レベル計とレベルスイッチの違いや使い分け

電気計装/計測機器計測機器の4本目(全5本)公開更新広告

液面のレベルを測定する計測機器は、レベル計とレベルスイッチの2種類です。今回はレベル計とレベルスイッチの違いや用途に応じた使い分け方を解説します。

この記事の内容
  1. レベル計とレベルスイッチの違い
  2. 用途に応じた使い分け
  3. 収集できるデータの違い
  4. 関連記事

レベル計とレベルスイッチの違い

まずはレベル計とレベルスイッチの違いを解説します。

レベル計とは

レベル計は液体がどれくらいの高さまで入っているか計測する機器です。

古いボイラーの胴に斜めに付いたガラス管式の液面計
ボイラー胴に付いたガラス管式液面計(写真:Pexels)

液面計とも呼ばれます。

レベルスイッチとは

レベルスイッチは液の有無を検出する計測機器です。

ケーブルが付いた赤いフロートスイッチ
フロートスイッチの外観(写真:S.J. de Waard/CC BY 2.5)

例えばタンクの上部につけて液面上限、下部につけて液面下限を検出します。

同じ槽と液面で比べた断面図。レベル計は液面を0〜100%の連続した値で出し(60%)、レベルスイッチは上限と下限の決めた高さで、上限は非検出、下限は検出と出す。
同じ液面でも、レベル計は連続した値、レベルスイッチは決めた高さの有無

用途に応じた使い分け

レベル計とレベルスイッチの違いが分かったところで実際にどう使うか解説します。

液面の高さや液量を計る

液面の高さが何mmなのか計る場合はレベル計を使用します。

レベル計の一般的な使い方です。

またタンクの寸法と液面高さの情報から入っている液量が計算できます。

更に密度が分かっていれば重量値にまで換算することができます。

タンクから溢れるのを防ぐ

タンクに液が入りすぎて溢れることをオーバーフローと呼びます。

オーバーフローを防ぐためにタンク上部にレベルスイッチを取り付け、検出したときに緊急停止するように制御を組み込みます。

タンクが空になるのを防ぐ

タンクが空になった場合、ポンプが空運転するなどの恐れが考えられます。

空になるのを防ぐためにタンク下部にレベルスイッチを取り付け、検出したときに緊急停止するように制御を組み込みます。

1台で上限値も下限値も検出する

上限値や下限値の検出はレベルスイッチが基本です。

しかし検出したい箇所につき1個ずつ取り付けなければなりません。

1台のセンサーで複数個所の測定をしたい場合はレベル計を使います。

レベル計の検出位置に応じたインターロックをDCSやPLCのプログラムに組み込むことでレベルスイッチの時と同様の挙動が可能です。

ただし1台で複数測定できる多点式レベルスイッチも存在します。

同じ槽で比べた図。レベルスイッチは上限・下限の箇所ごとに1台ずつ計2台。レベル計は1台で、プログラム上に上限と下限の設定を置いて判定する。
上限・下限の検出:スイッチは箇所ごとに1台、レベル計は1台で設定を使い分け

収集できるデータの違い

プラントにおいてもデータの活用が広がっていますので得られるデータを比較します。

レベル計からのデータ

レベル計は測定範囲のうち何%の高さにあるかというデータが得られます。

多くのレベル計は4-20mAのアナログデータとして収集されます。

そのため連続値のデータの収集が可能です。

レベルスイッチからのデータ

レベルスイッチは検出の有無をデータとして得られるだけです。

そのため基本的には「検出」「非検出」という2値のデータが1/0のデジタルデータとして収集できます。

上のグラフは液面の高さに比例して4〜20mAで連続して変わるレベル計の出力(60%で13.6mA)。下のグラフは設定の高さ80%で0から1へ切り替わるレベルスイッチの出力。
出力の違い:レベル計は連続値、レベルスイッチは0/1の2値

レベルスイッチはデータ分析のための計器というよりは安全のための計器としての側面が強いです。

一方で1/0のデジタルデータであるため保存するデータ容量が小さく済むメリットがあります。

検出におけるa接点とb接点は選べることが多いですので検出目的に合わせて選択する必要があります。

a接点、b接点、c接点の違いと使い分け

関連記事

絶対圧力とゲージ圧力の違いと換算方法

ブルドン管圧力計の種類

圧力計、真空計、連成計の違い

SCADA、DCS、PLCの違い

計測機器の前後の記事

関連する書籍

執筆・監修のご依頼は、ご相談のページで受け付けています。