第5章 流量センサ使用ノウハウとトラブル対策
流量計のトラブル要因
⑤スラリー
正式にはスラリー液体と呼ばれ、固形粒子を均一に含む液体の総称です。製造ラインでは、研磨剤を含む液体などがありま
す。含まれる粒子によって流量計内部が磨耗したり、粒子が凝固して詰まりの原因になります。
電磁流量センサとの相性～
電磁流量計は粘性液体の検出も可能です。また、通水部の貫通構造により磨耗や詰まりが発生しにくいと言えま
す。
⑥気泡
液体中に存在する空気の泡のことです。液体を吸入口から取り込む際にいっし
ょに取り込まれたり、循環中に液中に溶け込んでいた空気や不純物が、温度変
化などで気泡化して集まったものなどがあります。
渦流量計の中に気泡が入ると、カルマン渦の発生が乱れ測定誤差になったり、
超音波式流量計では超音波の伝播が阻害され誤動作の原因になります。
電磁流量センサとの相性～
気泡が入っても、流量検出は可能です。但し、気泡を含んだ状態の容積で検出されますので、液体質量は気泡分少
ないことになります。
また、電極が気泡に包まれる状態になると検出できなくなります。瞬間的なものは応答速度を下げて対応します。
⑦乱流
円径配管内の流速分布は、十分な直管部分を通過した後で
あれば、安定しています。この状態を層流状態と呼びます。こ
れに、配管曲げ部分があったり、配管径が変化（小→大）した
りすると、層流状態が乱され乱流状態になります。層流と乱流
の違いは、流速分布で決定されます。つまり、管内の流速分
布がバラバラで安定していない状態を捉えて「乱流が発生し
ている」と言います。
当然、これを流量計で測定すると、流速分布のバラツキの影
響を受けて測定誤差が出る可能性があります。
電磁流量センサとの相性～
流速分布が乱れると、測定誤差になって現れます。誤差の度合いは乱流の状態に因ります。
上流側に直管部を設けて乱流を層流にしてから測定します。（流路口径の 5 倍が目安です）
⑧配管の振動
液体を流したり、またバルブを開閉したりすると配管自体が振動します。また、付帯する設備・装置の稼動振動が伝わること
も考えられます。
流量計の中でも、渦式流量計はカルマン渦の振動を検出しており、このカルマン渦は配管振動と周波数が近いことも起因し
て測定誤差の原因になります。
超音波式の場合、超音波と配管振動の周波数があまりにも違う為、影響は無視できます。
電磁流量センサとの相性～
流量検出には、影響は出ません。
13
12
第7章 流量センサ使用ノウハウとトラブル対策
配管テクニック
電磁流量計を安定して使用するために、配管や設置ポジションにちょっとした気配りが必要になります。絶対
必要なものではありませんが、精度を安定させるには考慮したほうが良いでしょう。
①直管部を十分に設ける （層流状態を作る）
口径の 5 倍の直間部を上流側に
必ず設けましょう。
これにより、乱流が収まり、層流状
態になります。
※ 「層流」と「乱流」については第五章
の⑦をご参照ください。
②下方から上方に流体を流す （満水状態を作る）
電磁流量計は、流路が満水状態で流量を測定します。水は重力で下方に溜まります。
左絵の様な配管で流すと満水状態が保てます。
③配管より下方に設置する １ （満水状態を作る）
その
電磁流量計は、流路が満水状態で流量を測定します。水は重力で下方に溜まります。
左絵の様な配管で流すと満水状態が保てます。
16
15
61
日本語 英 語 中国語
ランニングテスト Running test
ランプ Lamp
ら︱ 乱流 Turbulent flow
り リア Rear
リアルタイム real time
リークテスト Leak test
リードスイッチ Lead switch
リードタイム Lead time
リーマ Reamer
リカバリ Recovery
力学 Dynamics
離型剤 Parting powder/Parting agent
リセット Reset
理想直線 Ideal line
リチウム電池 Lithium battery
立体図 Single view drawing
リップル Ripple
