水準器 Manufacturer

1. とは 水準器

レベル計は、工業用タンク、サイロ、ビン、パイプライン内に保管されている液体、固体、粉末、スラリーの高さ、体積、または界面位置を測定するために使用される自動検出装置です。プロセス計装の中核となるレベル計器は、容器内の物理的な位置を電気信号またはデジタル信号に変換し、ローカルで読み取ったり、制御システムに送信したりできます。このカテゴリは通常、液体レベル機器、物質レベル機器、境界レベルまたは界面レベル機器の 3 つのグループに分類され、それぞれが異なるタイプの測定媒体およびプロセス条件に対応します。

貯蔵容器と反応容器はほぼすべての産業分野に存在するため、プラントが容器内にどれだけの材料が残っているか、または 2 つの材料層が交わる場所を追跡する必要がある場所には、レベル計器が適用されます。単一レベルの機器は、ある日はきれいな水タンクで動作し、次の日は腐食性の酸タンクで動作することが求められるため、このカテゴリには、さまざまな物理的および化学的条件に適したさまざまなセンシング技術が含まれています。在庫監視は多くの場合、一緒に読み取られる 3 つのパラメータすべてに依存するため、水準器は同じプロセス ループ内で温度および圧力計と組み合わせて使用​​されることもよくあります。

タンクが満杯になったときにアラームを鳴らす単純なフロート スイッチから、粘着性のスラリーのレベルを継続的に測定する誘導波レーダーまで、レベル計はプロセス産業の目として機能します。これらは、オペレーターがオーバーフローを回避し、ポンプの空運転を防止し、一貫した材料在庫を維持するのに役立ちます。 Xinguo Group Co., Ltd. は、1997 年以来、温度、圧力、流量計と並んでレベル計を提供しており、電力、石油、化学、冶金、建材、食品、水処理などの業界を信頼できる測定ソリューションでサポートしています。

2. 動作原理と測定技術

水準器は、いくつかの異なる物理原理に基づいて、容器内の物質の表面または界面の位置を特定します。フロート スイッチ、静電容量プローブ、導波レーダーなどの接触型機器は、媒体内または媒体の近くに検出素子を直接配置し、機械的位置、静電容量、またはプローブに沿った反射マイクロ波パルスの変化を検出します。レーダーレベル計、超音波レベル計、レーザーレベル計などの非接触型の計器を媒質の上に設置し、下方に信号を送信し、反射波が戻ってくるまでの時間を計測することで距離を算出し、レベルを算出します。

接触センシングと非接触センシングのどちらを選択するかは、測定対象の媒体の特性によって異なります。波動レーダーは、信号が屋外ではなく固定プローブに沿って伝わるため、泡、蒸気、または乱気流のあるタンク内で良好に機能します。非接触レーダーは、プローブの洗浄やメンテナンスが難しい腐食性または粘性の媒体に選択されることがよくあります。超音波機器は、常圧および温度下での清浄な液体および単純なビンには実用的なオプションですが、静電容量およびフロートベースの機器は、小型の容器や 2 つの不混和な液体間の界面検出には依然として一般的です。

テクノロジー範囲の比較

以下のグラフは、いくつかの一般的なレベル センシング技術の一般的な使用可能な測定範囲の定性的な比較を示しています。この比較は、単一の製品モデルの正確な仕様ではなく、各テクノロジーに関連する一般的な大きさの順序を示すことを目的としています。ウェーブガイドレーダーと非接触レーダーは、信号が限られた減衰でオープンスペースやプローブに沿って長距離を移動できるため、一般的により広い有効範囲をカバーします。超音波レベル計は通常、中程度の範囲をカバーし、容器内の蒸気、粉塵、温度層の影響を受けます。フロートおよび静電容量計は通常、機械式または電気式プローブを簡単に設置できる小型のタンクや容器の寸法に合わせて、より短い範囲に適用されます。この相対範囲を理解することは、エンジニアが特定のアプリケーションの詳細な技術パラメータを検討する前に、適切なセンシング技術を絞り込むのに役立ちます。

上に示したように、非接触レーダーと導波レーダーは、電磁信号が予測可能な減衰で長距離に伝わるように設計できるため、比較の広い端を占めます。このため、石油化学および電力部門の背の高い貯蔵タンクでは、両方の技術が一般的な選択肢となります。音波はマイクロ波信号よりも温度勾配や蒸気密度の影響を受けやすいため、超音波機器は範囲の中間に位置します。静電容量プローブとフロート スイッチは、検出素子が媒体の表面に物理的に到達または接近する必要があるため、範囲の短い端を占めますが、非常に背の高い容器では実用的ではありません。この相対的な位置は、プロジェクト チームが詳細な現場調査を行う前にセンシング テクノロジーを比較する際の開始基準として役立ちます。

