新和実業株式会社は熱処理設備・温度制御・雰囲気制御・湿度計測の専門メーカです。

連続焼結炉の雰囲気の露点管理SELECTION GUIDE

連続焼結炉の雰囲気の露点計計測方法にはいくつかの選択肢がございます

連続焼結炉の露点管理の場合，露点計または露点センサの選択肢はいくつかあります。
それらのメリット，デメリットを理解した上で選択する必要があります。

新和実業株式会社ではお客様がどんな素材を扱っておられるか，ご予算はどのくらいかなどを考慮して，いくつかのご提案を差し上げることができます。

また，金属粉末焼結において発生する粉塵等への対応も致します。

詳しくは，弊社にご相談ください。

TDLAS露点水分計（低露点の連続測定でも安定して壊れにくい点にメリット大）

TDLAS露点水分計（-70℃DP〜20℃DP・周囲温度25℃の場合）

メリット

1. -70℃までの低露点領域で±0.2℃DPの精度で，特に低露点領域で高速な応答速度と抜群の安定性での露点計測を実現。
2. 低露点領域での連続露点測定が可能。
3. 使用している部品は，鏡面冷却式露点計や静電容量式露点変換器に比べて耐久性が高いため，修理の周期を長くできる。
4. 仮にアンモニア分解ガス（AXガス）に未分解のアンモニアが残留していてもTDLAS露点水分計が壊れることはない（腐食性ガスへにも対応可能）。
5. 飽和蒸気圧に影響されないH2Oの量の計測方法で，計測の安定性も高い。
6. 静電容量式露点変換器の生産現場での比較校正用としても利用できる。
7. 露点と霜点を明確に切り分けた露点計測が可能。

デメリット

1. 性能は高いが，価格的には決して安くはない。

デメリットを克服するための方法

1. 焼結炉の露点の連続測定は，静電容量式露点変換器を利用し，それらの生産現場での精度確認や比較校正用としてTDLAS式露点水分計（または鏡面冷却式露点計）利用する。
2. 露点（霜点）が-55℃以下の領域の計測が中心の場合，CRDS微量水分計を選択する。
   

センサ式露点計（静電容量式露点変換器を利用した露点計）

静電容量式（インピーダンス式）露点変換器を使った露点計測システム製作例（-80〜20℃DP）
（制御盤等に組み込むことも可能です）

メリット

1. 露点計測の精度が±２℃DPで十分という場合に，他の方式に比べて低コストで露点計測の導入が可能。
   （他の方式に比べて半分以下のコストでの導入が可能）
2. 露点計測範囲は-80℃DP〜20℃DPまでの範囲に対応可能。
3. 例えば，露点の計測値が-50℃DP以下であることさえ分かれば十分というようなニーズに対応。
4. -50℃DP以下の計測であっても，１年以内であれば連続使用が可能。

デメリット

1. 水素を含む雰囲気ガスで静電容量式露点変換器を使用した場合，±２℃DPの精度は１年程度しか維持できない。
   （特に-50℃以下の露点計測の誤差が露点変換器のメーカー，方式，機種を問わず発生）
2. 静電容量式露点変換器の予備を持っていたとして，使わなかったとしてもセンサの劣化が進行するため，センサの交換周期やメンテナンス周期，タイミングなどを十分に検討する必要がある。
3. 定期的なセンサの修理や校正を怠ると，実際の露点が規定の値より高くても気が付かず，不良品を出してしまうリスクがある（センサの定期交換と修理・校正の仕組みを社内で作っておく必要がある）。

デメリットを克服するための方法

1. 複数台の静電容量式露点変換器の同じ機種を持っておき（例えば，１カ所の計測であれば２台），例えば12ヶ月周期でセンサの交換をし，交換から10ヶ月経過したところでその前に使っていた静電容量式露点変換器を修理・校正に出す（交換後，使っていた方の静電容量式露点変換器をすぐに修理・校正に出すと，次に使い始めるまでに多少でも劣化が生じるため）。
2. 実際の炉の露点範囲に応じた鏡面冷却式露点計またはTDLAS式露点水分計を１台用意し，静電容量式露点変換器を鏡面冷却式露点計との間で定期的に比較校正する（同じ雰囲気ガスの露点を２種類の露点計を使って計測，比較する）。このとき，鏡面冷却式露点計は基準器として扱い，鏡面冷却式露点計の指示値から±２℃以上のずれがある場合は修理・校正が必要と判断し，予備の静電容量式露点変換器に交換する。
   

