Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Füllstandsmessung womit?
Hallo,
hat zwar nix mit Robotern zu tun aber ich hoffe ihr habt trotzdem ein paar Ideen zu dem Thema...
Im Prinzip geht es um eine ganz normale Füllstandsmessung in einem Wassertank.
Aber das soll nicht, wie sonst üblich, mit zig Elektroden funktionieren...
Die Füllstandsmessung muss relativ genau sein, und vor allem reproduzierbare Ergebnisse liefern.
Idealerweise sollte das ganze nach einmaligem Kalibrieren auch in 10 Jahren noch zuverlässig funktionieren.
Konkret bedeutet das eben, daß möglichst nichts im Wasser hängen sollte, denn irgendwann korrodiert es ja doch.
Eine kapazitive Füllstandsmessung wäre evtl. gerade noch denkbar, aber die Elektroden wären in dem Fall zwei mehrere Meter lange Stangen die ja komplett isoliert werden müssten.
Aber zur Kapazitiven Messung trotzdem mal eine Frage:
Ich weiss nicht genau wie das normalerweise gemacht wird, jedenfalls hatte ich mir überlegt zwei Oszillatoren zu verwenden...
Einen dessen Frequenz durch den "Messkondensator" bestimmt wird und einen VCO der z.B. von einem Mikrocontroller angesteuert wird.
Dann würde ich den VCO einen bestimmten Frequenzbereich abfahren lassen und auf Resonanz warten.
Würde sowas funktionieren?
(brauche noch eine Füllstandsmessung für einen anderen Behälter der leichter zugänglich und vor allem kleiner ist, daher die Frage)
Ok, aber jetzt mal zurück zum ursprünglichen Problem...
Ich habe mir da so meine Gedanken gemacht und kam zuerst auf 2 Varianten mit Ultraschall...
Variante 1:
Sender & Empfänger am Boden des Tanks...
das wäre vor allem wegen der Reichweite sehr praktisch, aber dummerweise sammelt sich auf dem Boden des Tanks im Laufe der Zeit immer eine ordentliche Schmutzschicht an (Schlamm etc.)
und ich vermute mal das würde das Messergebnis erheblich verfälschen.
Variante 2:
Sender & Empfänger an der Decke
damit wäre das Problem mit dem Dreck am Boden gelöst, aber was ist mit der Reichweite von Ultraschall in Luft?
soweit ich mich erinnere is da mit den normalen Sensoren nich viel mehr drin als 80cm, das reicht aber definitiv nicht
...dann hatte ich noch ein paar mehr oder weniger bescheuerte Ideen die alle eh nicht funktionieren würden... http://unrealed.myexp.de/forum/style_emoticons/default/D.gif
Und dann habe ich im Conrad diese Radar- bzw. Mikrowellensensoren gefunden...
dummerweise sind die zur Erfassung von Bewegungen gedacht und eigentlich nicht zum messen von Abständen.
Könnte man die trotzdem zur Abstandsmessung verwenden?
Und wird das überhaupt von der Wasseroberfläche reflektiert !?
ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen, denn so langsam gehen mir die Ideen aus
Gleylancer
25.07.2004, 16:30
Kapazitive Sensoren arbeiten mit einem Schwingkreis (induktive auch)
Dabei erhöht sich die Kapazität des Sensors, wenn ein Dielektrikum vor dem Sensor ist. Man kann sogar ohne Probleme durch Behälterwände Messen. Allerdings gibts bei den kapazitiven Sensoren nur ein-aus, d.h du könntest den Sensor nur in einer bestimmten Höhe plazieren und ein Signal bekommen, wenn der Wasserstand den Sensor übersteigt.
Ultraschall geht auch, allerdings nur von der Decke. Der Messbereich geht meist nur bis max. 2 meter. Als Ausgang haben Ultraschallsensoren meist einen Frequenzausgang oder PWM.
Was ist mit einer Druckmessung?
Die könntest du auch im Boden lassen. Allerdings misst du nur 1 bar Druck (relativ) bei 10 Meter Wassersäule. Ist eben ne Frage der Auflösung.
Theoretisch ginge auch noch Laser und Lichtschrankenmessung, allerdings wirst du dir das wohl nicht leisten können.
Hoffe geholfen zu haben.
Gruß
Gleylancer
tiberius
25.07.2004, 16:41
Hallo Felix,
vor einiger Zeit habe ich mit einem Kollegen mehrere mehr oder weniger ernsthafte Theorien über die Fuellstandsmessung einer Regenwassertonne
(freistehend) durchgesprochen. In der Industrie werden Tanks von aussen durch die Tankwand gemessen - sehr aufwendig.
Eine Möglichkeit waere die Tonne auf piezoelektrische / kapazitive Messpunkte zu stellen und durch das veraenderte elektrische Verhalten auf das Gewicht zu schließen allerding wird der Schlamm mit gewogen.
Mittels eines Auslegers, Schwimmers, Gelenk und eines Drehwinkelgebers könnte man auch auf die Wasserhöhe schließen.
Ein aussen angebrachtes Füllstandsrohr mittels einer CCD Kamera beobachten ggf. opt. auswerten.
liebe Grueße
tiberius
Gleylancer
25.07.2004, 17:00
Eine Möglichkeit waere die Tonne auf piezoelektrische / kapazitive Messpunkte zu stellen und durch das veraenderte elektrische Verhalten auf das Gewicht zu schließen allerding wird der Schlamm mit gewogen.
Dann bräuchtest du aber schon nen festen Untergrund (Beton) und würdest bei nem Piezo-aktor nur einige mV messen.
Ausserdem müsstest du das ja auch verbuddeln bzw. unter das ganze stellen.
Mittels eines Auslegers, Schwimmers, Gelenk und eines Drehwinkelgebers könnte man auch auf die Wasserhöhe schließen.
Dann müsste der Schwimmer den ganzen Messbereich abdecken (wofür man ne sehr breite Tonne bräuchte). Ausserdem wäre man dann mit dem Gelenk bzw. Drehwinkelgeber wieder im Wasser.
Füllstandsrohr ist auch nicht schlecht, nur das die optische Erfassung und Auswertung schwierig ist, da die meisten nicht die Ahnung von Filtern und Bilderfassung haben (*behaupt*)
Gib doch mal ein paar mehr Randbedingungen: Wofür? wie groß? ........
Gley
mm. warum eigentlich nicht laser??
ich hab mal ne skizze dazu gemacht.
du benutzt die wasseroberfläche als spiegel und misst den winkel mit ein paar fotodioden (in der skizze grün.)
je nach füllstand wird der strahl von der wasseroberfläche auf die entsprechende fotodiode gespiegelt..
wenn ich mich jetzt nicht ganz total dumm vertan habe mit der winkelveränderung, müsste das funktionieren!
Gleylancer
25.07.2004, 17:27
...Lasermessungen werden normalerweise nur mit 2 Dioden ausgewertet (per intensität und Trigonometrie). Allerdings ginge deine Lösung auch, nur:
Spiegelt deine Oberfläche (Wasser) den Laser? Was ist mit fremdstoffen auf der Oberfläche? Können die LEDs verschmutzen?
Wie gross und wie breit ist denn dein Tank?
