いろいろある水位計の種類と仕組み

   

水位計は定点の水のかさを知るために使用します。身近なもので考えるとお風呂の浴槽などがあります。お湯を入れてちょうど良い量で止めたいときには水位が気になります。ほかにも河川や海水の満ち干き、貯水池などの水位は天候による災害を未善意防ぐためには重要な計測のひとつです。また、工場や工事現場では使用するためにためておいた水の量を管理するために必要になります。気がつかないうちにこのようにさまざまな場面で使われています。
水位の観測には、いろいろな方法があります。水圧や水晶振動によるものやフロートやデジタルスイッチによって直接測るもの、超音波タイプや電波タイプなどの非接触なものまで様々です、それぞれの測定方法には当然メリットとデメリットが存在します。適切な測定方法を選ぶためにはひとつ一つの仕組みを理解しておくことが必要です。

水に接触することで水位を測る方法

接触式のものには、フロートやデジタルスイッチ、静電容量などがあります。フロートタイプは水の高さによって浮力のあるフロートが移動して水位を測るものです。固定式で構造物が必要になります。デジタルタイプは柱状の筒を垂直に立てて、その中に磁石をつけたフロートを入れて置き水位によって上下させます。柱の内側には磁石に反応するスイッチが等間隔で並んでいて止まったところの水位を測ることができます。
静電容量タイプは、一定の面積の金属タンクの両端に検出用と接地用の電極を配置しておきます。タンクの内壁は電気が導通している状態です。タンク内部に水が入ることで空気の量が変化して静電容量の変化を生じます。この変化を検出することで非常に精度が良い測定に対応することができます。

非接触や投げ込みで水位を測る方法

非接触式には、電波タイプ、超音波タイプがあります。電波タイプは水面より十分に離れた高いところからマイクロ波を放ち、それが水面から返ってくる時間によって測定する方法です。角度をつけて照射することで広い範囲を測定することができます。超音波タイプも同様に超音波を照射することで伝播時間から水位を測定することができます。
また、測定部を水面へ投げ込むタイプのものもあります。投げ込んだセンサーの先端にかかる水圧を内部の圧力センサーで間接的に検出する方法やセンサー内部の水晶振動子が水に浸かったことで共振周波数が変化するため、その変化率の大きさから水位を測るというものです。
水位計には大きさや測定範囲、設置場所などさまざまな種類があります。用途に合わせて適切なものを選びましょう。

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