Druck｜モジュール式圧力コントローラ / 校正器 / 気体圧力制御試験器 PACE5000 E/6000 E

【目次】

製品概要

Druck PACE5000 EおよびPACE6000 Eは、圧力校正試験や製造ライン検査におけるスループット向上と高精度化を両立する次世代モジュール式圧力コントローラです。脱着可能な制御モジュール（CM）構造を採用し、装置本体を設置したまま広範な圧力レンジの変更や校正メンテナンスをダウンタイムなしで実現します。設計技術者や計測エンジニアが抱える「検査工数の削減」「測定信頼性の確保」「多様な圧力レンジへの対応」といった課題を強力に解決します。

基本情報

• メーカー: Druck【クレーンジャパン株式会社(旧ベーカーヒューズ/旧GEセンシング)】
• 設置形態: ベンチトップ / 19インチラックマウント対応（PACE5000 E: 2U / PACE6000 E: 3U）
• 適合規格: CE、UKCA、UL 61010-1、EMC EN61326-1、PED 2014/68/EU、LXI 1.6準拠

製品仕様

• 高速かつ高安定な圧力制御: 最速1.5秒(2秒以内)で目標圧力に収束、最高0.001% FSの制御安定度
• 広範な圧力対応レンジ(以下表記はFS、負圧も可能):
  • ゲージ圧センサー: 2.5 kPa g 〜 21 MPa g（大気圧計内蔵で絶対圧も可能[100kPa以上]）
  • 絶対圧センサー: 200 kPa abs 〜21.1 MPa abs（大気圧計内蔵でゲージ圧も可能）

簡単に交換可能な制御モジュール

• 柔軟なモジュール別測定精度（12ヶ月仕様）:
  • CM0（標準精度）: 0.02% Rdg + 0.02% FS
  • CM1（高精度）: 0.01% Rdg + 0.01% FS
  • CM2（プレミアム精度）: 0.005% Rdg + 0.005% FS
  • CM3（TERPS最高精度）: 0.0004% Rdg + 0.0027% FS（絶対圧200 kPa / 350 kPaモデル）
• マルチチャンネルシャーシ構成:
  • PACE5000 E: 1チャンネル仕様（幅440 × 高さ88 × 奥行320 mm）
  • PACE6000 E: 2チャンネル仕様（幅440 × 高さ132 × 奥行320 mm、オートレンジおよび同時独立制御対応）
• 供給媒体: クリーンな乾燥空気、窒素、その他非腐食性・非燃焼性気体
• 先進的インターフェース: カラーLCDタッチスクリーン（PACE5000 E: 8.5インチ / PACE6000 E: 9.6インチ）、HDMI（外部モニタ出力）、LXI 1.6 Ethernet、USBTMC、USB-A/C、GPIB（オプション）、RS232（オプション）

・製品仕様表

主な特長

特長1: 着脱式 制御モジュール（CM）による優れたメンテナンス性

バルブ、マニホールド、圧力センサー、校正データを1つの独立型モジュール（CM）に集約しています。ラックや試験ラインに本体シャーシを設置したまま、モジュール単体の取り外し・交換・定期校正が可能です。 利点: 定期校正や仕様変更時にも装置本体をラインから外す必要がなく、システム停止時間（ダウンタイム）と再セットアップ工数を劇的に削減します。

特長2: 最速1.5秒の高速応答と0.001% FSの極めて高い制御安定度

最適化されたバルブ駆動機構と最先端の制御アルゴリズムにより、ステップ応答において最速1.5秒で目標圧力に収束します。さらに最高0.001% FSの制御安定度を誇ります。 利点: タクトタイムの短い自動検査ラインや大量の圧力センサー校正においてスループットを最大化し、圧力微動の影響を排除した再現性の高いテストを実現します。

特長3: シームレスなオートレンジ機能とマルチチャンネル制御（PACE6000 E）

PACE6000 Eは2系統のモジュールを同時装着でき、低圧域と高圧域の組み合わせにより最適な精度範囲を自動選択するオートレンジ（Auto Range）制御や2系統の独立並行制御に対応します。 利点: 低圧から高圧まで幅広い圧力帯の校正・試験を1台でカバーできるため、配線替えの工数を省き、測定機器の重複投資を回避できます。

特長4: TERPSセンサー技術がもたらす最高峰の測定精度と超長期安定性（CM3モジュール）

独自開発の微細加工シリコン「TERPS（Trench Etched Resonant Pressure Sensor）」を内蔵したCM3モジュールにより、最高レベルの絶対圧精度（0.0004% Rdg + 0.0027% FS）と長期ドリフトの少ない安定性を維持します。 利点: 国家標準レベルのトレーサビリティや上位標準器としての信頼性を確保し、再校正頻度の低減と品質管理コストの最適化に貢献します。