Mein Vorschlag wäre z.B. der Drucksensor angeschlossen an ein Steigrohr. Da ist dann der Sensor zugänglich und die Messung ist hinreichend genau. Allerdings wird dich der Sensor mit guter Auflösung ca. 150€ kosten.
Gruß
Gleylancer
Hallo,
ich hätte vielleicht noch erwähnen sollen, daß der Wassertank aus Beton ist und im Garten vergraben...
von aussen durch die Wand geht also nicht, und Gewichtsmessung auch nicht.
Ebenso ist es nicht möglich ein Füllstandsrohr zu verwenden.
Mittels eines Auslegers, Schwimmers, Gelenk und eines Drehwinkelgebers könnte man auch auf die Wasserhöhe schließen.Ja, momentan läuft das noch so (mit einem Poti)
aber das ist eben nicht zuverlässig genug, vor allem wegen der beweglichen Teile.
Deshalb wollte ich eine Lösung die mit möglichst wenig Mechanik auskommt.
Ultraschall geht auch, allerdings nur von der Decke. Der Messbereich geht meist nur bis max. 2 meter. Als Ausgang haben Ultraschallsensoren meist einen Frequenzausgang oder PWM.2m sind ein kleines bischen zu wenig...
3 wären besser, und wasserdicht muss das alles sein.
(wenn es stark regnet kann das Ding schonmal überlaufen)
Was ist mit einer Druckmessung?
Die könntest du auch im Boden lassen. Allerdings misst du nur 1 bar Druck (relativ) bei 10 Meter Wassersäule. Ist eben ne Frage der Auflösung.Naja, der Tank ist 2,50m hoch (bzw. tief) und ich wollte schon etwas genauere Werte als nur leer/halbvoll/voll.
Was ist denn auflösungsmässig erreichbar?
Und wird das Ergebnis nicht durch den auf dem Sensor liegenden Schlamm beeinflusst?
du benutzt die wasseroberfläche als spiegel und misst den winkel mit ein paar fotodioden (in der skizze grün.)
je nach füllstand wird der strahl von der wasseroberfläche auf die entsprechende fotodiode gespiegelt..Ja, daran hatte ich auch erst gedacht...
allerdings ist es kaum möglich irgendwas innen an den Wänden zu befestigen (kommt man nich gescheit ran)
ausserdem muss es wasserdicht sein, und es soll auch noch funktionieren wenn die Wasseroberfläce nicht 100% glatt ist
nochmal zur kapazitiven Messung...
ginge das denn nicht so wie ich mir das gedacht habe, durch Bestimmung der Resonanzfrequenz?
(LC Schwingkreis mit 2 im Wasser hängenden Elektroden als C)
ich hoffe mal, ich habe diesesmal keine wichtigen Informationen vergessen...
Gruß,
Felix
Gleylancer
25.07.2004, 17:47
In deinem Fall würde ich ein Rohr mit dem Sensor oben drauf in die Tonne stellen. Wenn du nur so einen kleinen Messbereich hast, dann gibt es schon günstigere Sensoren mit hinreichend genauer Auflösung (Muss ja nur bis max. 1bar sein)
Je nach Wasserstand hast du dann den entsprechenden Staudruck in der Wassersäule.
Zur Kapazitiven Messung: Man kann kapazitiv messen, allerdings muss sich dabei der abstand der Elektroden oder das Dielektrikum verändern. Da beides nicht geht wird eine kapazitive Abstandsmessung! nicht möglich sein.
Gruß
Gley
Gleylancer
25.07.2004, 17:54
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14,5 Psi sind ca. 1 bar
interessant...
also der Sensor am oberen Ende vom Rohr, und dann den Luftdruck messen?
@kapazitiv
aber die Kapazität verändert sich doch, je nachdem wie voll der Behälter ist !?
Wenn die Elektroden zu 50% eingetaucht sind ist die Kapazität doch geringer als wenn sie zu 75% eingetaucht sind oder?
Aber naja, wenn es nicht geht geht es nicht, wär auch halb so schlimm...
denn zwei 2,5m langen Stangen/Blechen/wasweissich eine Isolierung zu verpassen die viele Jahre lang dicht hält ist ja wohl auch nicht gerade trivial.
Gleylancer
25.07.2004, 18:34
Rohr unten offen, oben verschlossen mit Sensor dran.
Das ganze in die Tonne.
Wenn die Tonne voll ist misst dein Sensor 250 mbar bzw. irgendetwas 50mV oder so (musst dir das Datenblatt anschaun).
Hat den Vorteil, das du an den Sensor rankommst und es die wohl einfachste und billigste Lösung ist.
Die Kapazität eines Kondensators lässt sich verändern über das Dielektrikum oder den Abstand der Platten (Elektroden).
Da du wie gesagt nicht den Abstand der Elektroden miteinander vergleichst und es sich nur um Wasser handelt, wird das wohl nicht gehen.
Sicherlich geht auch irgendwo die Fläche ein, allerdings wird der Unterschied zwischen den beiden Kapazitäten verschwindend gering sein, das du es wahrscheinlich nicht wirst messen können (und wenn ja dann nur mit Verstärkung, und dann kommen wir zur Phasenlage und und und...)
Mach das am besten mit dem Rohr und dem Sensor, wenn den anderen nix besseres einfällt.
Gruß
Gleylancer
Ich fand die idee mit dem Winkelmmesser und dem Schwimmer schon gannz gut.
Man könnte doch ein isoliertes Rohr aus irgendeinen Material nehmen, das auf der ganzen Länge einen Widerstand von zb. 200 ohm hat (=Konstantan; hießt doch so, oder :?: ). Am Ende vom Rohr befestigt man dann ein Schwimmer und eine gut isolierte Litze (löten). Jetzt tut man oben an der tonne einen Halter aus Metall ran, wo man das Rohr durchsteckt. An dem Halter auch ne Litze und den Widerstand zwischen dem beiden Messen.
Bei halber Füllhöhe würde das dann nach beispiel oben 100 ohm ergeben.
Einigermaßen verständlich was ich meine?
mfg God
Gleylancer
25.07.2004, 19:56
Konstantan hat den Vorteil, das es in den meisten (allen?) Temperaturbereichen einen konstanten Widerstandswert hat. Theoretisch könnte man jedes x-beliebig leitende Material nehmen, nur muss man dann noch eine Temperaturkompensation durchführen.
Also ich hab verstanden was du meinst, allerdings ist das ganze im Wasser und die Frickel- und Löterei würd ich mir nicht antun.
Drucksensor ist meiner meinung nach das beste.
Andere Vorschläge?
mmh, aber ich glaub das mit dem Drucksensor wäre teurer und so kompliziert ist das doch auch nich das da anzulöten. Muss man halt ne dick isolierte Litze nehm. Sonst wüst ich nix mehr.
mfg God
Hmm...
auch eine interessante Variante.
aber wenn ich das richtig verstanden habe würde, wenn der Tank voll ist, ein 2,50m hohes Rohr aus dem Boden schauen.
nicht gerade dekorativ http://unrealed.myexp.de/forum/style_emoticons/default/zwinker.gif
Also die Methode mit dem Drucksensor find ich bisher am besten (ist halt am einfachsten), und sooo teuer ist das Ding ja nun auch nicht.
