液面スイッチ（計）の原理と応用

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中国機械コミュニティより：液面スイッチとは、その名の通り、液面を制御するためのスイッチです。形式的には、主に接触式と非接触式に分かれます。非接触式には容量式液面スイッチなどがあり、接触式にはフロート式液面スイッチ、電極式液面スイッチ、電子式液面スイッチなどがある。静電容量式液面スイッチも、接触式の方法で実現することができる。 http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131008bbx5qpx6346mcwiu.gif 液位制御システム 液位制御システムは主に3つの部分で構成されています：センサー部、制御部、アクチュエータ部です。一般的な液面センサーは、測定対象の媒体と接触するかどうかによって分類されます。接触式：フロート、圧力センサー、液面スイッチ、音叉式、光電式、抵抗容量式。非接触式：レーダー、超音波。ケーブル式フロートスイッチの動作原理：ケーブル式フロートスイッチは、微動スイッチや水銀スイッチを接点部品として使用します。ケーブルスイッチが重りを基点として一定の角度に傾くと（通常、微動スイッチの傾き角は28°±2°、水銀スイッチの傾き角は10°±2°）、スイッチはONまたはOFFの信号を出力します。http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131009sz1c77ahg77h66cv.gif ケーブル式フロート式液面制御器は、重力と浮力の原理を利用して設計されています。主に、フロート本体、フロート本体内に設置された大容量のマイクロスイッチと、そのスイッチをオン・オフ状態に切り替える駆動機構、そしてスイッチに接続された3芯ケーブルで構成されている。 http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131010d0boecheqck5z5ib.gif
製品の特長：ケーブルは特殊な素材を使用しており、耐油性、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、腐食に対する抵抗力も高い。 構造がシンプルで、性能が信頼できる。安定かつ信頼性の高い「通」「断」のスイッチ制御信号を出力し、誤動作は一切なく、信頼性が高い。 設置が簡単で調整も容易。上下に位置調整可能な重りを動かすことで、制御範囲を自由に設定できます。 計器の接続および取り付け方法 1KW以下の単相ポンプでは、フローティングスイッチを回路に直接直列に接続できます（図1）。1KW以上のポンプでは、フローティングスイッチを電子制御ボックスの制御回路に直列に接続することができる（図2）。液面の制御高さは、ケーブルが液体中にある長さと、ケーブル上の重りの位置によって決まります。 茶色と黒の電線を使用する：浮子が下液面にあるとき、接点は接続された状態になる。 浮子が上液位にあるとき、接点は断線状態です。 茶色と青色の電線を使用する：浮子が上の液面にあるとき、接点は接通状態になる。浮球が下液位のとき、接点は断線状態です。 使用されていない電線は、必ず絶縁しなければならない。）浮子式液面コントローラーには、24Vの電圧を使用することを推奨します。 http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131011cff53zur0ovgovy0.jpg 図1 http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131011ierl69zvv0il24f6.jpg 図2 重錘の取り付け方法 1. フロートスイッチのケーブルを重錘の中央にあるくぼんだ穴から通し、重錘を軽く押して、その穴の上にあるプラスチック製のリングがケーブルの力によって外れるようにする。（必要であれば、スクリュードライバーを使ってこのプラスチックリングを外すこともできます）。次に、この外れたプラスチックリングをケーブルに装着し、液体の位置を設定するために重りを固定したい場所に取り付けます。 2、重りを軽く押してケーブルを引き出し、重りの中央がプラスチックリングにかかるまで行います。重りはプラスチックリングに軽く触れていれば滑り落ちることはありません。このプラスチックリングが破損したり失われた場合は、同じ太さの裸銅線をケーブルに通してフロート式水位スイッチと接続することができます。 注意事項：1. 重りは必要に応じて付属する部品です。 2. ケーブルは制御箱まで直接引き、中間接続部の使用はできるだけ避けてください。やむを得ず接続する場合は、絶対にケーブルの接続部を液体に浸してはなりません。 3. 使用していない電線は、絶対に絶縁しなければならない。 連杆式浮子式水位スイッチ http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131011bpcaa1mcq1vmkbkc.jpg
