【ガイドブック】ミクロの水も捉える　あなたの知らない露点計の世界

気体に含まれる成分の量を⽰す単位は、パーセント（％）や PPM（Parts per million）などが ⼀般的に多く使われます。 その中で、⽔蒸気のみ ”露点(Dew Point)” という単位が存在します。 ･･･露点とは︖︖︖ 露点とは、気体中の⽔蒸気量（⽔分量）のことです。 ⽔蒸気には結露する性質がありますが、その結露する温度が ”露点” です。 結露が発⽣するのは⽔蒸気だけで、他の成分では起こりません。 結露の現象は、気体温度と含まれる⽔蒸気量の関係によって発⽣します。 気体に含むことのできる⽔蒸気の量（飽和⽔蒸気量）は、暖かいほど多くの⽔蒸気を含む ことができ、反対に冷たくなればなるほど⽔蒸気を含むことができる量が減っていきます。 この性質から、結露する温度に相当する量の⽔蒸気が含まれている、と解釈できることから、 露点という単位を％や PPM の代わりに⽔蒸気量を表す単位として使⽤しています。 露点は、プラス側ほど⽔分量が多く、マイナス側ほど⽔分量が少ないことを意味します。 気体に溶け込むことのできる⽔分の量は、温度により変化します。 +20℃の空気を冷やして、+6℃に達したときに結露現象が発⽣したら、”露点+6℃” と表現 します。 窒素ボンベなどの産業⽤ガスでは⽔蒸気が⾮常に少ないものもあり、-70℃まで冷やしても結露 しないこともあります。 -85℃まで冷やしてようやく結露したとしたら、その窒素は露点-85℃と表現します。 気体中の⽔分量が製造品に影響を及ぼす場⾯は沢⼭あります。 そんな時は、露点計を使って測定し、気体に含まれる⽔蒸気量を把握しなければなりません。 露点計は、ガスや空気に含まれている⽔蒸気量を測定する機器です。 測定サンプルにセンサーを接触させて測定するタイプ、実際に冷却させて結露する温度を確認 するタイプなどがあり、それぞれに⻑所、短所があります。 ⼀般的には、以下のような⽤途で多くの使⽤実績があります。 ⽤途によって、適したタイプがポータブル型またはオンライン型に分かれます。 ・ボンベ内ガスの露点測定（N2、O2、Ar、H2、He、SF6、など） ・空気分離ガス製造ラインの露点温度管理 ・ドライエア（ドライルーム内）の露点測定 ・半導体製造装置（グローブ BOX）の露点測定 ・天然ガスや天然ガスタンク内雰囲気の露点測定 ・熱処理炉内雰囲気、または排気ガス含有の露点測定 疑問やご要望は、⽇本冶⾦化学⼯業(TEL:03-3271-1681)へお問合せください。 © 2019 Nihon Yakin Kagaku Kogyo Co., Ltd.

ボンベ内ガスの露点測定 （N2、O2、Ar、H2、He、SF6、など） ⼀般的な産業⽤ガスのボンベに充填されているガスの露点温度を測定します。 例えば、アルゴン溶接に使⽤する Ar ガスに含まれる⽔分が多いと溶接⾯が酸化する リスクが⾼まるため、⼀定⽔準以下の⽔分含有量でなければなりません。 産業⽤ガスを使⽤する環境で、⽔分が混⼊すると製品品質に⽀障を来たす場合には、 ボンベ内ガスの露点温度を測定し、ガスの品質を確認します。 産業⽤ガス製造ライン（空気分離装置等）の露点温度管理 産業ガスプラントで製造した産業⽤ガスを運搬する配管や貯蔵するタンクの周辺などに 露点計センサーを設置し、24 時間稼動し続ける製造ラインから供給されてくる産業⽤ ガスの露点温度を常時測定します。 産業⽤ガス製造ラインで管理する露点温度には品質基準が設けられており、その基準を 満たしているかを常時監視し、測定値の記録や緊急時の警報発報動作をします。 ドライエア（ドライルーム内）の露点測定 ⼯場はドライエア(乾燥空気)を各所へ供給し、様々な⽤途で使⽤されています。ドライ エアは⼀定の乾燥状態が求められ、含有⽔分量に基準を設けている例が多く、その状態 を判断するため露点計を使⽤します。供給元であるエアドライヤにセンサーを設置して 露点温度を監視する⽅法のほか、⼯場各所へ供給する配管の任意の箇所からエアを抜き 取ってスポット測定する⽅法があります。ドライルームでは、センサーをルーム内に 設置して室内雰囲気の露点温度を常時監視する例もあります。 半導体製造装置（グローブ BOX）の露点測定 半導体製造過程で使⽤されるガスは⾼純度が求められる場合が多く、ガス中の⽔分含有 は製造品の品質に⼤きく影響を及ぼします。製品製造装置など、密閉されている箇所に 供給するガスや密閉された内部雰囲気露点温度を測定するため、センサーを設置して常時 監視します。 また、他の製造品でも広く使⽤されているグローブ BOX などの装置においても、装置内 雰囲気や装置に供給するガスの露点測定に使⽤します。 天然ガスや天然ガスタンク内雰囲気の露点測定 寒冷地で供給される天然ガスは、含有⽔分量によっては外気温の低下に伴う配管内部が 凍結する恐れがあります。凍結を防⽌するため、天然ガス精製⼯程において⽔分吸着や 除去を実施して含有⽔分量を極⼒減少させる対策を採りますが、供給配管にセンサーを 設置して⽔分量を常時監視します。 また、天然ガスを貯蔵運搬する際に使⽤するガスタンクは、気化ガスの引⽕爆発を防ぐ ために窒素で内部置換します。内部の露点温度を測定し、その数値の推移にて置換状況を 確認します。 熱処理炉や電気炉などの炉内雰囲気、または排気ガスの露点測定 ⼯業⽤炉では、⼯業⽤ガスを炉に供給して炉内雰囲気を特殊な状態にします。その炉で 製造する製品は、内部雰囲気の成分や⽔分量の差が⽣じると品質に重⼤な影響が⽣じる 恐れがあるため、内部雰囲気を抜き取り常時監視します。内部雰囲気が 200℃を⼤きく 超える⾼温の場合は、サンプル配管に冷却効果をもたらす部品を装着し、測定に最適な 状態へ適宜調節して測定することもできます。 また、燃焼⾏程後の排気ガスにおいて含有⽔分量が製造品の品質に関連する例もあり、 その場合は排気ガスの露点温度を定点常時監視または任意点スポット測定します。 疑問やご要望は、⽇本冶⾦化学⼯業(TEL:03-3271-1681)へお問合せください。 © 2019 Nihon Yakin Kagaku Kogyo Co., Ltd.