Aber postet ruhig weiter...
vielleicht gibt es ja noch andere kreative Messmethoden http://unrealed.myexp.de/forum/style_emoticons/default/D.gif
Gleylancer
25.07.2004, 20:23
....du arbeitest im Wasser, schon vergessen?? :D
Das ganze mit ner isolierten (wie soll man denn da was messen?) Litze zu machen ist zwar einfach, ob man dann den gewünschten Effekt hat bezweifele ich.
Du musst irgendwie ja auch noch den Widerstand messen (und dafür musst du den Leiter auftrennen).
Bei 30€ für nen Drucksensor würd ich mir da keine Gedanken machen.
Alles andere ist entweder zu teuer oder zu ungenau.
Gruß
Gleylancer
Stimmt, dann hätte man oben kein Kontakt zum Halter, aber vielleicht gibt es ja ein Stoff der im Wasser nicht rostet (Konstantan vielleicht sogar??). Den müsste man denn garnet isolieren.
Aber stimmt, das das nich gerade dekorativ aussieht, wenn da ne 2.5 m lange stange ausm boden guggt. :lol: :lol:
mfg God
Hallöle, ich habe auch einen ca. 7m tiefen Sickerschacht im Garten, den ich als Gießwasserreservoir mit einer Pumpe benutze. Ich hatte auch schon lange den Gedanken, den Füllstand irgendwie (Mechanisch oder elektrisch) anzuzeigen. Elektrisch habe ich mir ehrlicherweise noch keine ernsthaften Gedanken gemacht, aber auf das Staudruckrohr bin ich auch schon gekommen. Ich dachte mir damals nur, daß das Ganze irgendwie zu sehr von äußeren Einflüssen (Luftdruck???) abhängig ist.
Ich würde mich freuen, wenn hier eine praktikbale Lösung herauskommt, denn ich habe es mittlerweile aufgegeben.
Grüsse, Martin
Hi,
ich hab bei mir in der Regenwassersammelanlage so eine Steuerung die wohl mit mit dem hier beschriebenen kapazitiven Sensor arbeitet. Ursprünglich wurde dazu von einer Fachfirma einfach eine isolierte Litze mit zwei Drähten und Gewicht reingegängt.
Es hat sich aber schnell gezeigt das dies nicht sehr lange funktioniert. Offenbar sorgt doch eine gewisse Schmutzschicht nach einigen Monaten das sich die Kapazitätzswerte verändern. Zumindest waren die Werte dann zum Teil über 50% falsch!
Der Hersteller hat als Lösung später ein Sensorkabel geliefert, bei dem die Drähte mit Abstandshaltern ca. 10 cm auseinandergehalten wurden. Nach der neuen Eichung lieft das ganze dann einigermaßen brauchbar.
Allerdings gab es nach einigen Monaten wieder Messwert-Abweichungen von bis zu ca. 30%.
Also so ganz perfekt ist diese Lösung bis heute nicht. Bei einem Tank bin ich dann sogar auf die gute alte Mechaniklösung übergegangen. Das ist ein Messinstrument das innen einen Rolle mit Faden besitzt. Der Faden besitzt am Ende einen Schwimmer, woduch er stets auf dem Wasserspiegel treibt. Steigt der Wasserspiegel, so sorgt eine Feder dafür das der Faden etwas von Anzeigeinstrument aufgerollt wird. Der Stand der Rolle wird mechanisch auf einen Zeiger von 0 bis 100% übertragen. Diese einfache Lösung ist jetzt seit Jahren der elektronsichen Lösung überlegen ;-)
Ansonsten klingt Eure Lösung mit dem Rohr und dem Luftdruck sehr gut. Vielleicht sollte man das mal austesten.
Gruß Frank
Excalibur
26.07.2004, 00:35
Wie wäre es mit folgender Idee:
Vier schmale parallele Leiterbahnen, die alle den gleichen Abstand haben. Die Leiter müßten vergoldet sein um Korrosion zu vermeiden. Zwei der Leiter müßten bis fast zum Boden isoliert sein und am Boden natürlich auch . Dadurch haben wir zwei Meßergebnisse.
1. Ein dem Wasserstand umgekehrt proportionaler Widerstandswert.
2. Ein Korrekturwert um die veränderliche Leitfähigkeit der Flüssigkeit zu kompensieren.
Bei einer Höhe von 250 cm wäre, bis auf die ersten 10 cm, jede Höhe detektierbar. 5 cm für unisolierte Referenz, weitere 5 cm isoliert oder nicht vorhandener Leiter zum Boden. Damit kann sich dort eine bis zu 5 cm dicke Schmutzschicht ablagern.
Gruß
Michael
Gleylancer
26.07.2004, 07:35
@ Felix
Du sollst das Rohr in!!! die Tonne stellen :D
@Frank
....wie rückständig :D
Faden und Schwimmer gibts ja schon seit Jahrhunderten, das ist doch nicht mehr interessant ;)
@Gleylancer: Ja sicher ist die Lösung mit dem Schwimmer und einem mechanischen Zeigerinstrument uralt, aber dennoch funktioniert es seit Jahren genau! :-) Und eine spezialisierte Firma mit Diplomingeneuren konnte dies bislang nicht digital erreichen :-) Einige Regenwasser-Spezialfirmen sind sogar wieder auf diese Uralt-Technik zurück gegangen und bieten das jetzt an :-)
Wichtig ist ja letztlich das man eine günstige Lösung findet. Aber natürlich hat eine Digital-Lösung auch viele Vorteile, wenn man sie denn genau hin bekommt. Das mit dem Luftdruck scheint mir schon ein genialer Vorschlag, zumal er günstig und in der Praxis einfach zu realisieren ist. Man müsste nur den günstigsten/geeignetsten Luftdrucksensor finden.
Siche rkönnte man versuchen die kapazitive Lösung zu verbessern indem man die Schlamschicht kompensiert, abe rso recht hab ich da kein vertraun mehr. Und Regenwasser macht auch so mancher Isolierung ganz schön zu schaffen.
Gruß Frank
Hab da noch ne Variante für geschlossene Behälter. Halte sie nicht für die erste Wahl, aber es ist mal ein anderes Verfahren, was hier herpassen würde:
Dabei wird das Volumen der Luft über dem Wasser bestimmt. Die Hardware bestünde aus einem Lautsprecher und einem Mikrofon sowie einem Rechner. Auf den Lautsprecher wird ein Rauschen (möglichst weiß, also mit allen Frequenzen bei im zeitlichen Mittel gleicher Amplitude bei jeder Frequenz) gegeben. Über das Mikrofon mißt man den Schall im Raum. Die Resonanzfrequenz des Luftraumes wird in diesem Signal verstärkt und kann mit dem FFT Verfahren daraus bestimmt werden.
Ob Lautsprecher, Mikro und Rechner/Auswerteelektronik aber langlebiger sind als ein ordentlicher Schwimmer im Wasser wage ich zu bezweifeln...
Wenn es ganz besonders Korrosionsfest sein soll findet man bestimmt auch Messsysteme für die Seefahrt, oder für die chemische Indutrie. An sonsten wird auch ein Drucksensor und die Kabel dahin unter Wasser eine begrenzte lebensdauer haben. Obwohl ich dieses Verfahren wahrscheinlich auch beforzugen würde. Mann könnte den Drucksensor auch in eine Blase mit destiliertem Wasser einschweißen. Könnte die Haltbarkeit erhöhen.
