Rechnungsaufgabe [Brunnen Wasserstand Messung]

[ctct]

Naja... funktioniert auch nicht. Ich wird wohl einen Teueren Pegelmesssonde von Jumo oder so bestellen müssen.

Kann mir jemand Rat geben ob folgende Angaben OK sind?

- 0…0.1 bar
- Spannungsversorgung: 5V oder 12V
- Ausgang: 0…4.5V oder 0…5V
- Kabellänge: 20m

Gruss
Ron

[mare_crisium]

Ron,

Deine Anordnung funktioniert nur, wenn Du den Raum zwischen Membran, bzw. Wasseroberfläche und dem Behälterdeckel 100%-ig abdichten kannst. Das ist eine schwierige Aufgabe, wenn der Deckel und Durchführungen nicht als Normflansche mit vernünftigen Dichtflächen ausgeführt sind. Aber da erzähle ich Dir wohl nichts Neues. Es gibt Behälter mit eingebauter und luftdichter Trennmembran als Druckpuffer für Brunnensysteme mit eigener Förderpumpe. In den USA gibt's die bei Home Depot zu kaufen, in Deutschland weiss ich nicht wo. - Die Einperlmethode, die Du vorher probiert hast, ist eigentlich verlässlich und tausendfach bewährt, funktioniert aber nur mit kontinuierlicher Drucklufteinspeisung. Dann spielt auch die Länge des Schlauches keine Rolle, denn bei 80-100l/h Lufteinperung und einem Innendurchmesser von mehr als 8mm ist der Druckverlust durch die Luftströmung vernächlässigbar.

Damit Du doch noch was aus Deinem Sensor machen kannst bleibt nur noch eins: Den Plus-Anschluss mit einer dünnen Membran verschliessen, an den Minus-Anschluss einen Schlauch, der vom Behälterboden bis über den Behälterrand reicht, die elektrischen Anschlüssen wasserdicht vergiessen (o.ä.) und dann den Sensor auf den Boden des Behälters absenken. Der Wasserdruck komprimiert dann die in der Plus-Messkammer eingeschlossene Luft, während auf der Minus-Seite Atmosphärendruck ansteht. - Die Gefahr bei dieser Methode ist allerdings, dass sich mit der Zeit Kondenswasser in der Minus-Seite sammelt, so dass sich dort allmählich eine Flüssigkeitssäule aufbaut, die die Messung verfälscht.

Wenn Du aber was Neues ausprobieren willst, dann sieh' Dir doch mal den Thread von Sigo an

Forum » Sensoren » Ultraschall in der Tube (engl.)

Das funktioniert gut bei Schläuchen, deren lichter Innendurchmesser ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge des Ultraschalls (das sind ca. 4 - 5mm) beträgt; also Schläuchen mit 5mm, 10mm 15mm usw.

Schade, dass Du Dich so lange mit wenig Erfolg mit der Messaufgabe herumbalgen musstest!

Ciao,

mare_crisium

[ctct]

mare,

Vielen Dank für deine informative Post. Ich denke US ist genau dass, was ich brauche.

Wie genau messen diese dinge? Ich muss im ~5mm Bereich messen können. Würdest du auch so'nen SRF02 empfehlen?

Es müsste eben auch Kondensationswasser "Dicht" sein. Da ich es ja im Rohr stecke.

Messen müsste es 5...100cm. Geht das mit dem SRF02?

Könnt Ihr mir nen Vorschlag machen, welcher US für meinen Zweck am besten wäre?

Vielen Dank!

Gruss
Ron

[mare_crisium]

Ron,

die SRFxx-Module werten die Signallaufzeit vom Aussenden bis zur Rückkehr des Schalls als reflektiertes Signal. Mit dieser Methode kann bis auf ein halbe Wellenlänge (ca. 4 - 5mm) genau messen. Bei Wasser wird diese Messgenaigkeit meist nicht benötigt, weil die Oberflächenwellen auch so 3 - 5mm hoch sind. Ansonsten sind diese Geräte sehr zuverlässig und werden häufig zur Standmessung sogar an offenen Gewässern verwendet (z.B. offene Becken in Kläranlagen).

Die kürzeste messbare Strecke durch die Laufzeit begrenzt, die der Schall schon während des Aussendens zurückgelegt hat: Die Wellenfront eines Schallimpuls von 10ms Länge hat schon 30cm hinter sich, wenn die letzten Schwingungen den Schallgeber verlassen. Und weil der Schall den Weg ja zweimal (hin und zurück als reflektiertes Signal) durchlaufen muss, kannst Du Abstände, die kleiner als 15cm sind, mit dieser Methode nicht messen. Du kannst Dir aber behelfen, indem Du das Gerät einfach höher über dem Wasserspiegel montierst. Die obere Grenze des Messbereiches ist, je nach Geometrie der Umgebung und der Rauhigkeit der Oberfläche, 2 - 5m, also genau richtig für Dich. Flüssiges Wasser ist für Ultraschall ein sehr guter Reflektor.