リニアライズ Linearize
リベット締め Riveting
リム Rim
略図 Schematic drawing
流体 Fluid
粒度 Particle size
流動性 Flowability
流量 Flow rate
流量計 Flowmeter
量産試作 Mass production trial
良品 Non-defective
リリース穴 Release hole
リリースツール Release tool
使 用上の注 意
＜設置およびご使用について＞ 設置時の注意事項の詳細、その他の注意事項は取扱説明書に記載しておりますので、事前に取扱説明書をご確認ください。
設置につ いて
設置時の注意事項
●設置方向について
設置方向についての制約はありませんが、
・ 表示 設定部が地面に対して垂直または水平 表示 設定部が地面に対して垂直になっている
・ 表示 設定部が地面に対して
・ 垂直になっていない
になる方向に取り付けることで、気泡等の影響を受けにく なり安定した測定が可能にな
く
se ries
STA
TUS
ります。
ST
ATUS
serie
s
MODE ZERO ENT
MO
DE
ZE
RO
EN
T
配管時の注意事項
●本体の配管形態
●本体取り付け位置
本体の上流側に各種継手を設ける場合には、本体と継手類との間に 本体通水部が、常に満水になる う
よ な位置に取り付けてください。
下表のとおりの直管部を設けてください。
se ries se ries
STA
TUS STA
TUS
L は直管部の長さを、 は本体の呼び口径を表します。
D
MODE ZERO ENT MODE ZERO ENT
《電磁流量計の上流側にある各種継手類と流量計との間に必要な直管の最小長さ》
L ＝ 5D 以上必要になる配管形態
L※
90° ト
ベン 拡大管
電磁流量計
電磁流量計
L ＝本体口径の5倍以上
※ 本体部の直前の直管部長さは、 口径の5倍以上としてください。
L
L （乱流が発生する場合は20 倍以上を推奨します）
ティ 仕切り弁全開
電磁流量計 電磁流量計
気泡
L L
L ＝本体口径の5倍以上
※ 本体部の直前直後の直管部
※ 乱流が激しい場合は、20D 以上の直管部の確保を推奨します。
長さは、口径の5倍以上と
してください。
L ＝ 10D 以上必要になる配管形態
L※ 乱流が発生する場合は
（
各種弁（全開でない場合）
20倍以上を推奨します）
電磁流量計
気体が混入しないよ に配管してく
う ださい。流体に気泡が含まれる場合には、
L
気泡の影響を受けにく い場所に配管してください。
※ 乱流が激しい場合は、20D 以上の直管部の確保を推奨します。
気泡
●配管支持金具について
se ries
STA
TUS
MODE ZERO ENT
本体を設置すると 両側の配
き、
管には配管支持金具などを取り
L※
付けて配管を固定してください。
配管支持金具 配管支持金具
L ＝本体口径の5倍以上
配管振動の低減と同時に、本体
※ 本体部の直前の直管部
の自重と流体質量による配管の 気泡 気泡
se ries
STA
TUS
MODE ZERO ENT
長さは、口径の5倍以上と
損傷および配管接続部分での
してください。
液漏れを防止します。
乱流が発生する場合は
（
20倍以上を推奨します）
接地についての注意事項
接地は下図のようにおこない、接地線
接地端子
本体金属部は内部グランドと
は極力短くしてください。接地線材は、
注意 接地線
同一電位になっていますが、
IV線1.75mm2以上を使用して ださい。
く 電源ラインとは絶縁されています。
また、
接地電流が流れる う
よ な他の機器
との接地線の共有は避けてください。
D種接地（接地抵抗100Ω以下）
（単独接地にしてください）。 接続配管の材質が非導電性の場合、
接続配管の材質が導電性の場合、
D種接地（接地抵抗100Ω以下）を
接 地 は配 管フランジの 両 端に落と
おこなってください。
してください。
使 用上の注 意
