回転機械（ポンプ、モーター、ファン、ギアボックス）の監視・管理には、当然ながら信頼性が高く高品質な振動監視システムの使用が求められます。本記事では、産業用途に適した加速度計を選定する際に考慮すべき11の重要なポイントについて解説します。
#1 加速度測定範囲
ほとんどの産業用途では、80gまたは50gの加速度測定範囲が使用されています。
- 80gセンサーは、より広い動的測定範囲を提供します。
- 50gのセンサーでは、振動振幅が測定範囲を超えると信号がクリッピングされ、センサーの過負荷を引き起こす可能性があります。この現象は英語では「clipping」と呼ばれます。
#2 センサーの寿命全体にわたる測定信号の信頼性
- センサーは多くの外部要因の影響を受け、その長期的な精度に悪影響を及ぼす可能性があります：
- PZT結晶の圧電安定化により、長期間（数年）にわたる信号のドリフトが最小限に抑えられます。
- 気密シール（できればヘリウムリークテストにより検証されたもの）は、内部部品を外部からの汚染や酸化から保護します。
- メーカーが、センサーが故障せずに動作する平均間隔を示す「平均故障間隔（MTBF）」などの信頼性データを提供しているかどうかを確認してください。
#3 感度許容範囲
産業用加速度計の感度許容範囲は、通常5％～20％です。5％の許容範囲が最高の精度と再現性を提供しますが、データ収集装置に正確な感度値をプログラムできる場合は、10～20％というより広い許容範囲を使用することも可能です。
許容誤差は、データ収集装置やオンラインシステムが個々の加速度計の感度変化を効果的に処理できない場合に最も重要となります。許容誤差が20％のセンサーを交換すると、測定トレンドに著しい偏差が生じる可能性があります。
#4 加速度と速度
加速度センサーと速度センサーは、それぞれ異なる種類の機械の故障を検出します：
- ほとんどの用途では、速度信号が機械の状態を監視するための最良の指標であり、低速および高速の回転機械・部品の両方に適しているため、速度センサーが使用されます。
- 加速度計からの信号は、適切な感度と品質が選択されていれば、積分によって速度に変換することができます。
- 加速度測定は、ギアの周波数の監視やベアリングの問題の早期検出に適しています。
- 加速度計からの信号は積分によって速度に変換できるため、1つのセンサーで両方の測定値を記録することが可能です。
- どちらのソリューションにおいても、出力信号に関しては、上部または側面からの出力、幅広い感度と許容誤差、一体型ケーブル、および危険区域向けの認証など、さまざまなオプションが用意されています。
#5 危険区域向けの認定資格
Vibration センサーには、産業環境に見られるほぼすべての種類の危険区域（ATEX）に対応した認証を取得した製品が用意されています。加速度計を選択する際は、設置されるゾーンに適したものであることを確認してください。
#6 センサーの共振周波数
センサーの共振周波数に近い測定周波数では、誤った測定値が生じる可能性があります。信号がクリップされ、低周波のゴースト信号が発生する恐れがあります。センサーの共振周波数は、予想される最高測定周波数の約2倍の高さである必要があります。
#7 温度範囲
加速度計を設置する場所の温度を事前に確認してください。周囲温度は、その用途に適した加速度計の種類に大きく影響します。
- 電子回路を内蔵した標準的な産業用加速度計は、120°Cまでしか対応していません。
- 高品質な構成部品により、一部のセンサーは最大150°Cの温度環境でも動作可能です。
- 内部に電子回路を含まない圧電式加速度計は、通常、260°Cまで動作します。
- 特殊な高温用センサー素子により、最高760°Cまでの温度での動作が可能ですが、これらのセンサーにはその他の考慮事項も伴うため、温度要件とコストや堅牢性などの要素とのバランスをとることが重要です。
#8 ケーブル配線
加速度計の配線には多くの選択肢があるため、以下の点を考慮することが重要です：
- セラミック／金属製のフィードスルーが、内部のセンサー部品とケーブルを分離し、センサー内部への湿気や汚染物質の侵入を完全に防ぎます。
- 仕様書で規定された圧力レベルのみでセンサーを試験しても、破損を検出できない場合があります。水中用途では、問題を検出するために、センサーを複数の圧力レベルで試験する必要があります。
- 深海での用途には、水浸入時に損傷を防ぐ絶縁材を備えたケーブルを使用する必要があります。
#9 – 絶縁およびハウジング
センサーおよびケーブルの設計は、データに影響を及ぼす可能性のある環境要因から信号を保護するものでなければなりません：
- グラウンドループや静電気を防ぐためには、シールドがセンサーだけでなくジャンクションボックスまで継続しているシールドケーブルを使用する必要があります。
- センサーは最大20,000ボルトのESD（静電気放電）に耐えられるように設計されるべきですが、この仕様は通常、データシートには記載されておらず、メーカーに問い合わせる必要があります。
- マウンティングパッドは、高電圧の電位差、高い静電気の蓄積、または接地状態が不確実な環境において、絶縁（最大1,500ボルト）を提供することができます。
#10 – 測定範囲
産業用回転機器の監視には100 mV/gのセンサーが最も一般的に使用されますが、例外もあります：
- 高速タービンや、歯車周波数の第2高調波および第3高調波の監視など、高G力用途向けの10 mV/gセンサー。
- 風力タービンのブレードや冷却塔内の低速回転機械の監視など、低周波用途向けの500 mV/gセンサー。
#11 – テクニカルサポート
加速度計の選定には多くの重要な考慮事項があるため、お客様の用途に適した加速度計を選ぶには、メーカーによる技術サポートと有能な営業チームの支援が不可欠です。Istecは、幅広い加速度計のラインナップをご案内し、さまざまな産業用途に適したセンサーの選定をお手伝いします。振動測定およびセンサー分野で長年の経験を持つ当社の専門家が、設置作業を行うほか、そのプロセスにおいてもお客様をサポートいたします。
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