水位計の活用方法｜水位計の種類と主な活用シーン

水位計（水位センサー）は、私たちの身近にある自然環境や人工物で水の高さを測定する装置です。

気候変動などの影響を受けやすい場所では、水位の観測や監視が欠かせません。施設や工場の稼働、災害の予防や防災施設や構造物を管理する際にも、近隣を流れる河川やダムなどの水位を正しく測定する必要があります。

ここでは、水位計の種類と活用シーンについて具体的に説明します。水位計がどのように活用されているのかについて解説します。

水位計とは

水位計は「水位センサー」「レベルゲージ」とも呼ばれ、基準面からどの程度水位が上がっているかを確認するための測定機器です。

基準面からの水面の位置を自動検知し、その時点での水位をデータとして記録し、必要な情報を送信します。
河川や貯水池、下水道やダムのように水位が変動する場所に設置されています。

一般社団法人河川情報センターでは「危機管理型水位計」として、水位計で計測した情報をリアルタイムに公開するシステムを公益事業として実施しています。また、国土交通省では防災情報の自治体・河川管理者・住民が水位と河川の状態を把握できるように、通常水位計と危機管理型水位計を併用したサービスを提供しています。（※1,2）

近年では温暖化が原因で発生する水害や農業への影響が深刻な問題となっていることから、土地や建物を守るための水防対策にも活用されています。水位計は、環境変化に対応するために不可欠な機器なのです。

※1参照元：一般社団法人河川情報センター「危機管理型水位計」
※2参照元：国土交通省「河川水位情報がまとめて見られるようになりました～危機管理型水位計と通常水位計の水位情報をまとめて表示～」

主な水位計の種類

水位計には、次のような種類があります。

• 電波式水位計
• フロート式レベル計
• ガイドロープ式レベル計
• 超音波レベル計
• 静電容量式レベル計
• 差圧式レベル計
• 圧力式レベル計(投げ込み式水位計)

水位を測定する方法や特徴についてみていきましょう。

電波式水位計

電波式水位計は、電波を利用して水位を測定します。水中に設置された送信機から電波を発信し、測定物に当たった反射波を受信機が受け取って解析します。電波が伝わるまでの時間や反射波の強さから水位が計算できる仕組みです。

水面に接しない非接触型の水位計で、河川やダム、工場といったさまざまな場所で使われています。

フロート式レベル計

フロート式レベル計は、フロート（浮き）を使って水位を測定します。水位の変化に合わせてフロートが上下する仕組みで、フロートが上がると内部の浮子も上昇し、水位が測定できる仕組みです。

シンプルな構造のため使いやすく、タンク内など水の激しい流入がない場所から河川まで幅広く使用されています。

ガイドロープ式レベル計

ガイドロープ式レベル計は、ガイドロープと呼ばれるロープを使って水位を測定します。水中に設置したガイドロープが水位の変化によって長さを変えるため、変化をセンサーによって検出し、水位を計算できる仕組みです。

電波式や超音波式のような放射角がつくられないため、限られた場所への設置に適しています。

超音波レベル計

超音波レベル計は、超音波パルスを使って水位を測定します。水位センサーから超音波を発信し、測定対象に当たった反射波が戻ってくるまでの時間から水位を計測する仕組みです。

電波式と同じように反射を使った計測方法のため、非接触で水位が測定できます。大掛かりな装置を取り付ける必要がなく、比較的低コストで導入可能です。

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静電容量式レベル計

静電容量式レベル計は、電極間に液体が入ったときの静電容量の変化を使って水位を測定します。水中に設置されたセンサーの静電容量が変化すると、この変化を検出して水位を計算する仕組みです。

微小な電圧の変動も測定する高い精度と、測定対象に与える影響が少ないことが特長です。低消費電力で動作するため、省電力化に貢献する機器です。

差圧式レベル計

差圧式レベル計は、タンクの底面にかかる水の圧力を利用して水位を測定します。水中に設置された2つの圧力センサーから圧力差を検出し、水位を計算する方法を採用しています。

差圧計測に使用する機器は頑丈な設計で、過酷な環境にも耐えられる構造です。液体・気体・蒸気といった媒体に対応し、幅広い用途や環境下で使用されています。

圧力式レベル計(投げ込み式水位計)

圧力式レベル計は「投げ込み式水位計」とも呼ばれ、センサーを水中に投入して水位を測定します。測定したい場所へ行き、圧力センサー付きの装置を水中に投げ込むだけで設置が完了する仕組みです。

圧力センサーは水の圧力から水位を測定します。迅速かつ簡便に設置が可能で、省人化や時間が限られた状況下で活用されています。持ち運びや取り扱いもしやすく、多くの現場で利用されています。

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