レーダーレベル計の用途と現場設置ガイド

METRAVON ラダー式液面計：応用および現場設置ガイド（

） ラダー式液面計は、液体または材料の表面へ電磁波を照射し、反射されたエコーを解析することで液面を測定します。アンテナから表面までの測定距離は、連続的な液面値に変換されます。

センサーは通常、プロセス媒体と接触する必要がないため、レーダー式液面計測は液体、スラリー、粉体、粒状固体の計測に広く用いられている。また、特定のモデルによっては、高温・高圧、蒸気、粉塵、腐食性媒体といった過酷な条件下でもレーダー式計測が適用可能である。

測定性能は、計測装置自体にのみ依存するのではなく、媒体の特性、容器またはサイロの幾何学的形状、ビーム経路、取り付け位置、プロセスの乱れ、および環境保護条件にともなっています。

1. どの産業分野でレーダー式液面計が一般的に使用されていますか？

石油・ガス・化学：

— 原油、精製燃料、廃水、溶剤、酸、アルカリ、化学原料、およびその他のプロセス用液体に使用される。

— 発電：

— 石炭貯蔵タンク、フライアッシュサイロ、脱硫システム、貯水槽、油槽、およびその他の液体または塊状・固体の用途に使用される。

— セメントおよび建築材料：

— セメント、原料粉、クリンカー、フライアッシュ、石炭、およびその他の粉末状または粒状材料に使用される。

鋼材および鉱業用

鉄鉱石、石灰岩、コークス、石炭粉末、鉱物粉末およびその他のバルク原料に使用されます。

：2. 代表的な石油化学工業における応用。

：石油・ガス・化学工業は、レーダーによる液面測定における主要な応用分野です。 代表的な媒体は以下の通りである。

• ：原油および精製製品用貯蔵タンク；

• ：廃油、廃水およびスラッジ用タンク；

• ：溶剤および化学原料；

• ：酸、アルカリおよびその他の腐食性液体；

• ：高温または顕著な蒸気を持つプロセス用容器；

• ：反応器、バッファタンクおよび中間貯蔵容器。

非接触式測定により、腐食性または汚染された媒体への直接曝露に伴うメンテナンス上の問題を軽減できます。 しかし、高温・高圧、強い腐食性、または危険区域での使用においては、適切なプロセス接続部、アンテナ材料、シールシステム、および認証の確保が依然として必要である。

3。電力・セメント・バルク固体産業における代表的な応用分野

塊状固体の選定にあたっては、材料と表面の接合角、粉塵の存在、粒子の特性、誘電特性、サイロの高さ、および内部の障害物に特に注意を払う必要があります。 80GHz の狭光束レーダーは、高くて狭いサイロや内部構造が複雑な容器などにおいて、設置の柔軟性を高めることができる。

4. レーダーを用いた液面測定が用いられるその他の応用例には、どのようなものがあるか。

石油化学、電力、セメント、鋼材、石炭産業の他、レーダー式水位計は以下にも広く用いられています：

• 河川、貯水池、開放水路および水流域；

• 廃水処理および環境モニタリング；

• 穀物、飼料および食品原料用サイロ；

• 鉱業および鉱物処理；

• パルプ・製紙、製薬および一般工業用タンク。

レーダー周波数、アンテナ、測定範囲、プロセス接続、および通信インターフェースは、実際の媒体およびプロセス条件に応じて適切に選択する必要がある。

5. なぜレーダービーム経路を確保しなければならないのか？

レーダーは、反射された信号を解析することで、対象のレベルを判定する。 レーダービーム内にある固定構造は、本物の製品エコーと干渉する可能性のある強い反射を生じることがあります。干渉の主な原因には、

以下が挙げられます。

• 振動装置；

• 構造用梁および補強部材；

• 充填用パイプ；

• 温度プローブ；

• ポイントレベルスイッチ；

• 内部配管および支持部材。

好ましい手法は、これらの構造を回避するよう、取付位置およびビーム角度を選定することである。 固定された干渉を機械的に除去できない場合、エコー曲線を用いてその干渉を特定し、適切な場合には偽エコーの抑制を設定することができる。

6．レーダーレベルメーターはどこに設置すべきか？

すべてのタンクまたはサイロに共通する単一の設置距離は存在しない。 位置は、の血管の幾何学的形状、ビーム角、内部構造、充填および排出位置、および表面状態（）に基づいて選択するものとする。

