ブルドン管・ダイヤフラム・カプセル圧力計：選び方

2026-05-11
Manogauge産業用圧力計の工場生産環境
Manogauge製品画像ライブラリから提供された工場環境写真。

適切な機械式圧力計を選定するには、内部の受圧エレメントをプロセス流体や圧力プロファイルに正確に適合させる必要があります。外側のケースが環境からの保護を担う一方、内部の弾性エレメント（ブルドン管、ダイアフラム、またはカプセル）が、計器の測定範囲、過圧耐性、そして高粘度または腐食性流体への適合性を決定します。エレメントの選定を誤ると、早期の疲労破壊、測定ドリフト、あるいは壊滅的な破損につながります。この技術資料では、産業用途で用いられる主要な3つの機械式圧力検知技術について、その動作原理、材質の制約、および規格への準拠基準を詳述します。

圧力検出素子が重要な理由

Manogauge real product pressure gauge for sensing element, pressure range, contamination and response time
Real Manogauge product photograph; final selection depends on the verified process specification.

ブルドン管、ダイヤフラム、カプセル圧力計は、それぞれ異なる弾性検出素子を使用しています。検出素子によって、実用的な圧力範囲、流体への耐性、過負荷時の挙動、詰まりへの対応、使用可能なプロセス接続方式が決まります。

目盛範囲だけで選定すると、十分な性能が得られない場合があります。クリーンな圧縮空気、作動油、蒸気、スラリー、腐食性薬品、サニタリー製品配管、極低圧ガスなどでは、外径や目盛サイズが同じように見えても、異なる素子設計が必要になることがあります。

選定は、流体、通常圧力、最大圧力、温度、脈動、腐食リスク、清浄度、必要精度、設置方法、保守方法の確認から始める必要があります。

プロセスに真空や大気圧以下の圧力が含まれる場合は、異なる感圧素子と量程の考え方が適用されます。詳細は真空圧力計選定ガイドを参照してください。

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圧力検出素子のクイック選定表

目盛サイズ、精度等級、ケース材質を選ぶ前に、まず検出素子をエンジニアリング上の最初の選定基準として確認してください。

検出素子適した用途代表的な制約RFQでの確認事項
ブルドン管一般的な液体・ガス圧力、中圧～高圧レンジ保護対策なしでは、極低圧や汚れ・晶析性流体には不向きレンジ、接液部合金、精度等級、振動、過圧リスク
ダイヤフラム低圧、粘性流体、腐食性流体、詰まりやすい用途通常、ブルドン管式より耐圧能力が低いダイヤフラム材質、封入液、フランジまたはねじ接続、洗浄方法
カプセル極低圧の乾燥ガス、空調・換気設備の確認液体、高圧、汚れた流体には不適ガス種類、低圧レンジ、取付姿勢、過負荷保護

関連情報：差圧計の選定および圧力計の精度等級選定。

一般用途・高圧用途に適したブルドン管圧力計

ブルドン管は、内部圧力が上昇するとわずかに伸びる性質を持つ湾曲した金属管です。その変位が機械式ムーブメントを介して指針へ伝達されます。ブルドン管圧力計は、コンパクトで読み取りやすく、経済性にも優れるため、一般産業用の圧力計として広く使用されています。

接液部材質が流体に適合し、ソケットを詰まらせない場合、クリーンなガスや液体に適しています。腐食や屋外設置が懸念される場合には、ステンレス鋼製のブルドン管とケースが一般的です。振動や脈動がある場合は、液封入、リモート設置、スナッバの採用を検討できます。

設置の詳細については、圧力計の設置に関するベストプラクティスおよび圧力計のねじ接続ガイドをご覧ください。

ブルドン管圧力計は、水、空気、油、多くのユーティリティ用途で標準的な選択肢となることが多いものの、常に適合性を確認する必要があります。小口径ソケットは汚れた液体で詰まる可能性があります。銅合金製の接液部品は、腐食性の強い薬品には適さない場合があります。また、振動するコンプレッサーや油圧ポンプに圧力計を直付けすると、素子タイプとレンジが理論上正しくても故障するおそれがあります。

低圧・腐食性・詰まりやすい流体向けダイヤフラム圧力計

ダイヤフラム圧力計は、外周を固定した柔軟な膜を使用します。圧力によって膜がたわみ、その変位がムーブメントによって指針の動きに変換されます。圧力が低い場合、流体が粘性または汚れている場合、あるいはフラッシュ形状や保護された接液インターフェースが必要な場合に、ダイヤフラム式が検討されます。

ダイヤフラムシールを使用すると、腐食性、晶析性、粘性、サニタリー流体から圧力計のムーブメントを隔離できます。ただし、ダイヤフラム材質、封入液、温度影響、応答時間を確認する必要があります。ダイヤフラム構成であれば、あらゆる薬品や衛生プロセスに自動的に適合するわけではありません。

衛生用途や食品加工用途については、サニタリー圧力計の選定ガイドをご覧ください。腐食対策については、316Lステンレス鋼製と真鍮製の圧力計選定比較をご確認ください。

