Гидростатик сатҳ Ўлчагичлари

ГИДРОСТАТИК САТҲ ЎЛЧАГИЧЛАРИ
Гидростатик сатҳ ўлчагичлари очиқ идиш ҳамда босим остидаги идишларда турли суюқликлар (жумладан, агрессив, тез кристалланувчи ва қовушоқ моддалар) сатҳни ўлчашда ишлатилади. Гидростатик сатҳ ўлчагичларда суюқлик сатҳни ўлчаш суюқлик устуни ҳосил қиладиган босимни ўлчаш билан амалга оширилади, яъни
P=H∙ρ∙g , (5.10)
бу ерда Р — суюқлик устуни ҳосил қилган босим, Па; Н — суюқлик сатҳи; м; р- суюқлик зичлиги, кг/м³; g — оғирлик кучи тезланиши, м/с².
(5.10) тенглама босимни ўлчаш асосида ишлайдиган сатҳ ўлчагичлари қуриш мумкинлигини кўрсатади.
Суюқликнинг гидростатик босимини дифманометр ёрдамида ўлчайдиган гидростатик сатҳ ўлчагичлар дифманометрик сатҳ ўлчагичлар деб аталади.
Суюқликнинг гидростатик босимини ҳаво босимига ўзгартирувчи гидростатик сатҳ ўлчагич пезометрик сатҳ ўлчагич деб аталади.
Д ифманометр билан очиқ ва ёпиқ идишлардаги суюқликлар сатҳни, яъни босим остидаги, атмосфера ёки сийракланиш шароитидаги суюқликлар сатҳини ўлчаш мумкин. Бундай асбобларнинг ишлаш принципи икки суюқлик устунининг гидростатик босимлар фарқини ўлчашга, яъни идишдаги суюқлик сатҳига боғлиқ бўлган ўзгарувчан суюқлик устуни босимини ва солиштириш ўлчови вазифасини бажарувчи доимий устун бўйича босимлар фарқини ўлчашга асосланган. 5.6-расмда очиқ идишдаги суюқлик сатҳни дифманометр билан ўлчаш схемаси кўрсатилган. 1 дифманометрнинг иккала импулсли найчаси назорат суюқлик (агар у агрессив бўлмаса) билан тўлдирилади. Дифманометр сезгир элементига таъсир этадиган Р₁ ва Р₂ босимлар фарқини ўлчайди
Шундай қилиб, дифманометр идиш 2 даги назорат қилинадиган суюқлик сатҳ Н орқали ифодаланадиган босимлар фарқини ўлчайди:
∆P=P₁-P₂=(H+h₁)∙ρ₁∙g-h₂∙ρ₂∙g. (5.12)

(5.12) ва (5.13) лардан кўринадики, дифманометрик сатҳ ўлчагичининг кўрсатиши назорат қилинаётган муҳитнинг зичлиги ўзгариши билан ўзгаради. Агар импулсли найчаларда ва зичликлар айирмаси мавжуд бўлса, курсатишларда ҳам хатолик пайдо бўлади (шу хатоликни йўқотиш учун импулсли найчалар ёнма-ён ётқазилади). Ниҳоят, (5.13) ифода «манфий» импулъсли найчада («—» белги билан белгиланган) суюқлик сатҳи назорат қилинаётган сатҳ Н ўзгариши билан ўзгармаган ҳолдагина ўринли.

