L字取付金具 DIN取付金具 スピードコントローラ エアフィルタ
取付例 取付例
吸 着 すると、 量 が 減 少するのを検 知
流
形状
することで吸着確認を行ないます。圧力
2個入り
センサでは圧 力差 が出ないような場 合 FD-B01 FD-B02 FD-B03 FD-C1 FD-C5
型式
にご使用いただいています。 価格（￥） 400 3,000 10,000
40
Detection Technology
Flow Sensor & Meter General Catalog
キーエンス ならで は の 検 出 技 術
FD-M FD-U FD-V70
電磁 + 静電容量式 渦 + 超音波式
静電容量を介し検出するから完全貫通構造を実現 超音波式なので継ぎ目のない構造を実現
コイル
外部電極
通水部
外部電極
起電力
流速 磁界
コイル
ファラデーの法則による検出 “ 渦＋超音波 ”のハイブリッド検出
一般的な電磁式は通水部に接液した電極で起電力を検出 検出方式は、
“渦+超音波方式”を採用。振動の影響を
しますが、FD - M / FD - Uシリーズは通 水 部の 外側から 受けやすい“圧電素子”ではなく“超音 波”で渦を検出
静電容量を介して検出します。 するため、安定した高精度な流量検出が可能です。
受信素子
渦発生体
ファラデーの法則
液体の流れにより、
磁 場中に導電性 流体が一定 方向
流れ 渦 発 生 体 から発 生
に流れると、「管内径×磁束密度
起電力:E 超音波
流速:V した 渦 を 超 音 波 で
×平 均 流 速 」に 比例して 電 圧 が
検出します。
発生します。この電圧を測定する
ことにより、流量を測定します。
ハウジング
磁界:B 発信素子
FD-S FD-V40
コリオリ式 熱式
MEMS技術により高速応答を実現
あらゆる液体流量の検出が可能
※MEMS（Micro Electro Mechanical Systemの略）
M 3フローセンサチップ
〈実物大〉 3mm×6mm×0.4mm
ヒータ部拡大図 0.5
mm
1mm
コリオリの力 上流側ヒータ 下流側ヒータ
移動速度に比例した大きさで
ダイヤフラム
発生する慣性力の一種 ヒータ部断面拡大図 Si
コリオリ式による検出 M3 フローセンサチップによる検出
流 量に応じてフローパイプの入口と出口で、コリオリの M 3 フロー セン サチップ は M E M S 技 術 に より小 型 化
力が 発 生してパ イプ 振 動に抵 抗し、ねじれ角θが 発 生 を 実 現しました 。ま た、超 小 型・薄 型 の1μm ダイヤ
します。これを電気信号で読みとり流量換算しています。 フラム構 造により熱 伝導 率が向上し、高速 応答が 可能
になりました。
無風時 流量検知時
共振
流れ 流れ
流れていないとき 流れているとき 位相差信号
A B A'
出
θ
力
電
B'
圧 流量が多くなるとヒーターが熱を奪われて、ヒーター内の温度分布
A'の検出信号
が変化します。この温度分布の変化によって流量を検知します。
B'の検出信号
4
Detection Technology
Flow Sensor & Meter General Catalog
キーエンス ならで は の 検 出 技 術
FD-M FD-U FD-V70
電磁 + 静電容量式 渦 + 超音波式
静電容量を介し検出するから完全貫通構造を実現 超音波式なので継ぎ目のない構造を実現
コイル
外部電極
通水部
外部電極
起電力
流速 磁界
コイル
ファラデーの法則による検出 “ 渦＋超音波 ”のハイブリッド検出
一般的な電磁式は通水部に接液した電極で起電力を検出 検出方式は、
“渦+超音波方式”を採用。振動の影響を
しますが、FD - M / FD - Uシリーズは通 水 部の 外側から 受けやすい“圧電素子”ではなく“超音 波”で渦を検出
静電容量を介して検出します。 するため、安定した高精度な流量検出が可能です。
受信素子
渦発生体
ファラデーの法則
液体の流れにより、
磁 場中に導電性 流体が一定 方向
流れ 渦 発 生 体 から発 生
に流れると、「管内径×磁束密度
起電力:E 超音波
流速:V した 渦 を 超 音 波 で
×平 均 流 速 」に 比例して 電 圧 が
検出します。
発生します。この電圧を測定する
ことにより、流量を測定します。
ハウジング
磁界:B 発信素子
FD-S FD-V40
コリオリ式 熱式
MEMS技術により高速応答を実現
あらゆる液体流量の検出が可能
※MEMS（Micro Electro Mechanical Systemの略）