露点計の選び⽅ 静電容量式露点計（ポータブル型） ポータブル型露点計には、本体の内部にセンサーが内蔵されています。 サンプリングチューブを本体の継⼿に接続して測定します。 弊社取扱のポータブル型露点計にはドライチャンバーという強制的に センサーを乾燥状態に保つ部品があり、保管中や測定前などの待機時には センサー表⾯の⽔分を常に吸着し、ドライに保ちます。余計な⽔分の付着 を防ぎ、低露点サンプルの測定でも素早い応答が得られます。 ◆バッテリー駆動なので、電源を気にすることなく場所を選ばずに どこでも測定することができます。 ◆露点計１台で複数箇所の測定をしなければならない場合でも、短時間 のうちに容易に測定することができます。（ボンベ測定に最適です） 静電容量式露点計（オンライン型） オンライン型露点計は、センサーを遠隔設置して、ケーブルを 介して表⽰器で露点を表⽰します。固定測定点を常時監視し、 記録を取るなどの使⽤に適しています。 センサーは配管に直接設置するか、センサーホルダーなどを使⽤ して配管の系統に設置します。電源は 90-240VAC･30-300VDC など 型式ごとに異なります。 測定値に応じた 4-20ｍA などの信号を出⼒し、記録計や DCS などの ロガーで 24h365 ⽇連続での記録や、管理基準値を超えた場合に 警報発報する接点があり、任意に設定できます。 ◆定点で連続的に露点温度測定し、記録出⼒や警報の機能を使⽤することができます。 ◆低露点側への応答には時間を要しますが⾼露点側への反応は早いため、連続測定中サンプルに予期せぬ⽔分の混⼊が 発⽣した際には瞬時に応答します。 鏡⾯冷却式露点計 鏡⾯冷却式露点計は、機器内部にある鏡⾯にサンプルガスを吹き 付けながら、鏡の温度を変化させます。鏡の温度を変化させて、 吹き付けているサンプルガスの露点温度に達すると、鏡の表⾯が 結露（結霜）します。鏡の温度変化は何度も結露（結霜）と蒸発 を繰り返し、最終的に安定した点を露点温度として表⽰します。 価格が⾼額なため、静電容量式では使⽤が困難な環境･条件で 使⽤される例が多くあります。 ◆結露現象を利⽤し、⾼精度・短時間応答の露点測定ができます。 ◆露点標準器としての使⽤に適します。 疑問やご要望は、⽇本冶⾦化学⼯業(TEL:03-3271-1681)へお問合せください。 © 2019 Nihon Yakin Kagaku Kogyo Co., Ltd.

静電容量式 静電容量式 露点測定の検討要素 鏡⾯式 ポータブル型 オンライン型 ⾼精度で測定したい ◎ ○ ○ イニシャルコストを抑えたい △ ○ ◎ 露点測定の推移を記録計やパソコンに記録したい ◎ △ ◎ 電源の無い環境で使⽤したい × ◎ × 露点を常時監視したい ○ ○ ◎ 複数個所で露点を測定したい ○ ◎ △ ボンベのガスを測定したい ◎ ◎ △ 配管に流しているガスを測定したい ◎ ◎ ◎ ドライルーム内の露点を測定したい ◎ ○ ◎ 圧⼒が⾼い環境の露点を測定したい ◎ × ◎ 真空状態での露点を測定したい ○ × ◎ 〒103-0027 東京都中央区⽇本橋 3-3-12 E-1 ビル ⽇本冶⾦化学⼯業株式会社 電話 03-3271-1681 FAX 03-3281-5406 Home Page http://www.nykk.co.jp © 2019 Nihon Yakin Kagaku Kogyo Co., Ltd.