レベルセンサー

これらは非常に細かい粉末のレベルを検出します（かさ密度：0.02～0.2  g/cm ³）、微粉末（かさ密度：0.2～0.5  g/cm ³）、および粒状固体（かさ密度：0.5  g/cm ³以上の場合）。振動周波数を適切に選択し、感度を適切に調整すれば、流動性の高い粉末や静電材料のレベルも検出できます。

シングルプローブ振動式レベルセンサーは、粉体レベルの測定に最適です。粉体に接触する検出素子が1つだけなので、2つのプローブ素子間のブリッジングが解消され、媒体の堆積が最小限に抑えられます。プローブの振動により、プローブ素子への物質の堆積が抑制されます。振動式レベルセンサーは、粉塵、誘電体粉体からの静電荷の蓄積、導電率、温度、圧力、湿度、水分含有量の変化の影響を受けません。音叉式振動センサーも別の選択肢です。こちらは比較的安価ですが、フォークの間に物質が堆積しやすいという欠点があります。

回転式パドルレベルセンサーは、バルク固体のポイントレベル表示において非常に古くから確立された技術です。この技術では、パドルホイールを回転させる低速ギアモーターを使用します。パドルが固体材料で停止すると、モーターに取り付けられたフランジが機械式スイッチに接触するまで、モーターは自身のトルクによってシャフト上で回転します。パドルは様々な材料で製造できますが、粘着性のある材料がパドル上に付着しないようにする必要があります。ホッパー内の水分量や周囲湿度が高いために処理材料が粘着性になると、付着する可能性があります。パーライト、ベントナイト、フライアッシュなど、単位体積あたりの重量が非常に小さい材料の場合は、特殊なパドル設計と低トルクモーターが使用されます。ホッパーまたはビン内でパドルを適切に配置し、適切なシールを使用することで、微粒子や粉塵がシャフトベアリングやモーターに侵入するのを防ぐ必要があります。

RFアドミタンスレベルセンサは、ロッドプローブとRFソースを使用してアドミタンスの変化を測定します。プローブはシールド付き同軸ケーブルを介して駆動され、ケーブルの接地容量の変化の影響を排除します。プローブ周辺のレベルが変化すると、誘電体の対応する変化が観測されます。これにより、この不完全なコンデンサのアドミタンスが変化し、この変化を測定することでレベルの変化を検出します。^{[ 2 ]}

磁気式、機械式、ケーブル式、その他のフロート式液面計の原理は、多くの場合、機械式スイッチの開閉を伴います。これは、スイッチへの直接接触、またはリードの磁気的な動作によって行われます。磁歪式液面計のように、フロートの原理を利用して連続的な監視が可能な場合もあります。

磁気作動式フロートセンサーでは、フロート内部に封入された永久磁石が作動レベルまで上昇または下降するとスイッチングが発生します。機械作動式フロートでは、フロートが小型（マイクロ）スイッチに接触して動くことでスイッチングが発生します。磁気式および機械式フロートレベルセンサーの両方において、化学的適合性、温度、比重（密度）、浮力、粘度がステムとフロートの選択に影響します。たとえば、比重が0.5程度の液体でも浮力を維持しながら、より大きなフロートを使用することができます。フロート材料の選択は、温度によって誘発される比重と粘度の変化にも影響されます。これらの変化は浮力に直接影響します。^{[ 5 ]}

フロート式センサーは、フロート自体を乱流や波の動きから保護するシールドを設けるように設計できます。フロート式センサーは、腐食性物質を含む幅広い種類の液体で良好に動作します。ただし、有機溶剤に使用する場合は、これらの液体がセンサーの構成材料と化学的に適合していることを確認する必要があります。フロート式センサーは、高粘度（粘稠）液体、スラッジ、ステムやフロートに付着する液体、または金属片などの汚染物質を含む材料には使用しないでください。これらの用途には、他のセンシング技術の方が適しています。

フロート式センサーの特殊な用途の一つとして、油水分離システムにおける界面レベルの測定が挙げられます。2つのフロートを使用し、それぞれのフロートのサイズを油と水の比重に合わせて調整します。ステム式フロートスイッチのもう一つの特殊な用途は、温度センサーや圧力センサーを取り付けて多項目センサーを構築することです。磁気式フロートスイッチは、そのシンプルさ、信頼性、低コストから広く利用されています。

