یک پروب اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک عموما از سنسور فشار برای اندازه‌گیری سطح آب استفاده می‌کند. جزء اصلی یک سنسور فشار، دیافراگم سنسور است که تفاوت بین فشار دو طرف دیافراگم را به سیگنال اندازه‌گیری‌شده تبدیل می‌کند.
جلوی دیافراگم، فشار ستون آب (فشار هیدرواستاتیک) را به علاوه‌ی فشار هوای بارومتریک که روی آب فشار می‌آورد، اندازه‌گیری می‌کند. اندازه گیری سطح آب به صورت ونتد و غیر ونتد انجام می شود در این نوشته به تفاوت بین اندازه‌گیری سطح آب ونتد و غیر ونتد می پردازیم.
دستگاه ونتد اندازه‌گیری سطح
ونتد در لغت به معنی باز یا تهویه‌دار می‌باشد. در طراحی ونتد، پشت دیافراگم در معرض همان فشار هوای بارومتریک است تا خود را با تغییرات بارومتریک تنظیم کند (خود جبرانی).
- فشار جلوی دیافراگم = عمق آب + هوا
- فشار پشت دیافراگم = هوا
- فشار اندازه‌گیری‌شده‌ی واقعی = عمق آب
این رایج‌ترین روش برای اندازه‌گیری سطح آب با استفاده از یک سنسور فشار است. نیازی نیست برای دستگاهی که مرجع فشار ونتد دارد، فشار بارومتریک اندازه‌گیری شود، در نتیجه نصب ساده‌تر می‌شود و هزینه‌ها کاهش می‌یابد چون تجهیزات کمتری مورد نیاز است.
همچنین این روش دقت و درستی بالاتری دارد چون دقت تنها یک سنسور در نظر گرفته شده است، نه مجموعه‌ای از چندین دستگاه اندازه‌گیری.
دستگاه اندازه‌گیری غیر ونتد
در طراحی غیر ونتد، در محفظه‌ی پشت دیافراگم خلاءای مهر و موم شده است. بنابراین در برابر تغییرات بارومتریک خود جبرانی نمی‌کند و در نتیجه باید با استفاده از یک بارومتر جداگانه جبران شود.
- فشار جلوی دیافراگم = عمق آب + هوا
- فشار پشت دیافراگم = خلاء
- فشار اندازه‌گیری‌شده‌ی واقعی = عمق آب + هوا
این روش کمتر از مرجع نوع ونتد استفاده می‌شود اما برای برخی کاربردها، مزایایی دارد.
همیشه به سادگی و راحتی نمی‌توان یک مسیر تهویه (ونتد) ایجاد کرد، چون ممکن است کابل زیر آب تخریب شود یا هوا در سطح متفاوت با فشار مرجع بارومتریک باشد.
اگر از کابل‌های ونتد به شکل مناسب در برابر رطوبت و خیسی محافظت نشود، ممکن است اشکالاتی در کار ایجاد شود، همچون تغییر و شیفت کردن کالیبراسیون، خوانش‌های ناپایدار و در برخی موارد، حتی خرابی کامل سنسور.
بستن خط ونت (vent line)
آیا یک ترانسدیوسر ونتد را می‌توان به سادگی با بستن خط ونت (مسیر تهویه) تبدیل به یک ترانسدیوسر مطلق کرد؟
مرجع یک ترانسدیوسر مطلق، خلاء است. با بستن و مسدود کردن خط ونت سنسور، فشار اتمسفریک داخل محفظه محبوس می‌شود که به آن مرجع سیلد گیج گفته می‌شود.
البته می‌توانید از چنین ترانسدیوسری استفاده کنید، اما به خاطر داشته باشید که اگر دما تغییر کند، فشار هوای محبوس شده داخل ترانسدیوسر نیز تغییر خواهد کرد.
همچنین با تغییرات فشار اتمسفریک، خوانش سطح/عمق نیز با همان میزان تغییر فشار تغییر می‌کند.
هر چقدر بازه فشار دستگاه کمتر باشد، این اثرات روی مقادیر خوانده شده، به همان نسبت بزرگ‌تر خواهند بود.
سنسورهای غیر ونتد در جوی آب و چشمه
آیا باید در جوی‌ها و چشمه‌ها از سنسور غیر ونتد سطح آب استفاده کنیم؟
ما توصیه می‌کنیم که به جای غیر ونتد، از ونتد استفاده کنید، چرا که این سنسور می‌تواند در برابر تغییرات فشار بارومتریک، خود جبرانی کند. این مساله به خصوص در مواردی مهم است که سطح اندازه‌گیری آب در جوی و چشمه‌هایی کم‌عمق انجام می‌شود، چون در این حالت اگر تغییرات در فشار بارومتریک جبران نشود، تاثیری بزرگ‌تر بر دقت و درستی خوانش سطح آب خواهد داشت.
همچنین برای یک ترانسمیتر غیر ونتد، بازه فشار باید بسیار بزرگ‌تر باشد، مثلا جایگزین یک ترانسمیتر ونتد با بازه فشار ۳٫۵ متر آب، ترانسمیتر غیر ونتد (مطلق) با بازه فشار ۱۳٫۵ متر آب خواهد بود. در نتیجه، دقت و درستی آن حتی بدون احتساب خطاهایی که مرتبط با تغییرات بارومتریک است، ۴ برابر پایین‌تر خواهد بود.
