- による WFセンサー
圧力センサーを使用したタンクレベルの測定は、十分に確立され、業界で実証された方法です。基本的な考え方は単純です。液柱によって生成される静水圧を測定し、それを高さに変換します。大気に開放されたタンクの場合は、底部圧力を直接測定します。加圧タンクの場合は、圧力差を測定して気相効果を除去します。適切なセンサーの選択、ゼロ補正と濃度補正の処理、および適切なサイトキャリブレーションの実行はすべて、信頼性の高い測定値を得るために不可欠です。この記事では、実際のエンジニアリング経験とセンサーの技術的詳細を組み合わせて、さまざまなタイプのタンクの圧力センサーを使用してタンクレベルを検出する方法、さらに重要な取り付けと校正の手順、最新のデジタルセンサーがシステムパフォーマンスを向上させる方法を示します。
カタログ
1 原則と基本
深さでの静水圧は液柱の高さと密度に比例します。圧力 P (ゲージまたは差圧) とレベル h の間の基本的な関係は、h = P / (ρ × g) です。このルールは簡単ですが、使用可能なレベルの読み取り値を取得するには、基準方法を決定し、センサーの特性と流体の特性を理解する必要があります。センサーが異なれば、精度、長期ドリフト、温度感度も異なります。 ピエゾ抵抗シリコン圧力センサー 小型、優れた直線性、コスト上の利点を提供します。その間 24 ビット DSADC デジタル出力圧力センサー 高解像度を直接提供し、ダウンストリーム信号の作業を容易にします。実際には、局所的なゲージ圧を測定するか、正味の液柱を測定するかを決定する必要があります。 差圧センサー 読み取り値 — 後者では、頂部蒸気圧の変化が除去され、より安定したレベル推定値が得られます。
圧力からレベルまでの静水圧計算
現場では、測定範囲を最大化するためにセンサーは通常、タンクの底近くに配置されます。センサーがゲージ圧を読み取る場合は、密度と重力で割って水平を求めます。ただし、タンクトップの圧力が大気圧でない場合、ゲージの測定値には気相圧力も含まれるため、修正が必要になることに注意してください。温度と組成によって密度が変化するため、単一の固定密度を使用すると誤差が生じる可能性があります。実際には、温度補正を追加するか、2 点校正を実行して、数学的関係が現場の非理想性を考慮し、実用的な校正ルーチンとなるようにします。
2 開放型タンクの測定実習
大気に開放されたタンクの場合、対策は簡単です。一般的なアプローチは、底部近くにセンサーを取り付けて静圧を読み取るか、液体中に感知素子を配置した浸漬センサーを使用することです。側面取り付けオプションにより、メンテナンスと交換が容易になります。一部の流体や構造では、浸漬により動的応答が向上することがあります。現場では、接液材料の適合性と腐食保護を考慮してください。 ゲージ圧センサー 通常、型はここでうまく機能します。選択する際は、長期安定性、防汚機能、センサーが現場でのゼロ調整と範囲設定をサポートしているかどうかに焦点を当ててください。
浸漬型とサイドマウント型の取り付けに関する注意事項
浸漬により導圧管の詰まりは回避されますが、より高い密閉性と材料の適合性が要求されます。導圧管を側面に取り付けるとメンテナンスが簡単になりますが、導圧管は充填、汚れ、または結晶化する可能性があるため、洗浄または詰まり防止溶液が必要です。どちらの方法を選択する場合でも、測定点と基準ゼロが一致していることを確認してください。試運転時には、ゼロ点調整に幾何学的なオフセットが含まれます。
3 加圧タンクの差動方式
産業界では、多くのタンクで液体の上にガスまたは蒸気が存在します。その場合、単一のゲージの読み取り値には蒸気圧が含まれ、レベルの読み取り値は上部圧力の変化に応じて変化します。標準的な修正は 差圧センサー 配置: 高い側をタンク底部に、低い側をタンク上部 (または基準チャンバー) に向けます。出力は液柱静水圧のみに等しく、気相項はキャンセルされます。それにより、 差圧センサー 加圧タンクのレベル測定に重要なデバイス。実際には、導圧管を短く、ピッチを高くして、詰まりや空気の閉じ込めを避けてください。
差動の配管とエラーソースの管理
