製品一覧

超音波式ガス濃度計製品一覧

超音波式ガス濃度計は2016年4月現在、累計12,000台突破!

超音波式ガス濃度計は、原理的にさまざまな2種混合ガスの測定が可能です。
消耗部品が無く長寿命で、暖機が必要無いため電源を供給すれば直ちに測定が可能です。
酸素、窒素、水素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオン、六弗化硫黄、四弗化炭素、亜酸化窒素(笑気ガス)等の希ガス、シールドガス、温室効果ガスの濃度測定実績があります。

なぜ超音波でガス濃度が測定できるのか

第20回「中小企業優秀新技術・新製品賞」優良賞受賞

(財)りそな中小企業振興財団と日刊工業新聞社共催の第20回「中小企業優秀新技術・新製品賞」優良賞を弊社の「超音波式ガス分析計」が受賞しました。
中小企業の技術の振興を図り、日本の産業の発展に寄与することを目的に、毎年1回、優秀な新技術・新製品の表彰を(財)りそな中小企業振興財団と日刊工業新聞社の共催で実施されています。
「技術・製品」、「ソフトウエア」の2部門において、厳正な審査が行われ、優れた新技術・新製品等に対して贈賞されるものです。

US-100シリーズ

US-100-5VS type.2 / US-100-12VS type.2

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
仕様
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 5.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 0-1V
配管接続 内径 5 ~ 6.5㎜ ホース
電源供給 DC +5.0V ±0.3V以内(DC +12.0V ±1.0V以内)
消費電力 US-100-5VS type.2:0.5W max. / US-100-12VS type.2:0.8W max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約0.1kg
計器寸法 W100×D50×H25.6
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.1%
O2/N2 0 ~ 100% 0.4%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.05%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.03%
US-100-5VS-L/US-100-12VS-L 低温タイプ

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
仕様
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 5.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±2%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 0-1V  
配管接続 内径 5 ~ 6.5㎜ ホース
電源供給 DC +5.0V ±0.3V以内(DC +12.0V ±1.0V以内)
消費電力 US-100-5VS-L:0.5W max. / US-100-12VS-L:0.8W max.
周囲環境 -20 ~ 50℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約0.1kg
計器寸法 W100×D50×H25.6
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.1%
O2/N2 0 ~ 100% 0.4%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.05%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.03%
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US-Ⅰ

超音波式ポータブルガス濃度計 US-I

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
仕様
取り付け ポータブル、パネルマウント
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS(最大レンジ)
アナログ出力 DC 4-20mA
警報 濃度警報2点
配管接続 Rc 1/4
電源供給 本体:DC 11 ~ 48V
ACアダプタ:AC 100 ~ 240V 50/60Hz
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約1.7kg
計器寸法 W172×D184×H90(チルトレッグ除く)
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.04%
O2/N2 0 ~ 100% 0.2%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.02%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.01%
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US-ⅠX

超音波式ポータブルガス濃度計 US-IX

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
仕様
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 5.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS(最大レンジ)
配管接続 内径 5 ~ 6.5㎜ ホース
電源供給 7.2V リチウムイオンバッテリー(約6時間連続使用可能)
充電時間 約4時間
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約0.6kg(ソフトケース含む)
計器寸法 W150×D40×H111
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.1%
O2/N2 0 ~ 100% 0.4%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.05%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.03%
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US-ⅡE

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
フローシート
フローシートイメージ
仕様
取付 定置
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃Max)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kpa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 0-1V
配管接続 1/4”Swagelok または 3/8”Swagelok
電源供給 DC +5.0V ±0.3V以内(DC +12.0V ±1.0V以内)
消費電力 0.6W max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約1kg
計器寸法 W165×D100×H135.2
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.04%
O2/N2 0 ~ 100% 0.2%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.02%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.01%
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US-ⅡTシリーズ

US-ⅡT-S(R) 安価版パネル取付タイプ

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
フローシート
フローシートイメージ
仕様
取付 パネルマウント
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 4-20mA、0-1V または 0-10V
配管接続 Rc 1/4 または 1/4"VCR
電源供給 AC 85 ~ 260V 50/60Hz
最大定格電力 25VA max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約5kg
計器寸法 W220×D252×H150
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.02%
O2/N2 0 ~ 100% 0.1%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.01%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.005%
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US-IIT-SH パネル取付・ポータブル兼用タイプ

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
フローシート
フローシートイメージ
仕様
取付 パネルマウント、ポータブル兼用
始動時間 約100秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 4-20mA、0-1V または 0-10V  
配管接続 Rc 1/4
電源供給 AC 85 ~ 260V 50/60Hz
最大定格電力 50VA max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約6.5kg
計器寸法 W220×D268×H150(パネルマウント)
W220×D268×H200(ポータブル)
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2 0 ~ 100% 0.04%
He/N2 0 ~ 100% 0.04%
He/Air 0 ~ 100% 0.04%
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US-ⅡT-P パネル取付タイプ

