小型水槽や自動給水システムにおいて、信頼性の高い多点式液面検知を実現することは容易ではありません。設置スペースの制限、スイッチングポイントの密集、そして独立した液面信号の必要性から、綿密な機械的・電気的設計が求められます。.
最近、 ELECALLエンジニアリングチーム 南米の顧客向けにカスタマイズされた多点式液面制御ソリューションを開発しました。このアプリケーションにはコンパクトな PP樹脂製マルチポイントフロートレベルスイッチ 高さ約200mmの貯水槽内で、複数の独立した液面レベル信号を提供できる。.
タンクの寸法、目標液面レベル、制御ロジック、設置要件に基づいて、ELECALLはカスタマイズされた EP20010-5 マルチポイントPPフロートレベルスイッチ そして、それに対応する技術図面を作成した。.
このケースは、カスタマイズされたマルチポイントフロートスイッチがどのように機能するかを示しています コンパクトな設置、独立した液面検出、自動ポンプ制御、信頼性の高い液面監視 小さな貯水池の中で。.
顧客のアプリケーションと要件
顧客は、小型貯水槽用の自動給水システムを開発していた。.
貯水池のおおよその寸法は以下のとおりです。
- 身長： 200 mm
- 長さ： 150ミリメートル
- 幅/奥行き: 60ミリメートル
- 最大幾何学的容量： 約1,800mL
顧客は、制御システムが異なる水位を監視し、設定された水位に達したときに給水ポンプを停止できるように、複数の独立した液面検出ポイントを必要としていた。.
当初の4つのフロートに関する要件では、おおよその液面レベルが以下のように規定されていました。
| フロート | おおよその液面レベル | おおよその水量 | 意図された機能 |
|---|---|---|---|
| 浮動小数点数 1 | 30mm | 270 mL | 第一レベルの制御 |
| フロート2 | 60ミリメートル | 540 mL | 第2レベルの制御 |
| フロート3 | 120mm | 1,080 mL | 第三レベルの制御 |
| フロート4 | 180 mm | 1,620 mL | 主要運用レベル |
顧客はまた、通常の作動レベルより上に5つ目のフロートを追加して、追加の高レベル安全スイッチとして使用できるかどうかを尋ねた。.
好ましい電気構成は 通常閉（NC）.
液面が対応する切り替えポイントより低い場合、接点は閉じたままになります。液面が設定されたレベルに達すると、フロートが上昇し、対応するリードスイッチの接点が開きます。.
フロートレベルスイッチはポンプに直接電力を供給しません。代わりに、低電流信号を リレー、MOSFET、PLC、またはコントローラ, そうすれば、充填ポンプを制御できるようになる。.
顧客の要求からエンジニアリングソリューションへ
顧客の当初の要求事項には目標とする液面レベルが示されていたが、最終的な製品構成には追加の機械的な検討が必要となった。.
マルチフロート式液面スイッチの場合、実際のフロート位置は、目標とする液量だけでは決定できません。設計においては、以下の点も考慮する必要があります。
- フロートの寸法
- フロートトラベル
- サークリップの位置
- 隣接するフロート間の距離
- リードスイッチの動作特性
- ロッドの全長
- 利用可能なタンク高さ
- 隣接するフロート間の潜在的な干渉
これらの要素を検討した結果、ELECALLのエンジニアリングチームはEP20010-5向けにカスタマイズされた位置決め構成を開発した。.
によると ELECALLの技術図面, 定義されたポジションは次のとおりです。
- 30 mm: 下部サークリップ位置
- 60 mm: 浮動小数点1位
- 120 mm: フロート2ポジション
- 150 mm: 3ポジションのフロート
- 170 mm: フロート4ポジション
- 200 mm: 上限位置決め限界
この構成は、顧客が最初に要求した30mm、60mm、120mm、180mmの水準点を単に再現することとは異なります。.
その代わりに、ELECALLはマルチフロートアセンブリの実際の構造、利用可能な設置スペース、および動作範囲に応じて、機械的な位置決め配置を最適化した。.