Der Drucksensor müsste ja nicht im Wasser sein. Man steckt ein Rohr das unten offen ist in das Wasser. Der Drucksensor muss nur oben den Druck messen.
Aber wenn ich richtig überlege geht das doch nicht, da müsste der Druck ja immer gleich bleiben da sich das Rohr ja nicht mit Wasser füllt
Sorry, hatte den Beitrag mit dem oben geschlossenen Rohr nur zu knapp überflogen. dann Braucht man natürlich keine Blase.
Das Rohr füllt sich zum Teil, da die Luft im Rohr komprimiert wird. Der Luftdruck darüber wird um den Anstieg des Wassers im Rohr vermindert. Allerdings muss man nach wie vor auch den Umgebungsluftdruck als vergleich messen. über der Wasseroberfläche ist mit Druckschwankungen zwischen 900 bis 1100 mbar zu rechnen. dazu kommt dann der statische Wasserdruck von maximal 250 mbar. Der geht ohne vergleichende Messung also fast im Umgebungsluftdruck unter. (Stand bestimmt auch schon irgendwo)
Gottfreak
26.07.2004, 14:08
Der Luftdruck darüber wird um den Anstieg des Wassers im Rohr vermindert.
Vermindert? Ich hatte das bis jetzt so verstanden, dass das Wasser im Rohr steigt und die Luft darüber komprimiert wird.
Allerdings muss man nach wie vor auch den Umgebungsluftdruck als vergleich messen. über der Wasseroberfläche ist mit Druckschwankungen zwischen 900 bis 1100 mbar zu rechnen.
Es gibt Differenzluftdrucksensoren, die die Differenz zum Außendruck als analoge Spannung ausgeben(z.B. MPX53 für 0 bis 500mBar).
So teuer können die eigentlich nicht sein(Die Variante bis 100mBar davon hab' ich vor ein paar Tagen für 2Euro bei Ebay erworben.).
Exakt, nur dass das Gewicht der Wasserseule, die in dem Rohr steigt (ca 1/8 des Rohres bei vollem Tank) den Druck Oberhalb des dieser Wasserseule (aber innerhalb des oben verschlossenen Rohres) mindert im Vergleich des Druckes, der am Boden des Tanks herscht.
tristate
26.07.2004, 16:01
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nimm doch ne umlenkrolle seil dran auf der einen seite n gegengewicht und auf der anderen ein schwimmer die tiefe oder höhe kannste dann mittels drehencoder an der umlenkrolle messen...
zu der staudruckmethode: wird auch in der seefahrt angewandt, für tankmeßanlagen (ballast, brennstoff, etc.) ist relativ genau (genauer als gewichtsmessung), das beste ist nach wie vor aber noch mit der hand peilen ;-)
bei uns an bord wurde in die staudruckrohre aber noch pressluft eingeleitet, zwar im mbar bereich, aber immerhin. ich tippe mal auf kalibrierungszwecke. für jeden tank gab es einen umrechner, weil die tanks unterschiedlich geformt sind.
gruß,
sven[seaman]
Der Hersteller hat als Lösung später ein Sensorkabel geliefert, bei dem die Drähte mit Abstandshaltern ca. 10 cm auseinandergehalten wurden. Nach der neuen Eichung lieft das ganze dann einigermaßen brauchbar.
Allerdings gab es nach einigen Monaten wieder Messwert-Abweichungen von bis zu ca. 30%.
Die Schilderung von Frank ist wirklich beeindruckend, daß ein Schwimmer mit Federrolle und Zeiger die beste Lösung sein soll.
Ich hätte mir mehr von der kapazitiven Lösung versprochen, die ich weiterhin als die aussichtsreichste ansehe. Die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist ja wirklich sehr groß und solange es sich um Wasser handelt müßte der Füllstand an der Kapazität einer isolierten Leitung relativ sicher meßbar sein. Dabei sind Korrosion, Verunreinugung Luftdruck und Temperatur relativ gut durch das Meßverfahren ausgeschlossen.
Wenn auch die Kapazität nicht sehr groß ist, so ist beispielsweise mit einer gut kompensierten Spule ein Schwingkreis realisierbar, dessen Frequenz mit einfachen Mitteln recht genau bestimmt werden kann. Vielleicht reicht sogar schon ein RC Meßverfahren, das einen linearen Meßwert liefert.
Interessant ist hierfür sicher die intergrierte Lösung mit dem "UTI03".
Das Rohr mit der Luftblase an der der Druck gemessen wird ist sicher auch recht sauber und mit Differenzdruckmesser geht der Einfluß des Außendrucks deutlich zurück. Es ist aber eine Luftblase mit unterschiedlicher Luftmenge, je nachdem wie groß die Temperatur bei Abschluß der Luftblase im Rohr war.
Der Druck entspricht dem Unterschied des Wasserstandes im Behälter und im Rohr. Da der Wasserstand im Rohr die Luftblase abschließt, wird die Temperatur der Luft das Luftvolumen und damit den Wasserstand im Rohr beeinflussen.
Die Messung wird sicher einfacher, wenn entweder gemessen wird wieviel Druck benötigt wird, um das Rohr auszupusten (aktiv), oder wenn andererseits das Rohr bis oben mit Wasser gefüllt ist (passiv), und der Unterdruck zu Bestimmung des Wasserstandes gemessen wird.
Manfred
Gottfreak
26.07.2004, 18:13
Dielektrizitätskonstante von Wasser ist ja wirklich sehr groß und solange es sich um Wasser handelt müßte der Füllstand an der Kapazität einer isolierten Leitung relativ sicher meßbar sein. Dabei sind Korrosion, Verunreinugung Luftdruck und Temperatur relativ gut durch das Meßverfahren ausgeschlossen.
Ist die Dielektrizitätskonstante von Algen und was für Schleim sonst noch auf den Sensoren wächst der von Wasser ähnlich(der Fehler dadurch, dass mit dem Wasserstand der Schmutz nicht mit absinkt, ist wahrscheinlich minimal)?
Zum Differenzdruck: Die Temperatur als Störfaktor ist wohl nicht unbeträchtlich(wie Manfred ausgeführt hat). Messen und 'rausrechnen macht wohl die Schwierigkeit, dass in einer Konstruktion wie der vorgeschlagenen die Temperaturunterschiede zwischen dem Wasser unten, dem Wasser oben und der Luftsäule einige ° betragen können(oder wie stark zirkuliert das Wasser in dem Behälter?).
Noch als Ergänzung zu der kapazitiven Messung. Der kapazitiven Messung macht meines Erachtens nicht nur die Verunreinigung etwas zu schaffen, sondern vorallem auch die Luftfeuchte. Je nach Jahreszeit und Wetterlage schwankt die Luftfeuchte im Tank erheblich. Offensichtlich wird allein dadurch schon die Kapazitätsmessung erheblich beeinflußt. Theorie und Praxis sind halt manchmal doch etwas unterschiedlich.
Übrigens so sieht jetzt mein Messinstrument mit Schwimmer aus
http://www.regenwasser-shop.de/catalog/images/5000500.gif
Gottfreak
26.07.2004, 18:37
Die Luftfeuchtigkeit? Ist nicht die Dielektrizitätskonstante von Luft(auch von feuchter) gegenüber dem Wasser vernachlässigbar? Weis das jemand, wo kann man sowas nachschlagen?