＜設置およびご使用について＞ 設置時の注意事項の詳細、その他の注意事項は取扱説明書に記載しておりますので、事前に取扱説明書をご確認ください。
設置につ いて
設置時の注意事項
●設置方向について
設置方向についての制約はありませんが、
・ 表示 設定部が地面に対して垂直または水平 表示 設定部が地面に対して垂直になっている
・ 表示 設定部が地面に対して
・ 垂直になっていない
になる方向に取り付けることで、気泡等の影響を受けにく なり安定した測定が可能にな
く
se ries
STA
TUS
ります。
ST
ATUS
serie
s
MODE ZERO ENT
MO
DE
ZE
RO
EN
T
配管時の注意事項
●本体の配管形態
●本体取り付け位置
本体の上流側に各種継手を設ける場合には、本体と継手類との間に 本体通水部が、常に満水になる う
よ な位置に取り付けてください。
下表のとおりの直管部を設けてください。
se ries se ries
STA
TUS STA
TUS
L は直管部の長さを、 は本体の呼び口径を表します。
D
MODE ZERO ENT MODE ZERO ENT
《電磁流量計の上流側にある各種継手類と流量計との間に必要な直管の最小長さ》
L ＝ 5D 以上必要になる配管形態
L※
90° ト
ベン 拡大管
電磁流量計
電磁流量計
L ＝本体口径の5倍以上
※ 本体部の直前の直管部長さは、 口径の5倍以上としてください。
L
L （乱流が発生する場合は20 倍以上を推奨します）
ティ 仕切り弁全開
電磁流量計 電磁流量計
気泡
L L
L ＝本体口径の5倍以上
※ 本体部の直前直後の直管部
※ 乱流が激しい場合は、20D 以上の直管部の確保を推奨します。
長さは、口径の5倍以上と
してください。
L ＝ 10D 以上必要になる配管形態
L※ 乱流が発生する場合は
（
各種弁（全開でない場合）
20倍以上を推奨します）
電磁流量計
気体が混入しないよ に配管してく
う ださい。流体に気泡が含まれる場合には、
L
気泡の影響を受けにく い場所に配管してください。
※ 乱流が激しい場合は、20D 以上の直管部の確保を推奨します。
気泡
●配管支持金具について
se ries
STA
TUS
MODE ZERO ENT
本体を設置すると 両側の配
き、
管には配管支持金具などを取り
L※
付けて配管を固定してください。
配管支持金具 配管支持金具
L ＝本体口径の5倍以上
配管振動の低減と同時に、本体
※ 本体部の直前の直管部
の自重と流体質量による配管の 気泡 気泡
se ries
STA
TUS
MODE ZERO ENT
長さは、口径の5倍以上と
損傷および配管接続部分での
してください。
液漏れを防止します。
乱流が発生する場合は
（
20倍以上を推奨します）
接地についての注意事項
接地は下図のようにおこない、接地線
接地端子
本体金属部は内部グランドと
は極力短くしてください。接地線材は、
注意 接地線
同一電位になっていますが、
IV線1.75mm2以上を使用して ださい。
く 電源ラインとは絶縁されています。
また、
接地電流が流れる う
よ な他の機器
との接地線の共有は避けてください。
D種接地（接地抵抗100Ω以下）
（単独接地にしてください）。 接続配管の材質が非導電性の場合、
接続配管の材質が導電性の場合、
D種接地（接地抵抗100Ω以下）を
接 地 は配 管フランジの 両 端に落と
おこなってください。
してください。
第6章 流量センサ使用ノウハウとトラブル対策
圧力損失
２．実際に『圧力損失』発生させるもの
①配管径を細くする。
流路を絞るという意味では、過剰な異径配管のジョイントは圧力損失をまねきます。
②配管を曲げる
曲がり部分では、乱流が発生して、流体は流れにくくなります。このとき、層流が乱流に変化しており、
『エネルギーの損失』が発生しています。（変化することで変化のためのエネルギーが消費されます）
『エネルギーの損失』は圧力低下をまねきます。その結果、『圧力損失』が発生してしまいます。
③開閉バルブ（弁）を取り付ける
ボールバルブなどは、全開にしておけば『圧力損失』をあまり気にする必要はありません。但し、内部で
