Rechnungsaufgabe [Brunnen Wasserstand Messung]

Hallo leutz,
ich habe eine kleine Rechnung für euch:

Bild hier  

Wie breit muss ich das Rohr bestellen damit ich bei maximaler füllstand auf 0.1bar komme?

Freue mich auf eure Antworten.

Gruss
Ron

Evtl denk ich jetzt falsch, aber ist der Durchmesser des Rohres nicht egal?

Wenn ich 2 Rohre hab, beide 2 Meter hoch, eben so hoch mit Wasser gefüllt... eines mit Durchmesser 10cm, das andere mit 1m, dann mess ich am Boden beider Rohre den gleichen Druck.

öhhmm... müste ich mal testen.

Da es ja mehr Luft bei einem grösseren Durchmesser drin hat, wird der Druck doch höher sein oder nicht? Das Rohr hat ja kein Wasser drin.

Gruss
Ron

Ein dickeres Rohr hat einen größeren Auftrieb da die Menge des verdrängten Wasser größer ist, der Druck im Rohr ist immer der selbe da dieser von der Höhe der Wassersäule abhängig ist.
Hubert

hmm... stimmt ja.

Wie mach ich das jetzt am besten? Ich muss möglichst auf 0.1 Bar kommen da die Messung sonst sehr ungenau ist (~2cm anstelle von ca. ~4mm).

Gruss
Ron

den schlauch kürzer machen, da sonst durch das komprimieren der luft wasser in die röhre strömt und die vollen 0,1bar nie erreicht werden. zudem sollte dieser noch so dünn wie möglich sein um ebenfalls das luftvolumen zu minimieren. im optimalfall liegt der sensor auf der unteren beckenkante und ist nur durch einen spiralschlauch vom wasser getrennt.

Wie gesagt, da auch immer im Schlauch noch Luft ist sollte das Rohr schon recht breit sein um den Volumenfehler gering zu halten.

Um bei 1m Höhe 0,1bar zu erreichen müßte das Rohr auch unter Druck mit Luft gefüllt werden. Wird es von oben eingetaucht und der Luftabschluss geschieht bereits ohne Druck dann erhält man (ca. 10%) weniger Luftvolumen und damit 10% weniger Druck.

Die Messung des Wasserstands auf diese Weise ist ein bisschen kompliziert und fehleranfällig, (sie setzt eine perfekte Langzeit-Dichtung voraus). Kannst Du nicht einfach mit einem Schwimmer den Wasserstand messen?

...dann würde ein grösseres Rohr ja helfen. Wenn das Rohr grösser ist hat es mehr Luftvolumen und verliert nur wenig druck oder?

Gruss
Ron

EDIT: Sorry, Manf war schneller :-) (genau das habe ich gemeint)

nein, 10%weniger , ist immer das selbe.

Größeres Rohr => 10% der Luftmenge ist auch größer.

die senkrechte Luftsäule in dem rohr wid quasi immer 10% kürzer. EGAL wie groß das rohr ist.


Wie siehts mit Kappilarwirkung aus? wenn das Rohr nur ein kleiner Schlauch ist, und sich das wasser noch dazu "hoch zieht", kommt man dann trotz der 10% Komprimierung auf die 0,1bar? oder ist das auch zu wenig?

EDIT: wurde ja schon gesagt: n sehr kurzes und schmales rohr (15-20cm?) und das dann auf den boden stellen. der sensor ist dann zwar untehalb des Wasserspiegels, aber da die luft in dem rohr das Wasser verdrängt, immer noch im trockenen.

Wie kompensierst du die Druckänderung im Rohr die durch Wärmeänderung ensteht? Eichen kannst du das ja nur bei einer bestimmten Temperatur.
Hubert

Hallo AlKI,
was meinst du mit Kappilarwirkung?

Hubert.G
Ich kann die Kurve via C-Control und Thermostat ausgleichen.

Gruss
Ron

Die Kapillarwirkung kannst Du in der Umgebung wohl vernächlässigen.
Hier zur Erläuterung:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kapillarit%C3%A4t

Bild hier  

jap, wollt ich auch grade schreiben.