Hallo,
hier ist ja richtig was los http://unrealed.myexp.de/forum/style_emoticons/default/smile.gif
Also die Idee mit der akustischen Volumenmessung ist zwar wirklich interessant...
aber das Teil kann durchaus öfter mal bis unter die Decke voll- oder sogar überlaufen,
und ich glaub die meisten Lautsprecher/Mikros haben eine gewisse Abneigung gegen Wasser http://unrealed.myexp.de/forum/style_emoticons/default/zwinker.gif
@Druckmessung
Hmm, hätte jetzt nicht gedacht daß es da auch solche Probleme geben kann.
(ist aber logisch, wenn man mal drüber nachdenkt)
@kapazitive Messung
Würde denn die Messung der Kapazität so funktionieren wie ich mir das gedacht habe?
(Also einen LC Schwingkreis z.B. mit einem VCO anregen, und die Resonanzfrequenz suchen)
und wenn es so funktioniert, wie genau lässt sich dann die Kapazität überhaupt bestimmen?
Naja, hier mal ein paar Behauptungen zur kapazitiven Messung allgemein...
verratet mir bitte ob das so stimmt
1. die Frequenzdifferenz (leer - voll) sollte so groß wie möglich sein
2. die Frequenz sollte so niedrig wie möglich sein
Denn je größer die Frequenz ist desto schechter lässt sich noch was messen.
Wenn die minimalfrequenz z.B. 10KHz wäre und die Differenz 5KHz, könnte man viel genauer Messen als bei 1MHz und 5KHz.
Aus den Behauptungen 1 und 2 ergeben sich dann Nr. 3 und 4
3. das Medium muss ein möglichst gutes Dielektrikum sein und die Isolierung der Elektroden möglichst dünn
4. die Fläche der Elektroden muss möglichst groß, der Abstand möglichst klein sein (möglichst große Kapazität)
Daß die Isolierung dünn sein sollte habe ich mir gedacht, weil es ja quasi eine Art "parasitäres Dielektrikum" ist,
und evtl. den Einfluss den das Wasser auf die Kapazität hat verringern könnte.
Also das sind zumindest mal so die grundlegenden Gedanken die ich mir dazu gemacht habe.
Und dann wundert es mich bei der kommerziellen Lösung kein bischen, daß das nicht vernünftig funktioniert...
Ein einfaches Kabel mit einer relativ dicken Isolierung, ist doch sicherlich nicht so gut wie zwei z.B. zwei dicke Stangen.
oder vielleicht sogar noch besser: ein koaxiales System, also z.B. eine Stange und darum ein Metallgitter
naja, wie auch immer...
mal was allgemeines zu Schwingkreisen
Wie sollte man denn die Bauteile dimensionieren?
ich mein, wenn ich z.B. einen winzigen Kondensator habe, könnte ich die Frequenz ja auch runter bekommen indem ich eine gigantische Spule verwende.
Das ist aber sicherlich nicht gerade ideal.
gibt es dazu irgendwelche Formeln?
oder wie stark zirkuliert das Wasser in dem Behälter?kaum...
gibt im wesentlichen nur eine Pumpe die anspringt wenn man Wasser entnehmen will
Luftfeuchte ist für mich die einzige Erklärung, da bei bestimmten Wetterverhältnissen 100% angezeigt wurde und ein Blick in den Tank dann zeigte das nur 1/4 voll war! . Die Diferenzen waren einfach gewaltig. Justiert wurde übrigens die Anzeige mit einem kleinen Drehkondensator im Steuergerät.
Ist die Dielektrizitätskonstante von Algen und was für Schleim sonst noch auf den Sensoren wächst der von Wasser ähnlich(der Fehler dadurch, dass mit dem Wasserstand der Schmutz nicht mit absinkt, ist wahrscheinlich minimal)?
Die Luftfeuchtigkeit? Ist nicht die Dielektrizitätskonstante von Luft(auch von feuchter) gegenüber dem Wasser vernachlässigbar? Weis das jemand, wo kann man sowas nachschlagen?
Ich glaube das sind die zielführenden Fragen.
Wasser hat die extrem hohe Dielektizitätskonstante von 81. Die meisten anderen Stoffe wie PVC, Plexiglas oder trockene Materialien bleiben im Bereich von 1-5. Wenn nun noch die Konfiguration konstant ist, geringer Verschmutzungszuwachs, dann kann man das Wasser gut erkennen.
Es muß bei dem Kabel ein ausreichender Feldanteil durch das Wasser gehen. So verstehe ich auch die 10cm Abstand im genannten Fall. Es müßte auch mit weniger gehen.
Bei Luftfeuchtesensoren (zum Vergleich) mißt man den Massenanteil des Wassers im Feld eines Plattenkondensators. Da ein Luftkondensator hierfür keine ausreichenden Beiträge liefert, verwendet man hygroskopisches Dielektrikum, also Material das so wie Trockenmittel Wasser aus der Luft aufnimmt und damit den Wasseranteil im Kondensatorfeld um einen Faktor (von ich glaube ca. 20) erhöht. Wasser selbst liefert im allgemeinen einen extrem hohen Beitrag zur Kapaztätserhöhung sodaß ich der Erklärung mit der Luftfeuchtigkeit im Tank quantitativ nicht folgen kann.
Die Zahlen für den Wasser Volumenanteil für gesättigte Luft sind sicher verfügbar. Ich habe sie in Moment nicht da. Wenn man sie mit dem Faktor für Trockenmitttel oder besonders heimtückische Algen in Wasserspeichern multipliziert dann wird man die Wirkung auf die Gesamtkapazität abschätzen können. Ich glaube aber, daß der kapazitive Sensor aus irgendwelchen anderen Gründen nicht funktioniert hat.
Zum Thema Kapazitätsmessung möchte ich noch einmal den UTI03 einbringen, ein tolles Konzept mit Umsetzung, hoffentlich auch Anwendung. Nicht von mir aber, wie ich gelesen habe, von einer sehr engagierten Firma.
Manfred
Hi,
eine andere Erklärung warum das kapazitive Messgerät oft Unsinn anzeigt hab ich leider nicht, zumal es auch Wetterabhängig ist. Das Gerät ist ja bei einem zweiten Tank noch im Einsatz. Es dient auch zur Nachlaufsteuer wenn Regenwasser fehlt. Dafür geht es sogar, da es einen nahezu leeren Tank nach wie vor richtig ermittelt. Nur halt die Werte oberhalb sind völlig unzuverlässig.
Zur Füllstandsmessung mit Drucksensor habe ich hier noch was gefunden:
http://www.keller-druck.ch/frame.asp?seite=german/homeg/painfog/levelg.html
Was ist denn UTI03 Manfred, wurde das schon angesprochen?
Der UTI von Smartec ist ein universeller Messinterface Baustein der Kapazitäten im Bereich von 0-2 oder 0-12pF auch bis 300pF misst. Er ist auch für viele weitere Anwendungen wie für Widerstandsmessbrücken einsetzbar. Er kostet so ca. 9Eu und erfüllt die Aufgabe, den Messwert eines entsprechend kleinen Kondensators in ein Controllersignal (Tastverhältnis) mit 13-14bit Auflösung aufzubereiten.
