Czym jest sonda hydrostatyczna?

Sonda hydrostatyczna jest urządzeniem służącym do pomiaru poziomu cieczy w zbiorniku. Na jakiej zasadzie działa tego rodzaju miernik i w jakich warunkach może być stosowany?

Sonda hydrostatyczna – zasada działania

Hydrostatyka jest działem fizyki zajmującym się właściwościami cieczy w stanie spoczynku oraz zjawiskami, jakie w takich cieczach zachodzą. Łatwo się zatem domyślić, że sonda hydrostatyczna jest urządzeniem pomiarowym stosowanym w zbiornikach, gdzie nie ma stałego przepływu badanego medium. Ustalenie wysokości słupa medium znajdującego się nad sondą następuje dzięki pomiarowi ciśnienia hydrostatycznego.

Zasada działania takiego urządzenia jest dość prosta. Otóż jeżeli znamy gęstość cieczy, w której dokonuje się pomiaru, wielkość ciśnienia jest zależna od wysokości słupa wody znajdującej się nad punktem pomiarowym. Czyli w tym przypadku nad sensorem sondy. Z lekcji fizyki w szkole pamiętamy, że „ilość" płynu znajdującego się nad punktem pomiarowym nie ma wpływu na wynik pomiaru. Dlatego ciśnienie wody w otwartej, pionowo stojącej rurce, będzie identyczne, jak ciśnienie w otwartym zbiorniku wypełnionym wodą do takiej samej wysokości, jak w rurce.

Pomiar dokonywany jest na podstawie prostego wzoru:

p = h⋅ρ⋅g

gdzie:

 • p – ciśnienie w zbiorniku,
 • h – wysokość słupa cieczy,
 • ρ – gęstość cieczy,
 • g – stała grawitacji.

W zbiorniku otwartym wysokość słupa cieczy oblicza się następująco:

h = p/(ρ⋅g)

Natomiast w zbiorniku zamkniętym wzór wygląda w taki sposób:

h = (p2 – p1)/(ρ⋅g), gdzie:
 • p1 – ciśnienie na powierzchni cieczy,
 • p2 – ciśnienie w punkcie pomiarowym.

Oczywiście pomiaru można dokonywać nie tylko w wodzie, lecz także w zdecydowanie mniej przyjaznym środowisku. Do tego celu służą m.in. niektóre sondy hydrostatyczne JUMO, przeznaczone do pracy w trudnych warunkach fizycznych oraz chemicznych.

Sondy hydrostatyczne JUMO – niezawodne, trwałe i dokładne

Jak wspomniano wcześniej, środowisko pomiaru może być wyjątkowo nieprzyjazne, na przykład ze względu na żrące właściwości mierzonego medium, jego temperaturę, spienianie się czy tendencję medium do oblepiania czujnika. Nie może to jednak w żaden sposób wpłynąć na dokładność pomiaru, dlatego w nowoczesnych sondach hydrostatycznych JUMO używa się krzemowych sensorów piezorezystancyjnych. Funkcjonują one w oparciu o zależność pomiędzy siłą działającą na sensor (w tym przypadku jest to ciśnienie) a zmianą rezystancji. Mierząc zmianę rezystancji, jesteśmy w stanie określić wysokość ciśnienia działającego na sensor, a w konsekwencji wysokość słupa badanej cieczy.

Ponadto należy pamiętać o obudowie, najczęściej ze stali nierdzewnej lub tytanu, która nie skoroduje w obecności medium. A także o odpowiedniej ochronie przewodów, które wychodzą z czujnika, na przykład w przypadku sondy głębokościowej. One również muszą być zabezpieczone przed zniszczeniem spowodowanym właściwościami żrącymi lub temperaturą mierzonej cieczy.

Z tego względu sondy hydrostatyczne JUMO są stosowane nie tylko w branży wodociągowej, lecz także w przemyśle spożywczym, chemicznym, ciężkim, paliwowym czy stoczniowym. A także w oczyszczalniach ścieków. Jeżeli dodamy do tego możliwość swobodnego montażu – od dołu, z boku lub od góry zbiornika – sondy hydrostatyczne JUMO jawią się jako doskonałe rozwiązanie wszędzie tam, gdzie zależy nam na dokładnym pomiarze ilości cieczy.