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1 会社紹介 横河電機株式会社 2009 年 12 月 16 日 横河電機株式会社 IA 事業部システム事業センター

2 制御ビジネス -1 Business Segments: Industrial Automation and Control - 1 生産制御システム 統合生産制御システム CENTUM VP ネットワークベース生産システム STARDOM 安全計装システム ProSafe-RS レンジフリーコントローラ FA-M3R 2

3 制御ビジネス -2 Business Segments: Industrial Automation and Control - 2 フィールド機器 / レコーダ プロセスガスクロマトグラフ GC1000 MarkⅡ ソリューションビジネス 電磁流量計 ADMAG AXF 差圧 圧力伝送器 DPharp EJX データ収集ステーション DXAdvanced 製造業向けソリューション 製造管理パッケージ CIMVision シリーズを中心に IT システムの各業種テンプレートを揃えています 省エネルギー 環境保全ソリューション 送水ポンプ省エネ制御システムエコノパイロット 3

4 計測機器ビジネス -1 Business Segments: Test and Measurement 1 測定器 プレシジョンパワーアナライザ WT3000 半導体テスタ 近赤外光スペクトラムアナライザ AQ6375 ミックスドシグナルオシロスコープ DLM2054 メモリテストシステム MT6121 FPD ドライバテストシステム ST6730 4

5 計測機器ビジネス -2/ その他 Business Segments: New and Other Businesses - 2 バイオアナリティカル機器 共焦点スキャナ CSU-X1 ハイスループット細胞機能探索システム CellVoyager 光通信機器 40G RZ-DQPSK 変調方式トランスポンダ モーション & メジャメント機器 その他 航空関連機器 航空機用フラットパネルディスプレイ ダイレクトモータドライブ DYNASERV DR シリース 5

6 光ファイバセンシングファイバセンシングとは < 光ファイバを構造物の 神経 にする技術!> 保立先生 < 光ファイバを測る! 光ファイバで測る!> 足立 < 送ると測るをつなげる! 測ると守るをつなげる!> 村山先生 6

7 光ファイバセンシングファイバセンシングの応用分野 知的構造物 によるヘルスモニタリングヘルスモニタリング実用化実用化へのへの取り組み 応用分野 航空機 出力光パルス ダム電力ケーブル光ファイバ ( センサ ) 土砂崩れ 堤防 橋 後方散乱光 トンネル監視センタープラント河口堰 光ファイバセンサ測定器本体 ガス基地 船舶 発電所 ビル ケーブルトンネル 油井 7

8 光ファイバファイバを構造物構造物の 神経 にする技術 スマートマテリアル ( 知的材料 ) のための神経網 スマートストラクチャ ( 知的構造物 ) のための神経網 痛い! ~100m レンジで 1cm 以下の分解能 フラフラする! 光ファイバ 数 Km 1m 以下 Km レンジで以下の分解能 防犯システム / 防災システムシステムのためののための神経網 火事だ! プラント ビルビル 住宅 光ファイバファイバの神経網神経網でヘルスモニタリングヘルスモニタリングを実現! (SHM ; Structural Health Monitoring) 自ら痛みやみや危険危険を知らせることのできるらせることのできる知的構造物が実現実現できればできれば 地震だ! 誰だ! 安全 安心安心 ヘルスモニタリングによりにより 初期導入初期導入からから廃棄廃棄 更新されるまでのされるまでの予防保全予防保全 生産効率生産効率の向上 ( 設備の有効利用 ) メンテナンスコストメンテナンスコストの削減等が可能可能となる ( ライフサイクルソリューション ) by 保立研究室 8

9 光ファイバセンシングファイバセンシング技術 < 分布型と多点型 > 光源 カプラ センサ ( 光ファイバ ) BOTDR ROTDR FBG 強散度乱光 受光素子 - 信号処理 連続分布情報 時間 ( 距離 ) レーリー後方散乱光 ラマン散乱光 ブリルアン散乱光 OTDR ROTDR BOTDR 温度 歪み 距離 白色光源 ( 広帯域光源 ) 受光素子 - 信号処理 カプラ 点情報 FBG1 FBG2 λ 1 λ 2 λ 3 FBG3 センサ 光ファイバ FBG( 光ファイハファイハ フ ラクラク ク レーティンクレーティンク ) 歪み 距離 FBG1 FBG2 FBG3 t OTDR ;Optical Time Domain Reflectmeter BOTDR;Brillouin OTDR ROTDR;Raman OTDR FBG ;Fiber Bragg Grating by 保立研究室 9

