Вимірювання рівня гидростатическими рівнемірами зводиться до вимірювання гідростатичного тиску Р, створюваного стовпом h рідини постійної щільності # 961 ;. згідно рівності:
Вимірювання гідростатичного тиску здійснюється:
· Манометри, що підключається на висоті, що відповідає нижньому граничному значенню рівня;
· Диференційним манометром, що підключається до резервуару на висоті, що відповідає нижньому граничному значенню рівня, і газовому простору над рідиною;
· Виміром тиску газу (повітря), що прокачується по трубці, опущеної в заповнює резервуар рідина на фіксовану відстань.
На рис 1а. приведена схема вимірювання рівня манометром. Застосовуваний для цих цілей манометр 1 може бути будь-якого типу з відповідними межами вимірів, обумовленими залежністю (1). Вимірювання гідростатичного тиску манометром може бути здійснено і за схемою, наведеною на рис. 1б. Відповідно до таку схему про значення вимірюваного рівня судять по тиску повітря, що заповнює манометричну систему.
У нижній частині манометричної системи розташований дзвін 2. отвір якого перекрито тонкою еластичною мембраною 1. а у верхній - манометр 3. Застосування еластичної мембрани виключає розчинення повітря в рідині, однак вводить похибка в визначення рівня з - за пружності мембрани. Перевагою даної схеми вимірювання гідростатичного тиску є незалежність показань манометра від його розташування щодо рівня рідини в резервуарі.
При вимірюванні рівня рідини щодо запропонованих схем мають місце похибки, обумовлені класом точності манометра і змінами щільності рідини.
Рис.1. схеми вимірювання рівня гидростатическими рівнемірами.
Вимірювання гідростатичного тиску манометрами доцільно в резервуарах, що працюють при атмосферному тиску. В іншому випадку, показання манометра складаються з гідростатичного і надлишкового тисків.
Для вимірювання рівня рідини в технологічних апаратах, що знаходяться під тиском, широке застосування отримали диференціальні манометри. За допомогою диференціальних манометрів можливо також вимірювання рівня рідини у відкритих резервуарах, рівня розділу фаз і рівня розділу рідин.
Вимірювання рівня у відкритих резервуарах, які перебувають під атмосферним тиском, здійснюється за схемою, представленої на малюнку 1в. Дифманометр 1 через імпульсні трубки 2 з'єднаний з резервуаром і зрівняльним посудиною 3. Зрівняльний посудину застосовується для компенсації статичного тиску, створюваного стовпом рідини h1 в імпульсної трубці. В процесі вимірювання рівень рідини в зрівняльний посудині повинен бути постійним. Вентиль 4 служить для підтримки постійного рівня в посудині 3. за однакової кількості щільності рідин, що заповнюють імпульсні трубки і резервуар, за умови h1 = h2 перепад тиску, вимірюваний дифманометром,
При вимірюванні рівня в апаратах, які перебувають під тиском, застосовують схему, наведену на рис 1г. зрівняльний посудину 3 в цьому випадку встановлюють на висоту, відповідну максимальному значенню рівня і з'єднують з апаратом. Статистичне тиск Р в апараті надходить в обидві імпульсні трубки, тому вимірюваний перепад тиску # 916; Р можна представити у вигляді
Як випливає з рівняння (2), шкала вимірювального приладу рівнеміра буде звернена. У розглянутих схемах можуть бути використані дифманометри з уніфікованим струмовим або пневматичним сигналом.
Якщо рідина, що заповнює резервуар, агресивна, то підключення дифманометра до резервуара здійснюється через розділові судини.
Рівнеміри, в яких вимір гідростатичного тиску здійснюється шляхом вимірювання тиску газу, підкачувати по трубці, зануреної на фіксовану глибину в рідину, що заповнює резервуар, називають пьезометрические. Схема п'єзометричного рівнеміра наведена на рис. 1д. пьезометрические трубка 1 розташовується в апараті, в якому вимірюється рівень. Газ надходить в трубку через дросель 2. службовець для обмеження витрати. Для вимірювання витрати газу служить стаканчик 3 (витрата за допомогою стаканчика визначається за кількістю бульбашок, пробульківающіх через заповнює його рідина в одиницях часу), а тиск підтримується постійним за допомогою стабілізатора тиску 4 тиск газу після дроселя вимірюється дифманометром 5 і служить мірою рівня.
При подачі газу тиск у пьезометрической трубці поступово підвищується до тих пір, поки заданий тиск не стане рівним тиску стовпа рідини висотою h. Коли тиск в трубці стане рівним гідростатичному тиску, з нижнього відкритого кінця трубки починає виходити газ. Витрата підбирають такий, щоб газ залишав трубку у вигляді окремих бульбашок (приблизно 1 бульбашка в секунду).
При дуже великій витраті тиск, вимірюваний дифманометром, може бути трохи більше, ніж гідростатичний, через додаткового падіння тиску, що виникає за рахунок тертя газу об стінки трубки при його русі. При дуже малій витраті газу збільшується інерційність вимірювання. Обидва ці чинники можуть збільшувати похибка вимірювання рівня.