| ２００３年４月号 | ||||||||||||
レベル の お 話
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| 松山技術コンサルタント事務所 所長 松 山 裕 | ||||||||||||
圧力式レベル計は、直接式、ダイアフラムシール式、エアパージ式 、投込み式、メトリテープ式に分類されます。なお通常圧力式レベル計には、差圧伝送器が使用されています（メトリテープ式を除く）。差圧伝送器そのものについては、本誌の2002年11月号において説明したので、必要により参照してください。
容器内に内圧があっても、図2の構成にして容器の内圧を差圧伝送器の低圧側に導入すれば、差圧伝送器に加わる差圧ΔP は図1の圧力Pと同じになります。しかし、ボイラなどのように容器内に蒸気があると、常温では凝縮して液体となり、内圧を導入する導圧管内にたまります。この状態では、差圧測定が不安定になる可能性があるため、凝結器を図3に示すように設置して、低圧側の凝結液のレベルを一定にします。この方法をウエットレグ方式といいます。一方図2の方式はドライレグ方式といいます。ウエットレグ方式では、低圧側導圧管が液体に満たされるため、差圧伝送器の低圧側にかかる圧力が高圧側の圧力より高く、その結果差圧（ΔP）は常にマイナスになります。電子式差圧伝送器は、出荷時点では差圧が零のときDC4mA、差圧が100％のときDC20mAを出力するように製作されています。したがってこのようなケースでは零点を大きくシフトさせ、液位が零のとき出力がDC4mAになるようにします。これをエレベーションといいます（図4参照）。また、両導圧管内の液体の密度ρ1、 ρ2の変化は、レベル測定における誤差要因になります。
テフロンのジャケットに包まれているセンサの内部には、ステンレス板に金メッキしたベースストリップと金メッキしたニクロム線の巻線（ピッチ6mm）が入っています。液体中にあるテープ部分では、液体の圧力によってジャケットがつぶれ、ニクロム線がベースストリップに押しつけられて短絡します。液面が下降すると巻いたニクロム線の弾性によって下降部の短絡状態が解かれます。そのため、センサの抵抗値は上部のつぶれていない部分のニクロム線の抵抗値になります。これを電流信号に変換して外部へ発信します。このセンサには、液面と抵抗の短絡位置との間に動作間隙があり、水の場合では125mm程度です。なお内圧のあるタンクでも、センサフィルタを通してタンクの内圧を導入すれば液位を測定できます。 このセンサは、アメリカでオイルタンカー用に開発されたもので、高粘性液用にとくに適しています。 ■ |
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