磁気レベルインジケータ: その仕組みと利点

このガイドの内容: 磁気レベル インジケータ (MLI) - について知っておくべきすべてのこと。MLI の仕組み、2 つの主要な技術 (フロート ベースと磁歪)、主要な産業上のメリット、他のレベル測定技術との比較、一般的な産業用途、市場の大手メーカーが説明されています。-

磁気レベルインジケータ: その仕組みと利点 - クイックアンサー

磁気レベル インジケータ（MLI）は、磁気フロート レベル インジケータまたは磁気液面計とも呼ばれ、磁気カップリングを使用してタンク内の液位を示すフロート ベースのレベル測定装置です。-、インジケータ ポイントに電力を必要とせず、測定チャンバにプロセス シールやタンク貫通部がなく、タンク自体の内部に可動部品もありません。標準的な MLI は、タンクの側面に設置された垂直チャンバー (バイパスまたは静止ウェルと呼ばれる)、チャンバー内の液面に応じて上昇および下降する磁気フロート、およびフロートの位置を追跡する磁気フォロアを備えた外部インジケーターで構成されます。タンク内の液面が上昇するとチャンバー内のフロートが上昇します。落ちるとフロートも落ちます。フロート内の永久磁石がチャンバーの外側にある磁気インジケータを作動させ、色付きの旗またはローラーを動かしてレベルを一目で示します。一部の上級バージョン - 磁歪レベルトランスミッター - は、磁歪導波管に沿ったフロートの位置を測定することによって電子出力 (4 ～ 20 mA、HART、またはフィールドバス) を追加します。

MLI の主な利点は、視覚的な表示に電力が必要ない（完全にパッシブ）、タンクの貫通やプロセス媒体のシールが不要、本質安全（測定ポイントに電子機器がない）、設計による防爆、遠くからでも読み取り可能、高圧および高温への耐性、適切なチャンバー材料による腐食性および攻撃的な媒体との互換性、最小限のメンテナンス、長い耐用年数です。{0} MLI は、石油とガス、石油化学、化学処理、水と廃水処理、発電、医薬品、食品と飲料、海洋用途で広く使用されています。大手工業メーカーには、ABB (KM26)、Magnetrol-AMETEK (Aurora)、KROHNE、VEGA、WEKA などがあります。

磁気レベルインジケーターとは何ですか?

定義とコアコンセプト

磁気レベルインジケーター (MLI) は、チャンバー内のフロートとチャンバーの外側に取り付けられたインジケーターの間の磁気相互作用を使用して液面を示す連続液位測定装置です。 MLI は、磁気フロート レベル ゲージ、バイパス レベル インジケータ、磁気レベル ゲージ (MLG)、または単に磁気インジケータと呼ばれることもあります。これは産業用プロセス制御で最も古く、最も広く使用されているレベル測定技術の 1 つです -。そのシンプルさ、信頼性、電子センサーが故障する可能性がある過酷なプロセス条件でレベルを測定できるため、世界中だけで 350,000 台以上の ABB KM26 ユニットが設置されています -。

中心となる設計原理は磁気結合です。永久磁石を含むフロートが、プロセスタンクに接続された (またはプロセスタンクに隣接して取り付けられた) チャンバー内で上下に移動します。フロートが動くと、チャンバーの内側と外側の間に物理的な接続がなくても、その内部の磁石が外部インジケーターの磁気フォロアを作動させます。これが、MLI に重要な利点をもたらします。実際のプロセス タンク - 内には、外部バイパス チャンバーまたは静止井のみにプロセス シール、シャフト貫通がなく、可動部品がありません。

