ガスサプライチェーン全体にわたる高精度の圧力検知: パイプライン、レギュレーターキャビネット、ガス流量計用の WPCK63

都市ガスインフラは現代のエネルギー供給の重要な部分です。

天然ガスは、家庭、商業ビル、産業ユーザーに到達する前に、送電パイプライン、都市のゲートステーション、地域の配電網、調整器キャビネット、計量装置を通過します。ガスが輸送、調整、分配される過程で、圧力は継続的に変化します。

どの時点でも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、局所的な機械式ゲージ以上のものが必要です。以下の目的でコントローラー、監視端末、デジタル管理プラットフォームに送信できる継続的な圧力データが必要です。

• リアルタイムの動作監視。
• 圧力調整;
• 過圧および低圧の警告。
• 機器の診断。
• ガス流量補償。
• リモコン。
• 予防保守。

これらのアプリケーションをサポートするために、私たちは WPCK63 拡散シリコン圧力トランスミッタは、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の圧力トランスミッタです。

高速応答、幅広い温度補償、設定可能な圧力範囲、IP68 保護、本質安全オプションを備えた WPCK63 は、スマート ガス ネットワークに柔軟なセンシング プラットフォームを提供します。

圧力がガスシステムの中核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動作します。

典型的なシステムには次のものが含まれます。

• 高圧輸送パイプライン。
• 中圧配電ネットワーク。
• 地域規制局;
• 屋外調整器キャビネット。
• 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トランスミッタに対して異なる要求を課します。

高圧伝送ポイントには、適切な範囲、過負荷耐性、および長期安定性が必要です。中圧配電ネットワークは、地域のバランスを維持するために継続的な圧力情報に依存しています。低圧サービスネットワークでは、より小さな変動を識別するために十分な測定分解能が必要です。

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、圧力データを温度および流量情報と組み合わせて、操作量を標準量に変換します。

圧力測定は、数値の表示以外にもさまざまな機能をサポートします。これは、制御、安全保護、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の紹介

WPCK63 シリーズは、拡散シリコン圧力検出素子、高信頼性増幅回路、および幅広い温度補償を使用して、測定圧力を標準電気出力に変換します。

コンパクトで軽量な設計により、スペースが限られた機器への設置が簡単になります。一体化されたステンレス鋼構造により耐食性が向上し、波形ケーブル導管と航空コネクタが要求の厳しい現場環境での使用をサポートします。

標準品では以下の圧力範囲に対応しています。 −100kPa〜6MPa、ゲージ、絶対および密閉ゲージ圧力基準、0.2 ～ 2.3 V または I²C 出力、±0.5% FS 精度、および 1 ミリ秒以下の応答時間。

WPCK63の主な仕様

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 が含まれます。 −100〜0 kPaの負圧オプション。

WPCK63 拡散シリコン圧力トランスミッタ

• 対象ガス：
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要求の厳しいガス圧用途向けに構築

コンパクトな一体型ステンレス構造

ガス機器の設置スペースは限られており、特に調整器キャビネット、計量アセンブリ、分散型監視端末の内部には限られています。

WPCK63 は、コンパクトなトランスミッタ構造に、センシング要素、補償電子機器、および機械的圧力インターフェースを組み合わせています。ステンレス鋼構造により、大きな外部エンクロージャを必要とせずに、耐食性と機械的耐久性をサポートします。

標準ハウジングは 304 ステンレス鋼を使用し、圧力ダイヤフラムは 316L ステンレス鋼を使用します。アプリケーション固有のプロジェクトについては、代替のハウジング材料と機械構成について議論することができます。

高速な動的応答

ガスシステム内の圧力は、次の場合に急速に変化する可能性があります。

• 下流の需要は増加または減少します。
• バルブが開閉します。
• レギュレーターの位置が変わります。
• コンプレッサーの運転条件が変化する。
• 異常な圧力損失が発生します。

WPCK63 は 1 ミリ秒以下の応答時間でコントローラーに迅速な圧力フィードバックを提供することができ、システムが過渡的な圧力変化に応答し、制御遅延を軽減するのに役立ちます。

幅広い温度補償

屋外ガス機器は、季節や昼夜の温度変化が大きい場合があります。

デジタル出力バージョンは -10°C ～ 70°C で補償され、アナログ出力バージョンは -20°C ～ 60°C で補償されます。全体的な動作温度範囲は、-30°C ～ 85°C です。

この温度補償は、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、パイプライン設備、その他の変化する環境での安定した動作をサポートします。

IP68 環境保護

ガス圧力トランスミッタは、屋外、地下、または結露、雨、塵、湿気にさらされる場所に設置される場合があります。

IP68 保護等級は、指定された設置条件下で、内部のセンシングおよび信号調整コンポーネントを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 は次のようなアプリケーションに適しています。

• 屋外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。
• 水がかかりやすい機器コンパートメント。
• 露出した産業施設。

危険区域用の本質安全オプション

ガス圧力の監視は、可燃性ガス雰囲気が発生する可能性のあるエリアで行われる場合があります。

WPCK63 の注文情報には、 Ex IIC T6 Ga 本質安全オプション。これにより、該当する証明書、安全バリア要件、配線規則、および完全なシステム設計に従って使用した場合、製品を危険区域でのアプリケーションとして評価することができます。 ([winsen-sensor.com][2])