War eher ne Schnapsidee. schade eigentlich...

Zur info:
ich habe diesen Sensor:
http://www.conrad.ch/goto.php?artikel=183890

Also einen Differenzdrucksensor.

Wie wäre es wenn ich den Sensor im Rohr einbaue und als Ausgleich ein Rohr oben heraus hänge?

Gruss
Ron

was sollte das rohr obenraus bringen?

eher n gefäß /kolben / etc. mit unterdruck drin auf der anderen seite anschließen.

Den richtigen Wert für den Differenzdruck zur Umgebung erhält man nur dann wenn man auf der anderen Seite nichts anschließt was einen Druck gegenüber der Umgebung halten kann.
Manfred

hmm....

Das heisst das ich diesen Sensor für diesen Zweck nicht einsetzen kann?

Gruss
Ron

Doch der ist der einzig richtige. Das Messverfahren mit dem Rohr, der Temperartur der Dichtung hat so seine Schwierigkeiten, aber wenn es das Messverfahren sein soll dann ist es der einzig richtige Sensor dafür.
Manfred

also wenn die unterkante des rohrs ungefaehr einen meter unter dem wasser ist hast du 0,1 bar, bei 10 meter ein bar (bei 9,81) ... die dicke vom rohr is egal.. kapilarwirkung mahct nur bei sehr kleinen rohrdurchmessern was aus.. dnek mal das kannst vernahclässigen wenn nich grad 1 - 2 mm dick is...
temperatur kannste auch vernachlässigen solang das nich ultragenau sein soll.. allerdings net wegen der rohrdehnung (solang das rohr unten befestigt is.. sondern weil die dichte des wassers sich aendert...
alternativ kannst den fuellstand mit ner art kondensator messen... 2 platten senkrecht in den behälter stellen, je nahcdem wie hoch die flüssigkeit steht aendert sich die kapazität wegen dielektrizitätszahl... dann schwingkries amchen und frequenz messen...

Hallo zusammen,
wollte mich bei euch bedanken und mitteilen das es jetzt klappt! =P~

Der Sensor bringt nur ein Wert von 30 anstelle von ca. 240 (hexadecimal), welcher definitiv zu wenig ist (ungenau).
Wie kann ich den Sensorsignal in einem bestimmten bereich verstärken?

Gruss
Ron

ctct,

Du fragst, warum Deine Differenzdruckmessung nur 30 anzeigt, statt der erwarteten 240. Um das zu beantworten, müssen noch einige Daten bekannt sein. Sieh' Dir doch mal die angefügte pdf-Datei an.

Sie zeigt eine Differenzdruck-Standmessung in einem frei belüfteten Flüssigkeitstank. In dem Rohr ("Tauchrohr"), das unter den Flüssigkeitsspiegel reicht, befindet sich eine Flüssigkeitssäule. Die ist dort eingeflossen, bevor Du den Verbindungsschlauch auf den Anschlussstutzen des Differenzdruck-Messgerätes aufgeschoben hast. Vermutlich ist sie (anders als in der Zeichnung dargestellt) sogar genauso hoch, wie der Flüssigkeitsstand im Tank.

Diese Flüssigkeitssäule verfälscht Deinen Messwert, so dass Du ein zu kleines Ergebnis angezeigt bekommst (siehe Formeln in der Zeichnung). Auch wird sich Dein Messwert nicht ändern, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Tank schwankt. Denn die Verbindung zwischen Tauchrohr und Messaufnehmer muss luftdicht sein. Und deshalb kann die Flüssigkeit nicht aus dem Rohr ablaufen.

