✅ 最終確認: 2026-04-04
⚡ 電気担当
レベル計測¶
30秒まとめ¶
レベル計は「接触型か非接触型か」「測定対象（液体/スラリー/固体）」「気相条件（蒸気/泡）」で選定が決まる。化学プラントでは可燃性液体タンクの防爆型選定を必ず確認する。
計測方式比較表¶
| 方式 | 接触/非接触 | 精度 | 主な用途 | 弱点 |
|---|---|---|---|---|
| 差圧式 | 接触 | ±0.5% | 密閉タンク・加圧槽 | 密度変化で誤差 |
| フロート式 | 接触 | ±5mm | 大型貯槽 | スラリーに不向き |
| 静電容量式 | 接触 | ±1% | 液体・粉粒体 | 誘電率変化の影響 |
| 超音波式 | 非接触 | ±1〜3mm | 一般液体・粉粒体 | 蒸気・泡・粉塵に弱い |
| レーダー式 | 非接触 | ±1mm | 液体・固体 | コスト高め |
| 外付け超音波 | 非接触 | ±1〜3% | 後付け・危険流体 | 精度低め |
レーダー式の詳細¶
接触型（TDR/ガイドパルスレーダー）¶
- 金属ロッドまたはケーブルに沿ってマイクロ波を伝播させ、液面での反射時間から液位を算出
- 泡・蒸気・粉塵の影響を受けにくい
- 界面（油/水等の2層）計測にも対応
非接触型（フリーフィールドレーダー）¶
| 周波数 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| 6 GHz（Cバンド） | ビーム幅が広い。乱れた液面に強い | 屋外大型タンク |
| 26 GHz（Kバンド） | ビーム幅が狭く小口径ノズル対応 | プロセス槽・小型タンク |
| 80 GHz（Wバンド） | 最小ビーム。最高精度 | 泡・蒸気が多いタンク |
選定ポイント
- 泡や蒸気が多い → 80 GHz または TDR（ガイドパルス）
- 大型外部貯槽 → 6 GHz（ビームが広いほうが安定）
- 小口径ノズル接続 → 26〜80 GHz
差圧式の計算¶
液位→差圧換算¶
ΔP = ρ × g × H
ΔP：差圧（Pa）、ρ：液体密度（kg/m³）、g：重力加速度（9.81 m/s²）、H：液位高さ（m）
例：水（ρ=1000 kg/m³）の液位2m
ΔP = 1000 × 9.81 × 2 = 19620 Pa ≒ 19.6 kPa
封液柱の補正計算¶
密閉タンクでシールポット（封液）を使う場合、封液柱の静圧が加算されるため補正が必要。
実測差圧 = プロセス液柱 × ρ_process - 封液柱 × ρ_seal
密度変化の影響
液体の温度・濃度が変わると密度が変わり、差圧から算出した液位に誤差が生じる。 温度・濃度が大きく変動するプロセスでは密度補正機能付きの変換器を選定するか、 レーダー式に変更することを検討する。
泡立ち・撹拌・蒸気による誤検知対策¶
| 外乱要因 | 超音波への影響 | レーダーへの影響 | 対策 |
|---|---|---|---|
| 泡立ち | 大（音波反射乱れ） | 中（誘電率変化） | TDRまたは80 GHz使用 |
| 撹拌（撹拌翼） | 大（液面乱れ） | 小〜中 | ガイドパルス（TDR）使用 |
| 水蒸気 | 大（音速変化） | 小 | レーダー式に変更 |
| 高温液体（100℃超） | 中（音速補正必要） | 小 | 高温対応型選定 |
化学プラント固有：可燃性液体タンクの防爆型選定¶
防爆型の確認は必須
可燃性液体（ガソリン・有機溶剤・LPG等）を貯蔵するタンクの液位計は、 危険区域分類に応じた防爆構造を持つ機器を選定すること。
- タンク内（Zone 0/1）→ 本質安全防爆（Exia/Exib）または本質安全型レーダー
- タンク外部ノズル接続（Zone 1/2）→ 耐圧防爆（Exd）または本質安全防爆
- アクセス困難な高所タンク → 非接触型（レーダー）が保全性で有利
防爆機器はEx認証（TIIS/ATEX/IECEx）を確認し、EPLグループ（IIA/IIB/IIC）が 対象ガスに対応していることを必ず確認する。