Trong phương pháp này chỉ số đo cảm biến cung cấp là hàm liên tục phụ thuộc vào chiều cao của lưu chất trong bình chứa. Nĩ khơng phụ thuộc vào tính chất điện của lưu chất nhưng phụ thuộc vào khối lượng riêng của lưu chất .
Cảm biến vị trí a) b) Cảm biến lực h h c) Cảm biến áp suất vi sai h p0
Hình 6.1 Cảm biến mức chất lưu theophương pháp thủy tĩnh .
Cách thứ nhất: một phao nỗi trên mặt chất lưu được gắn bằng dây (qua một rịng rọc) với một cảm biến vị trí (hình 6.1 a). Cảm biến vị trí sẽ cho tín hiệu tỷ lệ với mức của lưu chất .
Cách thứ hai: một vật hình trụ được nhúng trong lưu chất, chiều cao hình trụ phải bằng hoặc lớn hơn mức chất lưu (hình 6.1 b). Hình trụ này được treo trên một cảm biến đo lực. Trong quá trình đo cảm biến chịu sự tác động của một lực F tỷ lệ với chiều cao của chất lỏng:
F = p - ρSh (6-1)
Với p, S, h lần lượt là trọng lượng, tiết diện mặt cắt ngang và chiều cao phần ngập trong chất lỏng của hình trụ; ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, g là gia tốc trọng trường. Số hạng ρSh trong biểu thức là lực đẩy Archimede tác dụng lên hình trụ. Tín hiệu do cảm biến cung cấp sẽ tỷ lệ với h- mức chất lưu cịn lại trong bình.
Cách thứ ba: sử dụng cảm biến áp suất vi sai đặt ở đáy của bình chứa (hình 6.1 c). Tại đáy bình áp suất được biểu diễn bởi biểu thức :
p = p0 + ρgh (6-2)
Với p0 là áp suất ở đỉnh của bình chứa. ρgh là áp suất thuỷ lực tại đáy bình. ρ khối lượng riêng của chất lỏng. g là gia tốc trọng trường.
Cảm biến đĩng vai trị vật trung gian cĩ dạng một màng mỏng. Một mặt của màng chịu tác động của áp suất p và mặt kia chịu tác động của áp suất p0. Do cĩ sự chênh lệch áp suất giữa p và p0 nên hai mặt của hai màng chịu tác động khác nhau làm cho nĩ bị biến dạng. Sự biến dạng này sẽ cung cấp tín hiệu cơ được chuyển đổi thành tín hiệu điện cĩ độ lớn tỷ lệ với chiều cao h của chất lỏng trong bình chứa.
Trên thị trường hiện nay hãng Uehling Instrument giới thiệu một loại cảm biến đo mức dựa trên phương pháp thủy tĩnh. Đặc tính của loại cảm biến này là cĩ độ chính xác cao, đo được các bình cĩ dung tích lớn, hình dạng của bình chứa đa dạng như bình thẳng đứng, bình nằm ngang hoặc bình hình cầu…, đáp ứng nhanh ngay cả khi bình đang làm việc. Bình cĩ thể đậy kín, để hở hoặc thơng nhau, đồng thời cĩ thể làm việc ở mơi trường cĩ áp suất thấp hoặc chân khơng.
Hình 6.2 Cảm biến loại THE TANK-O-METER loại“S”
