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    レベルセンサーの基礎知識
     
      • 発行日 2023年2月20日
      • 最終変更日 2024年10月30日
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    レベルセンサーの基礎知識

    レベルセンサーとは何か、どのような種類とサイズがあるか、レベルセンサーのさまざまな用途について紹介します。

    レベルセンサーとは?

    レベルセンサは、流体制御システムにおいて、タンクや容器のレベルを測定するために使用される電気計測器である。液体、粉末状固体、粒状固体など、さまざまな種類の流動性媒体のレベルを測定することができる。レベルセンサは、接続された制御バルブの開閉タイミングを自動的に伝える電気信号を発信します。

    レベルセンサーによっては、レベルに比例した出力や、あらかじめ設定されたレベルや値で出力するようプログラムされた出力もあります。

    レベルセンサーは、流体制御システムにおいて重要な役割を担っています。物質の現在位置、レベル、変位を正確に把握することは、様々な用途や環境において必須であり、レベルセンサは重要な役割を担っています。

    レベルセンサーの仕組み

    レベルセンサーには複数のタイプがあり、それぞれタンクや容器内の媒体のレベルを測定する方法が異なります。さまざまなタイプのレベルセンサーが、それぞれ異なる技術やプロセスで計測を行なっています。

    レベルセンサーは、その種類によって、接触式と非接触式に分類されます。液面を測定するために使用される方法をタイプ別に説明します。

    • 光学式レベルセンサー- 可視光、レーザー光、赤外線
    • 静電容量式レベルセンサ- 非接触型センシング
    • 導電性レベルセンサ- 電気接点出力
    • 振動式レベルセンサー- 高周波の振動
    • 超音波レベルセンサ- 超音波パルス
    • マイクロ波レベルセンサ- 電磁エネルギー

    レベルセンサーの種類

    レベルセンサーには様々な種類があり、それぞれ用途や目的に応じて最適なものがあります。また、種類によって特性や仕様が異なるため、最適なレベルセンサーを選択するためには、いくつかのポイントがあります。

    これらには、以下のようなものがあります。

    • 測定する物質について
    • センサが使用される場所
    • センサーをどの位置に取り付けるか

    ここでは、最も一般的なレベルセンサーの種類を紹介します。

    Optical Level Sensor

    光学式レベルセンサ

    光学式レベルセンサーはシンプルで信頼性が高いため、多くの用途一般的な選択肢となっています。光学式レベルセンサーは、様々な形の視覚的検知を利用して、媒体のレベルを決定します。センサーの種類によって、可視光、レーザー光、赤外線のいずれかを使用します。

    光線は物質の表面に向けて照射される。センサーは、表面で反射または屈折した光のインスタンスを記録することによって動作します。このタイプのセンサーは、ほとんど瞬時に反応し、精度も高いという特長があります。

    Capacitive Level Sensor

    静電容量式レベルセンサ

    静電容量式レベルセンサーは、容器が空か満かを示すシンプルなレベル測定が可能です。この判定は、センサーの取り付け位置によって決定されるため、正確な位置決めが必要になります。

    このタイプのレベルセンサーは非接触で、センシングフィールドを使用して容器内の物質のレベルを読み取ります。静電容量式レベルセンサーは、センサーに残留物が多くても高精度で検知できるのが特長です。

    人気の光学式レベルセンサ・静電容量式レベルセンサ製品

    Conductive Level Sensor

    導電式・抵抗式レベルセンサ

    導電式レベルセンサーは、抵抗式レベルセンサーとも呼ばれ、物質のレベルを測定するプローブが特徴です。このプローブは、通常、ステンレス鋼で作られています。導電式レベルセンサーは、電気接点出力により、スチール製プローブを介して物質のレベルを決定する仕組みになっています。また、レベル制御リレーと一緒に使用することで、事前に設定したレベルを決定したり、リモートでレベルを監視したりすることも可能です。

    高精度で正確な導電性センサーは、専門家によく使用されています。このタイプのレベルセンサーは、液体の測定に使用され、典型的なアプリケーションには、貯水池、タンク、池、、医薬品などが含まれています。

    Vibrating Level Sensor

    振動式・音叉式レベルセンサ

    振動式レベルセンサーは、フォークやロッドの形状が特徴で音叉式レベルセンサーとも呼ばれる。この部品は常に高周波の振動を発生させます。物質と音叉が接触すると、接触によって振動が変化します、その振動を利用して物質のレベルを判断します。

    このセンサーは、表示用途の他に、超過プロテクターとしても使用することができる。振動式レベルセンサーは、主に液体のレベルを測定するために使用されるが、粒状や粉末のバルク固形物への使用にも適しています。

    人気の振動式・音叉式レベルセンサ製品

    Siemens 超音波レベルトランスミッタ 7ML1100-0BA20

    Ultrasonic Level Sensor

    超音波レベルセンサ

    超音波レベルセンサーは、物質のレベルを決定する代替手段を提供します。超音波レベルセンサーは、その検知方法から、液体での使用にのみ適しています。

    このセンサーは、超音波パルスを発生させ、それが測定対象である液体の表面に反射することで機能します。液面を測定するために、センサーは超音波パルスが液面を通過してセンサーに戻ってくるまでの時間を計算します。超音波レベルセンサーは、圧力、温度、乱流、水分レベルなどの外的要因によってセンサーの応答が影響を受けるため、高い精度が得られるとは限らない。

    Microwave and Radar Level Sensor

    マイクロ波・レーダー式レベルセンサ

    マイクロ波レベルセンサーは、レーダー式レベルセンサーとも呼ばれ、測定に電磁エネルギーを使用します。このため、極端な温度でも動作し、何層もの蒸気を透過することができ、また真空中での使用にも適しています。

    このセンサーは通常、金属や導電性の水と一緒に使用されます。電磁エネルギーを効率的に反射させるためには、媒体が高い導電性を持っている必要がある為です。また、用途や精度の違いにより、異なる周波数で使用することもできます。

    レベルセンサの用途と応用

    レベルセンサーは、様々な用途に使用されます。重要な機器であり、様々な産業プロセスや環境下で一般的に使用されています。

    タンクや容器内の媒体を扱う多くのプロセスでは、レベルセンサーを使用することが有利に働きます。これらのセンサーは、流量を管理・監視し、正確なデータを提供し、より大きな流体制御システムに組み込むことができます。例えば、液面検知、液漏れの検知、アラームシステムとしての機能、超過防止、複数の液面や物質間の液面インターフェイスの調整など、その用途は無数にあります。

    レベルセンサーは、以下の様々な業界を含む多くの産業用途で使用されています。

    • 食品・飲料
    • 医薬品
    • 医学
    • エネルギーマネジメント
    • 化学物質
    • 海洋環境

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