水位センサーを知らない人にもわかりやすく解説します

水位センサーには電気的な機能を持つタイプとメカニズム的な機能を持つタイプの2種類に分ける事が出来ます。水位を監視するのが特徴で、水位を監視して給水を停止するもの、水位を監視して必要に応じて水を排水させるものなどの用途があります。身近な場所では、浴室のバスタブに使われている電気的な機能を持つタイプ、トイレの水洗タンクに使われているメカニズム的な機能を持つタイプなどがあります。一見、水位を監視するセンサーと言った場合、河川の水量を監視するためのセンサーをイメージする人も多いかと思われますが、河川を監視しているセンサーの場合は、一定水量を超えた時に、他の場所に河川の水を放流する目的で利用が行われているものです。バスタブの場合はお湯や水の量を監視して給水を停止する目的があります。

電気的機能を持つセンサーの動作原理について

光を使ったセンサーが電気的なセンサーで、2つの半導体素子で構成が行われています。一つは発光ダイオード、もう一つはフォトカプラと呼ぶ半導体で構成が行われており、発光ダイオードは光を放つ半導体素子、フォトカプラは光を受け止める半導体素子の役割を持っています。フォトカプラはスイッチの役割を持っています。通常は、発光ダイオードからの光をフォトカプラが受ける事でスイッチをオフ状態にして、発光ダイオードとフォトカプラの間に何らかの障害物により光が遮られた際に、フォトカプラはスイッチをオン状態にして機能する役割を持ちます。このように光を利用する事で水位センサーとして働かせる事も可能になります。但し、浴槽に内臓が行われているものはダイヤフラムと呼ぶ圧力を計測する計測器を使って制御が行われています。

機械的な機能を持つセンサーの動作原理について

毎日利用するトイレにも水位センサーが働いています。但し、このセンサーは機械的な機能を持つもので、トイレタンクの中にある排水弁や浮き球などがセンサーの役割を持っています。タンクレバーを回すとチェーンに接続が行われている排水弁が開いて、便器に水を勢いよく放水します。これと同時に水面に浮かんでいる浮き球が、水位が下がると同時に下方に下がる事になります。浮き球の根元には給水弁が取り付けてあり、浮き球が下方向に動くと同時に給水弁が開いてタンク内への給水を開始する事になります。一定量の水を排水し終えると排水弁は閉じる、タンクへの給水のみが行われる事になります。一定の水位に達した時、浮き球は水面に浮かんだ状態になるので、給水弁を閉じて給水をストップさせる原理になっています。