W każdej dziedzinie przemysłu wykorzystuje się zbiorniki, które służą do przechowywania cieczy. Stan takiej cieczy i jej regularne pomiary odpowiadają za poprawne funkcjonowanie całego przedsiębiorstwa. Dokonuje się tego za pomocą sond hydrostatycznych, których podstawą działania jest zastosowanie metody hydrostatycznej.
Czym jest sonda hydrostatyczna ?
Sonda hydrostatyczna służy do wykonywania hydrostatycznych pomiarów poziomu cieczy w zbiornikach, studniach głębinowych, kanałach czy przepustach. Sporadycznie nazywana jest sondą poziomu. Sonda hydrostatyczna umożliwia pomiar ciśnienia hydrostatycznego, za pomocą którego wyznacza się obecny poziom wysokości cieczy nad przetwornikiem. Komponenty tego typu znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, takich jak petrochemia, przemysł spożywczy czy stacje uzdatniania wody.
Jak działa sonda hydrostatyczna ?
Podczas wykonywanego pomiaru dochodzi do zmiany oporu elektrycznego w piezorezystancyjnym czujniku. Opór czujnika, wykonanego z krzemu lub ceramiki determinuje siła mechaniczna, która na niego działa. Ciśnienie, które wywiera ciecz, jest przekazywane na czujnik piezorezystancyjny, który następnie transferuje impuls elektryczny w formie sygnału prądowego lub napięciowego na układ scalony. Zasadniczo im większe zanurzenie, tym wyższe ciśnienie hydrostatyczne (ciśnienie wywierane na membranę przez mierzoną ciecz).
Metoda hydrostatyczna kluczowym elementem działania sondy
Podstawą metody hydrostatycznej jest wyznaczanie ciśnienia hydrostatycznego cieczy. Ogromną zaletą jej wykorzystania jest to, że burzliwe ruchy cieczy, jej spieniona postać czy drgania mechaniczne powstające na skutek pracy innych maszyn, nie wpływają na dokładność pomiaru. Umożliwia to wykonywanie pomiarów nawet w najmniej sprzyjających warunkach. Jedynym elementem, który musi być koniecznie spełniony, jest zanurzenie czujnika w taki sposób, aby znajdował się jak najbliżej dna naczynia.
Zbiorniki otwarte lub napowietrzone
W pomiarach hydrostatycznych poziomu cieczy w tego typu zbiornikach następuje wyrównanie ciśnienia powietrza ze środowiska zewnętrznego z fazą gazową, będącą ponad poziomem cieczy. Ciśnienie ze środowiska zewnętrznego wywierające nacisk na ciecz jest takie samo jak ciśnienie działające na cały układ. W związku z tym, jeśli na czujniku ciśnienia zamontujemy przetwornik mierzący ciśnienie względne, to nastąpi zniwelowanie wpływu otoczenia na pomiar poziomu cieczy.
Zbiorniki hermetyczne i gazoszczelne
W tym przypadku wymagane jest wyrównanie nad cieczą tzw. ciśnienia fazy gazowej, które stanowi dodatkową siłę ciężkości na ciecz. Jest to efekt wysoce niepożądany, który może dać fałszywy wynik pomiaru ciśnienia hydrostatycznego na dnie zbiornika. Aby wyeliminować prawdopodobieństwo wystąpienia błędu, stosuje się kolejny czujnik, który mierzy ciśnienie fazy gazowej. Ostatecznie otrzymuje się dwa odrębne pomiary, określane mianem ciśnienia różnicowego.
Czujniki ciśnieniowe poziomu
W zależności od zakresu pomiarowego ciśnienia można dobrać odpowiedni rodzaj czujnika, którym dokonuje się pomiarów substancji, takich jak olej napędowy, benzen, nafta oraz woda chlorowana, pitna, słona i słodka. Przy doborze odpowiedniego czujnika należy kierować się budową przetwornika. Najlepszym wyborem będą te wykonane ze stali nierdzewnej, które w połączeniu ze spawaną konstrukcją zapewnią absolutną wodoszczelność.
Sondy hydrostatyczne są przede wszystkim wytrzymałe i łatwe w montażu. Pomiary są w tym przypadku dokonywane niezależnie od kształtu i budowy zbiornika, dlatego komponenty te są bardzo uniwersalne i powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
źródło: newtech.com.pl – czujniki
0 Komentarzy