磁気レベルインジケータには主に 2 つのタイプがあります。

|タイプ |仕組み |出力 |最適な用途||:-----|:-----------|:|:-----:|:----------| |Float- ベースの MLI（ビジュアルのみ）|フロートはバイパスチャンバー内で上昇/下降します。磁気結合インジケーターが外部スケールでレベルを表示 |視覚的（色分けされた旗/ローラー）。-電気出力なし |汎用タンク-。危険区域。遠隔地||磁歪MLI（発信器付）|同じフロート + 磁歪導波管。電子パルスはワイヤーに沿ったフロートの位置を測定します。視覚 + 電気 (4-20mA、HART、Modbus、フィールドバス)|PLC/DCS の統合。遠隔監視。精密アプリケーション||サイドマウント MLI-|チャンバーはタンクの中央の高さでタンクの側面に直接設置されています。-ビジュアルまたはビジュアル + 電気 |小型タンク;スペース-に制約のある設置||トップマウント MLI-|タンク上部からガイドワイヤーで吊り下げたフロート |ビジュアルまたはビジュアル + 電気 |大型タンク;内部障害物のあるタンク||RFアドミタンス MLI バリアント|界面検出に磁気フロートに加えてRF静電容量を使用（2液） |ビジュアル + 電気 |油水分離器界面測定|-

磁気レベルインジケーターはどのように機能しますか?

-ステップバイ-メカニズム

MLI は、純粋に機械的および磁気的な相互作用の連鎖を通じて機能します - 測定点に電子機器は必要ありません。完全なプロセスは次のとおりです。

ステップ 1 - バイパスチャンバーまたは静止ウェルがタンクに接続されます。最も一般的なバイパス構成では、垂直チャンバー (通常、直径 1 ～ 3 インチ) がプロセス タンクの側面に溶接またはフランジ付けされ、上部と下部にプロセス接続があり、タンクとチャンバーの間で液体が自由に流れることができます。チャンバーは両端がタンクの液体空間に向かって開いているため、チャンバー内の液面は常にタンク内の液面と同じになります。これは、チャンバー内のフロートが常にタンクの液面と正確に同じ高さにあることを意味します。

ステップ 2 - 磁気フロートは液面に応じて上昇および下降します。チャンバー内には、プロセス液体よりも密度が低い (つまり浮遊します) が、液体上の蒸気やガスよりも密度が高い (つまり、液体表面上には浮遊しません) 材料で作られた中空円筒形のフロートがあります。フロートには 1 つ以上の永久磁石 - が含まれており、通常は環状 (リング - 形状) の磁石で、その磁場がフロートの軸から半径方向外側を向くように配置されています。一般的なフロートの材質には、ステンレス鋼 (一般用途)、ハステロイ (腐食性媒体用)、チタン (特定の攻撃性化学物質用)、中空ガラス球またはセラミック球 (比重が非常に低い液体用) などがあります。

ステップ 3 - 磁場がチャンバー壁を貫通します。チャンバー壁は通常、非磁性材料 - で作られています。- 最も一般的なのはステンレス鋼 (強磁性ではないため、磁場をブロックしません) ですが、設計によっては PVC、CPVC、PTFE- ライニング鋼、またはその他の耐食性材料を使用することもあります。-非磁性ステンレス鋼（316L や 904L など）が使用されます。これは、磁石がチャンバー壁を通って到達し、外部インジケーターに作用するフロートからの磁場を妨げないためです。-。

ステップ 4 - 外部インジケーターはフロートの位置を追跡します。チャンバーの外側にはインジケーター機構が取り付けられています。これは、独自の永久磁石を含む磁気フォロワー (キャリアまたはフリッパーと呼ばれることもあります) と、視覚的なディスプレイ - で構成されます。通常は、色付きの旗が付いたスケール、回転ローラー、またはセグメント化されたディスプレイです。フォロワの磁石は非磁性チャンバー壁を介してフロートの磁石に引き付けられます。-フロートが上昇すると、フォロワーの磁石が上方に引っ張られます。フロートが落ちると、フォロワーも一緒に落ちます。フォロアは重力とフロートからの磁力に対して正確にバランスがとれているため、フロート - と正確に同じ高さに留まり、したがってタンク内の液面と正確に同じ高さに留まります。