直接的な充填流を避けること。

レーダーを高速の物質流、乱流を有する液体流入部、または連続的なスプラッシュ領域に直接向け서는ならない。

固定された障害物を避ける。

測定範囲全体において、血管壁、梁、配管およびその他の構造物を主梁から可能な限り外側に位置させる。

代表的な表面を測定する。

固体の場合には、材料の凹凸を考慮する。液体の場合には、最も著しく攪乱された表面領域を避ける。

最大レベルを確認してください。

予想される最高レベルは、計測器が規定する最小測定距離の外側で保持される必要があります。

「容器の壁面から直径の6分の1の位置に設置する」や「中央部には決して設置しない」などの規定は、普遍的な要件と見なすべきではない。 センターに設置されたレーダーは、シンプルな平屋根型タンクでは十分に有効であるが、ドーム屋根型タンク、球状容器、あるいは複雑な内部構造を持つ容器では、マルチパス反射および固定エコーに対してより注意を払う必要がある。

7. レーダーアンテナは常に垂直に設置しなければならないか？

目的は、主レーダービームを代表的な目標表面に指向することである。

：比較的平坦な液体表面において、垂直に下方を向く配置は、通常、強力で安定したリターン信号を提供します。 塊状の固体では、表面に休止角や凹凸が存在する場合があり、選定された計測装置では、アンテナを材料表面のより代表的な断面に向けて調整することが可能である。

許容される取り付け角度は、当該計測装置の設計および設置に関する要件に従うべきである。

8. 強度的な攪拌または著しい表面変位には、どのように対処すべきか。

強い攪拌、渦、または化学反応により、液体表面の連続的な移動が生じる可能性があります。 最初のステップは、通常、レーダーの取り付け位置を最適化し、最も顕著に干渉を受ける領域を避けることである。

適切な液体用途においては、以下の代替的な構成が採用される場合がある：

• スティリングウェル；

• バイパスチャンバー；

• 当該レーダー設計に適合するその他の測定構成。

静粛井には、比較的滑らかな内面および必要に応じて適切な均圧開口部を備えるべきである。 アンテナのサイズ、ビーム特性、およびパイプ径は互換性を持つ必要があります。

【重要】スティリングウェルおよびバイパスチャンバーは、適切な液体の計測に用いられる用途特化型ソリューションです。これらは、バルク固体サイロやすべての乱流プロセスに適用可能な汎用ソリューションではありません。誘導波レーダーは、レーダー信号を棒、ケーブル、または同軸プローブに沿って伝送する独立した技術であり、静水槽内における自由空間レーダー装置と混同すべきではない。

9. ノズルおよびプロセス接続部について考慮すべき点は何ですか？

レーダー計器は、上部ノズルまたはフランジに設置されることが多い。 ノズルが過度に長すぎたり狭すぎたりする場合、あるいはアンテナの位置が不適切である場合、反射が生じ、利用可能な信号が低下するおそれがある。

確認すべき主な項目は以下の通りである。

• アンテナがノズルの直径と互換性があるか。

• ノズルの長さが装置の設置限界内にあるか。

• アンテナがノズルから突出しているか。

• 溶接部、バリ、または内部の突起が存在するか。

• プロセス接続部が圧力、温度および材質の要件を満たしているか。

10. 粉塵、凝結、およびアンテナの堆積の管理はどのように行うべきか？

自由空間レーダーはプロセス材料に直接接触しないが、アンテナは依然として容器内の大気中に曝されている。 重度の塵埃、凝縮、または結晶化により、エコー品質が徐々に低下する可能性があります。

：アンテナ表面の滑らか化

レンズ型またはPTFE型設計により、ある種の粉塵および凝縮物の蓄積を抑制することが可能です。

適切な取付位置

アンテナを最も深刻な粉塵羽流または蒸気ジェットの直下に配置しないこと。

空気浄化

大量の粉塵または結晶化が生じる場合には、互換性のある空気浄化装置を用いることができる。

定期的な点検

実際の粉塵の蓄積量、凝縮状況および汚染率に基づき、点検間隔を設定すること。

11. 屋外および過酷な環境下での設置はどのように保護すべきか？

現場での設置時においても、電子部品および電気インターフェースを保護する必要がある。

• 使用環境に適した入力保護等級を選択すること；

• ケーブルグランドおよび未使用入力用プラグを正しく設置すること；

• 雨水がケーブル沿いに直接侵入して外殻内に入ることを防止すること；

• 必要に応じて接地、サージ保護および雷保護を確保すること；

• 強い太陽光照射により電子機器が著しく加熱される可能性がある場合には、日よけを使用すること；

• 危険区域用設備は、その認証要件に従って設置すること。

12. 設置後、エコー曲線を確認する必要がある理由とは？

正確な電流値の測定結果だけでは、装置が全測定範囲において信頼性を維持しているとは証明できない。 エコー曲線は、実際の製品エコーと設置部材からの固定反射との関係を示している。

