コンデンサ形物位計容量誘導原理に基づいて液体、固体又はスラリーの容器中の物位高さを連続的に測定する工業計器であり、石油、化学工業、電力、食品、製薬、水処理及び環境保護などの業界に広く応用されている。その核心原理は、測定された誘電体と空気(または容器壁)の誘電率の違いを利用して、物位が変化すると、センサ電極と容器壁(または参照電極)との間に形成される電気容量が変化し、高精度回路を通じてこの容量値を検出し、対応する物位信号出力に変換することである。
容量式物位計は構造が簡単で、機械的な運動部品がなく、通常はプローブ(棒式、ケーブル式または同軸式)、トランスミッタ、取り付けフランジから構成される。プローブは直接容器内に挿入でき、常圧、高圧、高温、腐食性または粉塵環境に適している。異なる媒体に対して、PTFE、316 Lステンレス鋼、ハース合金などの材質のプローブを選択することができ、防爆(Ex d/Ex ia)と衛生型(例えば3 A、EHEDG)の設計を支持し、厳しい作業状況の需要を満たすことができる。導電性媒体の場合、プローブ表面にPTFEコーティングなどの絶縁層を印加して有効電界を形成する必要がある、非導電性誘電体については、それ自体の誘電率と空気の違いに依存して測定を実現する。
コンデンサ形物位計の主な用途:
一、工業生産分野
化学工業業界
応用場面:貯蔵タンク、反応釜、分離器などの設備中の液体或いは固体材料の高さを測定するために用いられる。
利点:化学工業媒体の種類が多く、一部は腐食性または高温高圧特性を持っている。物位計は耐食性、高温に耐えるセンサー材料(例えばポリテトラフルオロエチレン、セラミックスなど)を選択し、複雑な状況に適応することができる。
典型的な例:硫酸、塩酸などの腐食性液体の液位、あるいはプラスチック粒子、化学肥料などの固体材料の液位を測定する。
石油業界
応用場面:タンク、ガス貯蔵タンク、分離器などの設備の液位或いは界面測定に用いる。
利点:石油媒体は燃えやすく爆発しやすく、物位計は防爆設計を採用し、安全運行を確保することができる。同時に、その高精度測定能力は石油業界の計量精度に対する厳格な要求を満たすことができる。
典型的な例:原油、製品油、液化ガスなどの媒体の液位を測定したり、油水界面の階層検査を行ったりする。
食品・飲料業界
応用場面:シロップ、ジュース、牛乳、ビールなどの液体の液位測定、及び穀物、小麦粉などの固体材料の液位監視。
優位性:食品級センサー材料(例えばステンレス、ポリプロピレンなど)は衛生基準に適合し、汚染媒体を避ける。同時に、物位計は非接触式測定を実現し、媒体への干渉を減らすことができる。
典型的な例:ビール発酵タンクで液位を測定したり、小麦粉倉庫で材料位を監視したりする。
製薬業界
応用場面:薬液、溶剤、原薬などの媒体の液面測定、及び粉末、顆粒などの固体材料の位置制御に用いる。
優位性:製薬業界は清潔度と精度に高い要求を持っている。物位計は密封設計を採用し、媒体の漏洩を防止するとともに、高精度の測定データを提供し、生産需要を満たすことができる。
典型的な例:反応釜で薬液の液面を測定するか、乾燥塔で粉末の液面を監視する。
二、環境保護と水処理分野
汚水処理
応用場面:汚水池、沈殿池、中和池などの設備の液位測定、及び汚泥材料位の監視測定に用いる。
利点:下水媒体の成分は複雑で、懸濁物、腐食性物質などを含む可能性がある。物位計は耐食性センサを選択し、自己洗浄機能を搭載し、閉塞リスクを減らすことができる。
典型的な例:下水処理場の曝気槽で液位を測定したり、汚泥濃縮槽で液位を監視したりする。
水資源管理
応用場面:ダム、水塔、地下井戸などの水源の液位測定、灌漑用水路の水位監視に用いる。
利点:物位計は遠隔監視を実現でき、無線通信モジュールを通じてデータを制御センターに転送し、水資源のスケジューリングと管理を容易にする。
典型的な例:都市給水システムにおいて水塔の液位を測定したり、農地灌漑において水路水位を監視したりする。
三、エネルギーと電力分野
電力業界
応用場面:ボイラー蒸気パック、酸素除去器、凝縮器などの設備の液位測定、及び石炭倉庫、灰倉庫などの固体材料位置の監視測定に用いられる。
優位性:電力業界は設備の安全性と安定性に対する要求が高い。物位計は高温高圧設計を採用し、ボイラーなどの劣悪な環境に適応することができ、同時に信頼できる測定データを提供することができる。
典型的な例:ボイラ蒸気パック中で水位を測定したり、石炭タンク中で石炭位置を監視したりする。
新エネルギー分野
応用場面:太陽熱温水器、地源ヒートポンプなどの設備の液面測定、及びバイオマス燃料タンクの材料位置制御に用いる。
利点:新エネルギー設備は一般的にエネルギー効率と環境保護性に高い要求がある。物位計は低消費電力運転を実現し、媒体汚染のリスクを減らすことができる。
典型的な例:太陽熱温水器で水位を測定するか、バイオマス発電所で燃料タンクの材料位置を監視する。