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2016年12月13日 (火)

(株)テムテック研究所 新世代圧力センサーHYZシリーズ

12/14-16 東京ビックサイトにて、セミコンジャパン2016が開催されます。
本ブログでもおなじみの 株式会社テムテック研究所(本社:東京都中央区月島2-7-13 代表取締役 相澤 満芳さん 以下 テムテックさん、)も今年はホール3のWorld of IOTエリア 小間番号3826  と 前工程エリア 小間番号5009にダブル出展と張り切っておられるようです。
テムテックさんは圧力センサーを中心に、「貴方の会社の開発室」をキャッチフレーズにユニークな製品開発を行っておられるメーカーさんですが、今回の目玉の一つである圧力センサーの集大成的な製品“HYZシリーズ“に関してお話を伺ってきました。

HYZシリーズは初のデジタルセンサーです。

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40万台以上の生産実績を持つ同社の圧力センサーの中でも特に半導体プロセス分野でHYPシリーズ、ARHシリーズが培ってきた高い信頼性をベースに、開発目標1.ゼロドリフトの低減(温度特性の向上)、2.ケーシングの剛性アップ、3.小型化を実現すべくHYZシリーズは初のデジタル圧力センサーとしてデビューしました。

マスフロー(MFC)もそうですが、流量、圧力、温度の検出部はアナログ回路です。
例えば流行りのMEMSセンサーはデジタルだと勘違いされている方もおられるようですが、ピックアップはアナログです。
センサー部で得られる信号を増幅してやってADコンバーターでデジタル信号に変換した後、温度補正や直線性補正等の処理をデジタルで行っているものをデジタルマスフロー、デジタル圧力センサーと呼称します。

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圧力センサーにマイコン(CPU、EEPROM、AD/DAコンバーター)を搭載しデジタル処理による温度補正を行うことのメリットは多点補正が容易に行えることです。ゼロ点への温度影響を低減するべく最大3点の温度補正が行えるようになっています。その結果、非常に優れた温度影響値 ±0.01%FS/℃を実現することで、ゼロ点の長期安定性能飛躍的に向上させることが可能になったのです。
同時にデジタルリニアライザーにより、直線性性能も多点補正(最大4点)の効果で従来品性能保証値±0.3%FSをはるかに上回る±0.2%FSを達成しています。

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デジタル圧力センサーは、製造時にアナログセンサーのようにトリマーを作業者が回して調整する作業がありません。
全てPCからの通信で自動調整が可能です。
アナログトリマーの調整では、作業員のスキル差+トリマー部の抵抗経時変化、ノイズ耐性の低下等、調整用のトリマーが存在します。
こういったデメリットを一掃できることがデジタル化の真の意味だとDecoは考えています。
*ただしゼロ点調整用トリマーだけは、従来のアナログセンサーに慣れたお客様への配慮で残してありました。ゼロ調トリマーは、上図の左側=検出部のブリッジにありますので、その後段でデジタル回路により補正が行われている関係上、このトリマーが存在することでの悪い影響はなさそうです。

また、圧力測定の心臓部である圧力検出部の製造工程も見直しが行われ、熱膨張による経時変化を抑え込むために1200℃での焼き入れを行った新型のWMセンサーが搭載されています。
Advanced Thick Filmを採用することで、従来よりも薄膜でありながら500Vの耐電圧を持たせることが可能になり、好評の耐久性能を維持しながら圧力変化への追従性のよいピックアップ部を実現しています。

開発目標2のケーシングの剛性向上は、従来品で使用していたネジ止め構造を廃し、YAGレーザーと圧入に変更されています。
現物を見せていただきましたが、社内で作業されているYAGレーザーの施工は非常に綺麗でした。

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この構造変更で落下試験、衝撃試験の結果は良好だそうです。
ネジ止めの場合、必ず緩みとの戦いであり、しかもクリーンな用途で使用される場合、迂闊にネジロックを使用することもできない訳ですから、この構造変更は大きな効果を上げていると思われます。

開発目標3には、上記のケーシングの構造変更が大きく貢献しています。
従来センサーとの大きさ比較を写真で見ていただきましょう。

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一目で小型化が達成されたのがおわかりいただけると思います。
写真ではわからない重量に関しても50%軽減されたとのこと。
このことは特にIGS(Integrated Gas System)対応ガスシステムでは朗報だと思われます。
なぜなら圧力センサーの場合、どうしても頭でっかちな構造になるので、IGSガスユニットに取り付けた後、システムを輸送される際に横揺れから首振りが生じてしまい、それが取り付け部のシール性能に悪影響をもたらしかねないからです。
*圧力センサーのIGSへの固定は、スクエアな配置の4点ボルト止めなので、両端を2点で止めるMFC程の悪影響はないのですが、かといって絶無ではないはずです。

テムテックさんのHYZシリーズは、基本性能を向上させつつ、剛性向上と小型軽量化の両立を達成するという、計量機器であり配管部品である圧力センサーとして、これ以上ない素晴らしいバランスで性能向上を果たした稀有な例だとDeco感じました。
どこかが犠牲になっている“いびつな”製品というのはよく見かけますが、やはり市場では淘汰されていきます。
テムテックさんの技術開発スタッフがいかに高いレベルを狙い、それを実現させたかが、製品から読み取れますね。
そして、やはり相澤社長の長年に渡る圧力センサーへの知見を総動員した「集大成であり、かつ次世代につながる製品を世に送り出すぞ!」という気迫が込められた入魂の品だからこそだと感じました。
デザインも失礼ながら従来品の無骨さから、洗練された工業製品としてのデザインへと昇華されており、Decoは取材中に何度もHYZを手に取って眺めてしまったほどです。

デジタルセンサーであるHYZシリーズの利点を最大限に活かすデジタル信号(RS485やフィールドバス)での提案も同時になされていくそうです。
Decoの持論「デジタル製品はデジタル通信で使ってこそ意味がある。再度DAコンバートすることでせっかくの性能をスポイルしてはいけないのではないか?」からすると大歓迎です。
でも、従来製品をお使いのユーザーさんのこともちゃんと考えてアナログ出力を持ち、前述のゼロ点調整トリマーを装備した製品をまず送り出す、テムテックさんのそういったユーザーサイドに寄り添った優しい姿勢は素晴らしいと今回の取材で思った次第です。

テムテックさんの新製品、HYZシリーズはセミコンジャパン2016の同社ブースに展示されます。
是非お立ち寄りいただき、皆さんの目でその素晴らしさをご確認ください。

【EZ-Japan ここでもう一押し!】by Deco EZ-Japan

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