適切な圧力計を選定するには、プロセスパラメータだけでなく、使用環境を評価することが重要です。その際の主な決定事項の一つが、標準的な乾式圧力計と液封式圧力計のどちらを選択するかという点です。両者は外見上似ていますが、動的な条件下での性能は大きく異なります。液封式圧力計は、産業現場で一般的に見られる振動や脈動の悪影響を打ち消すために特別に設計されています。本稿では、要求の厳しいアプリケーションにおいて、測定精度、可読性、そして長寿命を確保するために、適切なゲージタイプを特定するための技術的基準を解説します。
基本原理：乾式圧力計と液封式圧力計
A 乾式圧力計は、圧力検出素子（通常1 barを超える圧力にはブルドン管）、素子の変位を伝達する機械式のムーブメント、そして指針部から構成され、すべてがケース内に収められています。内部部品は周囲の空気に囲まれています。この構造はシンプルでコスト効率が高く、システムに大きな機械的衝撃、振動、圧力脈動がない静的なアプリケーションに適しています。これらのゲージの設計および性能基準は、ASME B40.100やEN 837-1などの規格で明確に定義されています。
A 液封式圧力計は、ケースが密閉され、粘性のある液体（一般的にはグリセリンまたはシリコンオイル）で満たされていることを特徴とします。この液体が内部のムーブメントとブルドン管を完全に包み込みます。柔軟なエラストマー製のプラグやダイヤフラムが、封入液の熱膨張・収縮を補正します。この設計の主な目的は、プロセス流体と相互作用することではなく、ゲージ内部の精密な機構を、外部および内部の動的な力から保護し、それによって耐久性と信頼性を向上させることです。
圧力計カタログを見る →143以上の工業用ゲージを見る→動作の仕組み：制振と潤滑
液封式圧力計の主な利点は、不要な指針の振動を減衰させる能力です。これは主に2つのメカニズムによって実現されます。
- 振動減衰（制振）： ポンプ、コンプレッサー、エンジンなどの機器から伝わる高周波の機械的振動は、乾式圧力計の指針を急速に揺れ動かします。これにより、ゲージの正確な読み取りが困難になり、ムーブメントのセグメントギアとピニオンに著しい摩耗を引き起こします。粘性のある封入液がこの振動エネルギーを吸収・放散し、指針を安定させて明確な読み取りを可能にし、早期の機械的故障を防ぎます。
- 脈動減衰： 脈動として知られるプロセス圧力の急激な変動も、指針の振動を引き起こします。封入液は、これらの圧力変化に対するムーブメントの応答に減衰効果をもたらします。封入液は中程度の脈動に対しては効果的ですが、深刻な場合には、ブルドン管自体を適切に保護するために、ゲージの入口にピストン式スナッバーやオリフィス（絞り）付き継手などのアクセサリを取り付ける必要があります。
制振に加えて、封入液はゲージ内部のムーブメントに継続的な潤滑を提供します。この絶え間ない潤滑により、可動部品間の摩擦と摩耗が最小限に抑えられ、特に圧力サイクルが頻繁なアプリケーションにおいて、ゲージの製品寿命を延ばす上で重要な要素となります。
封入液の選定：グリセリン vs シリコンオイル
封入液の選択は、主に使用環境の動作温度範囲と化学的適合性の要件によって決まります。
グリセリンは、汎用アプリケーションにおける業界標準です。コスト効率が高く、一般的な温度範囲である-20°Cから60°C（-4°Fから140°F）の範囲で優れた制振性能を発揮します。この範囲を下回るとグリセリンの粘度が著しく増加し、指針の応答時間が遅くなる可能性があります。60°Cを超えると、時間とともに黄変したり重合したりする可能性があり、文字板の視認性を損なうことがあります。
シリコンオイルは、より過酷な温度を伴うアプリケーション向けに指定されます。-40°Cから140°C（-40°Fから284°F）という非常に広い範囲で安定した粘度を維持します。これにより、寒冷地での屋外設置、高温プロセス、または著しい温度サイクルを伴うアプリケーションに適しています。シリコンは酸化に対する耐性も高く、塩素のような強力な酸化剤を扱うゲージによく使用されますが、純酸素を扱う場合にはハロカーボンのような特殊な不活性液体が必要になることがあります。
| 封入液の種類 | 温度範囲 | 粘度安定性 | コスト |
|---|---|---|---|
| グリセリン | -20°C～60°C | 中程度 | 標準 |
| シリコンオイル | -40°C～140°C | 高い | 高価 |
| ハロカーボン | -45°C～150°C | 高い | 特殊 |
用途ガイドラインと選定基準
乾式圧力計と液封式圧力計のどちらを使用するかの決定は、使用環境を明確に評価することで判断できます。
乾式圧力計を選定する場合：
- アプリケーションが静的で、著しい振動や脈動がない。
- ゲージが湿度の低い、管理された屋内環境に設置されている。
- 周囲温度が安定しており、穏やかな範囲内にある。
- 重要でない測定点に対して、初期導入コストが最優先事項である。
液封式圧力計を選定する場合：
- ゲージが振動を発生させる機器（例：油圧ユニット、プレス機、往復動ポンプ）の上または近くに取り付けられている。
- プロセスに指針の揺れを引き起こすような急激な圧力サイクルや脈動が含まれる。
- 設置場所が屋外または空調のない空間で、温度変動や湿度が高く、内部結露が腐食や凍結を引き起こす可能性がある。
- 機器の長寿命化と一貫した可読性の確保が、運用上不可欠な要件である。
主な故障モードと考慮事項
潜在的な故障モードを理解することは、適切な仕様選定とメンテナンスに役立ちます。乾式圧力計の場合、最も一般的な故障は振動による歯車機構の摩耗であり、精度の低下や最終的な固着につながります。高湿度の環境では、温度サイクルによって湿った空気がケース内に引き込まれ、結露が発生してムーブメントを腐食させ、文字板を不鮮明にします。
