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2013年8月29日 (木)

真・MFC千夜一夜物語 第117夜 マスフローの流量は、誰が保証してくれるの?その4

MFC(マスフローコントローラー)流量は、誰が保証してくれるの?と言うお話です。

 

さて、株式会社平井さんのHPの「気体用流量計の校正における国際MRA対応JCSS校正事業者(ISO/IEC17025適合)の認定を受け、国家計量標準とトレーサビリティの取れた標準器で「確かな不確かさ」を保証した校正業務を実施しています。 」という記載の説明として、校正という言葉の意味をご説明してきました。

 

平井さんの場合、この校正業務に於いてJCSS校正事業者の認定を受けていると記載されています。

JCSSとは、Japan Calibration Service Systemの略称で、平成5年11月より計量法に基づく校正事業者認定制度として運営されてきましたが、平成17年7月1日より校正事業者登録制度となりました。

校正事業者登録制度は、国際標準化機構及び国際電気標準会議が定めた校正機関に関する基準(ISO/IEC 17025)の要求事項に適合しているかどうか審査を行い、校正事業者を登録する制度のことです。

詳しくは NITE 適合性認定分野 JCSSの記載を参照下さい

簡単に言うならば「あなたの使用しているMFCの流量値を、世界中のどこに対してでも保証してくれる」そういったお墨付きを得ることができるということなのですね。

「でも、Decoさん、MFCメーカーだって校正証明書を出しているじゃないですか?それと平井さんのJCSS校正証明書はどう違うのですか??」という御質問が来そうですですね。

 

それにお応えするには、「平井さんの校正業務とはどんな内容なのか?」からお話ししていきましょう。まずは、その気体流量校正の肝とも言うべき「音速ノズル」に関してご説明しましょう。

音速ノズルとは以下の図のような形状のものです。

120613_01 *株式会社平井 システム事業部 技術研究所 HPより転載

 

音速ノズル、ソニックノズルとも言いますが、読んで字のごとく音速を作り出すノズルの事です。

古くからある差圧式流量計をさらに数歩進めた形になるのですが、そもそも音速ノズルを通過する気体の圧力、温度条件をしっかり抑えることで、高いレベルで流量計測ができることは、実は昔からよく知られていました。例えば標準ガス(混合ガス)という、数種類のガスをある比率でブレンドしたガスを作る際にも使われています。これを少流量用に転用するべく、産業技術総合研究所で研究が行われ、「日本の気体流量の国家標準を高精度で国内に移転するための標準移転用流量計」として採用された事が、音速ノズルにとっては大変エポックメイキングな出来事でした。

 

簡単に音速ノズルの原理をお話ししましょう。(以下は平井さんのHPからの受け売りです)

図1に実際使われている音速ノズルの断面図を掲載します。

120613_02

*株式会社平井 システム事業部 技術研究所 HPより転載

 

気体が流れる音速ノズルの上流側圧力と下流側圧力の圧力比(=下流の圧力/上流の圧力)がある値(臨界圧力比)以下に なると、スロート部(一番狭いところ)を通る気体の流速は音速に等し くなります。このことを、流れがチョークすると言います。この時、スロート部における流速はノズルの下流状態に依存しなくなり、 いったん音速に達した後は、圧力差が大きい限り(臨界圧力比以下) 音速から変化することは無くなります。(2参照)
従って、臨界圧力比以下であれば、下流側の条件変動によらず常に 一定流量を発生させることができるので、可動部を持たない高精度な 流量計測が可能な流量計として利用できるのです。

 

「なんだ・・・それならよく似た原理の製品を聞いたことあるよ」という向きがあるかもしれません。でも、それは似て非なるものかもしれませんよ?平井さんのすごいのは「音速ノズルを使っているから」だけでは無いのです。「音速ノズルをどうやって管理運用すれば、高いレベルの気体流量計測ができるか?」という所をストイックなまでに探求されてきたからなのです。
次回からDecoの取材でその一部をレポートいたしましょう!

記事内容に関しましての詳細は株式会社平井 システム事業部 技術研究所 HP 「音速ノズル」 をご一読下さいますと幸いです。

 

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】 by Deco EZ-Japan

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