M 3フローセンサチップ
〈実物大〉 3mm×6mm×0.4mm
ヒータ部拡大図 0.5
mm
1mm
コリオリの力 上流側ヒータ 下流側ヒータ
移動速度に比例した大きさで
ダイヤフラム
発生する慣性力の一種 ヒータ部断面拡大図 Si
コリオリ式による検出 M3 フローセンサチップによる検出
流 量に応じてフローパイプの入口と出口で、コリオリの M 3 フロー セン サチップ は M E M S 技 術 に より小 型 化
力が 発 生してパ イプ 振 動に抵 抗し、ねじれ角θが 発 生 を 実 現しました 。ま た、超 小 型・薄 型 の1μm ダイヤ
します。これを電気信号で読みとり流量換算しています。 フラム構 造により熱 伝導 率が向上し、高速 応答が 可能
になりました。
無風時 流量検知時
共振
流れ 流れ
流れていないとき 流れているとき 位相差信号
A B A'
出
θ
力
電
B'
圧 流量が多くなるとヒーターが熱を奪われて、ヒーター内の温度分布
A'の検出信号
が変化します。この温度分布の変化によって流量を検知します。
B'の検出信号
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データ収集提案書集
No.006
炉内温度等をパソコンでトレンド管理する
加熱炉の温度データをPLC KV-1000 に取り込みヒーター温度を自動調整します。
とりこんだ温度データはタッチパネル上に表示可能です。また、データ収集ターミナ
ルDT-100Aを接続してExcelの帳票形式で、温度データを記録・保存できます。
温度入力
タッチパネルディスプレイ
PLC KV-1000 VT3-Ｓ１２
加熱炉
シリアル接続
DT-100A
温度データ等
LAN接続
ＵＳＢ
メモリ−カード
EXCELイメージ
シリアル接続
温度履歴などの指定したＰＬＣのデバイスデータを、指定したタイミングで
超高速・
収集し、表形式、帳票形式の２種類の方法でＥｘｃｅｌシート上に保存する
多機能アプリケーションPLC
ことができます。
KV-1000(CPU）
表形式では、収集したデータを横方向、または縦方向へ時系列に保存
KV-TF40(温調ﾕﾆｯﾄ） するのに対し、帳票形式では、収集したデータを自由度のあるレイアウト
ﾃﾞｰﾀｽﾄﾚｰｼﾞﾀｰﾐﾅﾙ
で保存することができます。あらかじめオリジナルのフォーマットをＥｘｃｅｌ
DT-100Ａ シート上に作成しておくことで、データ収集と同時に「帳票」を自動作成
同ソフト
することができますので、データの後加工の必要がなく導入が簡単です。
DT-H1
ﾀｯﾁﾊﾟﾈﾙﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ
ＶＴ３−Ｓ１２
ストレージデバイス
■ H DD ヘッド
■ レンズ固定接着剤の観察
コントラスト差が激しく、適した明るさで
ハレーションをおこさずに、接着剤を観察したい
観察できない
最適コントラスト機能で繊細な観察が可能 拡散アダプタ使用で観察可能
（ｘ100） （ｘ100）
最適コントラスト機能を使用すれば、暗い部分と明るい部分が同一の視野内にあ レンズや接着剤など透明体のギラつきを抑えて表面状態をリアルに観察できます。
る場合でも、それぞれに最適なコントラストに自動調整します。
■ ピックアップレンズの観察
■ C D-ROM ピット観察
照明が写りこんでレンズの傷が観察できない 各ピットの長さを測定したい
スーパーチャージシャッターで
画面上でリアルタイムに測定可能
照明を使用せずに撮影可能
（ｘ200） （ｘ3000）
長時間露光を行い、照明を使用せずに撮影できます。ハレーションのない、肉眼と マルチスキャン方式による通常より9倍大きなサイズで撮影した画像上で測定箇所
同じ照明条件での撮影が可能です。 が指定できるので、寸法計測がより正確に行なえます。
その他の用途事例
半導体デバイス ストレージデバイス 印字・複写 機
・ギア カケなどの観察
・トナー 粒子形状の観察
・ミラー 傷観察
・ウエハー 端面観察
・モーターコイル部観察
・トナー 飛散具合観察
・ロール ギャップ測定
・プローバー接触痕 体積測定
・軸受け、ベアリング観察
・ドラム 表面形状測定
・サーマルヘッド 傷観察
・ダイヤモンドブレードの観察
・ケース バリ高さ測定
・ブレード 端面観察
・ヘッドヒーター部品観察
・フォトマスク パターン計測
・バンプの形状測定
・るつぼの表面観察
・石英の表面状態
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翻訳キーワード集
