Diepgang en scheepsligging meten met hydrostatische druk (Draft Measurement)

Exact weten hoe diep je ligt — altijd en onder alle omstandigheden.

Of je nu navigeert door ondiepe binnenwateren, een schip optimaal wilt beladen of brandstof wilt besparen door de ideale trim: betrouwbare informatie over jouw diepgang (draft), lengteligging (trim) en slagzijde (list) is onmisbaar. Het handmatig aflezen van de inzinkingsmerken is op stromend of golvend water echter verre van nauwkeurig. Met hydrostatische druksensoren in de scheepshuid meet je de exacte waterdruk op de romp en vertaal je dit realtime naar millimeterprecieze diepganggegevens.

In dit artikel ontdek je hoe hydrostatische dieptemeting werkt, hoe je met de juiste sensorplaatsing jouw volledige scheepsligging bewaakt én waar je op moet letten bij dichtheidsverschillen tussen zoet- en zoutwater.

Hydrostatische druk berekent draught, trim en list

De hydrostatische druk is de druk die door een vloeistof uitgeoefend wordt op een lichaam of voorwerp op een bepaalde diepte in die vloeistof. Met andere woorden; hoe dieper je in water (of een andere vloeistof) duikt, hoe meer het gewicht of druk van het bovenliggende water toeneemt. Precies van dat principe maakt de hydrostatische drukmeter gebruik. Het is een instrument dat de waterdruk meet en zo dus kan worden gebruikt om de diepgang van een schip te meten.

De hydrostatische druksensors wordt onder de waterlijn in de romp van een schip gemonteerd. De waterdruk op dat punt van de romp van het schip wordt gemeten en als referentiepunt voor de ligging in het water gebruikt. Meerdere sensoren verdeeld over de romp maken het mogelijk het schip te trimmen, draught, trim en list. In de regel wordt gebruik gemaakt van een meetpunt op het voorschip en van nog een meetpunt op het achterschip. Bij grotere schepen worden vaak twee extra meetpunten toegepast, dat wil zeggen, midscheeps aan bakboord- en aan stuurboordzijde.

De hydrostatische sensor wordt vaak gebruikt in combinatie met een dieptemeter. De dieptemeter geeft de afstand tot de bodem aan. De hydrostatische drukmeter geeft informatie over hoe diep het schip ligt en de trim. Door de informatie van beide instrumenten te combineren kan de schipper bepalen waar hij kan varen.

Diepgang schip van extra belang voor de binnenvaart

Met name voor de binnenvaart is diepgang van groot belang. De diepte van het vaarwater wil nog wel eens variëren. En door de beperkte vaardiepte is de kans nu eenmaal groter dat een schip vast loopt. Nu staan deze dieptes in principe aangegeven op de vaarkaart, maar door allerlei omstandigheden kan de actuele situatie ter plekke afwijken. De binnenwaterstanden worden namelijk bepaald door de aanvoer van water door andere rivieren en beken en door neerslag of droogte.

Door de warmere en drogere zomers ontstaat er in die periode steeds vaker een lage waterstand in de rivieren. Dat heeft dus een negatief effect op de vaardiepte en belemmert direct de binnenvaart. Binnenvaartschepen reageren door minder te laden om zo hun diepgang beperkt te houden, desondanks ontstaat er behoorlijke economische schade.

Er is daarom een groeiende belangstelling voor een nieuw soort binnenvaartschepen met minder diepgang. Een interesse die zou zijn aangewakkerd door de extreem lage rivierwaterstanden in 2018.

Hoe werkt een hydrostatische drukmeter

Of het nu water of een andere vloeistof is, hydrostatische niveausensoren zijn geschikt voor vele applicaties in verschillende industrieën.

Hydrostatische transmitter

Een Hydrostatische transmitter heeft meestal een cilindrische vorm met een meet-opening en proces-aansluiting aan de proces kant. De Relatieve Hydrostatische sensor heeft ook een zogenaamde compensatie-opening om de druk op het membraan te compenseren met de buitenluchtdruk.

Dompelsonde

De dompelsonde is een gladde cylinder die aan de kabel in een tank gehangen wordt. Om de druk bij dompelsensoren te kunnen compenseren, loopt er een slangetje door de hele kabel.

Hydrostatische druk meten met BD-Sensors-LMK458-intercontrol

Keramisch of RVS membraan

Onze druktransmitters voor hydrostatische niveaumetingen werken met een Keramisch of RVS membraan.

De keramische sensor is een ‘droge’ sensor, d.w.z. dat de procesdruk direct op het robuuste keramische proces membraan werkt , die hierdoor buigt. Een druk-afhankelijke verandering in capaciteit van de zeer gevoelige meetcel wordt gemeten aan de elektroden van het keramische plaatje en omgezet in een signaal voor de proces besturing.

De RVS sensor heeft een meetcel gescheiden van het (front)membraan, tussen beide zit een vloeistof om de druk van het membraan op de meetcel over te brengen. De RVS druktransmitter detecteert zelfs de kleinste veranderingen in de hydrostatische druk, die afhankelijk van het niveau toe- of afneemt. De RVS transmitter is daarom soms geschikter bij lage drukken. De signalen van het membraan worden door de geïntegreerde elektronica in een uitgangssignaal.