EX認証による可燃性粉塵環境における安全性とプロセス制御の強化 Rheonics 密度計と粘度計

---

コンテンツの表

• 1. 可燃性粉塵の蔓延する課題：認証プロセス監視による安全性の確保
• 2. 可燃性粉塵の危険区域分類を理解する：ATEXおよびIECExフレームワーク
• 2.1. 粉塵ゾーンの定義（ATEXおよびIECEx）
• 2.2. 粉塵グループの理解（ATEX/IECEx）
• 2.3. 粉塵（IECEx）およびカテゴリー（ATEX）に対する機器保護レベル（EPL）
• 2.4. 温度（T）クラスの定格と粉塵の最大表面温度
• 3. 本質安全防爆（Ex i）：粉塵の多い環境における最高の保護戦略
• 3.1. 本質的安全レベル（ia、ib、ic）
• 3.2. 粉塵の多い危険区域でIS認証機器を使用する利点
• 4. Rheonics SRD & SRV: 堅牢な粉塵認証を備えた本質安全密度・粘度センサー
• 5. 粉塵危険産業におけるプロセス制御の変革： Rheonics EX認定センサー
• 6. 参照表: Rheonics 可燃性粉塵アプリケーションにおけるセンサーの適合性
• 7. EX認証センサの設置および運用上の考慮事項
• 本質安全システム要件
• 8. 結論:粉塵環境における安全性と運用の卓越性の向上 Rheonics 認定センサー
• 9。 参照
• 10．免責事項

粉塵爆発のリスクは、多くの産業において重大な懸念事項です。穀物、砂糖、木材、化学物質、金属などの材料から発生する微粒子物質（粉塵）は、適切な濃度で空気中に浮遊し、発火源にさらされると、強力な燃料源となる可能性があります。粉塵爆発が発生するには、燃料（可燃性粉塵）、酸素、密閉状態（容器または建物内）、拡散（粉塵雲）、そして発火源という5つの条件が揃う必要があります。粉塵爆発は、急激な圧力上昇、施設の壊滅的な損傷、そして人への深刻なリスクにつながる可能性があります。そのため、潜在的な発火源を除去または制御する認定機器の使用は、産業安全の重要な要素です。

この文脈では、プロセスパラメータの正確なリアルタイム監視、例えば 密度 の三脚と は重要な役割を果たします。これらのパラメータは、材料の稠度、濃度、流動性を示す基本的な指標です。継続的なインラインモニタリングは即時のデータを提供し、オペレーターがプロセスを最適化し、製品品質を確保し、廃棄物を削減するのに役立ちます。一方、手動サンプリングでは、逸脱の検出に時間がかかり、リスクや不正確さが生じる可能性があります。

プロセスの最適化と品質管理に加え、密度と粘度のデータは安全性に関する新たな知見をもたらします。例えば、穀物処理においては、材料の密度の変化は水分含有量の変化と相関関係にある可能性があります。水分レベルは粉塵の発生や爆発性に影響を与えることが知られています。同様に、スラリーベースのプロセスでは、密度や粘度の変動は、粒子の沈降や閉塞といった問題の兆候となる可能性があります。これらの状態を放置すると、異常な粉塵の蓄積や運転上の混乱につながり、間接的にプラント全体のリスクを増大させる可能性があります。安全認証を受けたセンサーを用いてこれらの変数を監視することで、オペレーターはセンサー自体が発火の危険を及ぼさないことを確認できるだけでなく、粉塵爆発のリスク拡大につながる可能性のある状況を早期に把握し、予防的な介入が可能になります。

Rheonics 当社は、こうした過酷な産業環境向けに設計されたインラインプロセス密度計（SRD）および粘度計（SRV）を提供しています。これらのセンサーの重要な特徴は、可燃性粉塵が存在する場所での使用を含むEX認証を取得していることです。これにより、発火源となることなく、安全にプロセスに組み込むことができます。

爆発の危険性がある雰囲気下での機器の安全な使用を確保するため、包括的な規制および認証の枠組みが確立されています。最も広く認知されているのは、欧州のATEX指令と国際レベルのIECExシステムです。どちらの枠組みも、安全基準を調和させ、危険区域向けの機器が厳格な安全要件に適合することを保証するように設計されています。