磁気センシングの一種として、機械式ゲージの指示を磁気的に感知する「ホール効果」センサーがあります。一般的な用途では、磁気に敏感な「ホール効果センサー」が、磁化された指示針を備えた機械式タンクゲージに取り付けられ、ゲージの針の指示位置を検出します。磁気センサーは指示針の位置を電気信号に変換し、他の（通常は遠隔の）表示や信号伝達を可能にします。^{[ 3 ]}

空気圧式液面センサーは、危険な状況下、電力供給がない、または電力使用が制限されている場所、あるいは高粘度のスラッジやスラリーを扱う用途で使用されます。空気柱をダイヤフラムに押し付けてスイッチを作動させるため、プロセス液がセンサーの可動部に接触することはありません。これらのセンサーは、グリースなどの高粘度液体、水性液体、腐食性液体での使用に適しています。また、ポイントレベル監視のための比較的低コストな手法であるという利点もあります。この手法のバリエーションとして「バブラー」があり、空気をチューブに圧縮してタンクの底まで送り込み、空気圧が十分に高くなりチューブの底から気泡を排出して圧力を克服するまで圧力の上昇を停止させます。安定した空気圧の測定値はタンク底部の圧​​力を示し、したがってその上の流体の質量を示します。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 3 ] [ 4 ]}

導電性液面センサーは、水などの幅広い導電性液体の点レベル検出に最適であり、苛性ソーダ、塩酸、硝酸、塩化第二鉄などの腐食性の高い液体にも特に適しています。腐食性のある導電性液体の場合、センサーの電極はチタン、ハステロイBまたはC、あるいは316ステンレス鋼で構成し、セラミック、ポリエチレン、テフロン系材料のスペーサー、セパレーター、またはホルダーで絶縁する必要があります。設計によっては、1つのホルダーに長さの異なる複数の電極を使用できます。腐食性液体は温度と圧力が上昇するにつれて腐食性が増すため、これらのセンサーを選定する際には、こうした過酷な条件を考慮する必要があります。

導電式液面センサーは、別々の電極間に印加される低電圧・電流制限電源を使用します。電源は液体の導電率に合わせて設計されており、高電圧バージョンは導電率の低い（抵抗の高い）媒体での動作を想定して設計されています。電源には、高低制御や交互ポンプ制御など、何らかの制御機能が組み込まれていることがよくあります。最も長いプローブ（共通）と短いプローブ（戻り）の両方に導電性液体が接触すると、導電回路が完成します。導電式センサーは低電圧・低電流を使用するため、非常に安全です。使用される電流と電圧は本質的に小さいため、人身安全上の理由から、この技術は危険場所に関する国際規格を満たすために本質安全防爆構造にすることも可能です。導電式プローブには、固体素子であるため設置と使用が非常に簡単であるという利点もあります。ただし、液体や用途によっては、メンテナンスが問題となる場合があります。プローブは常に導電性を維持する必要があります。堆積物によってプローブが媒体から絶縁されると、正常に動作しなくなります。プローブの簡単な検査には、疑わしいプローブと接地基準点の間にオームメーターを接続する必要があります。

通常、ほとんどの給水井戸や排水井戸では、井戸自体に梯子、ポンプ、その他の金属製設備が設置されており、これらが接地接続の役割を果たします。しかし、化学薬品タンクやその他の接地されていない井戸では、設置業者が接地接続（通常はアース棒）を設ける必要があります。

マイクロプロセッサ制御による周波数状態変化検出方式では、長さの異なる複数のセンサプローブで生成される低振幅信号を使用する。各プローブはアレイ内の他のプローブとは異なる周波数を持ち、水に触れるとそれぞれ独立して状態が変化する。各プローブの周波数状態変化は、複数の水位制御機能を実行できるマイクロプロセッサによって監視される。

状態依存型周波数モニタリングの強度は、センシングプローブの長期安定性に大きく貢献します。信号強度は、汚染水中での電気分解によるセンサーの汚染、劣化、または損傷を引き起こすほど強くありません。センサーの洗浄は最小限、あるいは不要です。長さの異なる複数のセンシングロッドを使用することで、ユーザーはさまざまな水位に直感的に制御スイッチを設定できます。