流路が大きくベンド（曲がっている）しているタイプは、全開していても圧力損失が発生してしまいます。
バルブ内視図
ボールバルブ バルブ
一 般的に『ボールバルブ』と呼ばれていま 一般的に『バルブ』と呼ばれています。全開時で
す。全開時には貫通構造になりますので、 も流路が曲がっており、圧力損失が発生します。
圧力損失がありません。
④流量計を取り付ける
第４章で述べましたように、「差圧式流量計（ダイヤフラム式）」は、オリフィス（絞り弁）による『圧力損失』
を利用して流量を検出します。また「渦式流量計（カルマン渦式）」は、圧電素子に安定した振動を与え
る為に流路を絞り、流速を速めています。「タービン流量計（羽根車式）」も、羽根を回す推力を得るため
に小流量の場合、流路を絞ります。これらの流量計に関しては、『圧力損失』が発生しやすいと言えま
す。
逆に、電磁流量計・熱式流量計・超音波式流量計は、検出の為に流路を絞る必要もなく、『圧力損失』
に対してはメリットが大きいと言えます。
15
14
流量特性（圧力損失）
FD-M10T/Y,FD-MH10 FD-M50T/Y,FD-MH50 FD-M100T/Y,FD-MH100 FD-MH500
圧 10 圧 10 圧 10 圧 40
力9 力9 力9 力
損 35
損 損 損
失8 失8 失8 失 30
（kPa）7 （kPa）7 （kPa）7 （kPa）
25
6 6 6
5 5 5 20
4 4 4 15
3 3 3
10
2 2 2
5
1 1 1
0 0 0 0
0 5 10 15 20 0 20 40 60 80 100 0 50 100 150 200 0 200 400 600 800 1000
流量 R/min） 流量 R/min） 流量 R/min） 流量 R/min）
（ （ （ （
流体温度―周囲温度特性 流体温度―液体圧力特性
流体温度に対する使用可能周囲温度 流体温度に対する使用可能圧力範囲
周 60 圧 1.2
力 1.1
囲
温 50 1.0
（MPa）
度 0.9
（℃）40 0.8
0.7
30 0.6
使用可能範囲 使用可能範囲
0.5
20 0.4
0.3
10 0.2
0.1
0 0.0
0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
流体温度 （℃） 流体温度 （℃）
入出力回路図
出力回路 NPNタイプ 出力回路 PNPタイプ
茶 茶
DC24V DC24V
黒（出力1）
黒（出力1）
過
DC5―40V
負荷
負荷
電
過 流
主
主 白（出力2）
電 保
回
回 負荷 白（出力2）
DC5―40V
流 護 負荷
路
路 保 回
灰（出力3、
護 灰（出力3、
路
警報出力）
回 警報出力）
負荷 DC5―40V
負荷
路
青 青
0V 0V
アナログ出力回路 NPN/PNP共通 外部入力回路（積算リセッ
・ ト バンク切換）NPNタイプ 外部入力回路（積算リセッ
・ ト バンク切換）PNPタイプ
DC24V
桃 茶
アナログ出力（4―20mA）
主
回
紫
主 主
青
路
紫
0V 回 回
路 路
青 青
0V
（短絡電流 約0.7mA） （短絡電流 約1mA）
使用上の注意
取付方向 直 管部
気泡等の影響を受けに く
く するために、表示面が床 センサ前後の直管部は少なくとも配管径の5倍
面に対して垂直になるように設置して ださい。
く 特に 以上は確保してください。乱流が激しい場合は直
上から下に流体が流れる方向に設置しますと、流体 管部を長くする（20倍以上）ことで乱流の影響を
にすき間ができやすいので注意して ださい。
く また、 低減できます。
一体型は流れの方向をモード設定で選択可能です。
アンプ分離タイプのセンサヘッドは側面の矢印の向
きと流れの向きが合う うに設置して ださい。
よ く 分離 5倍以上 5倍以上
タ プは流れの方向をモー
イ ド設定で変更で ません。
き 水の流れ
締め付けトルクについて
下表のトルク以下で取り付けて ださい。
く
型式 締め付けトルク
継手の取付について
