防爆レーダーレベルトランスミッター：ATEX/IECEx Zone 0/1/2ガイド

防爆型レーダー液面計は、可燃性ガス、蒸気、または可燃性粉塵が存在する可能性がある危険区域で安全に液面を測定するために設計・認証されたレーダー式レベル計器です。これは、ATEX（欧州）やIECEx（国際）などの国際規格に基づいて設計・試験され、危険性をゾーン（ガス用はZone 0、1、2、粉塵用はZone 20、21、22）、ガスグループ（IIA、IIB、IIC）、温度クラス（T1～T6）、および防爆方式（最も一般的なのはEx d耐圧防爆容器またはEx ia本質安全）によって分類する必要があります。調達管理者、プロセスエンジニア、EPC請負業者、プラント安全エンジニアにとって、これらの表示は計器のコスト以上の意味を持ちます。それらは、化学薬品貯蔵タンク、加圧容器、セメントやプラスチックのサイロに送信機が合法的に設置可能で物理的に安全であるかを決定します。

危険区域ゾーン：Zone 0/1/2およびZone 20/21/22の定義

ATEXとIECExはどちらも、爆発性雰囲気が存在する確率によって危険場所を分類します。雰囲気が頻繁に存在するほど、必要な機器の等級は厳しくなります。

ガスゾーン

• Zone 0 — 爆発性ガスが連続的または長期間（年間1,000時間以上）存在する場所。ここでの機器はZone 0（Ga）等級を備える必要があり、実際にはEx ia本質安全またはEx m封入が使用されます。
• Zone 1 — 通常の運転中に爆発性ガスが発生する可能性が高い場所（年間10～1,000時間）。Ex d耐圧防爆とEx iaの両方が許可されています。
• Zone 2 — 通常の運転中に爆発性ガスが発生する可能性が低く、発生しても短時間（年間10時間未満）のみ。Ex d、Ex ia、または非着火性のEx nA機器が許容されます。

粉塵ゾーン

• Zone 20 — 可燃性粉じんが継続的または頻繁に存在する。
• Zone 21 — 通常の運転中に粉じん雲が発生する可能性が時々ある。
• Zone 22 — 通常の運転中に粉じん雲が発生する可能性は低く、発生しても短時間のみである。

プロセスに合わせてさらに2つの表示を一致させる必要がある。ガスグループは爆発性物質を分類する：IIA（プロパン類似）、IIB（エチレン類似）、またはIIC（水素およびアセチレン類似、最も厳しい）。温度クラスは最大表面温度を制限する — T6（≤ 85 °C）からT1（≤ 450 °C）まで — そしてガスまたは粉じんの発火温度以下でなければならない。例えば、Ex db IIC T6 Gbレーダーは、防爆構造で、グループIIC認定を受け、Zone 1に適している。

Ex d 防爆 vs Ex ia 本質安全：2つの保護概念

保護概念とは、計器が雰囲気に点火するのを防ぐ物理的な戦略であり、通常、購入者が最初に決定する事項である。

Ex d — 防爆エンクロージャ（封じ込め）

Ex dは封じ込めによって保護する。送信機ハウジングは堅牢で機械加工された防爆エンクロージャであり、内部爆発に耐え、外部雰囲気への伝播を防ぐ。認定された防炎経路 — 各フランジおよびグランドの狭く精密に公差が設定された隙間 — が、高温ガスが外部に到達する前に冷却および消火する。

• フルループ電力を供給し、長いケーブル配線と複数の負荷を持つ4–20 mA / HARTトランスミッタに適している。
• Gb定格：Zone 1およびZone 2に適しているが、通常はZone 0ガスには適さない。
• 認定された防爆用グランドと密封された未使用の入口が必要です。設置はより要求が厳しく、筐体はより重くなります。
• ハウジング表面温度（プロセス温度によって低下）は、雰囲気の発火温度を下回る必要があります。

