ちょっと、そこ！静水圧レベル ゲージのサプライヤーとして、私はよく、液体の密度があちこちにあるときに、これらの気の利いたデバイスがタンク内のレベルをどのように測定するかについて質問を受けます。そこで、このブログ投稿でそれを詳しく説明したいと思いました。
まず、静水圧レベルゲージとは何かを簡単に理解しましょう。詳細を確認できますここ。簡単に言うと、タンク上の液柱によって及ぼされる静水圧に基づいてタンク内の液体のレベルを測定する装置です。
静水圧の仕組み
静水圧は、重力によって静止している流体によって加えられる圧力です。静水圧の公式は (P = \rho gh) です。ここで、(P) は圧力、(\rho) は液体の密度、(g) は重力による加速度、(h) は液柱の高さ (または深さ) です。
液体の入ったタンクがある場合、タンクの底の圧力は液柱の高さとその密度に比例します。静水圧レベルゲージはこの圧力を測定し、液体レベルを計算します。
一定の密度で測定する
理想的な世界では、タンク内の液体の密度は一定です。このような場合、静水面計を使えば簡単に液面レベルを計算することができます。このゲージはタンクの底の圧力を測定し、密度と重力による加速度は既知の定数であるため、式 (h=\frac{P}{\rho g}) を使用して液柱の高さを決定できます。
たとえば、水 (密度 (\rho = 1000\ kg/m^{3})) で満たされたタンクがあり、ゲージがタンクの底の圧力 (P) を測定する場合、問題なく水位 (h) を計算できます。これらのゲージで使用されているセンサーについて詳しくは、こちらをご覧ください。ここ。
変化する液体密度への対処
しかし、実際には、タンク内の液体の密度は変化する可能性があります。これは、温度変化、異なる液体の混合、溶解固体の存在など、いくつかの理由で発生する可能性があります。密度が変化すると、圧力と液面の関係がより複雑になります。
これに対処する 1 つの方法は、入力式静圧液面計。このタイプのトランスミッタは、密度の変化を考慮して校正できます。
温度補償
温度は、液体の密度を変化させる主な要因の 1 つです。ほとんどの液体は加熱すると膨張し、冷却すると収縮します。つまり、温度が上昇すると密度が減少します。
優れた静水圧レベルゲージには温度センサーが装備されています。液体の温度を測定することにより、ゲージは圧力レベルの計算における密度値を調整できます。たとえば、ゲージが特定の基準温度における液体の初期密度と現在の温度を知っている場合、密度と温度の関係 (通常は液体の特性データによって提供される) を使用して現在の密度を計算できます。
複数の液体層
タンクには、密度の異なる複数の液体層が含まれる場合があります。これは、さまざまな化学物質が保管または混合される工業プロセスで発生する可能性があります。
このようなタンク内のレベルを測定するには、静水圧レベルゲージをより高性能にする必要があります。タンク内の異なる深さにある複数のセンサーを使用して、さまざまなポイントの圧力を測定する場合があります。これらの点間の圧力差を分析することにより、ゲージは各液体層の厚さと全体の液体レベルを決定できます。
溶解固体
タンク内の液体に溶解固体が含まれている場合、密度も変化します。たとえば、塩水タンクでは、水に溶ける塩の量が増えるほど、密度は高くなります。
一部の静水圧レベル ゲージは、溶解固体の存在を考慮するように構成できます。これには、追加のセンサーを使用して溶解固体の濃度を測定するか、濃度と密度の間の既知の関係に依存することが含まれる場合があります。
密度が変化する状況における静水圧レベルゲージの利点
液体密度が変化するタンク内のレベルを測定する場合、静水圧レベルゲージにはいくつかの利点があります。
まず、比較的シンプルで信頼性が高いです。複雑な可動部品や外部の光源や放射線を必要としないため、機械的故障が起こりにくくなります。
第二に、密度の変化を考慮して簡単に校正できます。適切なセンサーと校正手順を使用すれば、困難な状況でも液体レベルを正確に測定できます。
当社の静圧レベルゲージが選ばれる理由
サプライヤーとして、当社は高品質の静圧式レベルゲージを提供することに誇りを持っています。当社のゲージは、液体の密度が変化しても高精度になるように設計されています。当社では、圧力センサーと温度補償の最新技術を使用して、お客様が最も信頼性の高いレベル測定を確実に取得できるようにしています。
当社の専門家チームは、お客様の特定のタンクや液体の要件に合わせてカスタマイズされたソリューションを提供することもできます。小規模な実験用タンクであっても、大型の産業用貯蔵タンクであっても、当社はお客様のニーズに合った適切な静水圧レベル ゲージの選択をお手伝いします。
購入についてのお問い合わせ
静水圧レベルゲージをご検討中で、液体密度が変化するタンク内のレベルを測定する必要がある場合は、ぜひご意見をお待ちしております。当社の製品は耐久性があり、正確な測定ができるように作られています。要件について話し合い、購入交渉を開始するには、お問い合わせください。当社の静水圧レベルゲージはお客様の期待に応え、それを超えるものであると確信しています。
参考文献
- 『流体力学』フランク・M・ホワイト著
- 静水圧レベルゲージおよび関連コンポーネントのメーカーマニュアル
- 可変密度条件での液面測定に関する技術論文