有効範囲は、レーダーベースの機器の場合は媒体の誘電率によって、または超音波およびフロートデバイスの場合は密度によって延長または短縮される可能性があることにも注意してください。たとえば、非接触レーダーは、低誘電性の粉末よりも高誘電性の液体の方が長距離を達成できる可能性があります。同様に、粉塵の多い雰囲気では超音波の性能が低下することが多く、実用範囲が狭くなります。これらの要因が、グラフが「標準」とラベル付けされている理由です。フィールドで得られる実際の範囲は、特定のプロセス条件によって異なります。検討している正確なモデルについては、必ずメーカーの性能曲線を参照してください。

3. 一般的な種類と特徴

水準器 いくつかの一般的なタイプにグループ化でき、それぞれが特定のプロセス条件に適した特性を備えています。以下の表は、これらのタイプと一般的な出力信号および一般的なアプリケーション ノートをまとめたもので、詳細なエンジニアリング レビューの前に初期スクリーニング プロセスをサポートできます。

上記の各タイプは、次のような標準化された出力信号をサポートしています。 4-20mA 、Hart、および Modbus を使用すると、大規模なカスタム配線を行わずに、機器を分散制御システムまたはプログラマブル ロジック コントローラに統合できます。正しいタイプの選択は、通常、媒体の物理的状態、プロセスの温度と圧力、およびアプリケーションで連続測定が必要か、それとも単一点アラームが必要かに基づいて行われます。たとえば、泡や乱流を発生させる内部撹拌機をタンクに備えている場合には波動ガイドレーダーが好まれますが、非接触レーダーは小さなプローブでも攻撃を受ける可能性がある腐食性の高い化学物質によく使用されます。

4. 接触式と非接触式の比較

接触式レベル計と非接触式レベル計は、プロセス環境に応じてそれぞれ異なる利点をもたらします。以下のレーダー チャートは、機器の選択時に一般的に考慮される 5 つの一般基準 (過酷な媒体への適応性、蓄積や汚れへの耐性、設置の簡素性、乱流条件での応答の安定性、界面検出の適合性) にわたって両方のカテゴリーを比較しています。各基準は中心から外側に向かって相対的なスケールで評価され、面積が大きいほどそのカテゴリの一般的な特性が強いことを示します。実際のパフォーマンスは特定のモデルと関係するプロセス条件に依存するため、この比較は、固定的な数値仕様ではなく概念的なガイドとして意図されています。

グラフの大きな斜線部分で表される接触タイプの機器は、プローブが媒体中を直接移動し、表面の外乱による影響が少ないため、一般に界面の検出と乱流の安定性に関してより高い相対評価を示します。特に誘導波レーダーは、誘導信号がプローブ表面の近くに留まるため、泡や撹拌を伴うアプリケーションにとって依然として好ましい接触ソリューションです。より小さい斜線領域として示される非接触機器は、センサー自体が媒体に触れず、粘着性または結晶性のアプリケーションでの洗浄の頻度が少なくて済むため、設置の簡単さと汚れに対する耐性の点でより有利に評価される傾向があります。どちらのカテゴリーも、適切な接液材料とアンテナ設計がプロセスに指定されている場合、過酷な媒体に対して適度な適応性を提供します。

実際には、多くのプラントでは、各タンクの特定の媒体や機械的制約に応じて、異なる容器間で接触型機器と非接触型機器を組み合わせて使用​​しています。たとえば、化学プラントでは、濃硫酸の貯蔵タンクで非接触レーダーを使用して接液部を避ける一方、撹拌機と泡を備えた反応器では誘導波レーダーを使用して測定の安定性を維持する場合があります。レーダー チャートは、単一の「最適な」カテゴリがないことを視覚化するのに役立ちます。最適な選択は、特定のアプリケーションにとってどの基準が最も重要であるかによって異なります。このトレードオフの認識は、機器選択プロセスの重要な部分です。

また、一部の最新のレベル計器は、アンテナまたはプローブの構成に応じて接触モードと非接触モードの両方で動作でき、単一の技術プラットフォームで標準化したいプラントに柔軟性を提供できることにも言及する価値があります。ただし、これらのハイブリッド設計はあまり一般的ではなく、通常は採用前にプロセス条件を慎重に評価する必要があります。