その 30 mmと200 mmの位置が機械的境界を定義する, 一方で、 60 mm、120 mm、150 mm、および170 mmの位置は、4つの独立して位置決めされたフロートに対応します。.
カスタマイズ可能なEP20010-5マルチポイントPPフロートレベルスイッチ
アプリケーションの要件に基づいて、ELECALLはカスタマイズされたソリューションを推奨しました。 EP20010-5 マルチポイントPPプラスチックフロートレベルスイッチ.
この垂直構造は、複数のフロートとそれに対応する磁気リードスイッチを1つのコンパクトな液面検出アセンブリに統合している。.
主要構造構成
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| モデル | EP20010-5 |
| フロート量 | 4 |
| 浮力材 | PP |
| メインロッドの材質 | PP |
| メインロッド径 | 直径8mm |
| フロート直径 | 直径24mm |
| フロート高さ | 約20mm |
| ロッドの全長 | 約200mm |
| 取り付けネジ | M10 × 1.5 |
| 糸の長さ | 約13mm |
| センシング素子 | 磁気リードスイッチ |
| コンタクトロジック | 通常閉（NC） |
| 配線 | 5本のワイヤー |
| 信号出力 | 4つの独立した信号線＋1つの共通線 |
コンパクトな垂直構造により、複数の液面検出ポイントを1つのアセンブリに統合できるため、貯水槽内部に複数の独立したフロートスイッチを設ける必要がなくなります。.
PPフロート素材：軽量、コスト効率に優れ、軽度の腐食に強い
このソリューションの重要な特徴は、 PP（ポリプロピレン）は浮く.
PPは、金属に比べて密度が比較的低い軽量のエンジニアリングプラスチックです。そのため、フロートスイッチに特に適しています。フロートを軽量に保ちながら、液面の上昇に合わせて十分な浮力を確保できるからです。.
低密度設計により、安定した浮遊動作を実現
PPの比較的低い密度は、軽量な浮体構造を作り出すのに役立つ。.
軽量のフロートは移動に必要な浮力が少なく、ガイドロッドに沿ったスムーズな動きに貢献します。これは、複数のフロートが同じロッドに取り付けられるコンパクトなマルチフロートアセンブリにおいて特に有効です。.
不要な可動質量を減らすことは、限られた設置スペース内でフロートの安定した動きを維持するのにも役立ちます。.
OEM用途において費用対効果が高い
PPは一般的にステンレス鋼やその他の金属材料よりも経済的である。.
OEM機器や量産用途では、PPフロートは実用的なバランスを提供します。 機能性、耐久性、製造コスト.
そのため、以下のような用途に適しています。
- 水タンク
- 自動給水システム
- 水処理装置
- 家庭用および業務用機器
- 一般的な液面制御
- コスト重視のOEMアプリケーション
水および軽度の腐食性液体に対する耐性
PPは水や多くの一般的な化学物質に対して優れた耐性があり、 水および軽度の腐食性液体環境.
これにより、PPフロートは、湿気や軽度の化学環境への曝露が想定される多くの一般的な液面レベル測定用途で使用できるようになります。.
腐食性の高い化学物質、高濃度、または高温環境においては、使用する液体の種類と運転条件に応じて材料の適合性を評価する必要がある。.
軽量でコンパクト
軽量なPP素材を使用することで、フロートの可動質量を低減する効果も期待できます。.
コンパクトと組み合わせると フロートサイズØ24mm, これにより、設置スペースが限られている狭い貯水池に適した設計となる。.
マルチポイントフロートポジショニング
この用途における最も重要な技術的課題の一つは、フロートの実際の機械的な位置を特定することであった。.
ELECALL社の設計図面では、以下の位置が定義されています。
| 位置 | 関数 |
|---|---|
| 30mm | 下部サークリップ／下部機械的限界 |
| 60ミリメートル | 浮動小数点数 1 |
| 120mm | フロート2 |
| 150ミリメートル | フロート3 |
| 170 mm | フロート4 |
| 200 mm | 上限位置決め限界 |
30 mm — 下部サークリップ位置
30 mm の位置は、 下部サークリップ位置 独立した液面検出ポイントとしてではなく。.