Die Beschreibung des Messprinzips für kleine Kapazitäten http://www.smartec.nl/pdf/apputi06.pdf ist sehr interessant, unabhängig vom Einsatz des ICs.
Manfred
http://www.smartec.nl/interface_uti.htm
http://www.smartec.nl/interface_uti.htm#mif
Application Board mit UTI03, im Bild: "[flipv:8f85bfcbe7][fliph:8f85bfcbe7]3[/fliph:8f85bfcbe7]0 I T U[/flipv:8f85bfcbe7]"
http://www.smartec.nl/pictures/interface_utikit.jpg
Danke, aha, das ist ein UTI. Ja für die Kapazitätsmessung scheint es ja recht passend zu sein. Weiß jemand wieviel pF bei denn 1m Kupferlitze (Aderabstand 10cm) unter Wasser bzw. ohne Wasser besitzt? Müsste man ja auch mit geeigneten Multimeter messen können.
Gleylancer
27.07.2004, 20:19
Also bevor ich mir den Kopf über ne Wien-Brücke zermarter, nehme ich lieber den Drucksensor, schraub den aufs Rohr, schmeiss das in den Behälter und lese den Sensor aus.
Die 30 mbar Fehler durch veränderlichen Luftdruck sind zu vernachlässigen. Ausserdem sinds nur 2 Teile, nix ist im Wasser, das Prizip funktioniert und ich brauch nicht irgendwas zu frickeln, woran sich schon etliche Experten und Ingenieure die Zähne ausgebissen haben.
Sorry, ich finde alles was über den Faden oder Druck hinausgeht zu kompliziert oder zu anfällig.
Gruß
Gleylancer
Es gibt die bekannten Leiteranordnungen Doppelleitung und KoaxLeitung mit Wellenwiderstand von 240 und 50 Ohm. (ungefähr)
http://www.cebik.com/fm1-2.gif
Dabei hat das Koaxkabel 100pF pro Meter bei der Dielektrizitätszahl 2,2.
Die offene Doppelleitung ist gerade so gebaut, daß nicht zu viel von dem dort billigerem Dielektrikum in Feld zwischen den Leitern ist. Hier geht ein größerer Teil des Feldes durch den Luftraum und die Kapazität ist etwa halb so groß bei der Dielektrizitätszahl näher an 1. (ca. 50pF pro Meter).
Ohne Dielekrikum könnte dort die Kapazität unter Wasser auf den 81 fachen Wert steigen. Welcher Teil des Feldes ist nun im Außenraum? Um den Teil von 81 steigt die Kapazität. Vielleicht auf den 40fachen Wert?. Das wären dann 2000pF pro Meter. Bei dem Kabel im Bild sicher nicht, aber ich habe auch schon deutlich dünnere Isolationen an Doppelleitungen gesehen.
Manfred
Hallo,
das Prizip funktioniert und ich brauch nicht irgendwas zu frickeln, woran sich schon etliche Experten und Ingenieure die Zähne ausgebissen habenAch, sowas macht mir Spass...
Ich verwende eigentlich immer (wenn möglich) lieber eine Selbstbaulösung anstatt einem fertigen Gerät.
Ich hab mal die allgemeine Formel für die Kapazität von zwei parallelen Drähten bzw. Stangen angehängt, eigentlich sollte es damit ja kein Problem sein das durchzurechnen.
Das wäre dann bei 1m Länge, 10cm Abstand und 1mm Durchmesser:
für Luft 525pF und für Wasser 42nF, zumindest wenn die Formel stimmt.
Was ist denn nun eigentlich mit der Messmethode und der Dimensionierung von LC-Schwingkreisen?
das würde mich wirklich mal interessieren.
Gruß,
Felix
Die Formel liefert die gleichen Erbebnisse wie zwei einfachere Formeln für dünne Drähte bei denen ln(d/r) bzw. ln((d-r)/r) im Nenner steht.
Ich komme auf:
5,25 pF 426 pF
Kann es sein, daß Du die Kapazität für 100m berechnet hast?
Ups...
nicht ganz...
ich hatte alles in cm gerechnet und dabei natürlich nicht daran gedacht, daß es vielleicht sinnvoll sein könnte mir mal die Einheit von Epsilon0 anzuschauen :oops:
Daß es einfachere Formeln gibt weiss ich, ich hatte aber nur die allgemeine gefunden
Wie wäre es, wenn du ein Rohr in den Tank stellst, darin ein Schwimmer mit einer reflektierenden Schicht und das ganze mit einem Abstandmesser anpeilst?
Andere Idee: Ich würde einen Schwimmer in einem Steigrohr über Seilzüge übersetzt über einen Potentiometer laufen lassen. Dann kannst du über den Widerstand rechnen. Vollausschlag link ganz oben, Vollausschlag rechts ganz unten. Gemessener Differenzwert zu "unten" = Füllstand.
Wäre eine Idee. ;-)
Wie wärs denn damit:
Schwimmer mit Ultraschallsender/Empfänger reintun, Signallaufzeit zum Boden und zurück messen und etwas Mathematik betreiben. Den Schwimmer musst du dann irgendwie mit der Aussenwelt verdrahten, also aufpassen dass er vom Kabel nicht nach unten gezogen oder umgedreht wird!
Da fällt mir ein, wird Schall auch einigermaßen von der Wasseroberfläche reflektiert? Dann könntest du auch den Abstand Behälteroberseite-Wasseroberfläche messen und könntest dir den Schwimmer sparen.
Wenn dein Tank dann mal überläuft: es gibt ja auch wasserfeste Sensoren.
mfG
cht
Hallo,
Ich würde ein Kunststoffrohr nehmen mit Reedrelais das ganze vergießen und um das Rohr herum einen Schwimmer mit Lautspechermagneten(ist rund mit Loch).
Mr. XX
Hallo zusammen,
habe hier noch einige mechanische Füllstandsanzeiger aus der Flugzeugtechnik ´rumliegen.
Die Funktionsweise ist simpel aber zuverlässig:
Ein Korken besitzt Führungskerben an zwei Seiten, wodurch verhindert wird, dass der Korken sich beim Auf und Ab dreht.
In der Mitte hat er ein Loch, welches oben durch ein Blech zu einem Vierkantloch gemacht wird.
Ein verdrehter Messing-Vierkantstab wird durch dieses Loch geführt, wobei er die Welle dreht.
Auf der Welle befindet sich ein Zeigerinstrument, welches den Füllstand anzeigt.
Dieses Instrument könnte man natürlich durch einen Poti etc. ersetzen, falls eine elektronische Auswertung erfolgen soll. Der Hub(13 cm) ließe sich durch Verlängerung der Führungen beliebig vergrößern.
Einfach aber zuverlässig.
Gruß herrma
Wie groß ist denn die Anordnung? Korkenvolumen, Vierkant?
Manfred
Habe mal ein Foto von dem Teil ins Netz gestellt.
http://www.herrma.com/4images/details.php?image_id=10490
Ich denke man kann das Prinzip erkennen.