Ex ia — 本質安全（エネルギー制限）

Ex iaはエネルギーを制限することで保護します。送信機とその信号ループは、2つの同時故障が発生しても、利用可能な電気エネルギーがガスや粉塵を発火させるには低すぎるように設計されています。この制限は、関連機器（通常は安全エリアのガルバニック絶縁バリアまたはツェナーバリア）によって強制されます。

• 測定チェーン全体が本質安全である場合、Zone 0（Ga）での使用が許可されます。
• 認定されたバリアと低電力ループ設計が必要です。そのため、2線式レーダーアーキテクチャがここで重要になります。
• 配線はより軽量です。青色の本質安全ケーブルと標準的な端子ボックスにより設置コストが削減されますが、バリアコストと電流/電圧制限を受け入れる必要があります。
• Zone 1およびZone 2でも有効です。

多くの危険エリア用レーダーは両方の概念を組み合わせています。Ex dハウジングと本質安全センサーまたはHARTパス、またはEx dプロセスシール付きのEx ia送信機です。仕様を指定する際は、必要な概念（Ex d、Ex ia、またはEx d/iaハイブリッド）を明記してください。証明書、配線、価格はすべてそれに従います。

ゾーン別保護：ガス vs 粉塵 vs 要求タイプ vs レーダーモデル

この表は、各ATEX/IECExゾーンを、規格が許可する保護概念と、通常指定するレーダークラスに対応付けます。

ガスゾーンと粉塵ゾーンの認定は独立しています。ゾーン1ガス用に認定された伝送器は、自動的にゾーン21粉塵用に認定されるわけではなく、その逆も同様です。

危険なタンクやサイロで80 GHzレーダーが優れている理由

周波数の選択は、危険区域での精度、アンテナサイズ、保守性に影響します。80 GHzレーダー（Wバンド）には、ゾーン指定のタンクやサイロにおいて3つの利点があります。

アンテナが小さく、設置が簡単で低コスト。 80 GHzの波長により、アンテナは約40 mm以下に縮小され、既存のフランジやノズルに適合します。これは、加圧容器に大きな開口部を設けられない場合に重要であり、Ex dハウジングへの貫通部が小さくなり、プロセス接続が軽量になります。

狭いビーム角、少ない誤エコー。 80 GHzではビーム角は約3～5°に低下し、低周波数では10～20°です。ビームはタンク壁、バッフル、コイル、撹拌翼を避け、不要なエコーを発生させないため、信号評価が簡単になり、測定値の信頼性が高まります。サイロでは、広いビームのレーダーを悩ませる壁や堆積リングを避けます。

粉塵、蒸気、堆積物への透過性が向上。 集束された高周波エネルギーは、濃い粉塵雲、結露、蒸気層を減衰が少なく透過します。セメント、フライアッシュ、プラスチックペレット、微粉末など、粉塵ゾーンが存在するために機器が設置されるような場所では、80 GHzレーダーは低周波数ユニットが信号を失う状況でもクリーンなエコーを維持します。より詳細な比較については、 80 GHz vs 26 GHzレーダーレベル計を参照してください。当社の 80 GHzレーダーレベル計 のページには認定済みのバリエーションが掲載されています。

要求すべき証明書：ATEX、IECEx、NEPSI

危険エリア用機器の場合、証明書が成果物です。設置場所に応じて、これら3つを名前を指定して要求してください。

• ATEX — 欧州連合およびEEA内の爆発性雰囲気で使用される機器に要求されます（指令2014/34/EUによる）。証明書は認証機関（Notified Body）によって発行され、EU型式検査証明書およびEU適合宣言書を伴う必要があります。
• IECEx — IEC 60079シリーズに基づく国際スキームで、30か国以上および多くのプラントオーナーやEPCから最も転用性の高い証明書として認められており、レーダーを国境を越えて受け入れられる最速の方法です。
• NEPSI — 爆発性雰囲気に対する中国の認証で、中国本土のプラントに必要であり、中国メーカーに広く使用されています。WELKは中国メーカーであるため、NEPSIはIECExおよびATEXとともに標準的な納入物であり、1つの計器がヨーロッパ、中東、中国のプロジェクトに適合する書類とともに出荷されます。