状態依存型周波数モニタに搭載されたマイクロプロセッサは、非常に低い消費電力でバルブや大型ポンプを駆動できます。複数のスイッチ制御を小型パッケージに組み込みながら、マイクロプロセッサを用いて複雑で用途に応じた機能を提供できます。制御の低消費電力は、大小さまざまな現場用途で一貫しています。この汎用性の高い技術は、幅広い液質に対応する用途で使用されています。

超音波レベルセンサーは、高粘度液体やバルク固体の非接触レベルセンシングに使用されます。また、ポンプ制御や開水路流量測定などの水処理用途にも広く使用されています。センサーは高周波（20  kHz ～ 200  kHz）の音波を発信し、それが発信トランスデューサに反射されて検出されます。^{[ 3 ]}

超音波式液面計は、湿度、温度、圧力による音速の変化の影響を受けます。液面測定の精度を向上させるために、補正係数を適用することができます。

乱流、泡、蒸気、化学ミスト（蒸気）、および処理材料の濃度変化も、超音波センサーの応答に影響を与えます。乱流と泡は音波がセンサーに適切に反射されるのを妨げ、蒸気と化学ミストおよび蒸気は音波を歪ませたり吸収したりします。また、濃度変化はセンサーに反射される音波のエネルギー量を変化させます。これらの要因による誤差を防ぐために、静水井や導波管が使用されます。

反射音に対する最適な応答を確保するには、トランスデューサを適切に取り付ける必要があります。さらに、ホッパー、ビン、またはタンクには、溶接部、ブラケット、はしごなどの障害物が比較的少なく、誤反射とそれに伴う誤った応答を最小限に抑える必要があります。ただし、最新のシステムのほとんどは、侵入物がトランスデューサからターゲットへの視線を遮る場合を除き、エンジニアリングの変更がほとんど不要になるほど十分に「インテリジェント」なエコー処理を備えています。超音波トランスデューサは音響エネルギーの送信と受信の両方に使用されるため、「リンギング」と呼ばれる機械的振動の期間があります。この振動は、エコー信号を処理する前に減衰（停止）する必要があります。その結果、トランスデューサの表面から物体を検出できない距離が生じます。これは「ブランキングゾーン」と呼ばれ、トランスデューサのレンジに応じて通常150  mmから1  mです。

電子信号処理回路の要件を利用することで、超音波センサをインテリジェントデバイスにすることができます。超音波センサは、ポイントレベル制御、連続監視、またはその両方を提供するように設計できます。マイクロプロセッサを搭載し、消費電力が比較的低いため、他のコンピューティングデバイスとのシリアル通信も可能であり、センサ信号のキャリブレーションやフィルタリングの調整、リモート無線監視、プラントネットワーク通信などに適した技術となっています。超音波センサは、低価格と高機能という強力な組み合わせにより、広く普及しています。

静電容量式液面センサーは、さまざまな固体、水性および有機液体、スラリーの存在を検出するのに優れています。^{[ 10 ]}この技術は、静電容量回路に適用される無線周波数信号のため、RF と呼ばれることがよくあります。センサーは、誘電率が 1.1 (コークスおよびフライアッシュ) という低い値から、88 (水) 以上の高い値まで、さまざまな材料を検出するように設計できます。脱水ケーキや下水スラリー (誘電率約 50) などのスラッジやスラリー、生石灰 (誘電率約 90) などの液体化学物質も検出できます。^{[ 3 ]}デュアルプローブ静電容量式液面センサーは、誘電率が大きく異なる 2 つの混ざり合わない液体の界面を検出するためにも使用でき、「油水界面」用途において、前述の磁気フロートスイッチに代わる固体の代替手段となります。

静電容量レベルセンサーは電子デバイスであるため、位相変調と高周波の使用により、誘電率が類似している用途に適しています。このセンサーは可動部品がなく、堅牢で使いやすく、清掃も容易であり、高温高圧用途向けに設計することも可能です。低誘電率材料の摩擦や動きによって高電圧の静電荷が蓄積・放電する危険性がありますが、適切な設計と接地によってこの危険性を排除できます。

プローブ材料を適切に選択することで、摩耗や腐食による問題を軽減または解消できます。接着剤や油、グリースなどの高粘度材料の点レベルセンシングでは、プローブ上に材料が堆積することがありますが、自己調整型センサーを使用することでこれを最小限に抑えることができます。泡立ちやすい液体や、飛沫や乱流が発生しやすい用途では、静電容量式レベルセンサーに飛沫防止ガードや静水槽などの装置を組み込むことができます。