特長5: LXI規格準拠および豊富な拡張インターフェース

LXI 1.6規格準拠のEthernetポートをはじめ、USBTMC、HDMI外部モニタ出力、GPIB、RS232、NI LabVIEWドライバに対応。Webブラウザ（LXI Web Pages）経由でのリモートデバッグや遠隔監視も標準サポートしています。 利点: 既存のPC制御システムや自動校正ソフトウェア（4Sight2等）へ即座に組み込み可能で、リモート監視・自動化プロセスの構築を容易にします。

アプリケーション例

PACE5000 E / PACE6000 Eは、高精度が要求される校正ラボからタクトタイムが重視される製造現場まで、幅広い領域で具体的な付加価値を提供します。

• 国家標準・社内基準器の気体自動校正器として（Metrology & Calibration Laboratory）:
  TERPSセンサーを搭載したCM3モジュールにより、重錘形圧力計（デッドウェイトテスター）の代替として、あるいは高精度トランスデューサの基準器として活用可能。
• 航空宇宙・防衛分野におけるアビオニクス試験（Aeronautical Task）:
  PACE6000 Eのデュアルモジュール構成により、高度（フィート／メートル）と対気速度（ノット／マッハ数）を独立かつ協調制御。昇降率（ROC）や加速レート（RtCAS）の上限を厳密に制限しながら対気速度計・高度計の試験を実施でき、供試体破損のリスクを防止しながら再現性の高い自動テストラインを構築できます。
• 圧力センサー・スイッチの製造ラインでの自動検査:
  PCからの外部制御でお客様製品の圧力自動検査が高速に可能。２４時間３６５日に近い稼働をされているお客様もあり、検査時間の大幅短縮が期待できます。また、圧力式マスフローコントローラの製造検査でも使用されています。
• 容器内でのお客様製品の耐久試験や材料(素材)の臨界点観察:
  PCからの外部制御でなくても、単体でも圧力の発生制御が可能。各種、圧力耐久試験や材料の加圧下による特性観察にも使用されています。

よくある質問（FAQ）

Q1. 他社製コントローラと比較して、PACEの圧力制御スピードはなぜ圧倒的に速いのですか？

A. PACEシリーズが最短1.5秒という驚異的な整定速度を実現できる理由は主に3点あります。

1. 専用アルゴリズム: Druckが長年培った空圧制御モデルに基づき、大容量・小容量負荷のいずれに対してもオーバーシュートを極小化しながら最短経路で目標圧力へ導く適応型制御アルゴリズムを搭載しています。
2. 高速・高精度バルブブロック: モジュールごとに最適化された自社製ピエゾ／電磁高速比例弁を採用し、ミリ秒単位での精密な吸排気制御を行っています。
3. 低内部容積設計: マニホールドとセンサーを直結したコンパクトな内部構造により、コントローラ自身のデッドボリュームを極限まで低減しているためです。

Q2. 「最短1.5秒で整定」とは、どのような条件下での性能ですか？

A. データシートに規定されている条件は、「外部負荷容積 100 ml以下、フルスケールの20%〜50%ステップ変化、制御安定度 0.025% FS到達」です。より厳しい高精度条件（安定度 0.005% FS）であっても3秒以内、さらに極限の 0.001% FS安定度を要求する場合でも約5秒で整定します。一般的な他社製コントローラが同等安定度に達するまでに10〜30秒以上要するケースと比較して、数倍のスピードを誇ります。

Q3. 被測定物（UUT）の容積が大きい場合や配管が長い場合でも、高速制御は維持できますか？

A. はい、大容量負荷に対しても高い高速性を維持します。PACEの適応アルゴリズムは配管やワークの容積を検知し、流量を適切にブーストします。さらに、配管容積が大きいシステムの場合は、コントローラの正圧・負圧供給ポート直近に「サプライレシーバータンク（バッファ容積）」を配置することで、瞬時流量の低下を防ぎ、大容量負荷であっても高速整定を維持できます（取扱説明書 P.8 参照）。

Q4. 大気圧付近（微小ゲージ圧や真空域）の制御速度を上げるには何が必要ですか？

A. 背面の負圧供給ポート（SUPPLY -）に外部真空ポンプを接続することを強く推奨します。 大気圧付近（2 bar以下）の微小圧制御や減圧制御時、排気側を単に大気開放しているだけでは差圧が不足し、排気流量が落ちて整定に時間がかかります。真空ポンプを接続して負圧差圧を確保することで、大気圧近傍への降圧時でも瞬時に圧力を引き込み、最短時間での高速整定が可能になります。

Q5. PACE5000(1ch仕様)とPACE6000(2ch仕様)は、スピードやタクトタイムの観点からどう選ぶべきですか？

A.