Solange das Tauchrohr nicht ganz flüssigkeitsfrei ist, wirst Du keine genaue Standmessung bekommen. Du kannst Dir behelfen, indem Du das Tauchrohr herausziehst, leerlaufen lässt, es wieder luftdicht anschliesst und es danach wieder in den Tank einführst. Das hilft solange, bis sich wieder Flüssigkeit im Tauchrohr sammelt. Das passiert meistens durch kleine Lecks, durch die die (von der Flüssigkeitssäule komprimierte) Luft entweichen kann. Es passiert aber auch bei völlig dichten Leitungen durch Verdampfen und Kondensieren der Flüssigkeit im Tauchrohr.

Eine dauerhaft genaue Messung bekommst Du mit dieser Messmethode nur, wenn Du während der Messung einen kleinen Gasstrom (ca. 50 - 100l/h) durch das Tauchrohr drückst, so dass unten aus dem Tauchrohr Bläschen austreten. Du musst dann aber auch den anderen Stutzen Deines Differnzdruck-Messgerätes mit dem Gasraum im Tank verbinden.

mare_crisium

Edit: Anhang gelöscht wg. Upload-Quota

Besten Dank!

Genau das passierte am Anfang bis wir den Leck gefunden hatten. Jetzt scheint der Druck sehr stabil zu sein.

Das Rohr haben wir sogar mit dem Druckluft Kompressor gefüllt. Aber es zeigt trozdem nur 30 an.

Muss ich beide enden des Differenzdruck Sensor im Rohr führen?


Gruss
Ron

eeeh, das Teil heißt ja schon DIFFERENZdrucksensor, oder?

Du willst die DIFFERENZ zwischen der komprimierten Luft und der Ausenluft messen, soweit ich weiß.

D.h. dass du den einen Anschluss mit der LUFTSÄULE IM Rohr verbinden musst, und desn anderen mit der UMGEBUNGSLUFT (der is eh mit der Ausenluft verbunden, solange er frei und nicht verstopft ist)

Ron,

gut, dass Du schon von selbst auf die Idee mit der Druckluft gekommen bist. Diese Art der Messanordnung nennt man in Fachkreisen "Einperl-Messung" wegen der Gasperlen, die dabei im Tank aufsteigen.

Nein, der andere Anschluss muss mit dem Luftraum über dem Flüssigkeitsspiegel verbunden sein. Aber: Der Gasstrom, den Du "einperlst" muss durch den Belüftungsstutzen Deines Tanks entweichen. Hat dieser Stutzen einen zu kleinen Durchmesser (kleiner als ca. 20mm), dann entsteht hier ein von der eingeperlten Gasmenge abhängiger Druckabfall. Der verfälscht die Messung ebenfalls. Aus diesem Grund verbindet man in Industrieanlagen den anderen Anschluss des Differenzdruck-Messaufnehmers direkt mit dem Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel, meist über einen Stutzen im Tankdach.

Wenn Dein Belüftungsstutzen aber durchgängig mehr als ca. 20mm Durchmesser hat, dann kannst Du den anderen Anschluss einfach offen lassen. Je nachdem, wo Dein Messaufnehmer montiert ist, solltest Du dieses Ende aber nach unten zeigen lassen. Wenn Du ihn im Freien montiert hast, können sich dort durch Kondensation bei Temperaturschwankungen Wassertröpfchen bilden. Wenn die nicht abfliessen, erzeugen sie einen Druck, der ebenfalls die Messung verfälscht. Wenn's kalt ist, kann das Wasser auch frieren und dann ist der Messwert auch eingefroren. - Ich hatte auch schon Fälle, in denen Wespen den Anschluss mit ihrem Nest zugemauert hatten! Danach habe ich auch immer in den anderen Anschluss Luft eingeperlt.

Du siehst, das Wichtigste an einer Messmethode ist nicht, wie sie funktioniert, sondern dass man weiss, was alles schiefgehen kann und wie man das verhindert!

Ciao,

Harald.

Hallo,
danke für die informativen Posts.

Ich habe den Sensor in einem wasserstahldichte Elektrokasten (IP65) gebaut. Der andere Stutzten am Drucksensor ist momentan frei.