動作原理
連杆式浮子式水位スイッチは、小型の浮子式水位スイッチと基本的な原理は同じです。密閉された金属製またはプラスチック製の管の中に、1つまたは複数の磁気リレースイッチが設置されています。そして、その管には、中空で内部に環状の磁石が仕込まれた浮子が通されており、固定用のリングを利用して、浮子が一定の範囲内で上下に動くように制御されます。http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131012u6bzqupieqbjebpe.jpg 浮子内の磁石を利用して磁気リレーの接点を引き寄せ、オンとオフの動作を生じさせ、液面の制御や表示を行う。下図は、ノーチック（NC）およびノーリレー（NO）時のフロートスイッチの関連位置を示しています。http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131012s6rn2zbrjbq5blo5.jpg　用途上の特徴として、ノーリレーとノーチックとは、液体が入っていない状態を指します。リンク式フロート式液面スイッチは受注製品であり、測定対象の液体の温度、圧力、比重、耐酸耐アルカリ性などの特性に応じて、適切な規格のフロートを選定します。購入時には、接続規格（フランジ取り付けまたはねじ取り付けなど）、各動作点の位置、動作形態（常開または常閉）、および全長も決定する必要があります。 http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131012c2ddoa3yxx22coyc.jpg 設置する際には、以下の点に注意する必要があります：1、設置場所は給水口から離れた場所にすべきで、そうでないと給水口の水位変動によってスイッチが誤作動する可能性があります。 （この点は他のタイプのフロート式液面スイッチにも同様に適用される）2、スイッチをタンクの壁面に設置する場合は、L字型の角鋼製支持架を取り付けることができる。（比較的簡単な取り付け方法で、一般的にはねじ式のフロート式液面スイッチです。3、スイッチを撹拌エリアに設置する場合は、防波管や防波板を取り付けることができます。（このような使用環境の場合は、まずメーカーと相談し、フロートのサイズや取り付け用ネジなどを確定した上で防波板を取り付けることをお勧めします）4、フロートの直径よりも内径が大きいフランジ接続式の管を選択してください。 5、配線時はマルチコアケーブルの使用を推奨します。 （これにより安全性が保証され、一般的には屋外設置用として選ばれます。例えば、ケーブル式のフロート式液面スイッチはマルチコアケーブルを使用しており、図はこちら：http://www.cmiw.cn/data/attachment/forum/201811/26/131013ogtxuvgt8tiuubgo.jpg　6．制御対象回路の負荷は、フロートスイッチの接点容量に適合していなければなりません。）（電圧や電流に関するもの）。7、測定対象の液体の比重は、浮子の比重よりも大きくなければならない。 （浮きの比重が液面の比重より大きい場合、浮きは沈んでしまいます）。 8、フロートの動作ポイントはお客様のご注文内容に従って出荷時に調整済みですので、勝手にフロートの位置を変更しないでください。（位置に若干の違いがある場合は、調整可能かメーカーに問い合わせるか、注文する前にメーカーと確認してください。 日常メンテナンス：1. リンクやフロートに付着した汚れを定期的に除去する（頻度は水質による）。2．リングバックルのネジが緩んでいないかを確認する。よくある故障とその対処法：フロートが動かない：①液体の比重がフロートの比重よりも低い　②フロートから水漏れがする　③異物がフロートを塞いでいる　対処法：①フロートの比重を再確認する　②会社に連絡してフロートを交換してもらう　③異物を取り除く　フロートは動くが信号が出ない：①フロートの位置がずれている　②磁気スプリングスイッチが破損している　対処法：①フロートの位置を調整する　②磁気スプリングスイッチを交換する　信号の出力が正常でない、周囲に磁場の干渉がある。 処理方法：磁場を除去し、信号は維持されるが復元不可能。浮子は戻らず、異物が詰まっている。 処理方法：異物を除去すると、1点から2つの信号が出力され、リングの位置が移動する。