液封式圧力計は堅牢ですが、特有の故障モードがあります。劣化したガラス部のシールや封入栓からの漏れは、封入液の喪失につながり、その保護効果をすべて無効にします。グリセリン入りのゲージを継続して60°C以上で操作すると、液体が変色し、可読性が損なわれます。最後に、封入液の熱膨張によりケース内圧が発生し、ゼロ点オフセット誤差を引き起こす可能性があります。高精度ゲージ（例：EN 837-1 クラス1.0以上）の場合、ベント機能付きの封入栓を使用することで、重要な測定を行う前にこの圧力を大気圧と均圧させ、ゲージを校正された精度に戻すことができます。
Key takeaways
- コストが最優先される静的で振動のない用途には、乾式圧力計を選定します。
- 機械的振動、圧力脈動、内部結露を抑制するためには、液封式圧力計を指定します。
- 標準的な温度範囲（-20°C～60°C）にはグリセリンを、より広範囲または過酷な温度にはシリコンオイルを選定します。
- 液体封入は、振動を減衰させ、内部部品を継続的に潤滑することで、圧力計の寿命を延ばします。
- 高湿度や屋外の環境では、密閉された液封式圧力計が内部の腐食や文字板の曇りを防ぎます。
Часто задаваемые вопросы
When should I choose a liquid-filled pressure gauge over a dry gauge?
Choose a liquid-filled gauge when your application involves vibration, pressure pulsation, or frequent pressure spikes — common in pump outlets, compressors, and hydraulic systems. The fill fluid (glycerin or silicone oil) dampens pointer oscillation, extends gauge life by up to 5×, and maintains readability in harsh conditions.
What is the difference between glycerin and silicone oil as fill fluids?
Glycerin is the standard fill fluid, rated for −20 °C to +60 °C and suitable for most industrial applications including food-grade use. Silicone oil extends that range to −40 °C / +200 °C, making it the choice for outdoor installations, cryogenic service, or oxygen-system applications where glycerin is incompatible.
Can a liquid-filled pressure gauge be used in high-temperature applications?
Standard glycerin-filled gauges are rated to +60 °C ambient. For higher temperatures, specify silicone oil fill (rated to +200 °C) or use a dry gauge with a capillary siphon assembly to keep the gauge body remote from the process heat.
What happens if a liquid-filled pressure gauge starts leaking fill fluid?
A fill fluid leak indicates a cracked case window or damaged seal — usually caused by overpressure, UV aging, or chemical attack. Replace the gauge immediately; a partially-filled gauge loses its vibration damping and will fail prematurely. The fill fluid is not a process hazard but should not be released into food-grade or oxygen systems.
Are liquid-filled pressure gauges compliant with EN 837-1?
Yes. EN 837-1 covers both dry and liquid-filled Bourdon-tube gauges and specifies accuracy classes (0.1 to 4.0) applicable to both types. Manogauge liquid-filled models comply with EN 837-1 accuracy class 1.6 standard, with class 1.0 available on request.
Can I retrofit a dry gauge with fill fluid in the field?
No — field filling is not recommended. The case must be sealed under controlled conditions, and the fill fluid quantity must displace all air. Attempting to fill a dry gauge in the field typically traps air bubbles that cause pointer hysteresis and inaccurate readings. Always order pre-filled gauges from the factory.