ステップ 5 - レベルは視覚的および/または電子的に表示されます。標準の視覚のみの MLI の場合、-フォロワーの位置は外部スケールから直接読み取られます -色分けされたスケール上のフォロワーの位置は、タンクが空か部分的か満杯かを示します。-磁歪 MLI 送信機の場合、電子パルスがチャンバー内の磁歪ワイヤに送信されます。このパルスがフロートの磁場がワイヤーと交差する点に到達すると、ねじり機械波が生成されます。この波がチャンバー上部のセンサーに戻るまでにかかる時間が測定され、この移動時間からフロートの正確な位置 (したがって液面) が高精度で計算されます - (通常は ±1 mm 以上)。

重要な洞察:フロートとインジケータは、非磁性のチャンバー壁によって相互に完全に密閉されています。-これらは純粋に磁力によって相互作用します。-これは、プロセス媒体内にシール、シャフト、潜在的な漏れ経路、電子機器がないことを意味します。プロセス液と接触するのはフロートとチャンバー内部のみです。

磁気レベルインジケーターの主な利点

MLI が依然として最も人気のある産業レベル測定技術の 1 つである理由

レーダー、超音波、容量性レベル センサーとの競合にもかかわらず、磁気レベル インジケーターは依然として産業プロセス アプリケーションで最も広く指定されているレベル測定ソリューションの 1 つです。エンジニアやプラントオペレーターがこれらを選び続ける理由は次のとおりです。

産業用途

業界全体で MLI が使用される場所

磁気レベルインジケータは、液体をタンクに保管または処理するほぼすべての業界で仕様化されています。最も一般的な応用分野は次のとおりです。

MLI と他のレベル測定テクノロジーの比較

比較表

磁気レベルインジケータは、他の幅広いレベル測定技術と競合します。主要な選択基準全体での比較は次のとおりです。

MLI を選択する際に考慮すべき主な仕様

技術的な選択基準

大手産業メーカー

主要な MLI ブランドと製品

よくある質問

Q1: 磁気式レベル計と磁歪式レベル計の違いは何ですか?

標準の磁気レベル インジケータ (MLI) は視覚的な出力のみを提供します。-フロートの位置はチャンバーの外側にある色分けされたスケールに表示されます。-電気は使用されず、信号も生成されず、レベル データを PLC、DCS、またはリモート コントロール システムに送信する方法もありません。磁歪式レベルトランスミッターは同じフロート-と-チャンバーの原理を使用しますが、電子測定システムが追加されています。磁歪ワイヤーがチャンバー内を通過し、上部の電子ヘッドがワイヤーにパルスを送信します。パルスがフロートの磁場に到達すると、ねじれ波が発生し、ワイヤーを逆流します。この波が戻ってくるまでの時間を測定することで、送信機は正確なフロート位置 - を計算し、したがって正確な液面 - を高精度 (±0.5 ～ 1mm) で計算します。この位置データは、PLC、DCS、SCADA システム、またはリモート ディスプレイに送信できる標準工業用出力信号 (4-20mA、HART、Modbus、またはフィールドバス) に変換されます。つまり、MLI=はビジュアルのみであり、電源は必要ありません。磁歪トランスミッター=視覚 + 電子出力、24 V 電源が必要です。最新の MLI システムの多くは、ローカル読み取り用のビジュアル MLI とリモート/統合制御用の磁歪トランスミッターの両方を 1 つのチャンバー内で組み合わせています。

Q2: MLI は 2 つの異なる液体 (界面レベル) を測定できますか?