ATEX指令は、2つの主要な部分から構成されています。1つは指令1999/92/EC（別名ATEX 137）で、危険区域のゾーン分類を含む、爆発性雰囲気のリスクから労働者を保護するための雇用主の義務を概説しています。もう1つは指令2014/34/EU（別名ATEX 114）で、これらの区域で使用することを意図した機器および保護システムに関する必須の健康と安全の要件と適合性評価手順を規定しています。IECExシステムは、機器の認証のための国際的なスキームを提供し、IEC規格への適合性を確保することで、国際貿易を促進します。

可燃性粉塵の危険がある環境では、ATEX と IECEx はどちらも、爆発性の粉塵と空気の混合物が存在する頻度と期間に基づいてゾーンを定義します。

• ゾーン20: 空気中に可燃性粉塵の雲という形で爆発性雰囲気が継続的、長期間、または頻繁に存在する区域。この区域では、最高レベルの機器保護（ATEXカテゴリー1D / IECEx EPL Da）が求められます。
• ゾーン21: 通常の運転において、空気中に可燃性粉塵の雲という形で爆発性雰囲気が時折発生する可能性のある区域。ATEXカテゴリー2D / IECEx EPL Dbの機器が必要です。
• ゾーン22: 通常の運転では、空気中に可燃性粉塵の雲のような爆発性雰囲気が発生する可能性は低いが、発生したとしても短時間しか持続しない区域。ATEXカテゴリー3D / IECEx EPL Dc機器はこの区域に適しています。

• グループIIIA: 可燃性の飛散粒子（より大きな粒子で、通常は微細な粉塵と同じレベルの保護を必要としません）。
• グループIIIB非導電性粉塵。このグループには、小麦粉、穀物、砂糖、木材、ほとんどのプラスチック、そして多くの非金属化学粉末など、一般的な産業粉塵が広範囲に含まれます。
• グループIIIC導電性粉塵。このグループには、金属粉塵（アルミニウム、マグネシウムなど）、石炭粉塵、カーボンブラックなどが含まれます。導電性粉塵は、ショートや導電経路の形成を引き起こし、発火につながる可能性があるため、更なる危険性を伴います。ちなみに、北米のシステムでは、爆発性粉塵はクラスIIに分類されており、金属粉塵はグループE、炭素質粉塵（石炭や木炭など）はグループF、小麦粉、穀物、プラスチックなどのその他の粉塵はグループGとなっています。

機器の保護レベルは、IECEx の EPL と ATEX のカテゴリによって指定されます。

危険区域認証において重要な点は、機器の最高表面温度が周囲の爆発性雰囲気の自然発火温度よりも安全に低く保たれることを保証することです。可燃性粉塵の場合、これは特に微妙な問題となります。粉塵層の発火温度は、粉塵雲の発火温度よりも大幅に低くなる可能性があります。粉塵は機器に蓄積して断熱層を形成し、分散した雲よりも低い温度でくすぶったり発火したりする可能性があります。したがって、粉塵の多い区域で使用する機器は、雲と層の発火の両方に対して安全な最高表面温度に基づいて定格を設定する必要があり、多くの場合、層の発火温度の方がより制限的な値となります。

ガスに一般的に使用されるT1～T6クラスの代わりに、粉塵認証では、Tmax​ 85°CやTmax​ 135°Cなど、表面温度の最大値を直接指定することがよくあります。この明確な温度表示は、ユーザーが施設内に存在する粉塵の特定の発火特性に機器を正しく適合させるために不可欠です。 Rheonics 例えば、センサには特定の最高表面温度範囲（「Ex ia IIIC T… Da」マークの一部としてT85°C、T100°Cなど）が含まれており、実際に遭遇する粉塵の特性と周囲の動作条件に基づいて慎重に選択する必要があることを示しています。これにより、センサ表面が堆積した粉塵層の発火源となることが防止されます。

本質安全防爆（IS）、または「Ex i」は、危険区域における電気機器および配線に適用される保護技術です。ISの基本原理は、機器およびその配線内で利用可能な電気エネルギーと熱エネルギーを、特定の危険な大気混合物（可燃性ガス、蒸気、可燃性粉塵など）の発火を引き起こす可能性のあるレベル以下に制限することです。

このエネルギー制限は、非危険区域（安全区域）または認定された筐体内に設置されたツェナーバリアによって実現されます。これらのバリアには、電圧を制限するツェナーダイオード、電流を制限する抵抗器、回路素子を保護するヒューズなどの部品が含まれます。 Rheonics センサーの場合、トランスミッターは危険区域の外側に配置する必要がありますが、プローブはゾーン 0/ゾーン 20 に設置できます。