デフチューブを配線するときは、シールの完全性と排水に注意してください。ハイサイドまたはローサイドのラインに閉じ込められた液体、エアポケット、または熱膨張があると、測定値が歪められます。長期的な信頼性を確保するには、金属絶縁ダイヤフラムまたは耐食性パッケージを備えたセンサーを選択し、液体を排出するために結露制御または傾斜チューブを追加します。調達時にセンサーの直線性、ヒステリシス、熱ドリフトもチェックしてください。これらの仕様は精度を維持するために重要です。
4 現場での校正、補正、誤差制御
優れた測定には、優れたセンサー以上のものが必要です。まず、ゼロ オフセットを処理します。センサーと定義したゼロ (タンク底部) の間の機械的な取り付けの高さの違いは、空のタンクの出力が合意されたゼロ (たとえば 4 mA または 0%) になるように機器内で補正する必要があります。次に、密度補正を行います。密度が温度または組成によって変化する場合は、温度センサーを追加し、密度対温度のテーブルからリアルタイムでレベルを修正します。最後に、試運転中にスパン校正 (空/フル) を実行して、範囲全体の直線性とトレーサビリティを確保します。
実用的な温度と濃度の補正
温度センサーを追加すると、確立されたテーブルからのライブ密度補正が可能になります。これは、オイルや多くの化学薬品に不可欠です。複雑な混合物や組成の変化の場合、密度モデルを更新するためにマルチセンサー フュージョンや定期的なサンプリングが必要になる場合があります。試運転時に、代表的な温度とレベルポイントにわたって校正し、その校正を資産記録に記録することで、後のメンテナンスやドリフトチェックが簡単になります。
5 センサーの選択、インターフェース、システム統合
センサーの選択については、 ピエゾ抵抗シリコン圧力センサー ファミリは、製造が成熟し、デバイスがコンパクトで、応答が速いため、レベル タスクで広く使用されています。高解像度と直接デジタル出力が必要な場合は、 24 ビット DSADC デジタル出力圧力センサー I²C または同様のバスを使用すると、コントローラーでのアナログ ノイズと AD 変換エラーが軽減されます。腐食性または汚れた流体の場合は、金属絶縁ダイヤフラムまたは互換性のある接液材料を備えたセンサーを選択してください。液体の直接接触が許容される場合は、パッケージの材質が適合していることを確認してください。
WF200DPZモデルの適合
密閉構造で多くの流体に対応できるため、オイルタンクの液位測定や腐食性液体の測定に適しています。低電力 (1.8 ～ 3.6 V 電源、非常に低いピーク電流) はポータブルまたはリモート システムに適しています。内蔵の温度補償と 24 ビット DSADC デジタル出力圧力センサー機能により、高分解能が得られ、バックエンド処理が軽減されます。このようなセンサーを適切な差動接続と組み合わせることで、加圧タンク内の安定した高精度のレベル監視が可能になります。
結論
圧力を使用してレベルを測定することは、堅牢なエンジニアリング アプローチです。開放型タンクの場合は、底部静圧を測定します。加圧タンクの場合は、 差圧センサー 温度/密度補正を追加すると、ほとんどの工業環境で信頼性の高い結果が得られます。センサーの選択には、耐食性パッケージング、金属絶縁ダイヤフラム、および 24 ビット DSADC デジタル出力圧力センサー または、システムエラーとメンテナンスを削減するための温度補正機能を内蔵した同等の製品です。設置中は、導圧線をきれいに保ち、ピッチを正しく保ち、完全空/完全校正を実行し、温度補正を有効にします。このアプローチにより正確なレベルが得られ、後のメンテナンスやトラブルシューティングがはるかに簡単になります。
上記の紹介は、圧力センサー技術のアプリケーションの表面をなぞっただけです。私たちは、さまざまな製品で使用されているさまざまなタイプのセンサー素子、それらがどのように機能するか、そしてそれらの長所と短所を引き続き調査していきます。ここで説明する内容についてさらに詳しく知りたい場合は、このガイドの後半にある関連コンテンツをご覧ください。時間がない場合は、ここをクリックしてこのガイドの詳細をダウンロードすることもできます。 空気圧センサー製品PDFデータ。
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