Reflektionen von anderen Gegenständen können stören und den Obergrenze des Messbereiches begrenzen. Das ist der grosse Vorteil von Sigos Schlauchmethode, weil da der Schall in einem Wellenleiter geführt wird und keinen anderen Reflektor als die Wasseroberfläche zu sehen bekommt. Ausserdem könntest Du das Gerät dann auch ausserhalb Deines Behälters montieren. Das ist eine enorme Erleichterung bei der Instandhaltung.

Kondenswasser kann nur zum Problem werden, wenn es in den Schallgeber laufen kann und ihn durch Kurzschluss oder Korrosion zerstört. Das lässt sich leicht vermeiden, weil der Sender ja sowieso mit der Öffnung nach unten montiert wird, bzw., bei Sigos Methode, der Schlauch mit Gefälle verlegt werden kann. Notfalls hilft auch eine kleine Glühbirne (1 - 5W), die im Gehäuse montiert wird und genügend Wärme erzeugt, um den Geber wärmer zu halten als die Umgebungsluft (hilft übrigens auch gegen Frostschäden! Auch an Balkonpflanzen im Winter!).

Hinsichtlich der Geräteauswahl gibt es hier im Forum umfangreiche Threads. Ich würde den SRF02 wählen: Hat weniger Bauteile -> weniger Ausfälle; verwendet denselben Geber für Senden und Empfang -> keine Paralaxe zwischen Sender und Empfänger; kann ausserdem auch an Schallwellenleiter (Schlauch) angeschlossen und ausserhalb des Behälters montiert werden.

Ciao,

mare_crisium

[ctct]

Hallo mare.

Vielen Dank für deine sehr geschätzte Hilfe.

Ich hab mal nen Entwurf gemacht. Könnte es etwa so aussehen?

Bild hier  

Ich glaube im IP65 Kasten müsste irgendwie Luft rein können. Da sonst ja der druckausgleich nicht stattfinden kann.

Im weiteren frage ich mich ob man den I2C (uupps.. auf der Zeichnung falsch geschrieben) Bus verwenden kann.

Freue mich auf eure Meinung.

Gruss
Ron

[mare_crisium]

ctct,

ja, der IP65-Kasten sollte beatmet sein. Am Einfachsten sind mit Fliegengitter oder Nylonstrumpf überzogene Bohrungen auf der Unterseite. Kannst auch eine Kabelverschraubung entsprechend umbauen. Wichtig ist, keine Insekten rein zulassen.

Warum der Übergang von Schlauch auf Rohr? Da können störende Reflektionen entstehen. Lass' Doch den Schlauch einfach bis unten gehen! Du kannst ihn ja unterwegs haltern, damit er nicht aufschwimmt und ssenkrecht verläuft (z.B. "C", Best.Nr. 601069-36 oder 201125-36).

Ciao,

mare_crisium

[sigo]

ctct

jeder Übergang erzeugt sofort ein Echo. Selbst ein offenes Schlauchende hinter dem nichts mehr kommt..

Ich habe eben mit einem 18mm-Rohr probiert und das ging gar nicht.
Es zeigte immer 36cm an, obwohl das Rohr innen total glatt ist.
Habs so nicht erwartet.

Ein Problem der Methode könnte sein, dass sich ggf. am höchsten Wasserstand algen etc absetzen oder darüber Wassertropfen kondensieren die dann immer für ein Echo sorgen, auch wenn das Wasser sinkt.

Sigo

[ctct]

Sigo

Das Wasser ist nicht immer gleich hoch, wenns z.B. Windet, dann geht der Pegel automatisch 1-2cm höher. Wenn die Sonne scheint, etwas Tiefer etc...

Mit was für'nen Rohrdurchmesser hast du zuerst getestet (sprich der, der funktionierte)?

Funktioniert dieser Sensor mit dem C-Control Station 2.0?

Gruss
Ron

[mare_crisium]

@sigo,

das mit den Kondensattropfen könnte ein Problem geben. Allerdings laufen die Tropfen ab, sobald sie gross genug geworden sind. Algen kann Ron ausschliessen, indem er einen undurchsichtigen Schlauch nimmt. Ohne Licht hilft selbst Chlorophyll nix!

Ich halte die Methode für sehr aussichtsreich.

Ciao,

mare_crisium

[ctct]

Ich würde das ding sofort bestellen aber da ich leider keinen Plan hab von I2C, möchte ich zuerst sicher sein dass es mit dem C-Contol Station 2.0 kompatibel ist. Dann müsste mir jemand erklären wie man so ein ding anschlisst und anpricht. Gibts Dokus darüber?

Gruss
Ron