静電容量式プローブの大きな制約の一つは、粉粒体を貯蔵する背の高い容器での使用です。測定範囲の底まで届く導電性プローブが必要となるため、問題が生じます。容器やサイロ内に吊り下げられた長い導電性ケーブルプローブ（長さ20～50メートル）は、サイロ内の粉粒体の重量とケーブルにかかる摩擦によって、非常に大きな機械的張力を受けます。このような設置方法では、ケーブルの断線が頻繁に発生します。

光センサーは、沈殿物、懸濁固形物を含む液体、および液液界面の点レベルセンシングに使用されます。これらのセンサーは、赤外線ダイオード（LED）から放出される赤外線の透過率の減少または変化を検出します。適切な構造材料と設置場所を選択することで、これらのセンサーは水性、有機性、および腐食性液体に使用できます。

経済的な赤外線式光インターフェースポイントレベルセンサーの一般的な用途の一つは、沈殿池における汚泥と水の界面の検出です。パルス変調技術と高出力赤外線ダイオードを用いることで、周囲光による干渉を排除し、LEDを高ゲインで動作させ、プローブへの堆積物の影響を軽減することができます。

連続的な光レベルセンシングの代替手法として、レーザーを用いる方法がある。レーザー光はより集中しているため、粉塵や蒸気の多い環境でも透過しやすい。レーザー光はほとんどの固体や液体の表面で反射する。高精度なタイミング回路を用いて光の飛翔時間を測定することで、センサーから表面までの距離を算出できる。しかし、レーザーはコストとメンテナンスの手間が懸念されるため、産業用途での使用は依然として限られている。性能を維持するためには、光学系を頻繁に清掃する必要がある。

マイクロ波センサーは、湿気、蒸気、粉塵のある環境や、温度や圧力が変化する用途に最適です。マイクロ波（レーダーとも呼ばれます）は、超音波などの他の技術では問題となる可能性のある温度層や蒸気層を透過します。^{[ 3 ]}マイクロ波は電磁エネルギーであるため、エネルギーを伝達するために空気分子を必要としないため、真空中で使用できます。マイクロ波は電磁エネルギーであるため、金属や導電性の水など、導電性の高い物体によって反射されます。一方、プラスチック、ガラス、紙、多くの粉末や食品、その他の固体などの「低誘電率」または絶縁媒体によってさまざまな程度で吸収されます。

マイクロ波センサーは、さまざまな技術で実現されています。 2 つの基本的な信号処理技術が適用され、それぞれに独自の利点があります。 1 つは、超音波レベルセンサーと同様に、伝搬時間を媒体中の電磁波の速度 (光速を媒体の誘電率の平方根で割った値^{[ 11 ]} ) で割った値を測定するパルスまたは時間領域反射率測定 (TDR) であり、もう 1 つは FMCW 技術を使用するドップラー システムです。 超音波レベルセンサーと同様に、マイクロ波センサーは 1  GHz から 60  GHz までのさまざまな周波数で実現されています。^{[ 12 ]}一般的に、周波数が高いほど精度が高くなり、コストも高くなります。 マイクロ波は、非接触方式または誘導方式で実現されます。 前者は、自由空間 (真空を含む) を介して送信され、反射されて戻ってくるマイクロ波信号を監視することによって行われます。 または、「ワイヤー上のレーダー」技術として実現することもできます。これは一般に、導波レーダーまたは導波マイクロ波レーダーとして知られています。後者の手法では、一般的に、空隙を通過する電磁エネルギーの反射率が低い粉末や低誘電率媒体（非接触マイクロ波センサーなど）で性能が向上します。この手法では、用途に応じた導波管を使用して、センサーの用途に必要なより正確な結果や追加情報を得ることができます（たとえば、一部のセンサーでは、タンク部品やその他の機器を導波管またはその一部として使用できます）。^{[ 13 ]}導波管が電子部品から離れている場合（一般的に、過酷な条件、放射線、高圧液体/ガス下での沸騰などがある貯水槽の場合）、リモート導波管を使用するのが一般的です。しかし、ガイド付き手法では、容器内にプローブがあるために、前述の容量（RF）手法で問題を引き起こすのと同じ機械的制約が存在します。