試運転中、以下の点を確認してください：

• 実際の液体または材料のエコーが明確に識別されるか；

• 容器壁、ノズル、または内部構造により強い偽エコーが生じるかどうか；

• 最小および最大液面が有効な測定範囲内に維持されているか；

• 測定範囲および工程単位が正しく設定されているか；

• 減衰およびエコー追跡が実際のプロセスダイナミクスに合致しているか。

• 4-20mA 、 HART 、または RS485 出力が制御システムと一致するかどうか。

13．一般的な技術仕様はどのように解釈すべきか？

以下の値は、産業用レーダー式液面計に関する一般的な選定の参考値としてのみ提供されており、すべての産業用レーダー式液面計に関するものであり、すべての用途に適用可能な汎用仕様と見なすことはできない。 METRAVON モデル。

よくある質問：レーダー式液面計の応用および設置について

Q1：どのような産業分野でレーダー式液面計が一般的に使用されていますか？

A：代表的な適用分野には、石油・ガス、石油化学、発電、セメント、鉄鋼、石炭、水資源、環境モニタリング、穀物貯蔵、およびその他のタンク・サイロ用途などがあります。

Q2：レーダー式液面計は腐食性媒体の測定が可能ですか？

A：はい。アンテナ材料、プロセス用シール、耐温等級、耐圧等級、および装置全体の構成が媒体に適している場合に限ります。

Q3：非常に粉塵の多いサイロでは、常に 80GHz 帯のレーダーを選択すべきでしょうか？

A：自動的にはいません。 80GHz の狭角レーダーは、複雑なサイロ環境で良好な性能を発揮することがありますが、実際の粉塵検出性能は、アンテナの集積特性、材料の反射率、信号処理、および設置条件にも依存します。

Q4：レーダーは、容器の直径の6分の1の位置から壁面から設置する必要がありますか？

A：いいえ。6分の1という位置を一律の基準とすべきではありません。設置位置は、ビーム角、容器の形状、プロセス接続部、および内部の障害物などを考慮して決定すべきです。

Q5：レーダーは常に船舶の中心から離れた位置に設置しなければならないですか？

A：いいえ。中心に設置するかどうかは、屋上形状および内部の幾何学的構造に依存します。ドーム状の屋上や複雑な構造ではマルチパス反射が生じる可能性がある一方、単純な船舶では、中心に設置したレーダーでも正常に動作することがあります。

Q6：強い撹乱が生じた場合、常に静粛井を設ける必要があるですか？

A：いいえ。まず、設置位置および信号構成を最適化することが推奨されます。レーダーと配管の幾何学的形状が互換性を持つ場合、適切な液体計測用途において、静置井またはバイパス室が有効に活用できる。

Q7：レーダーアンテナは完全に垂直に設置する必要はあるか？

A：主な要件は、レーダービームを代表的な製品表面に準拠して照射することである。液体の計測では一般的に垂直下方にビームを向けるが、特定の塊状固体の計測用途では、アンテナの角度を調整して使用することがある。

Q8：設置後、エコー曲線を確認する必要がある理由は何ですか？

A：エコー曲線は、本物の製品信号と固定された干渉の間の関係を示し、単なるレベル値よりも、長期的な設置品質に関するより多くの情報を提供します。

Q9：レーダー式レベルメーターは PLC または DCS に直接接続できますか？

A：はい。モデルによっては、 4-20mA 、 HART 、または RS485/Modbus を使用することが可能ですが、計器と制御システムのインターフェースが互換性を持つことが条件です。

Q10：どのような情報が含まれていますか？ METRAVON レーダーレベルの選定が必要ですか？

A：以下の情報をご提供ください。業界、計測媒体（液体または固体）、最大計測距離、タンクまたはサイロの寸法、内部構造、温度、圧力、蒸気または粉塵の条件、プロセス接続、必要とする出力、および危険区域に関する要件。

結論

レーダーレベルメーターは、幅広い分野で広く使用されています。石油化学、電力、セメント、鉄鋼、石炭、水、環境、およびバルク貨物取扱産業。 彼らの非接触式測定原理により、腐食、汚染、および機械的摩耗に伴うメンテナンスを削減できるほか、厳しいプロセス条件にも対応する多様な構成を可能にします。

成功した設置には、以下の要素が不可欠です。明確なビームパスを維持すること、代表的な測定位置を選択すること、直接的な充填流および著しい乱れを回避すること、ならびにノズルの幾何学的形状、アンテナ構成、環境保護、およびプロセス条件を適切に管理すること（）。 「容器径の6分の1」と「中央部への設置は禁止」といった固定ルールは、一律に適用すべきではありません。

METRAVON レーダー式レベルメーターは、媒体の種類、タンクまたはサイロの形状、プロセス条件、および制御システムの要件に応じて、異なる周波数、アンテナ、測定範囲、および出力インターフェースで設定することが可能です。 適切な選定、設置、およびエコー診断は、安定した長期的な水位測定を実現するための基盤となる。