サークリップは 機械式位置リミッター, これにより、対応するフロートの下方への動きを制限し、設計された動作範囲を維持するのに役立ちます。.
60 mm — フロート 1
最初の独立位置決めフロートは、約60mmの位置にある。.
液面が対応する切り替え範囲に達すると、フロートが上昇して関連するリードスイッチを作動させ、最初の独立した液面信号が得られる。.
120 mm — フロート 2
2つ目のフロートは約120mmの位置に配置されています。.
液体が所定のレベルに達すると、別のスイッチング信号が出力されます。.
おおよそのタンク寸法に基づくと、120 mm は理論上の水量で約 1,080 mL.
150 mm — フロート3
3つ目のフロートは約150mmの位置に設置されている。.
この追加のスイッチングポイントにより、制御システムに対して別の独立した液面レベル信号が提供される。.
150mmの位置は、最終的な設計構成が、顧客が最初に要求したレベルを単に複製するのではなく、実際のマルチフロート構造に基づいて最適化されたことを示している。.
170 mm — フロート4
4番目のフロートは約170mmの位置に配置されています。.
これにより、カスタマイズされた4つのフロート構成において、最も高い規則的なスイッチングポイントが実現されます。.
これは、高レベルの動作信号として、または顧客がプログラムしたポンプ制御シーケンスの一部として使用できます。.
200 mm — 上限位置決め限界
200 mmの位置は、アセンブリの上限位置を定義し、リザーバーの全体の高さにほぼ相当します。.
下部サークリップと組み合わせることで、マルチフロート構造の機械的な可動範囲が明確に規定される。.
液面レベルと水量の関係
顧客の貯水槽の寸法はおよそ 150 mm × 60 mm.
断面が比較的均一であると仮定すると、水平方向の面積はおよそ次のようになります。
150 mm × 60 mm = 9,000 mm²
したがって、異なる液面高さにおける理論上の水量は、次のように推定できる。
| 液体の高さ | 理論巻 |
|---|---|
| 30mm | 約270mL |
| 60ミリメートル | 約540mL |
| 120mm | 約1,080mL |
| 150ミリメートル | 約1,350mL |
| 170 mm | 約1,530mL |
| 180 mm | 約1,620mL |
| 200 mm | 約1,800mL |
これらの値は、液面の高さと貯水槽の容積の関係を理解する上で有用な参考値となる。.
しかし、実際のスイッチングレベルは、フロートの物理的な位置が液面高さと直接等しいと仮定するのではなく、フロートの最終的な機械的位置とリードスイッチの動作特性に基づいて決定する必要があります。.
貯水槽の内部構造、角の丸み、継手、その他の部品によって、実際の使用可能容量は変動する場合があります。.
上方フロート動作とノーマルクローズ（NC）動作ロジック
EP20010-5は、液面レベルに伴うフロートの自然な動きに基づいて動作します。.
水位が上昇すると、それぞれのフロートがガイドロッドに沿って上昇します。フロートが磁気リードスイッチの動作範囲に達すると、接点の状態が変化します。.
基本的な動作原理は以下のとおりです。
液面が上昇する → フロートが上昇する → リードスイッチの状態が変化する → 制御システムが信号を受信する
要求されたNC構成について：
液面が切り替えポイントを下回る → フロートダウン → 接点閉鎖
液面が切り替え点に達する → フロートが上昇する → 接点が開く
液面が対応する切り替えポイントを下回ると、フロートは低い位置に留まり、リードスイッチの接点は閉じたままになります。.
液面が上昇すると、フロートも液面とともに上昇します。内部の磁石がリードスイッチの有効動作範囲に達すると、接点が開きます。.
制御システムは、この変化を検知し、リレー、MOSFET、PLC、またはその他の制御回路を使用して充填ポンプを停止させることができます。.