5. さまざまな業界にわたるアプリケーション シナリオ

レベル計は幅広い産業分野に適用されており、それぞれに特徴的な容器タイプと測定媒体があります。石油化学プラントでは、レベル計は原油、精製油、酸またはアルカリの貯蔵タンク、および反応釜内の物質のレベルを監視します。電力部門では、レベル計は灰サイロ、原石炭貯蔵庫、脱塩水タンク、復水水タンクで使用されます。冶金および鉱山作業では、鉱石レベル、スラリー レベル、高炉装入レベルを追跡するためにレベル計器が使用され、セメントおよび建築材料工場では、セメント サイロ、原料サイロ、フライアッシュ サイロ、および骨材サイロにレベル計器が使用されます。

水処理および環境保護施設は、下水タンク、浄水タンク、沈殿タンク、および投与タンク用のレベル計器に依存しています。穀物および飼料加工工場では穀物サイロ、飼料サイロ、小麦粉サイロでレベル計器が使用され、製薬および食品加工施設ではシロップ タンク、ソース タンク、貯蔵タンク、反応タンクにレベル計器が使用されます。石炭化学および天然ガスの操業では、プロセス タンク、分離器、およびバッファー タンクにレベル計器が使用されており、正確な在庫追跡によって安全で継続的な操業がサポートされます。

セクター間の相対的な導入

以下の棒グラフは、各セクターで通常見られる容器タイプとプロセスポイントの多様性に基づいて、レベル計の使用量が代表的な産業セクターにどのように分布する傾向があるかを一般的に示しています。この図は定性的なものであり、正確な市場統計を表すものではなく、レベル計が一般的に導入される場所の一般的な理解をサポートすることを目的としています。石油化学や電力など、貯蔵容器や処理容器の数が多い部門では、一般に、プラント全体にわたるレベル測定ポイントの設置面積が広くなります。製薬や食品加工などの分野では、小規模でより特殊な容器が関与する傾向があり、その結果、アプリケーションのフットプリントは比較的狭くなりますが、依然として意味のあるものになります。

図に示すように、石油化学および電力アプリケーションでは、一般的な施設内にあるタンク、サイロ、およびプロセス容器の数が膨大であるため、一般に最も広範囲のレベル測定ポイントが存在します。鉱石処理と材料サイロでは生産ライン全体での継続的またはポイントレベルの監視が必要であるため、冶金およびセメントの操作が綿密に続きます。水処理施設は、少数の重要なタンクの周囲に集中した適度な設置面積を示していますが、穀物、飼料、製薬、食品分野では、特定の貯蔵容器や反応容器の周囲に、より的を絞った方法で水準器を適用する傾向があります。この一般的なパターンは、プラント エンジニアが新しい施設を計画したり、既存の施設を拡張したりするときにレベル測定プロジェクトの規模を予測するのに役立ちます。

Xinguo Group Co., Ltd. は、温度、圧力、流量、デジタル表示計器も含む製品ポートフォリオを備えたレベル計器をこれらすべての分野に供給しています。これらの多様な業界における同社の経験により、技術チームは理論的な知識だけではなく実際の現場での経験に基づいて、適切なレベル測定ソリューションを推奨することができます。

6. 選定基準

適切なレベルの機器を選択するには、通常、単一の仕様に焦点を当てるのではなく、いくつかのプロセスおよび機械的要素を一緒に検討する必要があります。以下の点は、典型的な選択プロセスで使用される一般的な考慮事項をまとめたものです。

1. 媒体の物理的状態。媒体が液体、固体、粉末、またはスラリーであるかどうか、泡、粉塵、蒸気が存在するかどうかなど。
2. プロセス温度と圧力範囲。接液部材料の選択と機器の機械的定格に影響します。
3. 媒体の腐食性または摩耗性。これは、接触センシング技術と非接触センシング技術の選択に影響します。
4. 高さ、撹拌機などの内部障害物、取り付けに使用されるノズルの位置を含む容器の形状。
5. 既存の制御システムに適合するために必要な出力信号と通信プロトコル (4 ～ 20mA、Hart、Modbus など)。
6. 測定ポイントが連続レベル監視であるか、高レベルまたは低レベル保護のための単一ポイントアラームであるか。
7. 設置場所のエリア分類。防爆または本質安全設計が必要な場合があります。

これらの要素を容器の図面やプロセスデータシートと併せて検討することで、一般に、より正確な機器の選択がサポートされ、設置後の再作業の可能性が減ります。多くのプロジェクトでは、最終的なテクノロジーを確認する前に、現地調査と同様の既存設備のレビューを組み合わせることで、有用な参照点を提供します。

