熱電EHセンサデバイス製品

IoTの電源問題を解決するエネルギーハーベスティング(EH ※1)により、電池レスで動作するKELGEN SD。センシングしたデータを継続的に監視することで故障予兆検知や日常点検の自動化に活用いただけます。

KELGEN SDシリーズ
モータや配管に設置するだけで、KELGEN(ケルジェン)による自己発電により
受熱面と雰囲気との温度差10℃(無風状態)から動作。
内蔵の無線マイコンで測定結果を送信します。
世界初 FFT解析搭載 熱電EH振動センサデバイス

振動センサデバイスKSGD-SVは公益社団法人日本プラントメンテナンス協会より、「回転機器の排熱を電源とした世界初の振動センサデバイスである。回転機器は動力損失による発熱は必ず存在するので温度差が10℃以上あれば動作する本機の適用範囲が広い。電池レス配線レスにより電池と交換作業のコストがなくなる。」ことを評価いただき、『2020年度 TPM優秀商品賞 開発賞』を受賞しました。

KSGD-SVは温度差10℃(無風状態、設置面と雰囲気との温度差)から動作する電池レスの振動センサデバイスです。回転機器に置くだけで、排熱によるKELGEN (ケルジェン)の自己発電で動作し、振動と温度をセンシングし、データを無線送信します。FFT解析(※2)を搭載するKSGD-SV2は振動加速度に加え、速度RMS、オーバオール値などを送信します。

■ 電池レス クイックスタート

KELGEN SDシリーズは、イニシャルコストとランニングコストの削減のみでなく、設置からデータの収集までの作業時間も削減する設備監視システムです。

電池レス クイックスタート

置くだけで温度差10℃から動作する電池レスで配線レスのKELGEN SDは配線工事と電池交換が不要です。通信網のKELGEN SD-Netは付属する電波強度確認ソフトにより、短時間で中継器の設置場所を特定できます。データロガーのKELGEN SDMはKELGEN SDの電波を受信するとデータ保存フォルダを自動生成しセンシングデータの保存を開始します。

■ 安定した発電性能

KELGEN SDは搭載する熱電発電モジュールKELGEN(ケルジェン)を貫通する熱量を一定に保つ機能を備え、熱源からの排熱が一定な場合、昼夜・天候・季節などの周囲環境が変動しても安定して発電します。

電池レス クイックスタート

■ KELGEN SD(Sensor Devices)

高性能 熱電発電モジュールKELGEN(ケルジェン)を搭載。モータやギヤなどの回転機器や配管に設置するだけで、自己発電により動作します。内蔵の無線マイコンにてセンシングデータを送信します。
KELGEN SDには、世界初のFFT解析機能を搭載する熱電EH振動センサデバイス「KSGD-SV2」の他、熱電EH熱電対センサデバイス「KSGD-ST」、熱電EHアナログ入力デバイス「KSGD-SA」があります。

モータの排熱の活用

建屋内外に多数設置されているモータの多くは入力電力に対し約85~95%の機械出力効率で動作し、残りの電力の大半は熱エネルギーとして捨てられます。KELGEN SDはこの排熱を熱電発電によりエネルギーハーベスティングし、動作します。

熱電EH振動センサデバイス

自己発電のしくみ

当社製の高性能熱電発電モジュール「KELGEN (ケルジェン)」を搭載。受熱面と雰囲気との温度差10℃(無風状態)から動作します。モータなどの排熱による熱流が「KELGEN」を貫通することによる熱電発電で動作し、KELGEN SDの発電量は、「KELGEN」の貫通熱量(単位時間当たりに貫通する熱流の量)に依存します。熱源の放熱量が増加すると、「KELGEN」の発電量は増加し、KELGEN SDの測定間隔が短くなります。

自己発電のしくみ

KELGEN SDの設置

モータや配管などの表面が平坦でない面への設置は、KELGEN SDとの隙間を薄くパテで埋めて設置することで微小な排熱をKELGEN SDへ伝熱できます。

■ KELGEN SD-Net

エネルギーハーベスティングで動作するKELGEN SDによりセンシングしたデータをつなぐ無線通信網です。
標準ネットワークと小規模ネットワークの2種類の通信機器があり、標準ネットワークは親機1台でKELGEN SDを最大200台接続できるほか、中継器を複数台設置することで、センシングデータを1km以上伝送できます。冗長性と堅牢性を向上させたメッシュ型(通信経路固定、最大3経路)の通信網です。一方、小規模ネットワークはKELGEN SDを約20台~30台接続でき、中継器によりセンシングしたデータを最大5段までホッピングできるコンパクトな通信網です。
KELGEN SD-Netには中継器の設置を支援する、通信網の電波状態確認用のSD-Net電波強度確認ソフトウェアが付属します。

KELGEN SD-Net

通信ch

KELGEN SDシリーズは通信規格IEEE 802.15.4を採用。ch幅が2MHzと狭く、Wi-Fiのchの隙間に設定できます。KELGEN SDおよびKELGEN SD-Netの小規模ネットワークは通信チャンネルの25chを使用しています。標準ネットワークでは通信チャンネル 15ch、20ch、25chを使用します。

通信ch

■ KELGEN SDM

KELGEN SDM(データ管理ソフト)は、KELGEN SDがセンシングしたデータをストレージに保存するデータロガーです。
KELGEN SDのデータを受信すると、データ保存フォルダを自動生成し保存を開始します。
測定の間隔が設置環境に左右されて不規則となるEHデバイスのデータを、市販の集計ソフトで簡易に活用しやすいように、センシングしたデータは生データに加え1分平均のデータをcsv形式でそれぞれ保存します。また、データを可視化する簡易機能を備えており、ウエブブラウザを用いてKELGEN SDMのデータを複数のPCで確認できます。

KELGEN SD-Net

KELGEN SD(センサデバイス)

  名称 型式 仕様 本体 サイズ(mm) カタログ
ファイル形式/容量
温度センサ
デバイス
K熱電対タイプ KSGD-STK-A00 0~+1350 ℃ W61×D44×H20 PDF/1079KB
B熱電対タイプ KSGD-STB-A00 +200〜+1800 ℃ W61×D44×H20
R熱電対タイプ KSGD-STR-A00 0〜+1600 ℃ W61×D44×H20
アナログ入力
デバイス
電流入力タイプ KSGD-SAC-A00 4-20m A W61×D44×H20
電圧入力タイプ KSGD-SAV-A00 1-5V W61×D44×H20
振動センサデバイス FFT解析あり 1軸 KSGD-SV2-A01 ±16G, 6kHz W61×D44×H25 PDF/1700KB
FFT解析なし KSGD-SV3-A00 ±16G, 6kHz W61×D44×H25
スタータキット スタータキット KSGD-SST-A00 熱源の評価用 W61×D44×H20 PDF/1550KB
振動センサデバイス
スタータキット
スタータキット
FFT解析あり
KSGD-SSV2-A01 振動センサデバイスの評価用 W61×D44×H25 PDF/1685KB
スタータキット
FFT解析なし
KSGD-SSV3-A00 振動センサデバイスの評価用 W61×D44×H25

ダウンロードファイル

項目 ファイル形式/容量
FTDIドライバ EXE/1.9MB

※1 EH:Energy Harvesting、環境発電。光、振動、熱、風などの身の回りにあるわずかなエネルギーを電力に変換する発電技術
※2 FFT:Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換。測定した振動を解析して周波数成分に変換するアルゴリズム。

※表にない性能特性図は別途、こちらまでお問い合わせください。