Co je hydrostatický tlak?

Hydrostatický tlak je tlak vyvolaný sloupcem kapaliny v závislosti na jeho výšce a hustotě. Jednoduše řečeno jde o tlak, který v kapalině působí v určité hloubce.

Čím větší je výška kapaliny nad daným bodem, tím vyšší je hydrostatický tlak. Tento tlak vzniká působením gravitační síly na hmotnost kapaliny.

Hydrostatický paradox

Zajímavou vlastností hydrostatického tlaku je tzv. hydrostatický paradox.
Hydrostatický tlak nezávisí na tvaru ani objemu nádoby, ale pouze na výšce kapaliny nad měřicím místem.

Díky tomu lze výšku hladiny kapaliny spolehlivě měřit i v úzkých, nepravidelných nebo hlubokých nádržích.

Hydrostatické měření hladiny kapaliny v nádrži

Hydrostatická sonda – princip fungování

Měření tlaku se provádí na úrovni membrány ponořené sondy a vztahuje se k atmosférickému tlaku, který se měří kapilární trubicí. Tato metoda je oblíbená díky své jednoduchosti a vysoké spolehlivosti.

Co je hydrostatická sonda výšky hladiny?

Hydrostatická sonda výšky hladiny je ponorný tlakový snímač, který se používá k monitorování výšky hladiny kapaliny na základě měření hydrostatického tlaku.

Jak funguje sonda výšky hladiny pro měření vody?

Tlak je měřen na úrovni ponořené membrány sondy a je vztažen k atmosférickému tlaku, který je snímán pomocí kapilární trubice integrované v kabelu sondy.
Tento způsob měření je oblíbený pro svou jednoduchost, vysokou spolehlivost a stabilitu.

Hydrostatická sonda výšky hladiny obvykle automaticky kompenzuje změny atmosférického tlaku, takže naměřená hodnota odpovídá výhradně tlaku kapaliny danému její měrnou hmotností a výškou hladiny nad sondou.

Použití hydrostatického snímače hladiny

Tato metoda měření je široce používána v různých průmyslových odvětvích, včetně potravinářství, vodárenství a čištění odpadních vod – v čistírnách odpadních vod a čerpacích stanicích. V závislosti na použití rozlišujeme mezi hydrostatickými sondami, jako jsou:

Sonda výšky hladiny pro odpadní vody

např. hydrostatická sonda výšky hladiny JUMO MAERA F27 pro odpadní vody

Sonda výšky hladiny pro vodu

např. hydrostatická sonda výšky hladiny 4–20 mA JUMO MAERA S25

Sonda výšky hladiny pro studny

např. hydrostatická sonda výšky hladiny pro pitnou vodu JUMO MAERA S28

Jak funguje hydrostatické měření výšky hladiny?

Hydrostatické měření výšky hladiny využívá hydrostatickou sondu výšky hladiny, která se instaluje nebo spustí do definované hloubky (tzv. nulová hladina).

Díky hydrostatickému paradoxu sonda neměří celý objem nádrže, ale pouze svislý sloupec kapaliny přímo nad sondou. Pokud je známa měrná hmotnost kapaliny, lze z naměřeného tlaku přesně vypočítat výšku hladiny kapaliny nad sondou.

Jaká je výhoda hydrostatické hladiny?

• vysoká spolehlivost
• vysoká přesnost monitorování hladiny
• přímý kontakt s médiem
• měřicí procesy nejsou ovlivněny faktory, jako je znečištění, pěna atd. ? vhodné pro pěnové nebo nádržové instalace

Další vlastnosti sond výšky hladiny

Hydrostatická sonda výšky hladiny umožňuje nejen měřit aktuální hodnotu hladiny, ale také kontinuálně sledovat její změny vzhledem k libovolnému referenčnímu bodu.

Protože je sonda instalována pod hladinou kapaliny, není ovlivněna poruchami na hladině, jako je například zaplavování nebo vlnění.

Jak vybrat správnou sondu výšky hladiny kapaliny?