はい - MLI の最も価値のある機能の 1 つはインターフェイス レベルの測定ですが、これは他のほとんどのレベルのテクノロジーでは困難または不可能です。インターフェース MLI は、それぞれ異なる比重に合わせて校正された 2 つのフロートを使用します。重いフロート（高い SG）は 2 つの液体間の界面に位置し、軽いフロートは上部の液体の上の液体-界面に位置します。両方のフロートを追跡することにより、MLI は各液体のレベルとそれらの間の界面の位置を示すことができます。最も一般的な用途は油-水の分離です。油フロート（SG が低い）は油{7}}と水の界面に配置され、水フロート（SG が高い）は分離器容器の底部の水-炭化水素界面に配置されます。インターフェース MLI は、石油およびガスの生産（生産水処理、油-水分離器、脱塩器）、石油化学処理（製油所の分離ユニット）、および液-のインターフェースの位置を知ることが運用上重要であるあらゆる用途で広く使用されています。レーダーや超音波センサーでは、液体-界面を確実に測定することはできません。これは、界面からの音響反射または電磁反射が一般に弱すぎて液体-のバルク反射と区別できないためです。

Q3: 磁気レベルインジケータの主な制限は何ですか?

MLI はすべてのアプリケーションに適しているわけではありません。主な制限事項は次のとおりです: フロートの比重はプロセス液体 - よりも低くなければなりません。液体が非常に軽い場合 (たとえば、SG が 0.4 未満の極低温の液化ガス)、標準的なフロートでは浮くのに十分な浮力がない可能性があります。粘性液体、スケール液体、または重合液体によるフロート上のコーティングまたは蓄積は、浮力を低下させ、不正確な測定値を引き起こす可能性があります。-定期的な清掃または特殊なフロート設計が必要です。 MLI は固体 (粉末、顆粒、バルク固体) のレベルを測定できません - フロート機構は液体中でのみ機能します。これらは通常、レーダーや超音波などの電子センサーよりもかさばります-。これはスペースに制約のある設置では重要です-。標準 MLI は、別個の送信機が装備されていない限り、電気出力を提供しません (コストと複雑さが増加します)。プロセス環境内の磁性材料や強い磁場は、フロートの磁石やインジケーター機構に干渉する可能性があります。非常に低圧または真空の用途では、フロートが不均一に浮く可能性があるチャンバー内の蒸気の凝縮を防ぐために、チャンバーを特別に設計する必要があります。

Q4: MLI に適したフロートの材質と比重はどのように選択すればよいですか?

フロートの選択は MLI のパフォーマンスにとって重要です。- 間違ったフロートを使用すると、浮かなかったり、沈んだり、プロセス液体によって化学的攻撃を受けたりします。主な基準は次のとおりです。 プロセス液体の比重 (SG): 信頼性の高い浮力を得るには、フロートの SG が液体の SG よりも大幅に低くなければなりません。標準フロートは SG 0.5 ～ 2.0 の液体に使用できます。軽い液体（LPG、0.5 SG 未満の軽質炭化水素など）の場合は、特殊なフロート（中空ガラスまたはセラミック球）または減圧チャンバー設計が必要です。-化学的適合性: フロートの材料は、動作温度でプロセス液体と化学的に適合性がある必要があります。一般的なフロートの材質には、SS 316L (一般的な炭化水素および水道サービス)、ハステロイ C276 (酸性サービス、塩化物、海水)、チタン グレード 2 (塩化物、硝酸、海洋環境)、ブナ-N/NBR (石油製品、液体天然ガス)、FKM/バイトン (芳香族、ケトン、エステル)、EPDM (飲料水、食品-) グレードが含まれます。用途）、PTFE（腐食性の高い酸、超高純度の化学薬品）-。動作温度と圧力: フロート材料は、プロセス温度と圧力において機械的完全性と浮力を維持する必要があります。高温フロートには特殊な合金またはセラミックコーティングが使用されています。圧力: フロートはプロセス圧力に合わせて定格する必要があります-高圧-フロートは壁が厚いか、より強い材料で作られています。特定の用途については、MLI メーカーのフロート選択ガイドを参照してください。疑わしい場合は、フロートテスト用にプロセス液体のサンプルを提供してください。

Q5: MLI は危険 (爆発性) エリアでどのように機能しますか?