Xinguo Group Co., Ltd. は、お客様がこれらの選択基準をクリアできるようエンジニアリング サポートを提供しています。レベル計、温度計、制御ケーブルを社内で製造することで、同社はレベルセンサー、信号ケーブル、受信計器間の互換性を保証する調整されたソリューションを提供でき、エンドユーザーにとってシステム全体の統合が簡素化されます。

7. 設置とメンテナンスのガイダンス

適切な設置は水準器の長期安定性に重要な役割を果たします。非接触レーダーおよび超音波センサーは通常、飛沫や構造反射による誤ったエコーを低減するために、充填流および容器壁から離して取り付けられます。ウェーブガイドレーダープローブは通常、加熱コイルや撹拌ブレードなどの内部障害物から十分な距離を保って設置されます。これは、プローブと可動機器との接触が時間の経過とともに測定に影響を与えたり、プローブが損傷したりする可能性があるためです。静電容量プローブとフロート スイッチは通常、充填点付近の乱流に注意を払い、プロセスで必要とされる特定の上限および下限アラーム ポイントに従って配置されます。

水準器の定期メンテナンスには、通常、センサーのハウジングとケーブル接続の定期的な目視検査、蓄積物が蓄積しやすい検出面の清掃、計画的なシャットダウン中の既知の基準点に対する出力信号の検証が含まれます。非接触機器は通常、接触プローブよりも物理的なクリーニングの必要性が低くなりますが、ほこりの多い環境や結露した環境でもアンテナまたはセンサー面を定期的にチェックする必要があります。定期的なメンテナンス訪問中に各機器の状態を記録することは、プロセス制御に影響を与える前に段階的なドリフトや蓄積を特定するのに役立ち、測定ポイントの長期にわたる安定した動作をサポートします。

ウェーブガイドレーダーおよび静電容量プローブの場合、測定誤差の原因となる可能性があるため、プローブとタンク壁の間のコーティングまたはブリッジを確認することが特に重要です。ベタベタしたサービスや結晶化したサービスでは、定期的な清掃スケジュールを確立する必要があります。 Xinguo Group Co., Ltd. は、特定の媒体およびプロセス条件に基づいて各機器タイプのメンテナンスに関する推奨事項を提供し、お客様が効果的な予防メンテナンス プログラムを確立できるよう支援します。

8. 製造の背景

レベル計は、温度計、圧力計、流量計、デジタル表示計器などを含む、より広範な計器ポートフォリオの一部として製造されています。 Xinguo Group Co., Ltd. は、石油化学、電力、冶金、セメント、水処理、食品加工などの産業をサポートする、関連するプロセス計装および自動化制御コンポーネントとともにレベル計器を開発および製造しています。より広範な計装およびケーブル生産ベース内でレベル計器を製造することにより、エンジニアリング チームは信号ケーブル、補償ケーブル、および制御システムの互換性をレベル計器自体と合わせて調整できるため、単一のサプライヤーから複数の関連製品を調達するプラントの統合が簡素化されます。

Xinguo Group Co., Ltd.は1997年に設立され、安徽省天昌市にあります。登録資本金は 1 億 1,800 万人民元、生産面積は 60,000 平方メートルを超え、50 人以上の技術専門家を含む 300 人以上の従業員を雇用しています。同社の製品範囲には、電源ケーブル、制御ケーブル、補償ケーブル、コンピュータ ケーブル、信号ケーブル、MI 加熱ケーブル、鉱物絶縁ケーブル、電熱トレース テープ、ケーブル トレイ、高電圧および低電圧配電機器、自動制御システム、計器バルブ、パイプライン バルブ、継手、ガラス器具、実験装置、精密合金が含まれます。この包括的な製品ラインは、レベル計器を注文する顧客が必要な接続ケーブル、取り付けバルブ、制御システム コンポーネントも同じ供給元から入手できることを意味し、調達の複雑さを軽減します。

熱電対合金ワイヤ、補償ワイヤ、精密合金に関する同社の経験は、これらの材料が接触型レベル センサのプローブや検出素子によく使用されるため、レベル計の信頼性をさらにサポートします。材料生産と機器組み立てのこの垂直統合は、一貫した製品品質とトレーサビリティに貢献します。 Xinguo Group Co., Ltd. は、電力、石油、化学、冶金、建材、機械、食品、航空宇宙、新エネルギー、科学研究の顧客にサービスを提供し、技術サポートとサービスに裏打ちされた信頼性の高い測定ソリューションを提供することに尽力しています。

9. よくある質問