Hladinová sonda - Level probe

Hladinová sonda je zvláštní snímač tlaku pro měření výšky hladiny kapalin v otevřených nádob a nádrží. Hladinové sondy jsou ponořeny přímo do kapaliny a zůstávají trvale plovoucí nad dnem nádrže. Měření se provádí podle hydrostatického principu. Gravitační tlak sloupce kapaliny způsobí expanzi snímacího prvku citlivého na tlak, který převádí měřenou tlaku na elektrický signál standardní. Propojovací kabel hladinových sond musí splnit několik úkolů. Kromě napájení a předávání signálu je snímač hladiny držen na místě kabelem. Kabel také obsahuje tenkou vzduchovou trubici, která směruje tlak okolního vzduchu k hladinové sondě. Hladinové sondy jsou proto obvykle konstruovány jako snímače relativního tlaku, které používají aktuální tlak okolí jako nulový bod svého měřicího rozsahu.

Bez této takzvané kompenzace relativního tlaku by hladinové sondy měřily nejen hydrostatický tlak, ale také tlak vzduchu na sloupci kapaliny. Na úrovni moře je to asi 1013 mbar - což by odpovídalo tlaku vyvíjenému deset metrů vysokým vodním sloupcem. Kromě toho by proměnlivý tlak vzduchu ovlivnil výsledek měření. Typické výkyvy tlaku vzduchu kolem +/- 20 mbar, což odpovídá +/- 20 cmWs (vodní sloupec).

U návrhů hlubokých vrtů se také používá princip měření Sealed Gauge. Z hloubky cca. 20 m lze relativní tlak vyrovnat pouze v omezené míře tenkou hadicí. Snímač hladiny je poté navržen jako snímač absolutního tlaku, jehož nulový bod je nastaven na požadovaný střední tlak vzduchu v závislosti na místě použití. To znamená, že snímač hladiny již nemá žádné spojení s atmosférou. Možné výkyvy tlaku vzduchu mohou mít dopad na výsledek měření, ale v jamkách hlubokých vrtů hrají spíše malou roli.

Princip měření

Hydrostatický tlak, také gravitační tlak nebo gravitační tlak, se vyskytuje ve stacionární tekutině. Je to způsobeno gravitací a závisí to na hustotě a výšce sloupce kapaliny. Na hmotnosti kapaliny nezáleží - viz také hydrostatický paradox - tj. Ne celková hmotnost kapaliny v nádobě, ale rozhodující je úroveň plnění.

${\ displaystyle p (h) = \ rho gh + p_ {0}}$

${\ displaystyle \ rho}$= Hustota [pro vodu: ≈ 1 000 kg / m³]${\ displaystyle \ rho}$

${\ displaystyle g}$= Gravitační konstanta [: ≈ 9,81 m / s²]${\ displaystyle g}$

${\ displaystyle h}$= Výška sloupce kapaliny

${\ displaystyle p_ {0}}$= Tlak okolního vzduchu

${\ displaystyle p (h)}$= hydrostatický tlak

Minimální úroveň měření začíná úplným zakrytím měřicího prvku v blízkosti předního konce snímače hladiny. Hladiny plnění pod hladinovou sondou nejsou detekovány. V závislosti na aplikaci a montážní výšce je proto nutné upravit úroveň ve vyhodnocovací jednotce na příslušnou montážní výšku s nastavením offsetu. 

Typy designu

V závislosti na požadavcích lokality nabízejí sondy úrovně různé funkce:

Ochranný kryt

Velikost a počet otvorů / otvorů

Domovní materiál

Nerezová ocel, Ttitanium, PTFE

Materiál kabelu

PE, FEP, PURE EPR, PA

Princip měření

Relativní nebo uzavřený měřidlo

Senzorová technologie

Piezorezistivní křemíkový senzor, keramický tlustovrstvý senzor, keramický kapacitní

Reference