10 光ファイバセンシングファイバセンシング製品 < 横河電機製品群 > AQ8920/AQ8940 ROTDR 温度温度分布測定 ROTDR;Raman Optical Time Domain Reflectometer (DTS ; Distributed Temperature Sensor) 長距離 2km/10km 距離分解能 2/4m 温度分解能 1 AQ8603 BOTDR 歪み 温度温度分布測定 BOTDR;Brillouin Optical Time Domain Reflectometer (DTSS ; Distributed Temperature & Strain Sensor) 世界初世界初の分布型分布型歪み測定器 長距離 ~10km 距離分解能 1m 歪み分解能 30μ ストレイン FB200 FBG センサ用モニタモニタ 多点歪多点歪み 温度温度 高速振動測定 FBG;Fiber Bragg Grating 小型小型 低価格低価格 メカレス ( 可動部なし ) で高信頼性 高速測定 (100Hz 以上 ) 横河電機は, 主要な 3 つのセンシングセンシング技術技術と製品を同時同時に持つ唯一唯一のメーカ 640 素子フォトダイオードアレイ ( 社内製 ) を使用 Temp. Strain Strain Distance Distance FBG1 FBG2 FBG3 t 10

11 ] [ 度 40 温定測 距離 [m] 測定 78(LAN ケーブル ) 2006/9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11: /9/6 11:17 お湯の温度 アプリケーション例 火災検知 / 防災 / 省エネ AQ8920/AQ8940 光ファイバ分布型温度測定器 アプリケーション概要光ファイバ分布型温度測定器は 鉄鋼プラントでの高温炉体温度監視 石油 化学プラントでの LNGタンクやパイプラインの漏れ ヤードやベルトコンベア トンネル内の火災検知 電力線温度監視など 光ファイバの防爆性と耐腐食性を生かした広範囲の温度分布測定を可能とします また 室内 ( 例えば データセンター ) の温度分布を測定することにより 空調運転最適可のための情報提供を行い省エネルギー運転に寄与します アプリケーションのポイント温度検出部 ( センサ ) に光ファイバを用いているので防爆性 耐腐食性に優れています また 落雷 電界 磁界環境下でも全く影響を受けずに測定が可能です プラント設備の温度管理 発電所や大型建設物の空調関連への応用が期待できます 製品の特長光ファイバ分布型温度測定器 (AQ8920) はOTDR(Optical Time Domain Reflectometer) 技術を応用した分布型温度測定器です 本器に光ファイバを接続し 光パルスを入力することにより 後方散乱光 ( ラマン散乱光 ) を検出し 温度分布に変換します 2kmまでの温度分布を2mの距離分解能で連続測定 1kmまでの温度分布を ±1 の精度で測定 10kmまでの温度分布を1.5mの距離分解能で連続測定する機種も対応可能 (AQ8940) 温度分布状況 0 炉体 A 300 光ファイバ ガス導管火災検知 ベルトコンベア チップヤード 警戒値 警報 事務所 CENTUM STARDOM AQ8920/8940 光ファイバ分布型温度測定器 光スイッチ AQ8920/8940 光ファイバ分布型温度測定器 光スイッチ 光ファイバ プラント内火災検知システムの例 高炉異常温度検知システムの例 11

