レーダー式と超音波式のレベル測定：違いと選定ガイド

METRAVON レーダー式レベル計測と超音波式レベル計測：違いと選定ガイド

レーダー式および超音波式レベル送信装置は、タンク、貯水池、貯留槽、およびプロセス容器における非接触式計測に広く用いられています。

根本的な違いは単純です。 レーダー式計測器は電磁波を用いるのに対し、超音波式計測器は機械的音波を用います。この相違点により、蒸気・真空・粉塵・温度変化、およびガス空間環境におけるその装置の動作の大部分が説明される。

1. レーダー式と超音波式レベル計測の根本的な相違点

比較	レーダー式	超音波式
測定信号	電磁波	機械的音波
伝播にガスが必要	必要なし	必要あり
真空	適切なモデルは真空環境で動作可能	真空環境では伝播しない
温度変動	通常、主な距離誤差の要因とはならない	音速を変化させ、補償を必要とする
蒸気	一般的に耐性が高い	大量の蒸気は音響に干渉する可能性がある伝播性
粉塵	一般的により適している	高密度の粉塵は音波を減衰または散乱させる可能性がある
単純な水槽における典型的なコスト	通常は比較的高い	通常はより経済的

2. 超音波計測が通常十分な場合とは？

超音波による液面計測は、以下の用途に適用される場合に、実用的かつ経済的な選択肢として頻繁に用いられる：

きれいな水または通常の廃水。
大気タンクまたはオープン盆地。
短いから中程度の測定範囲。
比較的安定したガススペースの状態。
限られた蒸気とほこり。
費用に敏感なプロジェクト。

これらの条件は、超音波機器が水処理、貯蔵タンク、およびオープンチャネルまたは流域のアプリケーションで広く使用されている理由を説明しています。

3. レーダーを最優先に検討すべき状況は？

レーダーを最優先に検討すべき主な用途は以下の通りです：

真空環境；
大量の蒸気または揮発性蒸気が存在する環境；
粉塵の多いサイロ環境；
測定距離が長い環境；
狭いビームを必要とする複雑な内部構造；
温度の大幅な変動；
長期的な測定安定性に関するより高い要件。

4. 超音波測定が温度に対してより感度が高い理由とは？

超音波送信機は、音波がガス空間を伝わるのに要する時間から距離を算出する。音速は温度およびガス組成に応じて変化するため、産業用超音波計測装置では通常、温度補正が採用されている。

容器内に重質蒸気または組成が著しく変化するガスが存在する場合、温度補正のみでは伝播誤差を完全に除去できないことがあります。

5．レーダーは蒸気および粉塵の影響をまったく受けないのか？

いいえ。

レーダーは通常、超音波測定法に比べて蒸気や粉塵への耐性が高いものの、凝縮、アンテナへの付着、湿った粉塵、重度の泡、および容器内部の構造が、エコーの品質を低下させる可能性がある。

より正確な記述は次の通りである： レーダーは気体空間内の伝搬条件への依存度が低いが、プロセス環境から完全に独立しているわけではない。

6. フォーム用として、どの技術がより適しているか？

フォームは両方の技術に影響を及ぼす可能性があります。

超音波信号は、厚いフォームによって吸収または散乱されることがあります。レーダーは、フォームの表面を検出し、フォームを部分的に透過することもあれば、フォームの厚さ、液体含有量、および誘電特性に応じて液体表面からのエコーを検出できなくなることもあります。したがって、「フォームはレーダー対象」という

の記述は、普遍的な選定基準とはなりません。

7. 粉塵およびバルク固体の検出において、どちらがより適しているか？

両技術は、選定されたバルク・固体用途で使用可能であるが、粉塵量が多い場合、測定距離が長い場合、および材料表面が不規則な場合には、一般的にレーダー方式が好まれる。

現代の高周波レーダーは狭いビームを形成できるため、サイロの壁や構造部材、充填設備を回避しやすくなる。

8. 両方の技術には「デッドゾーン」が存在するかどうか？

はい。

超音波送信機には、送信後のトランスデューサのリングインにより、最小測定距離が生じる。レーダーにも、アンテナ、周波数、送信機の設計に応じて生じる近場または最小測定距離が存在する。

したがって、最大運転レベルは装置が規定するブロッキング距離の外側で保持される必要があります。

9. 用途別迅速選択

用途	代表的な第一選択	理由
一般的な清水タンク	超音波／レーダーによる	：いずれも使用可能です。コストおよび安定性要件に基づく選定
廃水貯留槽	超音波／レーダー	泡、ガス状態および測定距離に依存する
重蒸気を含むタンク	レーダー	ガス空間内の音速に依存しない
真空容器	レーダー	超音波は真空中で伝播しない
粉塵を含むサイロ	レーダー	一般的に粉塵環境に適している条件
短距離用水位計	超音波式	経済的で設置が容易

よくある質問

Q1：レーダー式と超音波式水位計の主な違いは何ですか？

A：レーダー式は電磁波を用い、超音波式は音波を用います。

Q2：一般的な水タンクには、どちらが適していますか？

A：短距離の大気中水タンクでは、超音波式が一般的に経済的です。環境条件がより厳しく、あるいは高い安定性が求められる場合には、レーダー式も検討する価値があります。

Q3：超音波式計測は真空環境でも使用できますか？

A：いいえ。音波は伝播するための媒体を必要とします。

Q4：レーダー式が常により正確ですか？

A：いいえ。精度は、使用する計器の種類、測定範囲、設置状況、およびプロセス条件に依存します。

Q5：フォームが存在する場合、常にレーダーを用いるべきですか？

A：いいえ。重度のフォームは、レーダーおよび超音波による測定に両方において影響を及ぼす可能性があります。

Q6：選定に必要となる情報は何ですか？

A：媒体、測定範囲、温度、圧力、蒸気、粉塵、フォーム、容器の幾何学的形状、プロセス接続、および必要な出力インターフェース。

結論

レーダー式と超音波式の高位計測法の間には、普遍的に優位を持つ手法は存在しません。

超音波式計測法は、単純な大気中にある水タンクや貯水槽において、経済的に適した選択肢として頻繁に用いられます。レーダーは、真空環境、蒸気環境、大量の粉塵環境、長距離測定、および内部構造が複雑な船舶などに対して、一般的により適しています。

適切な選定は、購入価格や公称精度のみではなく、実際のプロセス条件に基づいて行われるべきです。