Гидростатическое давление для измерения уровня воды

Я измеряю уровень воды в вазе высотой 25 дюймов, используя гидростатическое давление. Вот так .

Для этого у меня есть нейлоновая трубка с наружным диаметром 1/4 дюйма, соединенная с датчиком манометрического давления . До сих пор это было очень точно. Если я погружу кончик трубки в воду на 1 дюйм, я прочитаю 1 дюйм. То же самое, если я окуну трубку на глубину 24 дюйма и где-то посередине.

Но я заметил, когда оставляю его на ночь, что утром (трубка была погружена всю ночь), что есть значительная ошибка. Когда я вытаскиваю трубку из воды, я вижу, что в трубке остается немного воды (примерно столько же, сколько ошибка). Если я постучу по трубке и вылью всю воду, она снова станет точной.

Итак, мой вопрос в том, что вызывает это. Куда уходит давление воздуха? Я пытался как можно лучше загерметизировать фитинг между датчиком и трубкой. Это уже довольно плотная посадка. Это одна сплошная трубка. На случай, если была дырка, я попробовал несколько трубок, и все, кажется, дают одинаковые результаты.

Возможно ли, чтобы такая система работала в течение нескольких месяцев без полного слива воды из трубы?

Я начертил выход с трубой на постоянной глубине, и вот результаты. Я начал с 15,9 дюймов воды примерно в 14:00, а к 20:45 показания составили 15,1 дюймов воды.

График изменения уровня воды при постоянном уровне 15,9"

Если детали имеют значение, вот что я использую:

  • MPX5010GP - манометр
  • Виниловая трубка с наружным диаметром 1/4 дюйма (внутренний диаметр 0,17 дюйма) и длиной 6 футов (как эта )
  • Стеклянный цилиндр высотой 25 дюймов и внутренним диаметром около 6 дюймов (см. фото ниже) с 3 пробирками для трех тестов.

введите описание изображения здесь

Добавлена ​​информация 21:43 5/2

Сделал еще один тест, чтобы устранить соединение датчик/трубка. Я вставил петлю в трубку и наполнил ее часть водой (вы можете видеть ее слева на картинке выше. Фиолетовая метка — точка начала воды). Затем я погрузил другой конец трубки в воду на несколько дюймов, в результате чего вода в петле поднялась. У меня он был только там, но похоже, что вода в контуре очень медленно опускается, что, похоже, дает тот же результат, что и датчик. Я собираюсь оставить это на ночь и проверить все измерения утром. Завтра куплю другую трубку, посмотрю, повлияет ли это на это.

Добавлена ​​информация 22:38 5/3

Я не сильно потерял давление в петле. Возможно, я недостаточно глубоко погрузил трубку в воду... Или, что еще хуже, внутри датчика есть утечка...

Насколько точными должны быть ваши измерения?
Не очень точный. Я бы хотел, чтобы он был в пределах 0,25 дюйма от реальности. Но после установки он должен работать месяцами или даже годами без регулировки.
ХОРОШО. Я дам вам альтернативу. Существует уровневое устройство, называемое барботером. Если вы медленно барботируете воздухом через толщу воды, вам потребуется достаточное давление воздуха, чтобы преодолеть статическое давление столба воды, через который вы проталкиваете воздух. Если вы измерите это давление, вы узнаете, насколько глубока вода. Преимущества - поток воздуха будет медленно и непрерывно омывать трубку tygon; Уровень жидкости не может исказить ваши показания давления, пока проходит небольшое количество воздуха.
Я пытаюсь придерживаться текущего дизайна, пока не будет доказано, что он ненадежен. Но мне нравится идея с барботерами.

Ответы (1)

Многие вещи, возможно, происходят здесь, как показано ниже.

Во-первых, ваша трубка скорее всего из тайгона, а не из нейлона. Скорость диффузии воздуха и водяного пара через трубку из тигона отлична от нуля, и эта диффузия обусловлена ​​градиентом концентрации на стенке трубки. Это означает, что величина диффузионного переноса (который может привести к повышению или понижению уровня воды в трубке) будет зависеть от температуры окружающей среды и относительной влажности.

Во-вторых, хотя вода не может хорошо смачивать тигон при первом воздействии, она лучше смачивает его в масштабах времени порядка десятков часов, а это означает, что эффекты капиллярности могут изменить уровень воды в системе и, таким образом, повлиять на измерения напора.

В-третьих, воздух растворим в воде и будет либо растворяться в воде, либо выделяться из нее в зависимости от температуры и начальной концентрации воздуха в воде. Это также повлияет на высоту водяного столба и, следовательно, на показания давления с течением времени.

Вы знаете, как трубы обычно предназначены для диффузии или воздуха?
Это сложный вопрос, с которым я боролся большую часть своей карьеры, когда мне приходилось точно измерять небольшие перепады давления. Есть компания, которая производит перистальтические насосы (MASTERFLEX), и они продают много видов трубок для них. Проверьте их спецификации на «СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ГАЗА».
Гидростатическое давление для измерения уровня воды
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v