本質的安全性は、障害状態で維持される安全性の完全性を示す 3 つのレベルに分類されます。

本質的安全の適用は、特に可燃性粉塵の多い環境において、いくつかの大きな利点をもたらします。

本質安全システムの有効性は、危険区域内の本質安全装置（例えば、 Rheonics 安全区域内のケーブル（センサ）、関連装置（バリア）、および相互接続配線。ケーブルのパラメータ（最大静電容量やインダクタンスなど）とセンサおよびバリアの特性はすべて互換性があり、認証文書に指定された制限値内である必要があります。 マニュアル – Rheonics

Rheonics SRD（同時密度計・粘度計）やSRV（インライン粘度計）など、幅広いインラインプロセスセンサーを提供しています。これらは、可燃性粉塵の危険性がある用途を含む、要求の厳しい産業用途向けに設計されています。これらのセンサーは、特許取得済みのバランス型ねじり共振器技術を採用しています。SRDは共振器の固有振動数のシフトに基づいて流体の密度を測定し、SRDとSRVはどちらも流体が共振素子に及ぼす減衰効果を測定することで粘度を測定します。

の主な機能 Rheonics SRDおよびSRVセンサーは、オールメタル構造（接液部は316Lステンレス鋼またはハステロイC22を選択可能）、エラストマーを使用しない密閉設計、そして取り付け方向や振動の影響を受けないという優れた特性を備えています。また、流体温度測定機能を内蔵しており、プロセス制御に必要な包括的なデータを提供します。

粉塵危険区域（ゾーン20、21、または22）では、 これは、センサーの認定表面温度定格が定義された動作範囲に直接関連しているため、特に重要になります。センサーが規定の制限外で動作した場合、許容表面温度を超え、周囲の大気中の可燃性粉塵に発火する危険が生じる可能性があります。

したがって、実際のプロセス条件で動作するセンサーを選択することが主な焦点となりますが、そうすることでセンサーが認定された表面温度クラスを維持することも保証されます。必ず Rheonics 温度条件と設備内に存在する粉塵の発火特性の両方との適合性を確認するための文書。

Rheonics EX認証を取得したSRDおよびSRVセンサーは、可燃性粉塵が重大なリスクをもたらす業界の様々なアプリケーションに最適です。リアルタイムのインライン密度および／または粘度データを提供することで、プロセス制御の強化、製品品質の向上、効率性の向上、そして何よりも安全な操業を実現します。

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

SRD/SRV アプリケーション:

以下の表は、以下の適合性に関する総合的な概要を示しています。 Rheonics 可燃性粉塵環境における主要アプリケーション向けのSRD（インライン密度・粘度計）およびSRV（インライン粘度計）EX認証センサー。この表は、エンジニアや安全担当者向けのクイックリファレンスガイドとしてご利用いただけます。