MLI は、測定メカニズムが本質的に安全であるため、危険区域に最適な選択肢の 1 つです。- 測定ポイントには電子機器や電気回路がなく、潜在的な発火源もありません。視覚のみの MLI (送信機なし)-の場合、フロート チャンバーには受動的永久磁石と機械的フォロワーのみが含まれています。-電力、熱、火花はありません。これは、標準ビジュアル MLI は通常、特別な認証なしでゾーン 0 (IECEx/ATEX) またはディビジョン 1 (FM/CSA) の危険エリアに設置できることを意味します - 設計により本質安全です。電子送信機 (磁歪送信機またはアドオン送信機) を備えた MLI の場合、送信機ヘッドはプロセス チャンバの外側 (チャンバの上部) に取り付けられ、他の電子機器と同様に、標準の本質安全防爆バリアまたは防爆エンクロージャ - によって防爆が提供されます。-。これにより、MLI は危険区域において電子-のみのレベル センサーに比べて大きな利点が得られます。ローカル表示用の MLI のシンプルさと本質安全性に加えて、遠隔制御用の送信機の電気出力 - がすべて 1 つのデバイスで得られます。多くの MLI メーカーは、石油、ガス、石油化学産業の安全計装システム (SIS) アプリケーション向けに SIL 2 および SIL 3 定格バージョンを提供しています。

Q6: MLI は、貯蔵タンク用途のレーダーレベル送信機とどのように比較されますか?

単純な貯蔵タンクのレベル測定 - では、タンク内の液体の量を知り、それをローカルおよび/またはリモートで表示する必要があります - MLI とレーダー送信機の両方が実行可能なオプションであり、選択は特定の用途条件によって異なります。レーダー送信機 (特に 80 GHz 導波レーダー) は、より高い精度 (±1 ～ 3 mm)、可動部品なし、非常に高いタンク (最大 70 m) の測定機能、非常に高い温度と圧力への互換性、および DCS 統合用のデジタル出力を備えています。ただし、電力 (24V) が必要で、高価 (1,000 ～ 5,000 ドル) で、危険区域での認証が必要で、泡、乱流の表面、または蒸気の凝縮によって誤った測定値が得られる可能性があります。 MLI は、電源不要のローカル ディスプレイ、本質安全動作、低コスト (500 ～ 3,000 ドル)、界面測定機能、泡や表面の乱流に対する完全な耐性を備えています-が、精度が低く (目視で ±5 ～ 10 mm、磁歪で ±0.5 ～ 1 mm)、タンク屋根を通して測定する機能はありません。石油・ガス業界の大規模貯蔵タンクでは、その精度とリモート データ機能により、レーダーが新規設置に使用されることがより一般的です。化学、製薬、または食品用途のプロセス タンク -、特に危険区域 - では、シンプルさ、信頼性、本質的な安全性により、MLI が依然として好ましい選択肢です。

Q7: MLI は在庫管理や保管転送に使用できますか?

視覚のみの MLI は、追跡可能な校正済みの電気信号を提供しないため、保管転送アプリケーションには適していません。{0}ただし、磁歪トランスミッタを備えた MLI は、適切な校正と文書化を行うことで在庫管理に使用できます。保管転送 - 商取引における液体量の法的測定 - の場合、規制要件は通常、度量衡当局 (米国では NIST、国際的には OIML) によって設定され、認定された保管転送メーターとタンクゲージ システムのみが許可されます。在庫管理 (工場内会計、生産追跡、プロセスの最適化) に使用される MLI には保管転送認証は必要ありませんが、既知の基準に対して校正され、その精度が文書化されている必要があります。 ABB、Magnetrol、KROHNE はいずれも、磁歪トランスミッタのトレーサブルな校正証明書を提供しているため、このレベルの測定トレーサビリティが必要な施設の在庫管理に適しています。

Q8: MLI にはどのようなメンテナンスが必要ですか?