独立した信号出力と5線式構成
各フロートは独立して動作し、それぞれ独立した電気スイッチング信号を提供する。.
カスタマイズされた4フロート構成の場合、レベルスイッチは 合計5本のワイヤー:
- 4本の個別の信号線 — フロートごとに1つ
- 共通線1本 4つのフロートすべてで共有
この構成により、外部制御システムは各フロートの切り替え状態を個別に識別できる。.
例えば：
- 浮動小数点数 1 → 信号 1
- 浮動小数点数2 → 信号2
- 浮動小数点数3 → 信号3
- 浮動小数点数4 → 信号4
- 共通 → 共有電気接続
個々の信号は、顧客の制御要件に応じて、リレー、MOSFET、PLC、またはその他のコントローラに接続することができます。.
これにより、マルチポイントフロートスイッチは、異なるポンプ制御レベル、アラーム、状態監視、またはプログラムされた液面シーケンスを必要とする用途に適しています。.
リレー、MOSFET、またはコントローラを使用する理由とは？
顧客は、レベルスイッチがポンプに直接電力を供給するのではなく、低電流信号を出力するように指定した。.
推奨される制御アーキテクチャは以下のとおりです。
マルチポイントフロートスイッチ → コントローラー／リレー／MOSFET → 充填ポンプ
フロートスイッチは液面レベルを検知し、それに応じたスイッチング信号を出力する。.
外部制御装置はこの信号を処理し、ポンプを制御する。.
このアプローチにはいくつかの利点があります。
- リードスイッチにかかる電気負荷を軽減します
- センシング回路と電源回路を分離する
- 電子制御基板との統合が容易になる
- プログラム可能なポンプ制御ロジックをサポート
- アラームや安全インターロックの追加が容易になります
- OEM機器設計の柔軟性が向上します
したがって、フロートスイッチは主に 液面検知部品, 一方、外部制御回路はポンプの動作電流を制御します。.
電気的特性
最終的な電気的パラメータは、選択されたリードスイッチの構成と顧客の制御要件によって異なります。.
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 連絡先の種類 | 通常閉（NC） |
| センシング素子 | 磁気リードスイッチ |
| 配線 | 5本のワイヤー |
| 信号チャネル | 独立変数4つ＋共通変数1つ |
| 最大スイッチング電力 | 構成に応じて最大10W/50W |
| 最大スイッチング電圧 | 構成に応じて最大100V DC / 220V AC |
| 最大スイッチング電流 | 最大0.5A |
| 推奨制御電圧 | 5～24V DC |
| 出力 | 低電流スイッチング信号 |
| 外部制御 | リレー／MOSFET／PLC／コントローラ |
最終的な電気定格は、選択したリードスイッチの仕様と顧客の実際の制御回路に基づいて必ず確認する必要があります。.
サークリップ位置制限装置
技術図面でフロートの下に示されているリングは サークリップ.
各サークリップは、対応するフロートの機械的な位置制限器として機能します。フロートの下方への移動を制限し、設計された動作範囲を維持するのに役立ちます。.
したがって、各サークリップの位置は、機械設計において重要な要素となる。.
フロートとサークリップの関係は、以下のことを判断するのに役立ちます。
- フロートの利用可能な移動
- その機械的下限
- 隣接するフロートの相対位置
- アセンブリの全体的な動作範囲
垂直方向のスペースが限られているマルチフロート用途では、隣接するフロート間の干渉を防ぐために、正確な機械的位置決めが特に重要となる。.
フロート位置決め精度とリードスイッチの許容誤差
このプロジェクトにおいて重要な考慮事項の一つは、実際のスイッチング位置の精度である。.
フロートとサークリップの位置は顧客の要求寸法に合わせてカスタマイズできますが、切り替えポイントをミリメートル単位で完全に正確にすることは困難です。.
一般的な動作位置のずれは約 3～4mm 通常は予想されることである。.
この公差は、主にフロートスイッチの加工精度に起因するものではありません。 磁気リードスイッチの動作特性と作動範囲.