Eckdaten:
Höhe Korken: 25 mm
D Korken: 40 mm
Hub: 135 mm
Vierkantstab: 3 mm Kantenlänge
Gottfreak
21.08.2004, 10:10
Das Instrument sieht für ein Flugzeug ganz geeignet aus. Bei einem Regenwasserspeicher kann ich mir aber zumindest vorstellen, dass in Perioden, in denen der Wasserstand länger ziemlich konstant bleibt(es regnet nicht und der Nutzer ist im Urlaub etc.), der Korken durch Bewuchs(der Stand in einem Öltank wäre daher wohl leichter zu messen.) an einer Stelle "festklebt".
Mal davon abgesehen vermute ich, daß das "verdrillen" bei einem 2,5m langen Stab auch nicht so problemlos geht.
(zumindest nicht so, daß es über die ganze Länge gleichmässig ist)
Stimmt, für die Hightec in unseren Jets ist das Teil "bestimmt" gut geeignet. Manchmal ist weniger eben mehr. ;-)
Ich habe vor zwei Jahren mal einen Container mit Ersatzteilen für eine 707 ersteigert. Tausende von Teilen und die meisten davon sehen wirklich wie Hightec aus, andere dagegen fördern nicht gerade das Vertrauen in die Fliegerei.
Zu der Bewuchsproblematik:
Die beweglichen Teile haben sehr viel Spiel. Die Führung des Korkens an den Seiten ist sogar offen und soll offensichtlich nur seine Verdrehung verhindern.
Unten liegt die Messingstange auf einem Primitivlager (Körnung; Nippel) und ist oben direkt mit dem Analoganzeiger verbunden.
Das Vierkantloch hat ebenfalls einges an Spiel und ein gewisser Selbstreinigungseffekt ist bestimmt gegeben.
Aber grundsätzlich hast Du natürlich Recht. Sensor oder Mechanik - alle Methoden werden durch Verschmutzung etc. beeinflußt. Da muss man halt hin und wieder eine Wartung durchführung oder Prophylaxe betreiben.
Sicher gibt es Chemikalien, die das Algenwachstum in Regenwassertonnen verhindern oder zumindest verzögern.
@Felix G
Ich bin kein Mechaniker und hatte da auch meine Bedenken. Deshalb habe ich mir vorhin mal einen Messingstab mit einer Kantenlänge von 7 mm genommen, den ich schon ewig rumliegen hatte. Gesamtlänge 100 mm.
Da für eine 360° Drehung nur ein Gewindegang benötigt wird, habe ich das eine Ende in einen Schraubstock gespannt und dann mit einer Rohrzange alle 25 cm um 90° gedreht. Überraschenderweise ging das sehr leicht und der Stab ist sogar gerade geblieben. :-) War selbst sehr überrascht.
Will man einen Poti aufsetzen, muss man natürlich den Drehwinkel zwischen min/max beachten.
Wie der Zufall so will, hatte ich heute die Gelegenheit mir mal 2 verschiedene kommerzielle Füllstandsmesser anzuschauen...
beide Varianten wurden hier schon vorgeschlagen, und wies aussieht funktionieren beide ziemlich zuverlässig.
Das erste war ein langes verschlossenes Rohr mit massenhaft Reed-Schaltern drin (alle 2cm einer),
und das zweite war die Variante mit Rohr und Drucksensor.
Beide Varianten waren übrigens erstaunlich teuer...
Das mit Magnetschwimmer hat afaik über 400€ gekostet, und dabei war es nichtmal besonders lang (ca. 1m)
Noch ne Idee:
Wie wäre es wenn man statt den Reedschaltern im Rohr einfach kleine Spulen verwendet. Durch den Wasserstand dürfte sich die Induktivität ändern, was relativ einfach messbar sein müsste. Vorteil: Kein Verschleiss gegenüber den Readkontakten
Ein Kunde von mir setzt in seinen Füllstandsmessern http://www.rsi-elektronik.de/sektionen/produkte/index2.htm Ultraschallmodule ein.
Das Modul ist in einem Messkopf untergebracht, der von oben in den Tank herein-"guckt". Dabei ist kein Schwimmer oder ähnliches erforderlich, die Wasser- oder Öloberfläche reicht zur genauen Messung vollkommen aus.
Viele Grüße
Jörg
Noch eine akustische Variante - die Luftsäule (Prinzip Orgelpfeife) über dem Wasser als Resonanzkörper anregen (wasserdichte Schallsender, -empfänger). Aus der Resonanzfrequenz müsste sich das Luftvolumen und damit der Wasserstand ableiten lassen. Vielleicht reicht als Anregung des Effektes auch ein kurzer Knall, Knack? Hat jemand Erfahrung damit?
Aus der Resonanzfrequenz müsste ... der Wasserstand ableiten lassen. Vielleicht reicht als Anregung des Effektes auch ein kurzer Knall, Knack? Hat jemand Erfahrung damit?
Ich finde den Vorschlag sehr interessant. Es ist mir schon immer aufgefallen, daß beispielsweise beim Einfüllen von Wasser in eine Flasche oder ein hohes Glas dieser charakteristische ansteigende Ton auftaucht. Man kann als entfernter Zuhörer sehr genau abschätzen wie voll das Gefäß ist und wann das Füllen beendet werden wird. Es besteht aber keine Sichtverbindung und man weiß nicht wer da etwas einfüllt oder warum.
Eine erstaunlich präzise Schallortung die alltäglich auftritt und die praktisch nicht genutzt wird.
Man kann beispielsweise ein wave file von dem Geräusch erstellen und durch Filtern den ansteigenden Ton gut erkennen. Wie es geschickt eingesetzt werden kann weiß ich leider auch nicht.
Manfred
Hessibaby
15.09.2004, 07:45
Hi,
nette Diskusion unt tolle Beiträge. Vielleicht ist es ja auch eine Möglichkeit : Also vorhandenes Wasservolumen errechnen ( mit Zollstock ausmessen ) dann mit Durchflußmengenmeßgeräten die zulaufende Menge und die abgepummpte Menge messen. (z.B. mit Flügelradturbine wie in der Zapfsäule an der Tanke). Zulaufendes addieren und abgepumptes subtrahieren und schon weis Du wieviel Wasser real im Tank ist und kannst bei 98% Volumen deinen Zulauf dichtmachen oder umleiten.
Gruß Hartmut
Noch eine akustische Variante
Die entspricht doch an sich meiner Variante Verfasst am: 26.07.2004, 10:48.
Problem bei Großen Volumen (sehr niedrige Frequenzen) sind die Stehenden Wellen. Ein fest instaliertes Mikrofon liegt für bestimmte Frequenzen mit Sicherheit in einem Knoten der sich verstärkenden Stehenden Schallwelle. damit wird grade die Resonanzfrequenz für diesen Füllstand nichtmehr messbar, obwohl es zu dröhnen scheint. verschiebt man das Mikro tritt das selbe bei einer anderen Frequenz auf...
Das Problem beginnt, wenn die zu erwartende Schallwelle eine Wellenlänge hat, die groß gegenüber der Mikrofonmembran ist.
Eigentlich müsste doch auch eine einzige lange Spule in einem Plastikrohr reichen. Ändert diese nicht auch die Induktivität mit dem Wasserstand? Wäre dann ähnlich der Kapazitätsmessung, aber vielleicht sicherer.