Буни таъминлаш учун шу импулсли найчада мувозанатлаштирувчи идиш 3 ўрнатилади. Идиш ва импулсли найча сатҳ ўлчагич шкаласининг бошланғич белгиси деб қабул қилинган 00 сатҳигача суюқлик билан тўлдирилади.
5.7-расмда босим остида (берк идишларда) суюқлик сатҳини дифманометр билан ўлчаш схемаси кўрсатилган. Мувозанатлаштирувчи идиш 4 идишнинг ҳаволи (буғли) бўшлиғи 3 га уланади ва максимал сатҳда ўрнатилади. Импулсли найча 2 идишнинг суюқликли бўшлиғига бевосита уланади. Дифманометр 1 билан ўлчанадиган босимлар фарқи ∆Р учун ифода дифманометрнинг мусбатли Р₁ ва манфийли Р₂ камераларида ҳосил қилинадиган босимлар opқали осонгина топилиши мумкин:
P₁=(h+h₀)∙ρ₁∙g , (5.14)
бу ерда, ρ₁ — мувозанатлаштирувчи идиш ва импулсли найча 5 даги суюқлик зичлиги. Р₂ босим идишдаги зичлиги ρ₂ бўлган суюклик устунининг гидростатик босими импулсли найча 2 даги зичлиги ρ₁ бўлган суюклик устуни h₀ ва баландлиги h — Н ва зичлиги ρ бўлган идишдаги ҳаво (буғ) устуни гидростатик босимлари йиғиндисидан иборат:
P₂=h₀ρ₁∙g+Hρ₁g+(h-H)ρ∙g. (5.15)
Шундай қилиб, дифманометрга таъсир этадиган босимлар фарқи ∆P қуйидаги ифода билан топилади:
∆P=P₁-P₂=[hρ₁-Hρ₂-(h-H)ρ]∙g=[h(ρ₁ - ρ)-H(ρ₂-ρ)]∙g (5.16)
(5.16) ифодадан кўриниб турибдики, сатҳ ўлчагич кўрсатиши h нинг жорий қийматигагина эмас, суюқлик зичлигига ρ₁ ва буғ зичлиги ρ га ҳам боғлиқ, улар эса ўз навбатида идишдаги муҳитнинг ҳарорати ва босимига боғлик. Шунинг учун дифманометр- сатҳ ўлчагичнинг шкаласини ҳисоблаш идишдаги ишчи босими бўйча ҳисобланади. Бу ерда,н ташқари, ўлчаш натижасига импулсли найчадаги-суюқлик зичлиги ρ₁ нинг ўзгариши таъсир этади, чунки бу ерда, баландлиги h бўлган устуннинг ва импулсли найча 5 нинг гидростатик босими ўзгарди, шу билан бир вақтда Р₁ босим ўзгармас бўлиб қолиши лозим. Бу атроф муҳит ҳарорати ёки идишдаги муҳит ҳарорати ўзгарганда содир бўлади.
Сатҳни дифманометрлар билан ўлчаш усули қатор афзалликларга эга: сатҳ ўлчагичлар мустаҳкам, монтаж қилиш оддий ва ишончли ишлайди. Аммо уларда битта жиддий камчилик бор: дифманометрларнинг сезгир элементи назорат қилинувчи муҳитга бевосита тегиб туради. Агрессив муҳитларнинг сатҳни ўлчашда бу ё дифманометрлар учун махсус материалдан фойдаланишни тақозо қилади ёки дифманометрга актив муҳит кириб қолишдан, масалан, импулс найчаларига ажратиш қурилмаларини улаш, импулсли найчаларни тоза сув билан ювиш ва ҳоказодан сақлайдиган дифманометрларни улаш схемаларини қўлланишни тақозо қилади.
Б у камчиликдан гидростатик сатҳ ўлчагичлардан бир тури — пезометрик сатҳ ўлчагичлар мустаснодир.
Пезометрик сатҳ ўлчагичнинг принципиал схемаси 5.8-расмда келтирилган. Бу асбоблар зичлиги ўзгармас суюқлик устунининг босимини ўлчашга мўлжалланган. Суюқлик устунининг босими унинг баландлигига мутаносиб равишда ўзгаради. Пезометрик сатҳ ўлчагичлар турли хил: агрессив, агрессив бўлмаган ва қовушқоқлиги катта бœлган суюқликларни очиқ ёки берк идишлардаги суюқликлар сатҳини ўлчашда қўлланилади. Суюқлик солинган идишга пезометрик найча 1 туширилади ва унинг устки томони манометр 4 билан параллел қилиб ҳаво ёки инерт гази манбаига уланади. Унда ҳавонинг сарфи дроссел 3 билан чекланиб, ротаметр 2 ёрдамида назорат қилиб турилади.
Идишдаги суюқлик сатҳининг берилган Н баландлигида пезометрик найчадан суюқлик орқали чиқадиган ҳаво пуфакчаларининг ҳар секундда биттадан чиқиши таъминланган бўлиши керак.
Суюқлик сатҳи ортса, найчадаги босим ортади, ундан чиқадиган пуфакчалар сони камаяди, суюқлик сатҳи камайса, найчадан чиқадиган пуфакчалар сони ортади. Босимнинг бундай ўзгаришини манометр 4 ўлчайди, манометр шкаласи суюқлик сатҳига мувофиқ даражаланган бўлади.