防爆証明書の確認方法

データシートの証明書番号は証明ではありません。発注前に確認してください：

1. IECExオンライン証明書データベースで証明書番号を検索し （iecex.iec.ch）現在有効であることを確認してください。
2. 証明書の所有者を確認し 購入先のメーカーと一致することを確認してください。
3. 範囲を確認してください 正確なモデル、ゾーン（0/1/2または20/21/22）、ガスグループ、温度クラス、および周囲温度範囲をカバーしていることを確認してください。
4. 銘板の表示を証明書と照合してください — デバイスの銘板には同一の表示（例えば、防爆Zone 1ユニットの場合はEx db IIC T6 Gb、Zone 0の場合はEx ia IIC T6 Ga）を記載する必要があります。
5. 保護概念を確認する あなたが支払っている保護方式（Ex d、Ex ia、またはその両方）が証明書に記載されていることを確認してください。
6. 完全なパッケージを要求する — ATEXの場合はEU型式検査証明書と適合宣言書、IECExの場合はExTRとCoC、NEPSIの場合はEx証明書を、コミットする前に入手してください。

当社の 証明書ページ には、WELK計器が保有する認証がリストされており、各Exタグ付きユニットの背後にある工場試験と検査によって裏付けられています。

用途別の防爆レーダー選定

化学薬品貯蔵タンク

化学薬品タンクファームは通常Zone 1であり、ベント、火炎域、および一部の反応器ヘッドスペースではZone 0です。腐食性媒体が接液部品の決定を左右します：特定の化学薬品向けに設計されたアンテナとプロセスシール（多くの場合PTFEまたはPFAで被覆）を選択し、温度クラスを溶剤の引火点に合わせてください。本質安全センサーと防爆ハウジングの組み合わせが一般的な構成です。

加圧容器と反応器

圧力と温度が、ゾーン単独ではなく選定を左右します。プロセス接続部とアンテナは容器の定格を満たす必要があり、プロセス温度はハウジング表面温度を低下させるため、通常は高温定格のEx dレーダーが指定されます。蒸気滅菌サイクルを含む全動作範囲にわたって温度クラスが維持される認定モデルを探してください。当社の 高温対応レーダーレベル計 は、この用途向けに認定されています。

セメント、フライアッシュ、プラスチックサイロ

サイロは通常、粉塵ゾーン21または22であり、揮発性添加剤によるガス危険性を伴う場合もあります。要件は、長距離（多くの場合30〜70 m）、多量の粉塵と堆積物への耐性、そして防塵（Ex t）または本質安全防爆の粉塵定格です。狭いビームと密閉またはパージされたアンテナを備えた長距離80 GHzレーダーが標準的な解決策です。当社の セメントサイロ用レーダーレベル計 は、実績のある出発点です。

連続的な在庫管理ではなく警報およびインターロック用途には、 防爆型音叉式レベルスイッチ が、レーダーに代わる低コストで信頼性の高い補完手段です。

危険エリアのレベル測定における一般的な購入ミス

1. Zone 0用途にEx dを指定する。 防爆エンクロージャはGb等級で、Zone 1に属します。Zone 0のガスにはGa等級、つまりEx iaまたはEx mが必要です。Zone 0のヘッドスペースにEx dを購入することは、現場のエンジニアリングでは修正できないコンプライアンス違反です。

2. トランスミッタを購入してループを忘れる。 Ex iaは、認定されたバリアがループ内にある場合のみ本質安全です。Ex dは、認定された防爆グランドと密閉された未使用のエントリがある場合のみ防爆です。計器だけでなく、測定チェーン全体の予算を立ててください。