非接触式マイクロ波レーダーセンサーは、マイクロ波ビームが通過できる低導電率の「マイクロ波透過性」（非導電性）ガラス/プラスチック窓や容器壁を通して、内部の「マイクロ波反射性」（導電性）液体を測定できます（電子レンジでプラスチックボウルを使用するのと同様です）。また、高温、高圧、真空、振動の影響もほとんど受けません。これらのセンサーはプロセス材料との物理的な接触を必要としないため、送信機/受信機はプロセスから安全な距離に設置でき、温度を下げるために数メートルのアンテナ延長部があっても、液面レベルや距離の変化に反応します。例えば、1200  ℃を超える溶融金属製品の測定に最適です。マイクロ波送信機は、超音波と同様の重要な利点も備えています。すなわち、信号を処理するマイクロプロセッサを搭載し、多数の監視、制御、通信、設定、診断機能を提供し、密度、粘度、電気的特性の変化に左右されません。さらに、超音波の用途上の制約の一部、すなわち高圧・真空下での動作、高温、粉塵、温度・蒸気層といった制約も解消します。ガイド波レーダーは、ガイド素子によって測定対象の液体との間で正確な伝送が保証されるため、狭い密閉空間でも非常に高い精度で測定できます。静置管内部や外部のブリッジ、ケージなどの用途では、可動部品やリンク機構がなく、密度変化や堆積物の影響を受けないため、フロート式や変位式装置の優れた代替手段となります。また、低温・高圧で貯蔵される液化ガス（LNG、LPG、アンモニア）など、マイクロ波反射率が非常に低い製品にも最適ですが、シール構造や危険区域の承認には注意が必要です。バルク固体や粉体の場合、GWRはレーダーや超音波センサーの優れた代替手段となりますが、ケーブルの摩耗や製品の移動による屋根への負荷には注意が必要です。

液面レベル監視におけるマイクロ波またはレーダー技術の大きな欠点として、センサーの価格が比較的高く、設置が複雑であることが挙げられます。しかし、ここ数年で価格は大幅に下がり、より長距離の超音波式レベル計と同等の価格帯になりました。また、両技術とも設置が簡素化されたことで、使いやすさも向上しています。

磁歪式液面センサーは、フロート式センサーと同様に、フロート内部に封入された永久磁石が、磁歪線が封入されたステム内を上下に移動する仕組みになっています。貯蔵容器や輸送容器内の様々な液体の高精度かつ連続的な液面測定に最適なこれらのセンサーは、液体の比重に基づいて適切なフロートを選択する必要があります。磁歪式液面センサーのフロートとステムの材質を選択する際には、磁気式および機械式フロート式液面センサーで説明したガイドラインが適用されます。

磁歪式レベル・位置測定装置は、磁歪ワイヤに電流を流すことで磁歪ワイヤを帯電させます。磁場がフロートの磁場と交差すると、機械的なねじれまたはパルスが発生し、これが音速でワイヤを伝わります。超音波やレーダーのように、パルスから戻りパルス記録までの飛行時間によって距離が測定されます。飛行時間は、戻りパルスを検出するセンサーからの距離に対応します。

磁歪法は高い精度が期待できるため、「取引証明」用途で広く利用されています。計量機関の許可を得れば、商取引にも使用できます。また、磁気式液面計にもよく用いられます。この方式では、磁石は液面計のガラス管またはチューブ内を移動するフロートに取り付けられています。磁石は液面計の外部に取り付けられたセンサーに作用します。ボイラーなどの高温高圧用途では、この優れた性能が活用されています。

抵抗チェーン式液面センサーは、磁気フロート式液面センサーと同様に、フロート内部に封入された永久磁石が、間隔を狭めて配置されたスイッチと抵抗器が封入されたステム内を上下に移動する仕組みになっています。スイッチが閉じると、抵抗値が合計され、液面レベルに比例した電流または電圧信号に変換されます。

フロートとステムの材質の選択は、液体の化学的適合性、比重、および浮力に影響を与えるその他の要因によって異なります。これらのセンサーは、海洋、化学処理、医薬品、食品加工、廃棄物処理などの用途における液面測定に最適です。適切な2つのフロートを選択すれば、抵抗式チェーン液面センサーは、比重が0.6以上で、0.1単位しか違わない2つの混ざり合わない液体の界面の存在を監視するためにも使用できます。