Der Schlauch zum Rohr ist ca. 5mm Durchmesser (innen mass 3mm). Ist dies etwa zu klein? Der Druck müsste ja gleich stark ankommen oder?

mare_crisium: Danke für deine Hilfe.
Es ist ja kein Tank (siehe Bild beim ersten Post). Was meinst du mit Belüftungsstutzen?

Gruss
Ron

Zitat:

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Zitat von ctct

Ich habe den Sensor in einem wasserstahldichte Elektrokasten (IP65) gebaut. Der andere Stutzten am Drucksensor ist momentan frei.

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Wenn das n wasserstrahldichter Kasten is, dann is der doch bestimmt auch LUFTdicht. was du jetzt vergleichst, ist der Druck im Rohr und der Druck in deinem Kasten, so wie ich dich verstehe.
du solltest vlt. noch nen anderen schlauch von dem anderen Stutzen ins freie führen...

Zitat:

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Zitat von ctct

Was meinst du mit Belüftungsstutzen?

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Ich glaub, er meinte, dass du DAUERND dein Rohr an dem Kompressor (der an is) hängen hast. Da müstest du dann dein Fass belüften, damit im Fass kein Überdruck gegenüber der Ausenluft entsteht.

so wie ich dich aber verstehe, habt ihr das Rohr in das Fas gestellt, den Sensor angeschlossen, und dann kurz das Rohr mit dem Kompressor "leer gepustet". du darfst natürlich nie dein Fass komplett nach ausen luftdicht machen, da sonst das Ergebnis verfälscht würde (beim abpumpen des Inhalts => unterdruck => sensor: "furchbar viel Wasser ausgepumpt worden", obwohl nicht so viel wasser rausgepumpt wurde).

Hallo,
AlKI:
Der Kasten ist natürlich nicht komplett Luft dicht.
Das Fass ist ja oben offen. Gibt es dann immernoch eine verfälschung?

Gruss
Ron

Wenns oben offen is, sollte es eig. keine Verfälschung geben.

Wie is das eig. mit dem Kompressor? hab ich das richtig verstanden? oder doch net?

Genau so.... wir haben das Rohr mit dem Kompressor nur leer gepustet. Ist nicht dauernd angehängt.

Gruss
Ron

hmmm, wie lang ist denn dein Schlauch zum Differenzdrucksensor?

evtl. liegts ja da dran....

sonst hab ich grad echt kA woran s sonst liegen könnte.

Hallo,
der Schlauch ist ca. 12 Meter lang.

Gruss
Ron

hmm, wenn du noch n kurzes Abschnittstück hast, kannste ja damit mal versuchen, on es bei ner Schlauchlänge von < 1,5m (oder so) geht...

Also nur mal probieren, wenn du den sensor überhaupt so nah ran bekommst...

Ron,

den Belüftungsstutzen gibt es an Behältern, die ansonsten rundum geschlossen sind. Sowas hast Du ja nicht; hab' ich übersehen. Du kannst also beruhigt den anderen Anschluss am Messaufnehmer frei lassen. Das IP65-Gehäuse stört beim Druckausgleich nicht.

Wegen der Druckluft: Wie trennst Du den Kompressor vom Tauchrohr, bevor Du ihn abschaltest? Wenn der Druck des Kompressors beim Abschalten abfällt, steigt auch die Flüssigkeit wieder in das Tauchrohr. Das kannst Du nur vermeiden, indem Du ein Ventil in die Verbindung vom Kompressor zum Tauchrohr einbaust, das Du schliessen kannst, bevor der Kompressor ausgeht.

Die Verbindung zwischen Messaufnehmer und Tauchrohr würde ich lieber ein bisschen dicker machen, ca. 8-10mm Innendurchmesser.

Ciao,

Harald.

Hallo,

AlKI: ich komme jetzt leider nicht mehr so nahe ran.

Harald: Ich habe das Rohr zusammen geknickt und auf dem Sensor aufgestülpt. Der Druck ansich ist stabil nur aber zu wenig. Ich hatte auch versucht das ganze Wasser heraus zu pumpen und erneuert einlassen, so das es nicht an dem liegen kann.