鏡面冷却式露点計（抜群の信頼性で多くの実績あり）

鏡面冷却式露点計を利用した台車式露点計測システム製作例（-65℃DP〜25℃DP）
（制御盤等に組み込むことも可能です・-40℃DP〜25℃DPの仕様もあります）

メリット

1. 正確な露点計測が可能です。精度は±0.2℃DP。露点計測の基準器としても使用可能。
2. 露点計測範囲は低露点仕様で-65℃DP〜25℃DP（周囲温度が25℃で鏡面冷却式露点計本体を空冷で使用する場合），一般仕様で-40℃〜25℃（周囲温度が25℃の場合）で，焼結する材料に合わせて露点計本体を選定。
3. 鏡面冷却式露点計の内部（特に鏡面）が汚れても，脱脂綿による綿棒でクリーニングすることが可能。
4. 露点計本体が故障した場合，計測値からそれが確認でき，また鏡面の汚れが生じた時も警報が出力できる。
5. 鏡面の材質にプラチナを選択していますので，水素や腐食性ガスにも対応します。

デメリット

1. 鏡面冷却式露点計本体が安くない（そのため，露点計本体を台車式として１台の台車式露点計則システムを複数台の焼結炉で利用出来るようにする工夫で，投資効果を上げることができる）。
2. 低露点領域で１年半〜２年の連続使用をした場合，使用している電子冷却素子（ペルチェ素子）への長期間継続しての負荷が大きいため，電子冷却素子（ペルチェ素子）の劣化が生じ，交換が必要になる。

デメリットを克服するための方法

1. 鏡面冷却式露点計は「台車式露点計測システム」（上の写真の通り）として製作し，１台で様々な位置の露点計測が可能にしておく。
2. 鏡面冷却式露点計で炉内（焼結帯・冷却帯）の雰囲気ガスの露点計測を行うのは，必要なときのみ，スポットで行い，連続測定はしない運用方法とする。毎日，定時に露点を計測するようにして，そのときだけ電源を入れる方がペルチェ素子が長持ちする。
3. 焼結炉の露点の連続測定は，静電容量式露点変換器を使ったセンサ式露点計を利用する。センサ式露点計の生産現場での精度確認用の基準器として，または静電容量式露点変換器の修理時の代替として，鏡面冷却式露点計を利用する。
   

CRDS微量水分計（-55℃以下の領域の露点（霜点）計測の場合）

CRDS微量水分計（神栄テクノロジー株式会社・DewTracer mini CRDS-H2O・-100℃FP〜-55℃FP）
(台車やキャビネットに組み込んだ仕様でのご提案ができます）

メリット

1. 連続焼結炉において，露点（霜点）が-55℃以下（水分量がモル分率で20ppm以下）の領域での計測の場合，CRDS微量水分計がセンサの耐久性（寿命），設置に当たってのコスト面，計測の応答速度面などで他の方式に比べてメリットがある。
2. 初期投資金額は，TDLAS露点水分計よりも安く，鏡面冷却式露点計（低露点仕様）よりも若干高いが，センサの寿命が鏡面冷却式露点計よりも長いため，導入後のメンテナンス経費が大きく下がる。
3. 低露点領域（微量水分領域）での連続計測が可能。
4. 露点（霜点）が-75℃以下の領域であれば，設置に当たっての配管施工などのコストが大きくなりにくい。
5. ステンレス系の粉末焼結など（Crを含む場合）にお勧めできる。
6. 他の方式の露点計と同様に，日本国内では他の露点計などと同様に産総研の微量水分標準に対してトレーサビリティーが取れる。
7. お手持ちの露点計の基準器としての使用が可能。

デメリット

1. 露点（霜点）の範囲が-55℃以上の領域は計測できない（微量水分領域専用であるため）。
2. 2024年3月現時点では計測可能なガス種に制限がある（連続焼結炉の雰囲気ガスには対応可能）。

CRDS微量水分計の詳細はこちらから。

弊社にご相談ください

	お客様がお使いの焼結炉について，材料や雰囲気など詳しくお知らせください。
	弊社にて，エリンガム図を見ながら，計測する露点の範囲がどのあたりになるのかを検討します。 その上で，お客様のご予算も考えながら対応出来る露点計・露点計測システムをご提案します。 同時に，ご提案する露点計測方法のメリット，デメリットについてもお知らせします。
	必要に応じて、弊社担当者がお客様の現場にて露点計測を実施して確認します。
	ご提案する露点計・露点計測システムの仕様書および御見積書を提出致します。

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