Pro otevřené nádrže, studny nebo vodní nádrže se používají ponorné sondy výšky hladiny. Pro uzavřené nádrže jsou vhodné sondy s rovnou membránou nebo sondy přišroubované zvenčí.

Jakmile se rozhodnete, určete těchto několik klíčových vlastností:

• Tlakové připojení (pouze v případě bočních sond) – aby odpovídalo závitovému otvoru v nádrži.
• Měřicí rozsah? ten by měl být zvolen tak, aby odpovídal hladině, která má být v dané aplikaci měřena. V případě volně stojící nádrže je hladina určena její výškou. V podzemní nádrži je třeba rozhodnout, do jaké hloubky chcete ponornou sondu ponořit, a zvolit odpovídající měřicí rozsah. Upozorňujeme, že 10 metrů vodního sloupce odpovídá tlaku přibližně 1 000 mbar (1 bar) nebo 14,5 psi.
• Přesnost? Standardní přesnost <0,5 % dává možnou chybu max. 5 mm na metr hladiny, zatímco varianty s nejvyšší přesností <0,1 % budou mít přesnost max. 1 mm na metr hladiny.
• Elektrické připojení? u standardní sondy si můžete vybrat buď konektor (například M12 nebo DIN A), nebo kabelový výstup, zatímco u ponorných sond vždy kabel.
  V případě kabelového konektoru budete muset vybrat správnou délku, aby kabel od převodníku k řídicímu systému a v případě ponorného senzoru byl ve správné hloubce.
• Materiál konstrukce? standardně jsou sondy výšky hladiny vyrobeny z nerezové oceli, jako například JUMO MAERA S 28, pro náročná média však doporučujeme odolnou sondu výšky hladiny kapaliny vyrobenou z titanu, např. hydrostatickou sondu JUMO MAERA S 29.
• Další funkce, např. schválení pro prostředí s nebezpečím výbuchu, jako u hydrostatické sondy JUMO dTRANS p33.

Hydrostatické měření hladiny – teplotní kompenzace

Pokud se teplota kapaliny zvýší, zvětší se její objem, což způsobí zvýšení hladiny kapaliny. Tento jev má negativní vliv na přesnost výsledků měření. Pokud však vyžadujete přesné hydrostatické měření hladiny při proměnlivých teplotách kapaliny, doporučujeme pro zabránění chybám způsobeným vlivem teploty namontovat jednoduchý a ekonomický přídavný snímač, jako je teplotní sonda Pt100.

Alternativně můžete zvolit hydrostatickou sondu výšky hladiny s integrovaným snímačem pro měření teploty, například JUMO MAERA F27.

Sondy výšky hladiny JUMO

Společnost JUMO nabízí širokou škálu hydrostatických sond pro nepřetržité monitorování hladiny kapalin. Kontaktujte nás – naši specialisté vyberou zařízení pro vaši aplikaci.

Jaké typy kabelů jsou k dispozici pro sondu výšky hladiny?

Dostupné typy kabelů pro sondu, jako je JUMO MAERA F27, zahrnují:

• Kabel PUR: šedý kabel z polyuretanu (PUR), stíněný a odolný proti UV záření.
• Kabel PE-LD: černý kabel z polyethylenu s nízkou hustotou (PE-LD), stíněný a odolný proti UV záření.
• Kabel FEP: černý kabel z fluorovaného ethylenpropylenu (FEP), stíněný.

Jaká je maximální délka kabelu pro sondu výšky hladiny?

Každý z těchto kabelů pro sondy výšky hladiny společnosti JUMO je k dispozici v různých standardních délkách od 5 do 100 metrů a lze jej také přizpůsobit individuálním požadavkům zákazníka.

Hydrostatické sondy s certifikátem PZH

Certifikát PZH potvrzuje, že hydrostatická sonda splňuje bezpečnostní a kvalitativní normy pro pitnou vodu a veřejné zdraví. To je důležité pro zařízení, která se používají v souvislosti s pitnou vodou nebo jinými kapalinami, které mohou mít vliv na lidské zdraví. Na požádání vám zašleme aktuální certifikát PZH pro naše hydrostatické sondy.