Gruss
Ron

Ron,

versuche 'mal, ob der Sensor funktioniert, indem Du den Verbindungsschlauch zum Tauchrohr löst und (vorsichtig!) in den Anschluss pustest, so wie Du das bei einem Luftballon machen würdest. Damit baust Du im Sensor Druck auf. Wenn der Messwert nicht ansteigt, ist der Sensor defekt.

Was hat das Gerät angezeigt, während Du das vorher abgepumpte Wasser wieder einlaufen liessest? Du kannst ganz sicher gehen, dass alles Wasser aus dem Tauchrohr verschwunden ist, indem Du die Leitung vom Kompressor mit einem T-Stück direkt mit dem Schlauch vom Sensor zum Tauchrohr verbindest. Wenn der Kompressor läuft, müsste alles Wasser verdrängt sein und der Messwert müsste steigen.

Danach kannst Du den Schlauch vom Kompressor zum T-Stück luftdicht schliessen (abknicken, mit einer Schlaucklemme oder mit einem Absperrhahn) und den Messwert beobachten. Wenn er allmählich wieder fällt, dann ist noch ein Leck in der Leitung.

Ciao,

Harald.

Hallo Harald,

ja, der Senor zeigte 10-18 wenn ich reingepustet hatte (Test halber).

Der Sensor hat von 9 .... auf 31 gezählt. Genau wie ich mir das vorgestellt hatte ausser dass es zu wenig anzeigt.

Das habe ich auch so gemacht wie du beschreibst.
Ich glaube ich habe einen 1bar Sensor anstelle von 0.1bar oder was denkst du?

Gruss
Ron

Ron,

nach dem was Du beobachtet hast, bin ich ziemlich sicher, dass Deine Messanordnung jetzt die wichtigsten Fehlerquellen ausschliesst (solange Du den Kompressor oft genug laufen lässt). Der Sensor reagiert auch vernünftig.

Da bleibt nur noch die Erklärung mit dem verkehrten Messbereich. Wenn Dir die Auflösung von 9 bis 31 nicht zu grob ist (sind immerhin 5%-Schritte), brauchst Du aber noch nicht einmal einen neuen Sensor kaufen.

Noch ein Tip: Die Einspeisung der Druckluft vom Kompressor zum Tauchrohr solltest Du möglichst nahe an den Messaufnehmer setzen. Gerade bei heissem Wetter ist der Luftraum im Tauchrohr und dem Anschlussschlauch mit Wasserdampf gesättigt. Wenn's kälter wird (z.B. bei Nacht), kondensiert der und kann dabei eine kleine Flüssigkeitssäule bilden, die wie ein Pfropfen den Innenquerschnitt verschliesst. Durch das Eigengewicht dieses Wasserpfropfens entsteht dann ein Unterdruck, der einen zu niedrigen Messwert verursacht. Ich habe aus diesem Grund schon Behälter überlaufen sehen... Wenn Du die Luft nah am Sensor einspeist und den Schlauch mit Gefälle zum Tauchrohr verlegst, kann Dir nix schief gehen.

Ciao,

Harald.

Hallo!

Da ich probleme habe mit druckverlusst habe ich weiter entwickelt. Was denkt Ihr von meiner neue Idee? sollte weniger probleme machen oder?

Bild hier  

Freue mich auf eure Meinungen.

Gruss
Ron

so hast du zumindest mal das Problem mit dem langen Schlauch los.

Wenn du mit Druckverlust meintest, dass dein Tauchrohr nich Luftdicht ist, wird dir dieser Aufbau auch nicht helfen.

Wenn du die Membran spannst, sollte sie durch ihre Spannkraft das Messergebnis etwas verfälschen.

Ich würde zwar die Membran unten an das Rohr machen, statt innenrein. Aber macht das einen Unterschied?

Die Membrane ist nur ein kondensationsschutz. Ich würde dies nicht spannen. Oder sind diese Sensoren gar nicht so empfindlich?

Besten Dank!

Gruss
Ron