3. ガスグループと温度クラスを無視する。 IIB機器はIICサービスに自動的に有効ではなく、T3定格はガスがより低い温度で発火する場合には有効ではありません。ゾーン、グループ、クラスの3つのマーキングすべてをプロセスに一致させてください。

4. 1つの証明書がすべての地域をカバーすると仮定する。 ATEXはIECEx認定の管轄区域を自動的に満たすわけではなく、中国本土ではNEPSI証明書の代わりにはなりません。設置場所で必要な証明書を要求してください。

5. 粉塵認証を忘れる。 ガスゾーン認定のレーダーは粉塵認定ではありません。粉塵ゾーンにはEx tまたは粉塵定格のEx iaマーキングが必要であり、エンクロージャとアンテナシールは粉塵侵入について評価する必要があります。

6. 証明書を検証しない。 正しい番号のコピー証明書は、検証済みで適用範囲内の現在の証明書と同じではありません。コミットする前に上記の検証チェックリストを使用してください。

7. 温度の過小仕様。 プロセス温度がハウジング表面温度を上昇させ、ユニットが温度クラスから外れる可能性があります。見積もりを依頼する際は、銘板の周囲温度ではなく、実際の最大プロセス温度を明記してください。

FAQ

防爆型レーダーレベル伝送器のEx dとEx iaの違いは何ですか？ Ex d耐圧防爆は、堅牢な筐体内で内部爆発を封じ込め、外部への火炎伝播を防ぎます。Ex iaはループの電気エネルギーを大気を着火できないレベルに制限します。Ex dはより大きなループ電力を提供し、通常Zone 1（Gb）に定格されています。Ex iaはZone 0（Ga）に必要で、認定された絶縁バリアが必要です。

防爆型レーダーレベル伝送器をZone 0で使用できますか？ はい、ただし伝送器とそのループ全体がZone 0（Ga）定格を有する場合に限ります。実際にはEx ia本質安全またはEx m封入が該当します。標準のEx d耐圧防爆伝送器はGb定格で、Zone 1およびZone 2に適しており、Zone 0には適していません。

危険区域用レーダーレベル伝送器にはどの証明書を要求すべきですか？ 欧州プロジェクトにはATEX（EU型式検査証明書および適合宣言書付き）、広範な国際的受容にはIECEx、中国本土のプラントにはNEPSIを要求してください。機器が地域間で移動する可能性がある場合は、3つすべてを要求してください。

ATEXまたはIECEx証明書が本物であることをどのように確認しますか？ IECExオンライン証明書データベースで証明書番号を検索し、証明書保有者が製造元と一致することを確認し、銘板表示（例：Ex db IIC T6 GbまたはEx ia IIC T6 Ga）、ゾーン、ガスグループ、温度クラスが証明書の範囲と一致することを確認してください。

粉塵爆発ゾーン定格のある粉塵サイロで80 GHzレーダーは信頼できますか？ はい。80 GHzの狭いビームは、低周波レーダーよりも粉塵、結露、付着物をよりよく排除し、密閉またはパージされたアンテナを備えた粉塵認定（Ex tまたはEx ia粉塵）伝送器が、セメントおよびプラスチックの長距離サイロ用途の標準的な選択肢です。

危険エリア向け認定防爆レーダー式レベル伝送器を入手

ゾーン定格のレーダーは、その背後にある認定書と同じだけの価値があります。ゾーン区分（ATEXまたはIECExゾーン、ガスグループ、温度クラス）、タンクまたはサイロの寸法、プロセス条件（媒体、温度、圧力、可能であれば誘電率）、および既存のノズルまたはフランジサイズをWELK営業チームに送信してください。当社は認定された 防爆レーダー式レベル伝送器 を、適合する保護概念（Ex d、Ex ia、または防塵定格）とともに、認定書の写しと技術見積書を添えてご提案します。一般的な回答や曖昧な表示はありません。当社が提案するモデルは、お客様のプラントが検査に合格し安全に運転するために必要な正確なゾーン、グループ、クラス、温度定格を備えています。