磁気抵抗式フロートレベルセンサーは、フロートレベルセンサーと似ていますが、フロートアームのピボット内部に永久磁石ペアが封入されています。フロートが上昇すると、その動きと位置が磁場の角度位置として伝達されます。この検出システムは、0.02°の動きまで高精度です。フィールドコンパスの位置により、フロートの位置が物理的に特定されます。フロートとステムの材質は、液体の化学的適合性、比重、およびフロートの浮力に影響を与えるその他の要因によって決まります。電子監視システムは液体に接触しないため、本質安全防爆構造とみなされます。これらのセンサーは、船舶、車両、航空、化学処理、医薬品、食品加工、廃棄物処理などの用途における液面測定に最適です。

マイクロプロセッサを搭載し、消費電力も低いため、他のコンピューティングデバイスとのシリアル通信も可能であり、センサー信号のキャリブレーションやフィルタリングを調整するのに適した手法である。

静水圧レベルセンサーは、深層タンク内の腐食性液体や貯水槽内の水位を測定するのに適した、水中設置型または外部設置型の圧力センサーです。通常、液面レベルは、流体容器（タンクまたは貯水槽）の底部の圧力によって決定されます。底部の圧力は、流体の密度/比重で調整され、流体の深さを示します。^{[ 3 ]} これらのセンサーでは、適切な性能を確保するために、化学的に適合する材料を使用することが重要です。センサーは、10 mbar から 1000  barまで市販されています。

これらのセンサーは、水深が増すにつれて圧力が上昇することを感知し、また液体の比重はそれぞれ異なるため、用途ごとに適切に校正する必要があります。さらに、温度が大きく変化すると比重も変化するため、圧力を水位に変換する際にはその変化を考慮する必要があります。これらのセンサーは、ダイヤフラムに汚染物質や堆積物が付着しないように設計することができ、これにより適切な動作と正確な静水圧レベル測定が保証されます。

センサーをタンクやそのパイプの底に取り付けることができない屋外用途で使用する場合、静水圧レベルセンサーの特殊なバージョンであるレベルプローブをケーブルでタンク内の測定対象の底まで吊り下げることができます。^{[ 3 ]}センサーは、電子機器を液体環境から密閉するように特別に設計する必要があります。ヘッド圧力が小さいタンク（100 INWC未満）では、センサーゲージの背面を大気圧に開放することが非常に重要です。そうしないと、通常の気圧の変化によってセンサーの出力信号に大きな誤差が生じます。さらに、ほとんどのセンサーは、流体の温度変化を補償する必要があります。

エアバブラー式液面センサーは、液面より下に開口部のあるチューブを使用します。一定量の空気がチューブ内を流れます。チューブ内の圧力は、チューブ出口上の液体の深さ（および密度）に比例します。^{[ 3 ]}

エアバブラーシステムは可動部品がないため、下水、排水、汚泥、人糞、または多量の浮遊物質を含む水のレベル測定に適しています。センサーで液体に接触するのはバブルチューブのみで、これは測定対象の物質と化学的に適合しています。測定箇所に電気部品がないため、この方法は危険区域での使用に適しています。システムの制御部分は安全な場所に設置でき、空気圧配管によって危険区域と安全区域を隔離できます。

エアバブラーシステムは、大気圧下の開放型タンクに適したシステムで、高圧空気をバイパスバルブを通して送り込み、気泡管を詰まらせる可能性のある固形物を除去するように設計できます。この方式は本質的に自己洗浄機能を備えています。超音波、フロート、マイクロ波などの従来の方式では信頼性に欠ける液面レベル測定用途に特に推奨されます。測定中は、システムに常に空気を供給する必要があります。スラッジが管を詰まらせないように、管の先端は一定の高さより上に設置する必要があります。

核レベル計またはガンマ線レベル計は、プロセス容器を通過するガンマ線の減衰によってレベルを測定します。^{[ 14 ]}この技術は、製鋼の連続鋳造プロセスにおける溶鋼のレベルを制御するために使用されます。水冷式鋳型は、片側にコバルト60やセシウム137などの放射線源、もう片側にシンチレーションカウンターなどの高感度検出器を配置して設置されます。鋳型内の溶鋼のレベルが上昇すると、センサーによって検出されるガンマ線の量が減少します。この技術は、溶融金属の熱によって接触式測定法や多くの非接触式測定法が実用的でない場合でも、非接触測定を可能にします。

核レベルセンサーは鉱物破砕回路でよく使用され、ガンマ線検出の増加は鉱石で満たされている場合と比較して空隙があることを示します。^{[ 15 ]}