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
フローシート
フローシートイメージ
仕様
取付 パネルマウント
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kPa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 4-20mA、0-1V または 0-10V
警報 濃度警報、故障警報
配管接続 Rc 1/4 または 1/4"VCR
電源供給 AC 85 ~ 260V 50/60Hz
最大定格電力 25VA max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約6kg
計器寸法 W290×D235×H170
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.02%
O2/N2 0 ~ 100% 0.1%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.01%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.005%
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US-ⅠTシリーズ

US-ⅠT-BT 濃度計ポータブルタイプ

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
仕様
取付 ポータブル
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃Max)
サンプル圧力 大気圧 ~ +20kpa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
配管接続 1/4”Swagelok または 1/8”Swagelok
電源供給 12V リチウムイオンバッテリー(約7時間連続使用可能)
充電時間 約4時間
周囲環境 5 ~ 40℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約7kg
計器寸法 W330×D304×H150
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.02%
O2/N2 0 ~ 100% 0.1%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.01%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.005%
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US-ⅠT-P

写真

特徴
特徴の説明
外形図
外形図イメージ
フローシート
フローシートイメージ
仕様
取付 ポータブル
始動時間 約10秒
サンプル温度 常温(50℃MAX)
最大真空度 46.7kPa
サンプル流量 0.5 ~ 2.0L/min
応答速度 90%応答 約10秒
直線性/再現性 ±1%FS以内(最大レンジ)
アナログ出力 DC 4-20mA、0-1V または 0-10V
警報 濃度警報、故障警報
配管接続 Rc 1/4 または 1/4"VCR
電源供給 AC 90 ~ 110V 50/60Hz
最大定格電力 100VA max.
周囲環境 5 ~ 45℃/90%RH以下(精度保証範囲)
計器重量 約7kg
計器寸法 W294×D330×H170
性能
測定ガス 測定範囲 分解能
H2/N2、He/N2、He/Air 0 ~ 50% 0.02%
O2/N2 0 ~ 100% 0.1%
Xe/Ar、Kr/N2、CF4/N2 0 ~ 100% 0.01%
Xe/N2、SF6/N2 0 ~ 100% 0.005%
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超音波式ガス濃度計 測定原理

なぜ超音波でガス濃度が計測できるのか

一般的に音速は約340m/s と知られていますが、これは私たちが生活している空気中、すなわち酸素約21%、窒素約79%、温度25℃での速度です。
ガスの組成や温度が変化すれば音速も変化します。

この特性を利用したのが超音波式ガス濃度計です。

送信用センサーと受信用センサーを対向させて配置し、送信センサーから超音波を発信します。
超音波がガス中を通過し、受信センサーに到達する時間を計測します。

図解

計算式

センサー間の距離が既知であるため、音速を求めることができます。

M=(γ×R×T/V2)×103

平均分子量が解れば、2種混合ガスの濃度を求めることができます。
酸素50%、窒素50%、ガス温度25℃の環境下で音速測定をすれば、音速は339.919m/s になります。
この音速値を上式に代入すれば平均分子量が約30 となります。

V=339.919m/s M =(1.4×8.314×(273.15+25)/339.919^2)=30

酸素と窒素の分子量差が約4ですので、平均分子量の30から窒素の分子量28を引いて、4で割れば酸素濃度が約50%と求められます。

酸素濃度 =(M-28)/4×100 = 50%O<sub>2</sub>

測定可能な混合ガス

上記の説明では窒素中の酸素濃度測定を例にあげましたが、超音波式ガス濃度計は原理的にあらゆる2種混合ガスの測定が可能です。
測定分解能は、測定する混合ガスの分子量の差が大きいほど向上します。
ガス温度25℃における酸素100%の音速は329.23m/s、窒素100%は351.88m/s、水素100%は1316.93m/sです。
センサー間の距離が10 ㎝の場合、酸素窒素混合ガスの到達時間差は約20μSとなります。
スキャンタイムが0.2μSのCPUであれば、100カウントしか測定できないため、分解能は1%となります。
水素窒素混合ガスであれば到達時間差は約208μSとなり、スキャンタイムが同じCPUであれば約1000カウントの測定ができ、分解能は0.1%となります。
CPUのスキャンタイムが0.02μSであれば酸素窒素混合ガスでも約1000カウントの時間測定ができるため、分解能は 0.1%となります。
またセンサーの長さを10㎝から20㎝に延ばせば到達時間差も20μSから40μSとなり、同じスキャンタイム0.2μSのCPUであっても倍の分解能が得られます。
このように、超音波式ガス濃度計にはまだまだ性能をあげる要素があり、今後の用途の広がりが期待されています。

  酸素 窒素 水素
分子量(g/mol) 32 28 2
音速(m/s) 329.23 351.88 1316.93
到達時間(μS) 303.95 284.19 75.93
時間差(μS) 19.76 208.26
分解能 約1% 約0.1%
約0.1% 約0.01%

測定実績

酸素(O2)、窒素(N2)、水素(H2)、二酸化炭素(CO2)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、六弗化硫黄(SF6)、四弗化炭素(CF4)、亜酸化窒素(笑気ガス,N2O)

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