MLI の最も魅力的な機能の 1 つは、特に電子レベル センサーと比較して、メンテナンス要件が非常に低いことです -。標準的な視覚的 MLI の場合、必要なメンテナンスは、インジケーターが正しく動いているかどうかを確認するための定期的な目視検査、チャンバーのプロセス接続に漏れがないことの確認、および外部インジケーター ウィンドウが隠れている場合 (埃っぽい環境または屋外環境で) に清掃することだけです。プロセスタンク内の可動部品は磨耗せず、電子機器の故障やセンサーのドリフトはなく、校正の実行も必要ありません。汚損サービス (粘性液体、スケール、ポリマーの蓄積) の MLI の場合、バイパス チャンバーを定期的に洗浄する必要がある場合があります -。通常は、互換性のある溶剤で洗い流すか、定置洗浄 (CIP) 手順を使用します。--。液体の比重が大幅に変化した場合（たとえば、プロセス組成が変化した場合）、フロートの完全性をチェックする必要があります。磁歪トランスミッタの場合、電子ヘッドは基準測定値に対する定期的な校正検証を必要とする場合があり、ケーブル接続の腐食や損傷を検査する必要があります。全体として、-適切な用途で適切に選択された MLI は、最小限のメンテナンスで 10 ～ 20 年間確実に動作します-。これが、長寿命のプロセス プラント設備で MLI が指定され続ける主な理由の 1 つです。-

結論

磁気レベルインジケータ（MLI）は、フロート{0}}ベースのレベル測定技術であり、チャンバー内のフロートと外部インジケータの間の磁気結合を使用して、タンクを貫通せず、測定ポイントでの電力も必要とせず、実質的にメンテナンスを必要とせずに液体レベル-を表示します。これは、固有の安全性 (設計による本質安全)、信頼性 (ドリフトなし、校正なし、プロセス内に電子機器なし)、多用途性 (腐食性、乱流、および危険なプロセス条件に対応)、およびシンプルさ (ローカル表示に電力が不要) の独自の組み合わせにより、依然として最も広く指定されている産業レベルの測定ソリューションの 1 つです。 MLI はあらゆる用途に適した選択肢ではありません。-固体測定、非常に比重の低い液体、超高精度 DCS 制御アプリケーションには、レーダー、原子力、磁歪の代替手段の方が適しています。--しかし、貯蔵タンク、処理容器、分離器インターフェース、危険区域レベルの表示に関しては、MLI のシンプルさ、安全性、長寿命の組み合わせに勝るものはありません。-石油ターミナル、化学プラント、水処理施設、または医薬品生産ラインのレベル測定を指定している場合でも、-磁気レベル インジケータは、信頼性、安全性、メンテナンスの手間が最優先されるあらゆるアプリケーションの第一選択ソリューションとして真剣に検討する価値があります。-

重要なポイント:

最終更新日: 2026 年 7 月

*免責事項: このガイドは、教育および購入のガイダンスを目的として、磁気レベル インジケーター (MLI) に関する一般的な技術情報を提供します。特定の製品仕様、価格、認証はメーカーやモデルによって異なります。- 産業用途向けの機器を選択する前に、必ずメーカーの公式ドキュメントとプロセス エンジニアリング チームを参照してください。危険区域に対する MLI の選択は、適用されるすべての現地の安全規制 (ATEX、IECEx、FM、CSA、または現地の同等のもの) に準拠する必要があります。プロセスの適合性 (耐薬品性、温度、圧力) は、特定の用途ごとにメーカーに確認する必要があります。このガイドは、ABB、Magnetrol-AMETEK、KROHNE、VEGA、WEKA、または言及されているその他のメーカーと提携、承認、後援されているものではありません。産業レベルの測定アプリケーションは、該当するエンジニアリング標準 (API、ASME、IEC、ISO、または現地の同等のもの) に準拠して、資格のあるプロセス エンジニアによって設計される必要があります。