ダイヤフラム圧力計およびダイヤフラムシールアセンブリは、プロセス流体を小型圧力計ソケットに流入させたくない場合に特に有効です。用途例として、パルプスラリー、下水汚泥、高粘度流体、晶析性薬品、洗浄が必要な製品接触配管などが挙げられます。一方、ダイヤフラム、キャピラリ、封入液によって温度誤差や応答遅れが生じる可能性があるため、アセンブリ全体をシステムとして仕様決定する必要があります。

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極低圧ガス向けカプセル圧力計

カプセル素子は、2枚の薄いダイヤフラムを外周で接合して構成されます。微小な圧力変化に応じて伸縮するため、極低圧ガス、空調・換気設備、フィルタ監視、ドラフト測定に適しています。

カプセル圧力計は通常、液体、汚れた流体、高圧用途には適していません。素子は感度が高く、過負荷、凝縮水、汚染によって損傷する可能性があります。プロセス流体に液体が混入する可能性がある場合は、保護対策を施すか、別の測定方式を選定してください。

フィルタや空調・換気設備で、実際に必要なのが配管圧力ではなく圧力差の測定である場合は、フィルタ用差圧計の選定ガイドをご覧ください。

消化槽の気相部、ガスホルダー、低圧バイオメタンヘッダーは、カプセル素子の代表的な用途です。ただし、流体自体によるH2S腐食や凝縮水対策も素子選定に加える必要があります。詳しくはバイオガス圧力計の選定ガイドをご覧ください。

検出素子の選定比較表

素子タイプ適した用途主な制約代表的な選定上の質問
ブルドン管一般産業用圧力、クリーンな液体・ガス流体が不適合な場合、詰まりや腐食が発生する可能性がある流体は清浄で、接液部材質に適合しているか？
ダイヤフラム低圧、粘性流体、腐食性流体、フラッシュ形状の接液部封入液と温度影響の確認が必要流体の隔離または保護されたインターフェースが必要か？
カプセル極低圧ガス、空気・ドラフト表示高圧、液体、汚れた流体には不適低い差圧の清浄なガス用途か？

精度等級は、圧力計が支援する判断内容に合わせる必要があります。用途に必要以上に厳しい等級を指定する前に、圧力計の精度等級ガイドをご確認ください。

購入前に確認すべき項目

圧力計の検出素子を選定する前に、流体、圧力レンジ、真空または連成レンジ、最大圧力、温度、脈動、振動、必要精度、接続ねじまたはサニタリー圧力計継手、接液部材質、取付方向、保守スペースを確認してください。

高圧、腐食性、衛生、酸素、水素、蒸気、危険場所で使用する場合、最終選定は現場仕様書に照らして確認する必要があります。短い記事は候補を絞り込む際の参考になりますが、実際のプロセス条件に対するエンジニアリングレビューの代わりにはなりません。

書類要件については、圧力計の輸出認証ガイドをご覧ください。

既設圧力計を交換する際は、旧品の素子タイプが正しかったと決めつけないでください。設置済みの圧力計の中には、プロセスレビューではなく在庫品から選定されたものも多くあります。故障履歴に詰まり、腐食、指針の振れ、ゼロ点の繰り返しずれが見られる場合は、検出素子、レンジ、材質、接続、保護アクセサリをまとめて再検討する必要があります。流体の隔離が必要な用途については、ダイヤフラム圧力計メーカーのページで、使用可能なダイヤフラム材質と接続オプションをご確認いただけます。

PDFをダウンロード：液封入式と乾式圧力計ガイド（PDF） - 振動、脈動、視認性、保守の観点から乾式圧力計と液封入式圧力計を比較します。

検出エレメント、圧力レンジ、汚染、応答時間を購入仕様に落とし込む方法

有用な仕様書は、カタログ上の名称ではなく、プロセスから始まります。通常運転値、想定される最小値と最大値、異常時の状態、媒体の組成、プロセス温度、計器の取付方法を記録します。次に、オペレーターが確認すべき内容を明記します。それは、安定した現場指示、ピーク値、差圧、スイッチングポイント、または校正済み基準器と比較する値のいずれかです。この区別が重要なのは、検出エレメント、接続部、応答特性が設置条件に適合しなければ、圧力計が機械的に正確でも用途に適さないためです。

常時想定される状態と短時間の事象を分けて考えます。検出エレメント、圧力レンジ、汚染、応答時間については、平均指示値より短時間の事象が重要になる場合があります。ただし、単純に大きな目盛レンジを選んで対応してはいけません。レンジを広げると視認性が低下し、運転点での誤差が大きくなる可能性があります。逆に、レンジを狭く設定しすぎると、エレメントが繰り返し過圧にさらされます。想定される運転サイクル、許容過圧、起動・停止・洗浄時に必要な指示値を文書化します。これらの値が得られない場合、最終的なレンジ選定は現場エンジニアリング上の判断として残す必要があります。