最終的な危険区域への設置は、常に承認された製品構成と現地の規制要件に従う必要があります。

OEM機器向けの柔軟な構成

ガス機器メーカーは、異なるコントローラー、電源、コネクタ、圧力インターフェース、機械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、絶対または密閉ゲージ基準。
• アナログまたはデジタル出力。
• 圧力ねじ;
• ケーブルの長さ。
• コネクタのタイプ。
• ハウジング材料。
• 設置構造。
• 他の出力信号。

I²C バージョンは 3.0 ～ 3.6 V 電源を使用しますが、0.2 ～ 2.3 V 出力バージョンは 3 ～ 24 V 電源をサポートします。カスタマイズされたプロジェクトについては、他の出力についても議論できます。

この柔軟性により、製造業者に完全な機器アーキテクチャの再設計を強いることなく、トランスミッタをさまざまなガスネットワーク端末、調整器システム、計量プラットフォームに統合することができます。

アプリケーション 1: ガスパイプラインの圧力監視

ガスパイプラインは、複数レベルの送配電ネットワークを形成します。

圧力は次の理由で変化します。

• ガス需要。
• パイプの摩擦。
• バルブの操作。
• 規制当局の動作。
• コンプレッサー出力。
• 温度の変化。
• 漏れや設備の故障。

主要なネットワーク ノードに設置された分布圧力トランスミッタにより、オペレータはこれらの変化を継続的に確認できます。

高圧トランスミッション

高圧セクションでは、適切な測定範囲、過負荷耐性、長期安定性が必要です。

圧力データは以下をサポートできます。

• メインパイプラインの動作監視。
• バルブとコンプレッサーの制御。
• 過圧保護。
• 圧力傾向分析。
• リモートディスパッチング。
• 異常な圧力降下警告。

WPCK63 は最大 6 MPa までの範囲を選択でき、過負荷耐量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])

中圧分布

中圧パイプラインは、主要なガスインフラを地域の調整所および下流ネットワークと接続します。

継続的な圧力データは、ガス事業者に次のようなメリットをもたらします。

• 地域の圧力バランスを維持する。
• 供給状況を監視する。
• 異常な圧力損失を特定します。
• バルブ設定を最適化します。
• ネットワークディスパッチ効率を向上させます。

複数のノードからの圧力測定が SCADA または IoT プラットフォームに接続されると、ネットワークがより可視化され、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です。

総圧力は低くなる可能性がありますが、圧力の小さな変化が以下に影響を与える可能性があります。

• エンドユーザーへの供給の安定性。
• ガス機器の操作。
• 商用バーナーの性能。
• レギュレーターの出力品質。

WPCK63 には 0 ～ 10 kPa の低範囲オプションが用意されており、不必要に広い範囲を使用するのではなく、測定範囲をアプリケーションにより近づけることができます。

ガスネットワーク全体の圧力測定についてのより広範な説明については、を参照してください。 圧力センサーはガス送配電ネットワーク全体にわたる安全性に関する洞察を提供します。

アプリケーション 2: ガス調整器キャビネット

ガス調整器キャビネットは、上流の配電ネットワークと下流のユーザーを接続します。

その中心的な機能は、ガス圧力を下げて安定させることです。入口圧力または下流側の需要がどのように変化しても、出口圧力は指定された動作範囲内に維持される必要があります。

一般的なレギュレーターキャビネットは以下を監視します。

• 入口圧力;
• 出口圧力。

より安全性が重視される構成には、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

入口トランスミッタは、上流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断します。

入口圧力が高すぎると、調整装置にストレスがかかる可能性があります。入口圧力が不十分であると、レギュレーターが下流側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

出口圧力が主な制御変数です。

トランスミッターは実際の調整された圧力をコントローラーに継続的に送信します。この信号は次の目的で使用できます。

• 調整機構を調整します。
• 圧力設定値を維持します。
• 圧力のオーバーシュートを検出します。
• 過圧または低圧アラームをトリガーします。
• 安全遮断ロジックをアクティブにします。

WPCK63がレギュレータキャビネットに適している理由

WPCK63 は、屋外ガス調整装置にとって有益ないくつかの特性を組み合わせています。

• 素早い対応。
• 選択可能な低圧および中圧範囲。
• 幅広い温度補償。
• IP68保護。
• 本質安全オプション。
• ステンレス鋼構造。
• カスタマイズ可能な出力と接続。
• ≤±0.3% FS/年の長期安定性。

これらの機能は、レギュレータキャビネットを受動的減圧装置から、遠隔監視、警報連携、状態診断が可能なインテリジェントな制御ノードに変えるのに役立ちます。

続きを読む 圧力センサーがガス調整器キャビネットを安定させる仕組み。

アプリケーション 3: ガス流量計の圧力補償

気体の体積は圧力と温度によって変化します。

流量計は、実際のパイプライン条件下でガスを測定します。標準化されたレポート、エネルギー管理、貿易決済の場合、測定された稼働量を標準の参照条件に変換する必要がある場合があります。

