1. レーダー式レベルセンサーとは何か、また従来の方式と比べてどう違うのか?

レーダー式レベルセンサーは、ミリ波技術(76GHz~81GHz)に基づいて開発された、産業用液面測定の中核となる計測機器です。非接触測定、高集積化、コンパクトなサイズ、柔軟なインターフェースを特徴とし、光、雨、粉塵、霧、霜などを透過してあらゆる気象条件下での動作を可能にするため、過酷な環境下における従来のセンサーの限界を解消します。.

特徴KACISE レーダー式レベルセンサーフロート式レベルセンサー超音波レベルセンサー
測定原理FMCW浮力駆動の機械式ムーブメント音波の反射
精度±1mm~±2mm(KWL801:±1mm、その他:±2mm)±10mm(機械的摩耗の影響を受けやすい)±0.5~1%FS
測定範囲0.06m~70m(KWL801:0.1m~70m、KWL803:0.06m~40m)限定(最大20m)0.2m~30m
対応メディア腐食、泡、ほこり、霧に強く、液体・固体の両方に適しています粘性のある/研磨性の媒体により詰まりやすい低誘電率材料(レーダーに対して非反射性)
通信プロトコルModbus-RTU、テキストプロトコル(ATコマンド)、TTL/RS485/RJ45なしModbus-RTU、TTL/RS485
保護等級IP67(KWL801)、IP68(KWL802/KWL803)IP65(凍結防止対策が必要)IP65~IP68
動作温度-40°C~85°C(KWL801)、-40°C~75°C(その他)-20°C~80°C-40°C~85°C

2. レーダー式レベルセンサーの製品仕様比較表

KACISEの公式製品資料(KLM800/KWL801/KWL802/KWL803シリーズ)に基づき、以下のパラメータ表を活用することで、ニーズに合ったモデルを素早く選定することができます:

パラメータKLM800KWL801KWL802KWL803
動作周波数80GHz80GHz80GHz80GHz
測定範囲0.06m~3m / 0.15m~20m / 0.4m~40m0.1m~12m、0.3m~65m0.06m~3/5/10m;0.1m~15/20m;0.2m~40m0.06m~3/5/10m;0.1m~15/20m;0.2m~40m
測定精度±2mm±1mm±2mm±2mm
ビーム角±3°6°±2.75°±2.75°
通信インターフェースTTL(Modbus)RS485 (Modbus-RTU)RS485/RS232/RJ45/TTL(Modbus/テキストプロトコル)RS485/RS232/RJ45(Modbus/テキストプロトコル)
電源3.3V DC9V~36V DC9V~24V DC9V~24V DC
保護等級IP65IP68IP68IP68
動作温度-20°C~70°C-30°C~70°C-40°C~75°C-40°C~75°C
主な機能コンパクトなサイズ、低消費電力(待機時1.5mA)測定範囲:高さ65mIP68防水対応、ATコマンド対応IP68防水対応、ATコマンド対応

2.1 適切なレーダーセンサーの選び方

ステップ1:メディアとモデルの組み合わせ
腐食性媒体(酸・アルカリ):KWL801/KWL802(IP68、316ステンレス鋼/PTFEライニング)をお選びください。.
泡状/乱流媒体:KWL801(帯域幅5GHz)は、泡の層を効果的に透過します。.

ステップ2:タンクのサイズを射程距離およびビーム角に合わせて調整する
狭い井戸・小型タンク(直径1m未満):KWL802(ビーム角±2.75°)。.
大型貯水池・タンク(直径5m以上):KWL801(測定範囲:0.3m~65m)。.
警告:撹拌機や川岸の近くへの設置は避けてください。ビームの経路に障害物がないことを確認してください。.

ステップ3:環境およびプロセス条件の確認
湿度・水没:IP68(KWL801/KWL802/KWL803)は、高湿度環境や浸水のリスクがある場所向けです。.
電源:低消費電力構成向けにはKLM800(3.3V)、産業用電源システム向けにはKWL801(9V~36V)。.

ステップ4:互換性とメンテナンスの確認
通信:センサーがシステムのプロトコルに対応していることを確認してください。メンテナンス:ほこりの多い環境では、KACISEの推奨に従い、3か月ごとにアルコールでアンテナを清掃してください。これにより、故障率が80%低下します。.

3. 主要パラメータの説明

3.1 測定範囲

測定範囲とは、レーダー式レベルセンサーがセンサーと液面との間の距離を確実に測定できる最小距離と最大距離を指します。通常、範囲(例:0.3m~65m)として表され、センサーの有効な動作範囲を示しています。この範囲を超える液面では、測定値が不正確になったり、データが出力されなくなったりします。実際の監視ニーズに合わせて測定範囲を選定することが極めて重要です。浅い井戸には測定範囲40mのセンサーで十分ですが、大規模な貯水池では、水位の変動範囲全体をカバーするために65mの測定範囲が必要となる場合があります。.

3.2 ブラインドゾーン

ブラインドゾーンとは、センサーの真下で、センサーが液面を検知できない最小の距離のことです。信号の制限により、このゾーン内の液面については、センサーは有効な測定値を算出できません。例えば、センサーのブラインドゾーンが0.3mの場合、センサーから0.3m以内の液面は正確に測定できません。これは、浅い水域の監視において極めて重要な点です。.

3.3 ビーム角

ビーム角とは、センサーから放射される電磁波ビームの幅のことです。これはセンサーの「検知範囲」を決定する要素であり、ビーム角が狭い場合(例:±2°~±4°)、信号が狭い範囲に集中するため、タンクの壁や川岸などの障害物による干渉が低減されます。 一方、広いビーム角(例:8°~22°)はより広い範囲をカバーできますが、誤エコーが発生しやすくなります。狭いビーム角は狭い井戸や障害物の多い環境に最適であるのに対し、広いビーム角は開放的な貯水池に適しています。.

3.4 通信インターフェース

通信インターフェースとは、センサーが測定データを外部機器(コントローラ、モニター、ワイヤレスモジュールなど)に送信するための物理ポートまたはプロトコルのことです。 一般的なインターフェースには、RS485、TTL、RJ45、およびModbus-RTUやテキストプロトコル(ATコマンド)などの対応プロトコルがあります。RS485は産業現場での通信に広く使用されており、RJ45は遠隔監視のためのネットワーク/無線伝送(例:4G DTU)に対応しています。.

4. 適用シナリオ

適用例:河川・貯水池の洪水監視、汚水タンクの水位制御
おすすめのモデル:KWL801(測定範囲:0.3m~65m)、KWL803
理由:KWL801は65mという長距離通信が可能で、大規模な貯水池に適しています。KWL803はIP68規格に準拠しており、下水による腐食や水没に耐性があります。.

4.2 化学・石油化学

想定シナリオ:腐食性化学物質(硫酸など)のタンク、原油貯蔵施設
推奨モデル:KWL801/KWL802(PTFEライニング付きアンテナ)
理由:IP68規格の保護等級により、化学物質の漏洩による損傷を防止します。Modbus/テキストプロトコルにより、遠隔監視が可能です。.

4.3 カスタマイズ開発および二次統合

おすすめモデル:KLM800_TTL(コンパクトサイズ、3.3V、低消費電力)理由:小型で消費電力が低く、さまざまな筐体に対応可能です。.

5. 参考資料