超音波液位計

超音波液位計とは

超音波液位計は、タンク、サイロ、水路の中身の表面までの距離を、音パルスがその面に届いて戻る時間を測ることで測定します。変換器は内容物より上に取付けられ、それには触れません。それがこの方式の要点です。接液するものはなく、腐食するものはなく、清掃が必要なものはありません。容器が汚水、薬品、食品、スラリーを保持している場所では、その非接触であることが、フロート、プローブ、圧力トランスミッタではなくこの方式を選ぶ理由となることが通例です。

1 台の計器は、極めて広い範囲の用途をカバーします。測定は、その面が何のものかを問わないためです。ピットの液位、貯槽の酸、サイロの穀物、橋の下の河川の水位、小さい定量注入用の容器の中身は、すべて同じ原理で測られ、変わるものは測定範囲、取付け、変換器の材質だけです。実用上の形は内蔵表示とシリアル出力を備え、配線が全くない場所向けに、読みを移動通信網で送る形もあります。

このページは、この方式の構成について扱います。測定範囲、空白距離、ビーム角が組み合わさって、計器を取付けられる位置をどう制限するか、一体形または分離形のどちらが必要になるか、そして同じ用途に対して見積りされるレーダー液位計とどう区別するかです。

超音波液位計の測定原理

変換器は、送信と受信の両方を担います。音のバーストを下向きに出すと、媒体の面での密度の変化で反射して戻ってきます。送信と受信の間の時間が距離を与え、その距離を取付け高さから引くと液位が出ます。空気中の音速は温度で変わるため、この種の計器は温度センサを持ち、時間をその分だけ補正します。設置場所の温度が、周囲の細かい事項ではなく仕様の一部であるのはそのためです。

3 つの形状上の制約が続き、それが組み合わさって、その容器が測定できるかどうかが決まります。1 つ目は空白距離です。変換器の近くでは、計器は自分自身の送信を、戻ってくるエコーから分離できないため、面の真下の帯は測定できず、容器の最高液位は、その帯より下にとどめる必要があります。2 つ目はビーム角です。パルスは伝わるにつれて広がるため、背の高い細い容器では、ビームが壁面または内部構造物に当たって、偽のエコーを返すことがあります。3 つ目は壁面からの離隔です。測定範囲が定まれば、変換器と容器の壁面の間には最小限の距離が必要になります。壁面の反射が、面の反射と極めて近い時刻に届くためです。

この 3 つすべてが、この方式は液位の測定範囲だけでなく容器の図面から仕様を決める理由です。取付け高さ、空白距離、内部障害物を示さない測定範囲の数値では、まだ計器は決まりません。

構成の選択肢

仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。

超音波液位計の選び方

これらのうち未確定の項目が残っても、分かっている内容をお送りください。用途の説明をもとに見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。

近似する代替機種

超音波液位計 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。

超音波とレーダーの境界は、通常、媒体の上の大気と温度で引かれます。液位の測定範囲は両者がカバーする範囲なので、それで引くものではありません。

問い合わせに含める内容

お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。

1. 容器の高さ、直径、そして使用中の最高液位と最低液位
2. 媒体と、その上の水蒸気または粉じん
3. 計器における使用温度と極端温度
4. 面に泡、結露、乱流が生じるか
5. 内部構造物、そして壁面からどれだけ離して取付けられるか
6. 計器を現地で読む必要があるか、信号としてだけ使うか
7. 必要な出力と、それを読む側の機器
8. 容器の場所に配線があるか、無線リンクが必要か
9. 設置場所で確保できる電源
10. 数量、仕向港、希望納期