圧力計本体と同様に、設置の詳細にも注意を払う必要があります。取出し口が振動、脈動、水撃、熱衝撃、結露、洗浄水、腐食性雰囲気にさらされるか確認します。安全な保守に必要な場合は遮断弁を設け、応答性や校正への影響を理解したうえでのみ、ゲージコック、サイフォン、スナッバ、ダイヤフラムシール、遠隔取付を検討します。接続ねじは相手側部品と一致していなければなりません。NPT、BSP/G、メートルねじは、呼び径が似ているだけでは互換性がありません。不適合ねじを無理に締め付けたり、異なる規格をシール剤で補ったりしないでください。

発注前には、実際に必要な根拠資料を要求します。寸法図、接液部材質宣言、精度記載、校正方法、圧力試験要件、梱包または清浄度に関する指示などです。プロセスの化学的性質や危険区分の確認を、証明書の要求で代替してはいけません。規格や顧客仕様は構造、試験、文書を定める場合がありますが、あらゆる濃度、温度、洗浄サイクルへの適合性を自動的に保証するものではありません。責任あるエンジニアは、計器データシートをP&ID、バルブ構成、保守手順と照合する必要があります。

試運転では基準値を確立します。プロセスが既知の状態にあるとき、圧力計指示値、基準器の読み、温度、ポンプまたはコンプレッサーの状態、指針の振れを記録します。システムが通常負荷に達した後、および制御停止後に再確認します。ゼロ点のずれ、応答の遅れ、導圧経路の閉塞、指針が異常に静かな状態は、良好な性能の証拠ではなく、故障の兆候である可能性があります。トレンド記録があれば、一般的なカタログ上の想定ではなく、実際の使用状況に基づいて次の計器を仕様化できるため、交換判断の信頼性も高まります。

検出エレメント、圧力レンジ、汚染、応答時間に関する実務上の結論は、検出エレメント、接液部材質、レンジ、精度、接続、取付、保護アクセサリ、文書を含む計測チェーン全体を選定することです。このページの商品写真は、基準として使用する実際のManogauge圧力計の構造を示すものであり、同じ構成がすべての媒体や圧力に適することを証明するものではありません。購入前に、最新のデータシートで最終型式、寸法、選択可能なオプションを確認してください。

まとめ

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よくある質問

ブルドン管圧力計とダイヤフラム圧力計の主な違いは何ですか？

ブルドン管圧力計は、圧力によって湾曲した管が伸びる原理で作動し、クリーンな流体の高圧用途（最大6000 bar）に適しています。ダイヤフラム圧力計は、柔軟な膜のたわみを利用し、デッドスペースの詰まりが懸念される粘性、腐食性、スラリー流体の低圧用途（<40 bar）向けに設計されています。

カプセル圧力計はどの圧力範囲を測定できますか？

カプセル素子は、0–1 mbarから600 mbarまでの範囲で効果的に作動します。極低圧の乾燥ガス測定に特化した素子です。600 mbarを超えると、2枚のダイヤフラム構造は効率が低下するため、標準的なブルドン管が推奨されます。

ブルドン管圧力計で腐食性流体を測定できますか？

はい。中程度から高い腐食性流体には、316Lステンレス鋼またはHastelloy C-276製のブルドン管を指定します。酸や塩化物など非常に腐食性の強い液体には、PTFE封入液を使用したダイヤフラムシールを追加し、ブルドン管を直接接液させない構成にします。

振動によってブルドン管圧力計が損傷するのはなぜですか？

連続振動により、ブルドン管材質に加工硬化や疲労亀裂が発生するためです。振動環境では、グリセリンまたはシリコーンを封入した液封入式圧力計を指定すると、指針の振れを抑え、内部摩耗を低減し、耐用年数を3～5倍に延ばせます。

ATEXの爆発性雰囲気用途では、どのタイプの圧力計が必要ですか？

いずれの圧力計でもATEX認証を取得できます。認証は検出素子のタイプではなく、ケースやエンクロージャに適用されます。ただし、化学プラントのATEX区域では、プロセス残留物が蓄積して着火リスクを生じる可能性があるブルドン管ソケットの空間をなくせるため、ダイヤフラム圧力計が選ばれることがよくあります。

ダイヤフラム圧力計素子の実用上の上限圧力はどの程度ですか？

ダイヤフラム素子の実用上の上限は、おおよそ60 bar（870 psi）です。これを超えると、耐圧に必要な肉厚によって素子感度が低下し、ブルドン管の方が高精度かつ経済的になります。600 mbar未満では、ブルドン管は非常に小さなたわみで精度が低下するため、ダイヤフラムまたはカプセル圧力計が推奨されます。

ブルドン管圧力計やダイヤフラム圧力計ではなく、カプセル圧力計を指定すべきなのはどのような場合ですか？

おおよそ200 mbar（2 kPa）未満のレンジには、カプセル圧力計を指定します。カプセル素子は金属製ディスクを積層した構造で、極低圧で高い感度を発揮します。代表的な用途には、ガスバーナーの空燃比監視、低抵抗フィルタの圧力損失測定、HVACダクト内の空気圧測定などがあります。600 mbarを超える場合は、一般にダイヤフラムまたはブルドン管圧力計の方が堅牢で経済的です。

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