Ändert diese nicht auch die Induktivität mit dem Wasserstand?
Die Suszeptibilität oder relative Permeabilität von Wasser ist kaum nachweisbar. Die Dieelektizitätszahl von Wasser ist mit 80 dagegen extrem groß.
Man sollte also grundsätzlich eher die eletrischen Eigenschaften zum Nachweis von Wasser verwenden als die magnetischen.
Manfred
Class................Example.........Suscsptibilit y
Diamagnetic......Water............-9.0 ×10-6
Paramagnetic....Aluminium.......2.2 ×10-5
Ferromagnetic...Iron................3000
UserChristian
17.09.2004, 19:54
Da hätte ich auch noch einen Vorschlag:
Nimm ein nicht magnetisches Rohr, in dem Rohr sind jede Menge unterschiedliche Widerstände in Reihe geschaltet. Zu jedem Widerstand ein Reed-Kontakt paralell geschaltet. Aussen am Rohr nimmst du einen Schwimmer, vieleicht den Korken von oben und bohrst ein Loch 2mm größer als das Rohr. Zusätzlich musst du noch einen starken Neodym Magneten in den Schwimmer einbringen. Dan ganze über das Rohr gesteckt und schon ist den Sensor fertig.
Natürlich muss man das Rohr am Boden noch wasserdicht verschweißen.
Ich hoffe ich konnte dir dadurch weiterhelfen.
Grüße aus Bayern
Christian
Die Suszeptibilität oder relative Permeabilität von Wasser ist kaum nachweisbar.
Hätte ich anders eingeschätzt. Nu gut, da muss man dann halt wohl erst eine Chemische Substanz hinzugeben ;-)
Ich glaub das mit dem Korken und Reedkontakten hatten wir schon so ähnlich. Das ist auch wieder so eine halbe mechanische Lösung, könnte wieder zu fehleranfällig sein. Korken verklemmt, Read Kontakte halten auch nicht ewig. Je weniger Aufwand und je weniger bewegliche Teile desto besser das System. Beste Lösung war wohl noch das mit dem Luftdruck oben messen! Zumindest sehr auch sehr wartungsfreundlich.
UserChristian
17.09.2004, 20:58
Hallo Manfred,
also mit dem Korken sollte man nicht wörtlich nehmen.
Es sollte schon ein VA-Schwimmer sein.
Mit der fehleranfälligkeit muss ich dir leider wiedersprechen.
Dieses System kenne ich seit mehr als 10 Jahren und es ist absolut robust.
Wird von der Firma Jola http://www.jola-info.de/ vertrieben.
Bis bald
Christian
Hi UserChristian,
heiße zwar nicht Manfred, aber ich glaub Du meintest mich ;-)
Ok, wenn die praktische Erfahrung vorliegt, dann kann man überhaupt nichts dagegen sagen. Nichts kann mehr überzeugen als ein Dauertest in der Praxis.
Wenn es um die reine Anzeige des Füllstandes geht, dann ist in der Praxis der alte mechanische Zeiger mit Schwimmer auch nicht übel, hab ich auch schon viele Jahre im Einsatz. Aber der läßt sich halt nicht so gut zur Nachlaufsteuerung (bei Regenwassertanks) etc. verwenden ;-)
Gruß Frank
Hallo, bin ganz neu hier und wollte auch einmal etwas dazu schreiben. Habe leider noch kein fundiertes Elektronik wissen, aber die Grundlagen der Elektrotechnik sind mir einigermaßen bekannt.
Zum problem der kapazitiven Füllstandsmessungen gibt es mehrer Möglichkeiten. Die einfachste und kostengünstigste Methode wird z.b. in Waschmaschinen benutzt. Sie setzt natürlich voraus, dass das Wasser vorher von groben unreinheiten gereinigt wurde (kleiner filter).
In den Tank wird von oben eine Sonde bis ca 30mm vor den tankboden geführt. Diese Sonde ist somin die eine Seite des Kondensators. Die andere Seite des Kondensators bildet der Tank selbst. Schon haben wir einen platten Kondensator, der es möglich macht den Füllstand anhand der steigenden Dielektrizitätzahl zu messen.
Ein anderes Prinzip würd natürlich genau so gut gehen (allerdings hier nur bei Füllgut das Flüssig ist, leitet und kein kondensat bildet). Hier baut man in den Deckel des tanks eine isolierte metallplatte ein. (die eine seite des Kondensators). Die Wasseroberfläche bildet die andere seite des Kondensators. Das Wasser müsste natürlich an den stromkreis angeschlossen werden. Schon haben wir einen Kondensator wobei die messgröße der abstand der beiden platten wäre.. (also nur für kleine füllstandsunterschiede geeignet wegen der exponentiellen kennlinie)
ich hoffe ich habe ein wenig beitragen können,
mfg der m0erk.
PS: im start-post habe ich gelesen, dass die sonden bei dir mehrere meter lang sein müssten. in dem fall kann man natürlich auch einfach drahtseile nehmen (am besten schon isolierte z.b. gardinenseile) und sie mit nem stein beschweren. So wird das z.b. bei füllstandsmessungen von kiesel und schüttgut gemacht, die sonst beim einfüllen die sonde zerstören würden. wenn der tank nicht leitend ist, brauchst du natürlich nur abstandshalter zwischen den zwei seilen, damit dein "d" nicht schwankt ;) messtechnisch ist es wohl am sinnvollsten die füllstandmessung anhand der messgrößen A oder der dielektrizitätszahl durchzuführen, weil dann die kennlinie annähernd linear ist..
alternativ kann ich als sehr wartungsarme und robuste nennung noch die sogenannte "stock methode" empfehlen... man nehmen einen stock (nach möglichkeit trocken) und halte ihn bis zum boden in die zu messende flüssigkeit. jetzt ziehe man den stock wieder heraus und man kann problemlos den füllstand ablesen.. messfehler < 1% ;)
danielsanchez
09.07.2013, 09:27
danielsanchez|vor 25 Min.
Hallo, ich bin neu hier, und habe nur diesen passenden Thread gefunden.
die Frage ist leider nicht Roboterbezogen, ich hoffe ihr könnt mir trotzdem Helfen.
Und zwar würde ich gerne versuchen, den Füllstand eines Wasserbehälters zu messen. Das ganze soll mit Hilfe eines 2G-Sensors funktionieren. Ich dachte mir, dass durch eine Winkelverdrehung der Achsen auf den Füllstand rückgeschlossen werden könnte.
Hättet ihr hierzu ein paar Ideen, wie dies verwirklicht werden könnte? D.h. wie bekomme ich abhängig vom Füllstand eine Drehung des Sensor hin?
Bitte um Hilfe =)
Vielen Dank schonmal.
Siehe auch hier: https://www.roboternetz.de/community/threads/62457-F%C3%BCllstand-mechanisch-%C3%BCber-Winkel-bestimmen (https://www.roboternetz.de/community/threads/62457-F%C3%BCllstand-mechanisch-%C3%BCber-Winkel-bestimmen)
Ulraschall sollte am einfachsten sein.
Und wegen dem nass werden:
Mach ihn hoch genug rauf und dann noch eine "Luftglocke" drüber.
Sollte der Wasserpegel höher als der Sensor aufsteigen bleibt er trotzdem trocken.
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