光学式流量計測用モジュールを開発――非接触で、汚染の許されない液体の計測も可能 京セラ

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京セラは2020年9月25日、レーザードップラー方式を採用した小型の光学式流量計測用モジュールを開発したと発表した。同年10月からサンプル出荷を開始する。

流量計とは、液体やガスの排出を監視、測定、記録するためのデバイスだ。多くの製造現場などで、品質管理や生産性を向上のために、さまざまな方式の流量計が使われている。しかし、従来の液体に接触する流量計では、化学薬品や血液など、汚染が許されない現場での使用が困難だった。

開発されたモジュールは、光学式を採用したことで、従来計測が困難だった液体の測定もできる。また、レンズなどの光学部品を削減したシンプルな構造を採用したことで、高度な光学設計のノウハウを必要とせず、比較的簡単に装置へ組み込むことができるため、導入費用の低減にも貢献する。さらに、モジュールを小型化したため、チューブ配管が密集した場所での設置も可能になった。

本モジュールの光学式流量計測の仕組みは、チューブを流れる液体にレーザーを照射し、光が液体内を移動する粒子に当たることで生じる反射波のドップラー効果から、液体の流量を計測するというものだ。反射光の周波数が移動する粒子の速度に応じて変化するので、反射光を受光素子で電気信号へ変換し、演算処理することで、流量を計測可能だ。また、光学式なので、流体の粘度に関係なく測定できる。

搭載した光学式センサデバイスは、サイズが3.2×1.6×0.9mmで、重さが約0.02g。同社のセラミックパッケージ加工技術と光学シミュレーションによる設計最適化により、小型モジュール化を実現している。

光学式センサデバイス

本モジュールは、非接触/非接液測定、微少流量(1mL/min以下)への対応、高粘度流体対応が可能だ。

今後は原料製造、医薬品製造、飲料製造、医療業界などをはじめ、製造現場を中心に幅広い分野で市場開拓を強化していくという。

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