リードスイッチは、磁場が有効動作範囲に達したときに作動します。そのため、実際のスイッチングポイントは、数学的に正確な一点ではなく、わずかに変動する場合があります。.
精密な液量制御を必要とする用途においては、システム設計時に適切なスイッチング許容範囲を考慮する必要がある。.
顧客は、約 3～4mmのずれ 意図された用途には適している。.
ELECALLが4フロート構成を推奨した理由
顧客は当初、独立した高レベル安全スイッチとして5つ目のフロートを追加できるかどうかを尋ねた。.
しかし、エンジニアリングレビュー中に、ELECALLは 4番目と5番目の浮動小数点位置の競合.
貯水槽の内部高さは約200mmに制限されているため、フロートをもう1つ追加すると、使用可能な垂直方向の作業スペースがさらに減少する。.
マルチフロートスイッチでは、各フロートが適切に動作するために十分なストロークが必要です。フロートの間隔が狭すぎると、機械的な干渉や動作ストローク不足が発生する可能性が高くなります。.
したがって、実際のタンク寸法と機械的な移動要件を考慮すると、, ELECALLはこの特定のアプリケーションに5つ目の浮動小数点数を追加することを推奨しませんでした。.
4つのフロートを配置することで、利用可能なスペース内でより実用的な配置が可能になり、各フロートの信頼性の高い独立した動作を維持するのに役立ちます。.
これは、カスタマイズエンジニアリングの重要な原則を示している。
最適なソリューションは、必ずしもセンシングポイントの数が最も多い構成ではなく、実際の設置条件下で信頼性の高い動作を提供する構成である。.
スペースが限られた水タンク向けのコンパクト設計
この用途における主な技術的課題の一つは、貯水槽内部の限られた空間であった。.
タンクの高さが約200mm、幅/奥行きが約60mmの場合、複数の独立した液面センサーを設置すると、機械的な複雑さが増し、追加の内部配線が必要になる可能性があります。.
EP20010-5は、複数のスイッチングポイントを1つの垂直アセンブリに統合しています。.
これにはいくつかの実用的な利点があります。
- コンパクトなアセンブリから複数のレベルの信号を送信
- 設置スペースの削減
- 必要なセンサーの個数が少なくなる
- 内部配線の簡素化
- 独立したスイッチングポイント
- カスタマイズ可能な浮遊位置
- 外部コントローラーとの容易な統合
- 小型自動化機器に適しています
OEM機器メーカーにとって、統合されたマルチポイント設計は、組み立てを簡素化し、リザーバー内部に設置する部品の数を減らすことにもつながります。.
設計図作成および特注製造
このプロジェクトは、単に標準的なカタログ製品を選ぶという単純な問題ではなかった。.
ELECALLのエンジニアリングチームは、顧客の以下の点を検討しました。
- 貯水池の寸法
- 必要な液面レベル
- 目標水量
- 浮動小数点数
- 浮遊動作範囲
- サークリップの位置
- NC制御ロジック
- ポンプ制御方法
- インストールに関する制限事項
これらの要件に基づき、ELECALLはカスタマイズされた機械構成を開発し、対応する技術図面を作成しました。.
マルチポイントフロートスイッチの場合、, 正確な機械的位置決めが重要.
サークリップとフロートの位置によって、可動範囲と切り替え動作が決まります。間隔が適切でないと、フロートの移動量が不足したり、隣接するフロート間で機械的な干渉が発生したりする可能性があります。.
したがって、設計図面は、生産前に最終的な寸法と形状を確認する上で重要な役割を果たす。.
