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レベル機器 概要


レベル機器は、電極に液体が接触することで、そこに流れる電流によって液体レベルを検知するスイッチです。ここではレベル機器の概要を解説します。

関連情報


レベル機器とは

電極式レベルスイッチは電気的に液位を検出する検出器です。ビル、集合住宅の上下水道をはじめ、鉄鋼、食品、化学、薬品、半導体などの諸工業や農業水、浄水場、汚水処理などの液面制御に汎用的に幅広く使用されています。 電極に液体が接触すると、液体を通して閉回路(電気が流れる道)ができ、そこに流れる電流によってレベル検知する動作原理であり、あらゆる導電性液体を制御対象としたレベルスイッチです。検出の際、液体の電極間抵抗を直接検出し、設定した抵抗値より大きいか小さいかによって液面の有無を判断しています。

原理

[一般の上水道から給水を受ける場合を例にとって説明します。]

ビル、集合住宅などでは普通いったん受水槽で給水を受けた後、屋上に設置した高架水槽に送り、各階に配給する方式をとっています。
高架水槽では、水の消費によって水槽内の水位が下がれば、ポンプを回して受水槽から補給します。さらに、ある水位まで貯水されると今度はポンプを停止します。(図1参照)
このように高架水槽では上限と下限の間に水位を保つように水位の制御を行います。
この水位制御は下記のような動作原理で可能です。

図1. 水槽の給水制御

水位によるポンプのON、OFF制御(電極2本式)

  1. 電極E1が液面に触れていない図2の場合は、電流が通る回路(E1-E3間)が開いているため電流が流れません。したがって、リレー「X」が動作せず、リレー「X」の接点は“b側のまま”です。
  2. 電極E1が液面に触れている図3の場合は、回路が閉じた状態(E1-E3間が液で閉じられた)となるためリレー「X」が動作し接点が“a側”に移ります。
    このリレー接点をコンタクタに接続すれば液面の位置に従ってポンプのON、OFFができるわけです。
    ただ、図2、図3のように電極が2本だけですと電極E1の近くで波立ちが発生しリレーのバタツキをおこします。そのため電極式レベルスイッチには自己保持回路があります。(図2、図3は水位の警報等に使用されます)

図2. 水位が低いとき

原理形61F構成

図3. 水位が高いとき

原理形61F構成

自己保持回路つきの実用的な水位制御(電極3本式)

E1、E3電極の他にE2電極を用い、図4のようにa2接点を介してE2、E1を接続します。この場合(上記の②)液面が電極E1に触れリレー「X」の動作で、接点がいったん“a側”になると、つぎに液面がE1より低下してもE2-E3間で回路を閉じた状態に保つことができます。
このようにE2電極と接点で構成した回路を自己保持回路といいます。
液面がE2より低下するとふたたび回路が開いてリレー「X」が“b側”に復帰するというようにE1-E2間でリレー「X」をON、OFF制御することができます。
図5にこの動きのタイムチャートを示します。
このように動作方式が簡単なため、電極式レベルスイッチは液面制御のほかタッチスイッチ、漏水検知器、大小判別センサなどにも応用されています。

図4. 自己保持回路

原理形61F構成

図5. タイムチャート

〈お願い〉

油のように電気を流さない液体では、 本方式による液面制御はできません。

構成例

電極式レベルスイッチは機器本体、電極保持器、電極棒の3つで基本構成されています。
商品選定の際は、お客様の用途に合わせて、それぞれを選定ください。

水位制御は形61F本体+電極保持器+電極棒を組合わせて行います

形61F本体
制御方法、取りつけ方法、検出液体、配線長などに応じて選定します。

電極保持器
水槽内の環境および水槽設置環境などに応じて選定します。

電極棒
水槽内の環境および制御範囲に応じて選定します。

注. 形61F本体、電極保持器、電極はそれぞれ別売品です。


最終更新日:2019年11月18日