FD-M10T/Y, FD-MH10 23Nm
本体に継手を取り付ける場合には、必ず取付側の FD-M50T/Y, FD-MH50 35Nm
口金部を保持してください。反対側の口金部や本
FD-M100T/Y, FD-MH100 40Nm
体ボデ を保持さ ま と 破損す
ィ れす、 る可能性があ ま
り す。
FD-MH500 80Nm
11
ウエハー除電 No.4
ウエハー除電
除電の概要
搬送途中の接触・摩擦によって発生した静電気を取り除く
ことで静電破壊を防止します。また、ウエハーの帯電によ
って生じるホコリやチリの付着を防止します。
従来までの問題点と対策方法
従来の問題点
除電器による対策が取られていましたが、一般的にクリーンタイプの除電器は、エア流量が少量に抑えら
れており、除電速度が遅くなるケースがありました。また、除電器を設置することでクリーンルーム内の
層流を乱す問題もありました。
対策方法
クリーンルーム内で使用することを想定した、 リーンモデル SJ-HV シリーズによって除電時間と乱流化
ク
の問題を解決することができます。
キーエンスのノウハウ
SJ-HV シリーズ＋層流アシストパーツで
秘 クリーン除電！！
テ ク ニッ ク
SJ-HV シリーズは I.R.G.構造と Dual I.C.C.機能によって従来比 5 倍の除電時間を達成しました。 リ
ク
ーンルーム内でも高速除電が可能です。
また、クリーンルーム内での使用を想定し、層流をサポートする専用アシストパーツをご用意しまし
た。アシストパーツを装着することでクリーンルームのダウンフロー下でも層流を乱すことなく除電
できます。
層流アシストパーツ
http://www.keyence.co.jp/seidenki
「静電気・除電器 に関 する最 新情報 はこちら」 静 電気対 策・クリーン機 器オンライン
0120-66-3000
技 術相談、 お問合 せ 株式会社キーエンス
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
３．ダイヤフラム式流量計
差圧式流量計に大別されます。差圧式流量計は、現在の流量計生産額のトップシェアを占めているタイプ
です。原理としては、流体の流れている流路にオリフィス（絞り弁）を設置し、圧力損失を故意に発生させ、
オリフィス（絞り弁）の前後の圧力差（差圧）を検出して流量を検出します。オリフィス（絞り弁）によって発生
する圧力損失と流量・流速の関係は以下の通りです。
流量小 ⇒ 流速小 ⇒ オリフィス（絞り弁）の前後の圧力損失小
流量大 ⇒ 流速大 ⇒ オリフィス（絞り弁）の前後の圧力損失大
圧力損失による上流側と下流側の圧力差は、ダイヤフラムを利用して検出します。このため、よく「ダイヤフ
ラム式」と呼ばれています。
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
・可動部がない
〈短所〉
・オリフィスがあるため、圧力損失が大きく発生する
・固形物を含む液体には適さない
・乱流に弱いので長い直管部分が必要
４．超音波式流量計
現在製品化されている超音波流量計は、『伝播時間差式』が中心です。
・伝播時間差式
管内の流体を斜めに横切って超音波を通過させ、超音波の伝播時間の変化で流量を測定します。
水中を進む超音波は、流れに逆らうと遅く伝わり、逆に流れに乗ると速く伝わります。
特徴
〈長所〉
圧力損失がない
配管の外側から検出できるタイプがある
〈短所〉
液中の固形分が多いと誤動作の原因になる
気泡が多いと測定不可能になる
本 社 研究所／FA-IN事業部
・ 0120-66-3000
〒533 - 8555 大 阪市東淀川区東中島 1- 3 -14 Tel 0 6 - 6379 - 1121 Fax 0 6 - 6379 - 1120
FA7-0108
www.keyence.co.jp 仕様は改良のため予告なく変更することがあります。
11
Copyright ⃝ 2 009 KEYENCE CORPORATION. All rights reserved.