この計算には通常、次の 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は、最終的な補正量の精度に直接影響します。

ガス計量用の圧力センサー要件

ガス流量計とともに使用される圧力トランスミッターは、以下を提供する必要があります。

• 適切な測定精度。
• 低いヒステリシス。
• 良好な再現性。
• 長期ドリフトが低い。
• 速い動的応答。
• 安定した温度挙動。
• 便利な電気統合。

WPCK63 は、0.1% FS ヒステリシス、0.1% FS 再現性、および年間 ±0.3% FS 以下の長期安定性を実現します。

アナログおよび I²C 出力オプションにより、さまざまな流量計コントローラおよび補償システムに接続できます。

最終的な構成は、必要な計測性能、校正手順、圧力範囲、および流量計の認定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

最新の圧力トランスミッターはもはや単なる測定コンポーネントではありません。

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、圧力データは以下をサポートできます。

• リアルタイムの圧力視覚化。
• アラームの自動生成。
• 圧力傾向分析。
• 地域的な供給バランス。
• 遠隔機器診断。
• 予防保守。
• デジタルツインモデリング。
• 歴史的な出来事の記録。

一般的なスマート ガス アーキテクチャには次のものが含まれます。

圧力トランスミッタを複数のポイントに配備することで、ガス事業者は、故障後の対応から、より大きな問題になる前に異常な傾向を特定することに移行できます。

適切な WPCK63 構成の選択

圧力レンジの選択

この範囲は、有用な測定分解能を維持しながら、通常の動作圧力をカバーする必要があります。

選択では次のことも考慮する必要があります。

• 始動圧力。
• 圧力の急上昇。
• レギュレータの故障状態。
• 耐圧;
• システムテスト圧力。
• 安全マージン。

圧力基準の確認

WPCK63 は以下をサポートします。

• ゲージ圧。
• 絶対圧力。
• 密閉されたゲージ圧。

正しい基準は制御計算や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

ダイヤフラムと媒体に接触するすべての部品は、以下と互換性がある必要があります。

• 天然ガス;
• LPG;
• 水素混合ガス。
• パイプラインの湿気。
• 凝縮水。
• 臭気物質。
• 油やその他の不純物。

最終的なモデルを選択する前に、メディアの互換性を確認する必要があります。

出力信号の選択

利用可能な標準出力には次のものがあります。

• 00.2 ～ 2.3 V。
• 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。

設置環境の評価

重要な考慮事項は次のとおりです。

• 危険区域の分類。
• 知的財産保護要件。
• 作動温度。
• 湿気と結露。
• 振動;
• 腐食状態。
• ケーブルとコネクタの保護。

よくある質問

WPCK63 は何を測定するように設計されていますか?

WPCK63 は、ガス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、水処理、空気圧制御および油圧制御装置で使用できます。

WPCK63はどの圧力範囲をサポートしていますか?

利用可能な圧力範囲は -100 kPa ～ 6 MPa であり、0 ～ 10 kPa と 0 ～ 6 MPa の間の複数の標準範囲があります。

どのような出力信号が利用可能ですか?

標準出力は 0.2 ～ 2.3 V および I²C です。他の信号はプロジェクトの要件に応じてカスタマイズできます。

応答速度はどのくらいですか?

指定された応答時間は 1 ミリ秒以内です。

標準的な測定精度はどのくらいですか?

公表されている標準精度は±0.5% FS です。

WPCK63は屋外でも使用できますか？

WPCK63 は IP68 の保護等級と、-30°C ～ 85°C の動作温度範囲を備えており、正しく設置されていれば、要求の厳しい屋外および露出した設置をサポートします。

WPCK63 は危険区域でのアプリケーションをサポートしていますか?

注文情報には、Ex ia IIC T6 Ga 本質安全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と一致する必要があります。

圧力スレッドはカスタマイズできますか?

はい。標準ねじは M20 × 1.5 ですが、他の圧力インターフェースもカスタマイズ可能です。

WPCK63 をガス流量計に組み込むことはできますか?

はい。温度と圧力の補償に必要なリアルタイムの圧力入力を提供できます。完全な計量システムは、適用される計量要件に従って校正および検証する必要があります。

結論: より安全なガスインフラのための信頼できる圧力データ

送電パイプラインや地域の配電ネットワーク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がガスサプライチェーンのあらゆる主要段階をサポートします。

The WPCK63 拡散シリコン圧力トランスミッタ 組み合わせます:

• 選択可能な圧力範囲。
• 素早い対応。
• ステンレス鋼構造。
• 幅広い温度補償。
• IP68保護。
• 本質安全構成。
• アナログおよびデジタル出力。
• 柔軟な OEM カスタマイズ。

WPCK63 は、圧力変化を正確で継続的に利用可能なデータに変換することにより、ガス機器メーカーやネットワーク オペレーターが規制、警告、計量、遠隔監視、予防保守を改善するのに役立ちます。

製品仕様の表示、マニュアルのダウンロード、またはサンプル サポートのリクエストは、 WPCK63 製品ページ。