参照表: 適合性 Rheonics 可燃性粉塵環境での用途向けSRDおよびSRV EX認定センサー

業界セグメント	特定のアプリケーション/プロセス	一般的な可燃性粉塵の種類と特性	標準粉塵グループ（ATEX/IECEx）	典型的な危険区域（ATEX/IECEx）	おすすめ Rheonics センサー	監視される主要なプロセスパラメータ	利点と適合性に関する注意事項 Rheonics センサー	関連性 Rheonics 防塵認証側面
食品・農業	小麦粉製粉 - 穀物の調整と生地の混合	小麦粉、コーンスターチ（細粒、オーガニック）	ⅢB	ゾーン20、21、22	SRD、SRV	密度、粘度、温度、水分の推定	密度を調整することで製粉時の水分量を最適化し、生地の粘度をコントロールして均一な仕上がりを実現します。衛生的な設計も可能で、粉塵が継続的に存在しても安全です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、アプリケーションに基づいて特定のTを確認してください）
	砂糖精製 - 結晶化とシロップの濃縮	シュガーダスト - 細かい、オーガニック	ⅢB	ゾーン20、21	SRD	密度、濃度（ブリックス）、粘度	結晶の成長を監視し、シロップの濃度を制御します。衛生的な設計。粉塵の多い場所でも安全です。	Ex ia IIIC T100∘C Da（例、特定のTを確認）
	粉乳製造 - スプレー乾燥と粉体処理	ミルクパウダー - 良質、オーガニック	ⅢB	ゾーン20、21	SRD	密度、粘度（濃縮物）	乾燥機への濃縮液供給を制御し、粉末の嵩密度を監視します。衛生的で、爆発性粉末に対しても安全です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）
錠剤などの医薬品製造	粉末混合と造粒	API、賦形剤（乳糖、デンプン） - 微量、強力	IIIB（一部の賦形剤ではIIICの可能性あり）	ゾーン20、21	SRD、SRV	密度、粘度、ブレンドの均一性	密度制御によりブレンドの均一性を確保し、造粒液の粘度を制御します。ISにより洗浄が容易です。強力な粉塵に対して最大限の安全性を実現します。	Ex ia IIIC T85∘C Da（例、特定のTを確認）
	タブレットコーティング	コーティングポリマー、顔料 - 微細	ⅢB	ゾーン21、22	SRV	粘度、温度	コーティング溶液の粘度を一定に保ち、錠剤の重量増加と外観を均一にします。	Ex ia IIIC T85∘C Da（例、特定のTを確認）
ケミカルプロセス	ポリマー粉末の製造と取り扱い	ポリエチレン、ポリプロピレン粉末 - 微細	ⅢB	ゾーン20、21	SRD	嵩密度、流動特性（推定）	粉末の密度を監視し、一貫性と充填状態を確認します。可燃性ポリマー粉塵に対して安全です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）
	カーボンブラックの取り扱い	カーボンブラック - 非常に微細で導電性がある	IIIC	ゾーン20、21	SRD	スラリー密度、嵩密度	製造および取り扱い時の密度を監視します。導電性粉塵に対する必須IIIC評価。	Ex ia IIIC T200∘C Da（例、特定のTを確認）
鉱業および鉱物	石炭スラリー輸送および準備	石炭粉塵 - 微細、導電性、研磨性	IIIC	ゾーン20、21	SRD	スラリー密度、固形分含有量、粘度	ポンプ輸送時のスラリー密度を最適化し、安全性を監視します。研磨材にも堅牢です。石炭にはIIICおよびDaが必須です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）
	金属鉱石処理（例：粉砕回路）	金属硫化鉱石 - 微細、導電性、研磨性	IIIC / IIIB	ゾーン21、22	SRD	スラリー密度、固形分含有量	効率を上げるため、研削回路の密度を制御します。堅牢性を備えています。導電性がある場合はIIICです。	Ex ia IIIC T200∘C Da（例、特定のTを確認）
動物飼料生産	ペレット化のためのマッシュコンディショニング	穀物粉末、プロテインミール - オーガニック	ⅢB	ゾーン21、22	SRV、SRD	粘度、密度、水分（推定）	耐久性のあるペレットを実現するために、蒸気/水分を制御してマッシュの粘度/密度を最適化します。	Ex ia IIIC T100∘C Da（例、特定のTを確認）
木材加工と紙	木材粉塵の抽出とサイロ保管	木くず、おがくず - 有機	ⅢB	ゾーン20、21	SRD（チップ密度/水分）	嵩密度、水分（推定）	消化槽への投入材のチップ密度を監視します。可燃性の高い木材粉塵にも安全です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）
	紙パルプ原料の製造	セルロース繊維 - 有機	IIIA / IIIB	ゾーン21、22	SRD	パルプの粘稠度（密度）	製紙機械への供給パルプの濃度を制御します。	Ex ia IIIC T100∘C Da（例、特定のTを確認）
金属粉末と積層造形	アルミニウム/チタン粉末のハンドリングとふるい分け	アルミニウム、チタン粉末 - 非常に微細で導電性が高い	IIIC	ゾーン20、21	SRD、SRV（スラリー用）	嵩密度、スラリー粘度/密度	爆発性の高い金属粉末の取り扱いには、極めて重要な安全性が求められます。最高レベルのEPLおよびIIICが必須です。	Ex ia IIIC T200∘C Da（例、特定のTを確認）
塗料とコーティング	粉体塗料製造（粉砕・混合）	ポリマー樹脂、顔料 - 有機	ⅢB	ゾーン20、21	SRD（ブレンド密度用）、SRV（液体前駆体用）	密度、粘度	ブレンドの均一性を確保し、前駆体の粘度を制御します。塗料粉末の製造に安全です。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）
肥料製造	粒状肥料製造（乾燥・コーティング）	硝酸アンモニウム、尿素、カリ粉塵 - 有機/無機	ⅢB	ゾーン21、22	SRD、SRV（溶融物/スラリー用）	密度、粘度、水分（推定）	造粒用のスラリー/溶融粘度を制御し、顆粒の嵩密度を監視します。	Ex ia IIIC T135∘C Da（例、特定のTを確認）

