KLV大学光センサーコース

予防保全を成功させるセンサーの選び方！
光ファイバー音響センサーとAEセンサーを徹底比較

2024.11.20　|　

はじめに

予防保全は、設備が故障する前に異常を検知し、定期的な点検や部品交換で故障を未然に防ぐ保全活動です。製造業やインフラ分野では、予期せぬ停止や修理が高コストで生産性を低下させるため、予防保全が広く採用されています。

本記事では、センサー選びのポイントを紹介し、予防保全で重要な役割を果たす音響センサーである光ファイバー音響センサーとAEセンサーを比較し、それぞれの特性や用途を詳しく解説します。

予防保全におけるセンサー選定の3つのポイント

予防保全を効果的に実施するためには、適切なセンサーの選定が不可欠です。ここでは、センサー選定を成功させるための主なポイントを3つに絞り、詳しく解説します。

1. 測定目的と必要な性能の明確化

センサーを選ぶ際、まず何を測定し、そのデータをどう活用するのかを明確にします。例えば、故障の早期発見が目的なら、高精度で迅速に変化を検知できるセンサーが必要です。生産性向上が目的なら、リアルタイムでデータ収集・分析が可能なセンサーが適しています。このように目的に合った性能要件を定めることで、適切なセンサーの基本仕様を設定できます。

2. 環境条件と設置場所の適合性

次に、センサーが設置される環境や場所に適したものを選びます。高温多湿や振動、電磁波などの影響を受ける環境では、それらに耐えられるセンサーが必要です。狭い場所ならコンパクトなもの、設置方法に制約があるなら固定式や非接触式などを選びます。また、配線の長さや接続方法も考慮し、無線センサーを選ぶことで設置の自由度を高めることも可能です。これにより、センサーが長期間安定して機能し、メンテナンスの手間も減らせます。

3. コストとメンテナンス性のバランス

最後に、センサーのコストとメンテナンス性を総合的に評価します。購入費用だけでなく、設置や運用にかかるコストも考慮します。初期費用が安くても運用コストが高ければ、長期的には経済的ではありません。点検や交換が容易なセンサーを選ぶことで、運用効率を上げ、ダウンタイムを短縮できます。さらに耐久性や信頼性の高いセンサーを選ぶことで、長期的なトラブルも防げます。メーカーのサポート体制や保証内容も確認し、信頼性の高いセンサーを選ぶことが重要です。

これらの3つのポイントを踏まえてセンサーを選定することで、設備の稼働率向上とコスト削減を効果的に実現し、信頼性の高い運用を維持することが可能となります。

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光ファイバー音響センサーとAEセンサーとの比較

音響センサーは、機械や構造物の状態を非破壊で、かつ早期に把握できるという点で、予防保全において非常に重要な役割を果たします。
特に光ファイバー音響センサーとAE（アコースティックエミッション）センサーは、その高い性能と多様な用途から注目されています。

光ファイバー音響センサーとAEセンサーの原理の比較

光ファイバー音響センサーとAEセンサーは、どちらも機械や構造物の状態監視に用いられる音を検出するセンサーですが、その原理に違いがあります。

特徴	光ファイバー音響センサー	AEセンサー
基本的な働き	光ファイバーを使って、周りの振動や音を電気信号に変換する	材料の内部で発生するひび割れなどの微小な破壊に伴う音（アコースティックエミッション）を検出する
原理	光ファイバーの中にレーザー光を通し、周りの振動によって光が変化するのを検出する	材料内部の破壊によって発生する音波を直接検出する

光ファイバー音響センサーとAEセンサーの特徴比較

光ファイバー音響センサーとAEセンサーは、それぞれ特徴と利点が異なるため、用途や環境に応じて適切に選ぶ必要があります。以下にそれぞれのセンサーの主な特徴を比較します。

	光ファイバー音響センサー	AEセンサー
測定範囲	広範囲、分布型	局所的
感度	高感度、微小な振動も検出可能	高周波数帯域に強い
耐環境性	高温、高圧、腐食性環境にも対応可能	比較的弱い
ノイズ耐性	電気的ノイズに強い	電気的ノイズの影響を受けやすい
設置場所	柔軟、広範囲に設置可能	設置場所が限定的
コスト	高価	比較的安価
専門性	設置やデータ解析に専門知識が必要	比較的容易
予防保全への活用	大規模構造物の健全性監視、早期故障検知、連続モニタリング	材料の疲労破壊検知、局所的な損傷検出

光ファイバー音響センサーとAEセンサーが適している場面

光ファイバー音響センサーとAEセンサーは、以下の場面で特に効果的に活用できます。

溶接不良の検出
ガスタンクなどの圧力容器の保証検査や保守検査
発電タービンの軸受けの摩耗状態の監視
化学プラントの漏れの検出
材料の疲労破壊
大規模構造物の健全性監視

光ファイバー音響センサー Evotis のご紹介

PhonOptics社の光ファイバー音響センサー Evotis は、特許取得済みのセンサーテクノロジーと光ファイバーを組み合わせることで、高温、高圧力、高湿度、電磁干渉（EMI/RFI）、高磁場、放射線など、従来のマイクロフォンでは難しかった過酷な環境でも音の収集が可能です。
発電所や産業プラントでのタービンの予防保全や配管の漏水検知、研究機関での極限環境での精密音響計測に活躍しています。また、防災やセキュリティ分野でも高性能が評価されています。

光ファイバー音響センサーについてもっと知る
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光ファイバー音響センサーの詳細については、製品情報やカタログをご覧ください。

【製品情報】光ファイバー音響センサー(マイクロフォン)Evotis

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音響センサー比較結果(電気式VS光ファイバー式)

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光ファイバー音響センサー Evotis のユースケース

光ファイバー音響センサー Evotis は、多様な産業分野でその性能を発揮しており、特に製造業やインフラ管理の分野での導入が進んでいます。PhonOptics音響センサーがどのように役立っているかを解説します。

タービンの圧力測定と異常検知

光ファイバー音響センサー Evotis は発電設備のタービンをリアルタイムで監視し、圧力変動や異常音を即座に検出します。これにより、ベアリングの摩耗や軸の歪みなどの初期兆候を早期に発見し、計画的なメンテナンスを可能にします。結果として、突発的なダウンタイムを防ぎ、設備の稼働率を向上させます。また、高温や電磁干渉など過酷な環境下でも安定動作するため、信頼性の高いデータを提供します。

パイプ設備の圧力測定と異常検知

光ファイバー音響センサー Evotis はパイプラインの圧力をリアルタイムで監視し、漏洩や圧力異常を迅速に検出します。高感度な音響センサーが微細な異常も見逃さず、早期に対応することで重大な事故や環境被害を防ぎます。長距離伝送が可能な光ファイバーを活用することで、大規模なパイプライン全体を効率的にカバーすることもできます。さらに過酷な環境下でも安定して動作するため、石油・ガス、水道管網など幅広い分野で信頼されています。

まとめ

予防保全を成功させるためには、適切なセンサーの選定が不可欠です。測定目的と必要な性能を明確にし、環境条件への適合性を考慮し、コストとメンテナンス性のバランスを重視することで、最適なセンサーを選ぶことができます。光ファイバー音響センサーとAEセンサーはそれぞれ異なる強みを持ち、用途に応じて効果的に活用できます。特に光ファイバー音響センサーは、AEセンサーと比較して設置の柔軟性、ノイズ耐性、コスト効率、そして幅広い用途への適応力において非常に優れているので、ぜひ予防保全のためにご検討ください。