• PACE5000（1モジュール/2U）: 単一レンジのセンサー検査や、特定の圧力帯を集中的に高速検査する量産インラインに最適です。省スペースでラック集積度を高めたい場合に適しています。
• PACE6000（最大2モジュール/3U）: 低圧から高圧まで幅広いレンジを1サイクルで試験する場合、オートレンジ機能により「配管組み換え時間」「手動バルブ操作時間」を完全ゼロにできるため、総合的なタクトタイム短縮効果はPACE6000が圧倒的です。また、2系統を同時に独立制御する並列試験にも適しています。

Q6. PACE6000の「オートレンジ機能」でレンジが切り替わる際、待ち時間は発生しますか？

A. いいえ、コントローラ内部でモジュール間の受け渡しが自動的かつシームレスに行われるため、作業者が配管を切り替えたりレンジ設定を変更したりする待機時間は一切不要です。低圧側モジュールで測定限界に達すると、自動で高圧側モジュールへ制御が引き継がれ、ステップ試験を中断することなく連続実行できます。

Q7. 定期校正やメンテナンス時のライン停止（ダウンタイム）はどの程度削減できますか？

A. ダウンタイムは「ほぼゼロ」に短縮可能です。PACEは校正データや制御パラメータをすべて「PACE CMモジュール」側のメモリに保持しています。そのため、定期校正の際はシャーシ（本体）をラックから降ろす必要がなく、ネジ4本を外してモジュール単体（約5 kg）を取り外し、校正済みの予備モジュールへ差し替えるだけで、数分後には検査ラインを再開できます。

Q8. 既存のDPI 510やDPI 520から置き換えた場合、通信速度やプログラム移行はどうなりますか？

A.

• プログラムの移行: PACEには旧DPIシリーズの通信コマンドをそのままエミュレーションする機能が備わっているため、PC側の制御ソフトウェアを書き換えることなく「完全プラグアンドプレイ」で移行できます。
• 通信スループット: Ethernet（LXI 1.6準拠）や高速USB、GPIBをサポートしており、通信更新レートは秒間20回と非常に高速です。通信遅延による測定サイクルのロスを排除し、システム全体の処理速度を底上げします。

Q9. 4つのコントロールモジュール（CM0 / CM1 / CM2 / CM3）はどのように選定すればよいですか？

A. タクトタイム、要求精度、コストのバランスから選定します。

• CM0（標準精度: 0.02% Rdg + 0.02% FS）: 制御安定度 0.005% FS。量産ラインの合否判定や高速気密試験など、スピードとコストパフォーマンスを最優先する用途向け。
• CM1（高精度: 0.01% Rdg + 0.01% FS）: 制御安定度 0.003% FS。一般的な工業用センサー・トランスミッタの量産校正ベンチ向け。
• CM2（プレミアム: 0.005% Rdg + 0.005% FS）: 制御安定度 0.001% FS。社内の二次基準器やハイエンド機器の多点高速校正向け。
• CM3（リファレンス: 最高 0.001% FS）: TERPS（共振シリコン）センサーを搭載し、年ドリフト 0.0025% FS/年を実現。公認校正機関（JCSS等）や国家標準室レベルの最上位マスターキャリブレータ向け。ただし、制御速度はCM0～CM2と異なり、かなり遅くなります。

Q10. コントローラ自身で行える「テストプログラム機能」とは何ですか？外部PCとの使い分けは？

A. 本体のタッチスクリーン上で、「加圧 → 安定判定（Wait In-Limits） → 保持 → 排気」といった一連のテストシーケンスをノーコードで作成・保存・ループ実行できる機能です。 外部PCや高価な計測制御ソフトを立ち上げることなく、単体でステップ試験や耐久試験を自動実行できるため、セル生産現場や治具検査の立ち上げ時間を大幅に短縮できます。作成したプログラムはUSBメモリ経由で他号機へ簡単にクローン展開が可能です。製造ラインの検査設備では、外部PC等の制御で使用されています。

ダウンロード

製品紹介動画

Druckの提供する圧力コントローラを紹介します。本製品は圧力基準器と制御機器が一体化しており、自動且つ高速にガス圧の制御を可能とします。また、圧力制御部はモジュール式を採用しており、お客様が要求される圧力レンジ、精度によって簡単に交換が可能です。