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超音波レベル計
メーカー12社一覧 【2024年】
超音波レベル計についての概要、用途、原理などをご説明します。また、超音波レベル計のメーカー12社一覧や企業ランキング、製品ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。超音波レベル計関連企業の2024年3月注目ランキングは1位:東和制電工業株式会社、2位:株式会社ノーケン、3位:横河電機株式会社となっています。
早稲田大学大学院でMBE法による窒化物半導体成長に関する研究に従事。2016年に大学院を修了後、非鉄金属系メーカーへ入社。金属製錬工場における設備保全・エンジニアリングの業務に従事。2022年に化学系メーカーへ転職。同様の業務に従事。
超音波レベル計とは
超音波レベル計 (英: Ultrasonic Level Meter) とは、液体や固体のレベルを超音波の反射によって測定する装置です。
超音波の発生器が送信側から超音波パルスを発射し、反射して受信器に戻ってくる時間を計測します。超音波レベル計は非接触で液位を測定できるため、さまざまな物質の液位測定に適用可能です。特に有害物質や高温液体など、人が直接触れることが難しい場所で使用されます。
密度や導電率にも左右されないため、非常に高精度な測定ができる点が特徴です。また、超音波の伝播速度が早く、測定結果の精度が高いです。また、一部の超音波レベル計には信号処理技術を使用して測定誤差を補正する機能も備わっています。
超音波レベル計は堅牢な構造を持ち、長期間にわたって安定して使用可能です。また、非接触測定のため、センサ部分が摩耗や汚れなどが発生しづらい傾向にあります。したがって、メンテナンスが比較的容易です。
超音波レベル計の使用用途
超音波レベル計はさまざまな分野・用途に使用されます。特に、容器やタンクの液位測定の目的で使用されることが多いです。
エネルギー産業では、石油やガスの貯蔵タンクのレベル監視に使用されます。在庫管理や補給計画を最適化可能です。化学プラントでは硫酸などの化学物質タンク液位を測定し、生産プロセスの制御や安全性確保に役立ちます。
せき式流量計のセンサーとして使用し、流量測定を目的に使用されることもあります。せき式流量計は流体の導線に堰板を設け、その上流液位を測定することで流量を割り出す装置です。構造が簡単なため、開放流路に広く使用される流量計です。
また、液体のみではなく、粉体のレベル測定に使用されることがあります。鉱業において鉱石タンクや鉱滓容器のレベル測定によって貯蔵管理する場合も多いです。
超音波レベル計の原理
超音波レベル計は、超音波の原理を利用して液体や固体のレベルを測定する装置です。装置内には超音波を発生させる超音波発生器を有します。超音波発生器は、振動子や圧電素子などのデバイスを使用して超音波パルスを発生します。
発射された超音波パルスは、空気や液体などの媒体を伝播します。音波の周波数が人間の聴覚範囲 (20Hzから20kHz) を超える高周波数の音波です。超音波は対象物表面に到達すると一部は反射され、音波レベル計の超音波受信器へ導入されます。
受信機では反射された超音波の到達時間を計測します。計測された時間は超音波が送信器から対象物まで往復した時間であり、これにより対象物までの距離を推定することが可能です。
超音波レベル計の種類
超音波レベル計には分離型と一体型の2種類があります。
1. 分離型
分離型は、コントローラ部とセンサー部が別々のユニットとして設計された超音波レベル計です。ユニット同士をケーブルで接続し、センサー部品の信号を演算処理部へ送信します。
分離型は演算処理部品をタンクから離れた位置に配置できるため、センサの設置場所に制約が少ない点が特徴です。適切な制御部分が遠隔地に配置されている場合に適しています。また、センサ部分が液体や固体による影響を受けにくく、高温や腐食性のある環境で使用することができます。
全長が高いタンクであれば、下部にコントローラ部を設置することが多いです。これにより、タンク上へ登らなくともコントローラ部で液位表示を確認することが可能です。
2. 一体型
一体型は、センサ部分と制御部分が一体化した超音波レベル計です。センサ部分と制御部分が統合されているため、コンパクトで取り付けが簡単です。通常は液体や固体のタンクに直接取り付けられ、測定と制御が同じ装置で行われます。
センサと制御部分が統合されているため、配線や接続の煩雑さが少ない点が特徴です。また、センサと制御部分が連携しており、通信や設定が容易で操作もシンプルです。
参考文献
https://www.yokogawa.co.jp/solutions/products-platforms/field-instruments/level-meters/sun-ultrasonic-level-meter/
http://www.nohken.com/japan/product/level_sensor/ultrasonic/
https://www.keyence.co.jp/ss/products/process/levelsensor/type/reflection.jsp
