超音波レベルゲージの一般的な故障に対する技術的なトラブルシューティングのヒント
超音波式レベル計は、皆さんにとって馴染み深い存在でしょう。非接触測定のため、様々な液体や固体の高さ測定に幅広く活用されています。本日は、超音波式レベル計のよくある故障とその解決方法をご紹介します。
第一のタイプ：死角に入る
トラブル現象：フルスケールまたは任意のデータが表示される。
故障の原因：超音波レベル計には死角があり、一般的には5メートル以内の範囲で0.3～0.4メートルの範囲で死角が生じます。10メートル以内の範囲では0.4～0.5メートルの範囲で死角が生じます。死角に入ると、超音波は任意の値を示し、正常に動作しなくなります。
解決のヒント：設置の際は、死角の高さを考慮してください。設置後、プローブと最高水位との距離は、死角よりも大きくする必要があります。
2つ目のタイプ：現場の容器内で攪拌が行われ、液体が大きく変動し、超音波レベル計の測定に影響を及ぼします。
トラブル現象: 信号なし、またはデータが大きく変動する。
故障の原因：超音波式レベル計は数メートルの距離を測定できると言われていますが、それはすべて静穏な水面を指しています。例えば、測定範囲が5メートルの超音波式レベル計は、一般的に静穏な水面を測定できる最大距離は5メートルであることを意味しますが、実際の工場では6メートルに達します。容器内で攪拌が行われる場合、水面は静穏ではなく、反射信号は通常の信号の半分以下に減少します。
解決のヒント：より広い測定範囲を持つ超音波レベル計を選択してください。実際の測定範囲が5メートルの場合は、10メートルまたは15メートルの超音波レベル計を使用してください。超音波レベル計を交換しない場合、タンク内の液体に粘性がない場合、静波管を設置することもできます。静波管内の液面は基本的に安定しているため、超音波レベル計のプローブを静波管に挿入してレベル計の高さを測定します。2線式超音波レベル計を4線式に変更することをお勧めします。
3 番目のタイプ: 液体の表面に泡が立つ。
トラブル現象：超音波レベル計が検索を続行するか、「波消失」状態を表示します。
故障の原因：泡は超音波を吸収するため、エコー信号が非常に弱くなります。そのため、液面の40～50%以上が泡で覆われると、超音波レベル計から発信される信号の大部分が吸収され、反射信号を受信できなくなります。これは泡の厚さとは関係なく、主に泡で覆われている面積に関係しています。
解決のヒント：静波管を設置し、超音波液面計のプローブを静波管内に挿入して液面計の高さを測定すると、静波管内の泡が大幅に減少します。または、レーダー液面計に交換して測定することもできます。レーダー液面計は5cm以内の泡を透過できます。
4番目: 現場で電磁干渉が発生します。
トラブル現象: 超音波レベルゲージのデータが不規則に変動したり、信号が表示されなかったりします。
理由：産業分野には多くのモーター、周波数変換器、電気溶接機があり、これらは超音波レベル計の測定に影響を与えます。電磁干渉は、プローブが受信するエコー信号を超える可能性があります。
解決策：超音波レベル計は確実に接地する必要があります。接地後、回路基板上の一部の干渉はアース線を介して逃げます。このアースは別々に接地する必要があり、他の機器と同じアースを共有することはできません。電源は、周波数変換器やモーターと同じ電源を使用することはできず、電力系統の電源から直接引き出すこともできません。設置場所は、周波数変換器、可変周波数モーター、および高出力電気機器から離れた場所にする必要があります。離れられない場合は、レベル計の外側に金属製の計器箱を設置して絶縁・遮蔽し、この計器箱も接地する必要があります。
5 番目: 現場のプールまたはタンク内の高温は、超音波レベルゲージの測定に影響を与えます。
トラブル現象：水面がプローブに近い場合は測定できますが、水面がプローブから遠い場合は測定できません。水温が低い場合は超音波レベル計は正常に測定できますが、水温が高い場合は測定できません。
故障の原因：液体媒体は通常、温度が30～40℃以下の場合、蒸気やミストを発生しません。この温度を超えると、蒸気やミストが発生しやすくなります。超音波レベル計から発信された超音波は、伝送過程で蒸気を通過する際に一度減衰し、液面で反射します。戻ってくる際に再び減衰するため、プローブに戻ってくる超音波信号は非常に弱くなり、測定できなくなります。さらに、このような環境では、超音波レベル計のプローブに水滴が付着しやすく、超音波の送受信が妨げられます。
解決のヒント：測定範囲を広げるには、実際のタンクの高さが3メートルの場合、6～9メートルの超音波レベル計を選択する必要があります。これにより、蒸気やミストが測定に与える影響を軽減できます。プローブはポリテトラフルオロエチレンまたはPVDF製で、物理的に密閉されたタイプにする必要があります。そうすることで、プローブの放射面に水滴が凝縮しにくくなります。他の材料の放射面では、水滴が凝縮しやすくなります。
上記の理由により、超音波レベル計の異常な動作が発生する可能性があります。そのため、超音波レベル計を購入するときは、必ず現場の作業状況と経験豊富なカスタマーサービス（例えば、小編私など）に伝えてください。
