ケイエルブイケイエルブイは、ハイパースペクトルカメラ・光学部品・光源など世界中の光学機器を取り扱う専門商社です。センサーそもそもガスとは何でしょう?一般的に「ガス」というと、私たちの生活を回している都市ガス、プロパンガス(LPガス)の類を想像される方も多いのではないでしょうか。都市ガスはメタン、プロパンガス(LPガス)はプロパンやブタンを、それぞれ主成分としています。これらの類がガスなのかというと、そうではなく、ガスは「気体全般」を指します。気体(きたい、英:gas)とは、物質の状態のひとつであり、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のこと。Wikipediaより引用こうしたガス(気体)を測定するためのセンサーとして「ガスセンサー」があります。今回は、ガスを測定するセンサーについて、わかりやすく解説いたします。ガスセンサーは「気体」を測定しているガスを測るからガスセンサー。もってその通りですが、ガスセンサーが測るガスにも種類があります。都市ガスの主成分である「メタン」。これは「可燃性ガス」の一種です。可燃性ガスは、名前の通り「空気、あるいは酸素中で燃焼する性質を持つ気体」を指します。半導体製造用の特殊ガス「半導体材料ガス」エアコンや他の空調機器で用いられる「冷媒ガス」などがあります。上述した都市ガスなどの家庭用ガスの他に、半導体製造現場を含めた、製造業の分野で使用されるガスは「産業ガス」と呼ばれています。当記事で紹介するガスセンサーは、主に「産業ガス」の検知に役立っています。正確には「成分」を測定するガスセンサーは、ガスを測定しますが「可燃性ガス」を測定するというよりは、例えばメタンのような、ガスの「成分」を測定します。正確に言うならば、気体に混じっている「特定の分子」を測ります。酸素(O)水素(H)メタン(CH4)プロパン(C3H8)一酸化炭素(CO)アンモニア(NH3)などです。ガスセンサーを用いることで、これらの分子を検出したり、その濃度を測定することができます。せん式(NDIR)」や遠隔で測定する「赤外線カメラ方式、光学式」などがあります。ガスを計測するにあたっては、各方式を理解した上で、目的に応じた最適なガスセンサーを選択する必要があります。ケイエルブイでは、ガスセンサー選びに関する様々なコンテンツを提供しています。無料Webセミナーを見るKLV大学センサーコースケイエルブイ大学では、ガスセンサーの種類や選び方に関してのコンテンツをご提供KLV大学を見るガスセンサーの種類ガスセンサーには種類があります。センサーの種類は、動作メカニズムによって、区別されます。こんなもの可燃性ガス専用のガスセンサーとして広く普及している。可燃性ガスの「濃度」を測定できる。抵抗値を測定し、ガス濃度として解釈する。「抵抗値を測定し、ガス濃度として解釈する。」こちらが、不明瞭だと思います。ガスを測定するからガスセンサーにもかかわらず「抵抗値」を測定する、というのは一見すると不可解なことでしょう。そもそも「濃度」を測定する、というのはなかなか難しいことです。「気体の中に、分子がどれぐらい存在するのか」これを割り出すために、電気を使用します。簡略化すると、次のような原理でガス濃度をします。可燃性ガスにのみ反応する検知素子(コイル)にガスが接触する。検知素子の温度が上昇。検知素子内の「抵抗値」が変化する。抵抗値とガス濃度が比例しているため、抵抗値から「ガス濃度」を求められる。言ってしまえば、接触燃焼式ガスセンサーは、抵抗値を測定することによってガス濃度を割り出すセンサーです。こんなもの製油所、ガスタービン、化学プラントなどで用いられている。電流を測定することで、ガス濃度を導く。ガスとセンサーが接触することにより、分子が酸化または還元されます。それによって、電子が生成もしくは消費されることによって、電流が流れます。この電流はガス濃度に直線的に比例するため、この比例関係からガス濃度を計算することができます。「光イオン化」とはこんなもの光イオン化検出器(PID)として知られています。低濃度のガスも検出できるという強みがあります。(VOC)や他の有毒ガスの測定で使用されます。イオン化にはUV光(紫外線)が用いられるため、検出器にはUVランプなどが組み込まれています。VOCや有毒ガスなどが検出器に入ると、紫外線を吸収する際に、イオン化されます。イオンによって電流が発生し、これを検出することで測定しています。半導体レーザ吸収分光法(TDLAS)「半導体レーザ吸収分光法」とはこんなもの非接触で特定のガスを測定できる。波長の吸収スペクトルから温度や濃度を割り出す。spectroscopy」を省略し「TDLAS」とも言われます。高速で測定することができるため、燃焼ガスの温度・濃度のモニタリングや、メタン検知器などに応用されています。手のひらに乗る小型モジュール。検出モジュールQCL(量子カスケードレーザー)と光音響分光を基盤とするガス分析計向けの検出モジュール。NDIR式等の検出感度はPPM単位(100万分の1)ですが、量子カスケードレーザーを用いた当製品では、PPB(10億分の1)単位での計測が可能です。リアルタイムでのガス検知が可能なため、ガスのモニタリング用としてご使用頂けます。「NDIR式」とはこんなもの一酸化炭素(CO)や二酸化炭素(CO2)など、酸化炭素の測定に強みを持つ。赤外線(光)を用いるため「分光センサー」とも言われる。ガスの選択性が非常に多い(複数の種類を測定できる)。赤外線を測定し、含有量を割り出す。名前の通り「赤外線」を用いて、ガスを検知したり濃度を測定したりします。「赤外線を用いる」というと、なかなか突飛に思えるかもしれませんが、赤外線を測定することで、分子を検出できます。これは「分子は特定の波長の光(赤外線)を吸収する」という性質を利用したものです。分子に吸収される赤外線は「分子ごとに異なっている」ため、分子が吸収した光を割り出すことで、ガスを測定できます。こちらの記事でNDIR式センサーの測定原理について、分子の性質から詳細に解説しています。興味がある方はご覧ください。NDIR式センサーの原理とバイオガス分野における活用2019.06.26当社では、こちらの「NDIR式センサー」を取り扱っています。サーモスタット付きの測定セルで、温度による影響を最小限に抑制。Bioenergie社」は、バイオガス測定に力を入れているメーカーです。ダブルビーム技術を用いており、酸化炭素、メタンなどを高安定で測定できます。装置への組み込みに最適化されたガスモジュールを提供しています。