C
■ 特長 機能
・
最適なクリーン環境を実現するセンシング機能
・ リーン機能 業界初 ト トロール機能 業界初
センシング ク 風量オー コン
パーティクルセンサでエリア内のパーティ クル量をセンシング。 規定 フ ルタの目詰ま によ
ィ り る風量の低下をセンシング 常に一定の風量
し、
レベルを超える と風量が最大のターボモードに切り換わり、 急速換気 になるように自動でコン トロール。 ンユニッ
ファ トに内蔵された風量
を行います 。クリーンエリアの解放時やワーク侵入時 、 モータなど センサがHEPAフ ルタ通過後のク
ィ リーンエアの風量をセンシングし、
発塵する装置の駆動時などに、 風量を自動コ ト
ン ロールします。 コト
ン ロールすることで、 ア内のパーティ
エリ クル発生を防止します。
風量コントロール機能なし
通常時 解放時 パーティクル増加
風量
パーティクル
風量低下
風量が経時的にダウン パーティ ルが
し、 ク
増加します。
風量ターボ
風量MID
風量コントロール機能あり
解放
ターボON
風量 風量
パーティクル
パーティクル量
一定の風量を保つことができ、
クリーン
環境を維持します。
解放によりパーティクル量が増える 急速換気を行います。
と、
高効率クリーンを追求したスリムボディ
トサイズで最大 5m3/minの風量を実現
高効率クリーンを実現する層流設計 コンパク
最大 5m３/min ３
層流エアを実現する筐体構造を採用。 リーンエリ
ク アを効率よくスピ コンパク トサイズでありながら、 （CF-H018は最大 2m
ーディーにクリーン化することができます。 /min）のハイパワー風量を実現。 ァ
フ ンユニッ １台で幅広いエリ
ト アへ
の対応が可能です。
内圧均一構造
送風エリア図
CF-H018
HEPA
単位 mm
： 135mm
100mm
200
ク 0.8m/s
リ ー
ン 400 0.6m/s
フ ァ
ン 0.4m/s
ユ 定格風量 最大 5m3/min
ニ 600
定格風量 最大 2m3/min
ッ 0.2m/s
ト か
CF-H018 CF-H040
ら の 800
整流板
距 離
1000
ク
300 200 100 0 100 200 300
リ
フー レス ク
ド リーンも可能 最大8台の複数台接続で広いスペースにも対応 ー
ン
乱流を起こさない層流設計のため、 ドな
フー しでも局所ク リーンを実現することができ パーティクルセンサと組み合わせるこ とで最大 8 台のファンユニッ を集中コン
ト トロール
シ
ますので、様々なクリーンニーズにスピーディーかつフレキシブルに対応できます。 する とがで ますので、ク ーンブースやク ーン ンネルな
こ き リ リト どにも対応で ます。
き
ス
※設置環境によ ク ーン能力は変わり
りリ ます。 テ
ム
自己診断機能＆簡単メンテナンス
CFシリーズ
フィルタ交換サイン 業界初 自己診断アラーム 業界初 バックルオープン構造 業界初
プレフィルタやHEPAフィルタの交換時期を 運 転状態を監視し、異常があればＬＥＤとアラ フ ルタ交換が簡単に行えるバッ
ィ クルオープン
お知らせする ィ
フ ルタ交換サインを搭載。目詰 ーム出力でお知らせします。 構造を採用。 ンテナ
メ ンスが簡単に行なえます。
まりによる風 量 低
下を知らせ 、除塵
ミ を防止します。
ス
ク ーンファ
リ ンユニット本体 パーテ クルセンサ
ィ
ンはP39に掲載してます。 www.keyence.co.jp/seidenki 27
※ 外形寸法図はP38、オプショ
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