12 ) % ( 0.4 量歪 深さ (m) 2000 年 7 月 2001 年 5 月 2002 年 5 月 2003 年 3 月 2003 年 10 月 2004 年 7 月 2004 年 10 月 2005 年 2 月 アプリケーション例 構造物状態監視 AQ8603 光ファイバ歪みアナライザ アプリケーション概要光ファイバ歪みアナライザは 橋梁 トンネル等の各種構造物 斜面などの状態監視に威力を発揮します 光ファイバセンサを道路法面等に連続設置することにより 地滑り 表層崩壊等を検知します また 石油プラントの変位 ( 歪み ) 検知等は大規模地震等の災害発生に備え プラント管理の高度化ニーズに最適なシステムを提供します アプリケーションのポイント光ファイバセンサの高耐久性 ( 耐腐食 耐湿性等 ) によりメンテナンスのコストの低減化が実現します 従って 土木 建設分野における防災監視 ( 高盛土 河川堤防監視 土石流監視 鉄道トンネル 道路トンネル監視 ( 地滑り等の地盤挙動によるトンネルの変状検知 )) など幅広い用途が期待でき 道路管理者等の管理の高度化のニーズに最適なソリューションを提供します また 石油プラントの変位 ( 歪み ) 検知等の際 災害によりオイル漏れが発生した場合でも 安全に設備損傷 ( 歪み ) の有無を検知できます 光スイッチ 光ファイバ 光ファイバセンサユニット 製品の特徴 AQ8603 光ファイバ歪みアナライザはブリルアン分光技術と OTDR 技術を用いることにより 光ファイバの長手方向歪み分布を光ファイバの片端から測定可能です 歪み測定確度:±0.003% 再現性:<0.02% 測定距離分解能:1m AQ8603 光ファイバ歪みアナライザ 斜面監視 トンネル変状検知システムの例 12

13 アプリケーション例 防災 セキュリティ FB200FBG センサモニタ アプリケーション概要 FBGセンサは多点測定ではあるものの 高速測定 ( 振動測定 ) が可能であり 歪みゲージや抵抗測温体温度計の光版と言えるものです 大型構造物のヘルスモニタリング 河川や下水道などの水位監視 ( 集中豪雨による浸水をリアルタイムで検知 ) 地下鉄 地下街 地下室の浸水検知 重要施設のセキュリティ監視など幅広い分野で FBG センサを用いたセンシングシステムが構築できます フェンス金網の破壊検知 アプリケーションのポイント悪環境 ( 落雷 電界 磁界 ) 下での数点の高速測定に最適であり セキュリティ関連以外でも 構造物の振動測定 モータの振動解析 トランス内温度測定等に用いられています 光ファイバー つかまり圧力 フェンス上部の乗越検知 製品の特長可動部がないため 小型化高信頼性を実現するとともに高速動作が可能です 約 1μεの歪み分解能や約 0.1 の温度分解能を高速 (10msec 周期, TYP) で実現します FBGセンサは 一本のファイバに多点接続可能で しかも電磁ノイズの影響を受けないので 電気センサの配線の煩雑さや環境への考慮が軽減されます 同時測定可能 FBG 数 :40 (typ.) 測定波長範囲:1527~1567nm あるいは 1568~1607nm 波長表示分解能:1pm 測定パワー範囲:-4dBm~ -65dBm (0.1nm 幅 ) 測定周期 : 最短 10msec (100Hzサンプリング) FB200 振動検知破壊 セキュリティシステムの例 13

14 制御分野からみた SHM SHM (Structural (Smart) Health Monitoring) の概念 概念 本社オフィス データベース データベース 官庁 自治体 民間企業 統合管理システムシステムの構築 健全性の評価評価 診断診断とフィードバックシステム ヘルスモニタリングシステム 設備管理システム 融合 ネットワーク 予防保全 生産設備 ( プラントなど ) 管理 CENTUM ( 総合生産制御システム ) STARDOM( ネットワークベース生産ソリューション ) その他既存センサおよび周辺機器 伝送器 常時監視 / 緊急連絡 警報 防災 セキュリティ 構造物の維持管理 伝送器 伝送器 伝送器 AQ8920 ROTDR 伝送器 < 例 > 温度 石油 /LNG 伝送器関連施設監視 高温高圧炉監視 < 例 > セキュリティ 送電線監視 FB200 電磁流量計 FBG モニタ AQ8603 AQ8920 FB200 BOTDR ROTDR < 例 > < 例 > < 例 > FBG モニタ差圧 地すべり監視 火災検知 水位監視圧力 とう道監視 コンクリート セキュリティ伝送器 構造物歪み監視品質監視 橋梁 鉄塔監視 14

15 この資料で使用されている会社名 商品名は自社 各社の登録商標または商標です 15