最終的なカスタマイズ構成
アプリケーションの要件と機械的な制約を評価した結果、このプロジェクトに推奨される構成は以下のとおりです。
| アイテム | 最終構成 |
|---|---|
| モデル | EP20010-5 |
| フロート量 | 4 |
| 浮力材 | PP |
| ロッドの材質 | PP |
| フロート直径 | 直径24mm |
| ロッドの直径 | 直径8mm |
| 下部サークリップ位置 | 30mm |
| フロート1ポジション | 60ミリメートル |
| フロート2ポジション | 120mm |
| フロート3ポジション | 150ミリメートル |
| フロート4ポジション | 170 mm |
| 上限位置制限 | 200 mm |
| 取り付けネジ | M10 × 1.5 |
| 配線 | 5本のワイヤー |
| 信号構成 | 4つの独立した信号 + 1つの共通信号 |
| コンタクトロジック | 通常閉（NC） |
| 位置決め許容範囲 | 約3～4mm |
| 推奨構成 | 4フロート |
この最終構成はバランスが取れています 多点レベル検出、コンパクトな設置、機械的信頼性、および電気的統合 貯水池の限られた空間内で。.
ELECALLマルチポイントフロートスイッチのカスタマイズ
EP20010-5は、1つの固定構成に限定されません。.
ELECALLは、さまざまな機器の要件に合わせて、マルチポイントフロートレベルスイッチをカスタマイズできます。.
利用可能なカスタマイズオプションは以下のとおりです。
- 浮動小数点数
- 浮動位置
- フロート間隔
- サークリップの位置
- ロッドの長さ
- 取り付けネジ
- フロートの向き
- ケーブルの長さ
- ケーブルの種類
- ノーマルオープン（NO）またはノーマルクローズ（NC）ロジック
- PPまたはステンレス鋼製
- コネクタと配線構成
これにより、レベルスイッチを顧客の実際のタンク寸法や制御要件に合わせて設計することが可能になり、機器を固定された標準センサーに合わせる必要がなくなります。.
ELECALLは、顧客が生産前に寸法、設置位置、電気接続を確認できるよう、カスタマイズされた構成の技術図面も提供できます。.
結論
この南米の顧客プロジェクトは、カスタマイズされたマルチポイントフロートレベルスイッチが、 小型水槽における多段階液体検出.
顧客の約 高さ200mmの貯水槽, ELECALLはカスタマイズされた EP20010-5 PP マルチポイントフロートレベルスイッチ 定義された機械的配置により 30 mm、60 mm、120 mm、150 mm、170 mm、および200 mm.
この構成では、 30 mmの位置は、下側のサークリップの位置として機能します。, 一方で、 60 mm、120 mm、150 mm、および170 mmの位置は、4つの独立して位置決め可能なフロートを定義します。. . 200 mmの位置は、位置決めの上限として機能します。 議会の。.
このソリューションは、コンパクトな垂直構造と ノーマルクローズ（NC）リードスイッチロジック, レベルスイッチが4つの独立した低電流信号を提供できるように 5線構成：4本の独立した信号線と1本の共通線.
の使用 PPフロート 実用的な組み合わせを提供する 低密度、軽量構造、コスト効率、耐水性および耐腐食性, そのため、PPは多くの一般的な液面制御用途にとって魅力的な材料となっている。.
同時に、エンジニアリング評価では、フロートを単純に増やすことが必ずしも最善の解決策ではない理由が明らかになりました。タンクの高さが限られていることと、4番目と5番目のフロートの位置が干渉する可能性があるため、ELECALLは、 4つのフロート構成 このアプリケーションの場合。.
さらに重要なことに、このプロジェクトはELECALLが標準的なフロートスイッチ以上のものを提供できる能力を実証しています。 フロート量とサークリップ位置への位置決め、ロッド寸法、電気的ロジック、ケーブル構成、位置決め許容誤差、およびエンジニアリング図面, ELECALLは、実際の機器要件に基づいて、用途に特化した液面検知ソリューションを開発することができます。.
EPシリーズの詳細はこちらをご覧ください
その ELECALL EPシリーズ PPプラスチック製フロート式液面スイッチ 貯水タンク、自動給水システム、水処理装置、家庭用電化製品、および一般的な液面制御向けに、コンパクトで費用対効果の高いソリューションを提供します。.
EPシリーズは、さまざまなフロート構成、材質、ケーブル長、スイッチングロジック、およびカスタマイズされた寸法などのオプションを備えているため、幅広いOEMアプリケーションに対応できます。.
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