Det tekniske hjørne – Niveaumåling i tryktanke

Skrevet af Morten B. Jensen, Manager, Instrumentation, KLINGER Danmark A/S

Den ene skal være direkte visende, mens den anden ofte vælges så den også kan benyttes til fjernaflæsning af niveauet.

Til at løse denne opgave vælges som regel en hydrostatik måling, da denne let kan tilpasses tryk- og temperaturforholdene i kedlen.

En hydrostatisk niveaumåling benytter tryk sensorer til målingen af niveauet, da det tryk som væskesøjlens højde skaber på sensoren er et udtryk niveauet i tanken. Måleprincippet er egnet til niveaumåling af alle former for væske, der ikke er i bevægelse – og den resulterende kraft betegnes som det “hydrostatiske tryk”.

Den vigtigste egenskab for hydrostatisk måling af niveauet er, at uanset formen og volumen af tanken /beholderen er det hydrostatiske tryk i målepunktet kun proportional med væskesøjlens højde. Det skyldes at statisk væske gennem sin vægtfylde og den fungerende kraft (tyngdekraften), genererer et hydrostatiske tryk, som stiger proportionalt med påfyldningshøjden – følgelig er det hydrostatiske tryk et direkte mål for fyldningsgraden af en tank eller beholder.

Måling af niveau i lukkede, gastætte, beholdere, som dampkedler, kræver yderligere kompensation for det tillægstryk, som gas-/dampfasen over væskeoverfladen presser på denne med. Det ekstra tryk vil fungere som en ekstra kraft på væskeoverfladen, et tryk som ”snyder” den hydrostatiske trykmåling i bunden af beholderen.
Effekten fjernes ved at kompensere med en ekstra trykmåling på dampfasen og beregning af den aktuelle væskehøjde udregnes som følger:

h = (p2 – p1) / d * g
hvor:
p2 = Hydrostatisk tryk
p1= Gastrykket over væskeoverfladen
d = Væskens vægtfylde
g = Tyngdekraften
h = Væskesøjlens højde

Opgaven løses ofte med en differenstrykmåling, hvor højtrykssiden forbindes til bunden af tanken, mens lavtrykssiden forbindes, så den kan benyttes til kompensation for gastrykket over væskeoverfladen.
Målesignalet fra differensmålingen vil derfor være et direkte udtryk for det hydrostatiske tryk (væskesøjlens højde).
Forsættes …..