注：センサーの認証に記載されている特定のTmax値（例：T85℃、T100℃、T135℃、T200℃、T285℃、T485℃）は、特定の粉塵の実際の発火温度と最大周囲温度/プロセス温度に基づいて選択する必要があります。 Rheonics 正確な選択のためのドキュメント。

EX認証機器の安全かつ効果的な使用には、 Rheonics SRD および SRV センサーは、製造元の指示および関連する危険区域規格に厳密に従って、正しく設置、操作、およびメンテナンスを行う必要があります。 Rheonics マニュアル

設置、試運転、運用、保守に関わるすべての担当者は、 Rheonics 危険区域に設置するセンサーは、提供されている特定のEX設置マニュアルをよく読んで遵守してください。 Rheonicsこれらのマニュアルには、配線手順、適合する関連機器（バリア）の選択、および遵守しなければならない「安全な使用のための特別条件」に関する重要な情報が記載されています。多くの場合、EX証明書には「X」の接尾辞が付きます（例：TÜV 19 ATEX 8332 X、IECEx TUR 19.0005X）。この「X」は、証明書スケジュールまたは取扱説明書に記載されている、設備の安全完全性を維持するために不可欠な特定の条件があることを示しています。これらの条件には、ケーブルパラメータの制限、機械的保護の要件、または特定の周囲温度範囲が含まれる場合があります。これらの条件に従わない場合、認証が無効になり、安全性が損なわれる可能性があります。

Rheonics SRDおよびSRVセンサーは、本質安全防爆型「Ex ia」機器として認証されています。これは、これらのセンサーが本質安全防爆システムの一部であることを意味します。主な考慮事項は以下のとおりです。

産業環境における可燃性粉塵のリスクには、厳格な安全対策が求められ、適切な認証を受けた機器の選定が不可欠です。すべてのEX認証が同等ではないことを認識することが重要です。危険区域ゾーン（20、21、22）、粉塵グループ（IIIA、IIIB、IIIC）、機器保護レベル（Da、Db、Dc）、そして特に粉塵層の発火を考慮した表面温度の上限といった粉塵特有の考慮事項は、安全確保にとって非常に重要です。

Rheonics SRDインライン密度・粘度計およびSRVインライン粘度計は、高度な測定技術と堅牢な構造を兼ね備えています。粉塵の多い環境での使用において最も重要なのは、これらのセンサーが包括的かつ高度な防爆認証を取得していることです。 Ex ia IIIC T(範囲)° C Daこのマークは、導電性粉塵（グループIIIC）を含むあらゆる種類の可燃性粉塵、および最も危険なゾーン20の場所（EPL Da）での使用に適していることを示しています。本質安全防爆「ia」は最高レベルのフォールトトレランスを提供します。規定の最高表面温度範囲により、特定の粉塵危険物の発火特性に正確に適合させることができます。

これらの認証済みセンサーの採用は、複数のメリットをもたらします。まず第一に、本質安全設計によりセンサーが発火源となるのを防ぐため、安全性が向上します。この基本的な安全機能に加え、 Rheonics センサーは、プロセス効率と製品品質の一貫性を大幅に向上させ、廃棄物の削減と資源利用の最適化につながります。さらに、本質安全防爆構造によるメンテナンスの容易化といった運用上の利点も、センサーの価値を高めています。

• 【1] rheonics SRD » 密度計インラインオンライン比重計…、2025年6月2日アクセス
• [2] 証明書 » rheonics :: 粘度計と密度計、2025年6月2日アクセス
• 【3] Rheonics 現在、Investment Casting Instituteの会員です。2025年6月2日にアクセス
• 【4] Rheonics :: 密度計と粘度計 | インライン流体の粘度と密度、2025年6月2日アクセス
• 【5] Rheonics SRV » 流体粘度モニタリング用インラインオンライン粘度計、2025年6月2日アクセス
• [6] 日本輸出証明書 » rheonics :: 粘度計と密度計、2025年6月2日アクセス