Hi! Ich habe einen 30cm hohen 5L Wassertank in dem der Füllstand gemessen werden soll. Ich dacht da an eine kapazitive Messung da diese stufenlos erfolgen kann und ich somit nicht hunderte Elektroden in den Tank bauen muss. Dazu hab ich mir aus dem Baumarkt einfach mal zwei Alurohre besorgt, eins mit 10mm Innendurchmesser, eins mit 8mm Aussendurchmesser. Ich hab auch daran gedacht flache Aluminiumleisten zu nehmen aber die waren mir dann mit 4€ pro Leiste doch etwas zu teuer. Ich wusste grad nicht ob es eine Formel für Radiale Kondensatoren gibt also hab ich einfach mal näherungsweise die Kapazität eines 30cm langen Kondensators aus diesen zwei rohren mit C = e0 * A / d bestimmt. d=0.001m, A = (Pi * 0.009m) * 0.3m. Da kamen dann 75pF raus. Wenn das ganze unter Wasser steht und Wasser eine Dielektrizitätszahl von 81 hat geht das ganze auf satte 6,08nF hoch. Scheint ein beträchtlicher Unterschied zur Messung zu sein. Nur wie werte ich das aus? Das Ergebnis soll später durch einen AVR weiterverarbeitet und ggf. direkt von diesem aus gemessen werden. Kann man hier einen NE555 verwenden? Auf welche Frequenz sollt man den dimensionieren? 10kHz? 100kHz? Die Frequenz sinkt bei steigender Kapazität halt relativ stark ab durch die hohe dielektrizitätszahl von Wasser. Soll ich noch einen Kondensator parallelschalten um den Einfluss des Wassers zu verringern? Noch was: hat jemand ne Idee wie man die Rohre anschließen könnte? ;-) Der Tank ist aus Plexiglas, ich dachte mir eventuell dass man sie so absägen könnte dass dünne drahtartige Enden unten rausstehen, die ich dann durchs Plexiglas führe und mit Klemmen anschließen kann. lg PoWl
Natürlich gibt es eine Formel für Zylinderkondensatoren jedoch das ganze theoretisch auszurechnen halte ich für überflüssig. Aus folgenden Gründen: 1. Wasser ist leitfähig (je nach Salzgehalt) darum muss eine Elektrode isoliert werden, dabei addiert sich zum e_Wasser noch e_Isolierung 2. zwei Rohre sind gut um den Kondensator von Störkapazitäten zu entkoppeln. Jedoch würde ich innen einen Stab einsetzen (der ist leichter zu isolieren), dann müsste man den Abstand der Elektroden so groß wählen, dass nicht so viele Wasserperlen hängen bleiben (die beeinflussen die Messung), aber so klein das eine möglichst große Kapazität entsteht! 3. oder man nimmt direkt zwei Stäbe die können besser mit befestigt werden, haben aber eine kleinere Fläche, können aber dichter zusammen. 4. ein NE555 kann man nehmen oder einen Schmitt-Trigger und die Frequenz mit nem AVR ausmessen, na dann kann man auch direkt den internen OPV des AVR`s nehmen.... 5. Wenn es kein Metall-Tank ist kann man auch von außen messen, einfach Kupferstreifen ankleben... Ich würde versuchen den Kondensator_voll/Kondensator_leer möglichst groß zu bekommen und dann die Frequenz auf ca. 100kHz hinzubiegen, denke das ist ausreichend.
@Paul Hamacher (powl) >Dazu hab ich mir aus dem Baumarkt einfach mal zwei Alurohre besorgt, >eins mit 10mm Innendurchmesser, eins mit 8mm Aussendurchmesser. Ich hab Viel zu aufwändig. Eine Doppelader reicht. Ende natürlich isoliert. >d=0.001m, A = (Pi * 0.009m) * 0.3m. Da kamen dann 75pF raus. Wenn das Könnte hinkommen. >geht das ganze auf satte 6,08nF hoch. Scheint ein beträchtlicher >Unterschied zur Messung zu sein. Logisch. >Kann man hier einen NE555 verwenden? Auf welche Frequenz sollt man den >dimensionieren? 10kHz? Passt. >Kapazität halt relativ stark ab durch die hohe dielektrizitätszahl von Kein Problem. >Wasser. Soll ich noch einen Kondensator parallelschalten um den Einfluss >des Wassers zu verringern? Kann man machen, ist aber nicht unbedingt notwendig. MfG Falk
Hm ja, das ist für Trinkwasser, genauer gesagt Stilles Mineralwasser das man z.B. von Vittel, Volvic.. sonstwas zu kaufen bekommt. Muss eine Elektrode wirklich isoliert werden damit das ganze funktioniert, beeinflusst die Leitfähigkeit des Wassers das ganze so stark? Wenn ja, könnte man Kupferlackdraht verwenden? Wie könnte ich denn eine Stange (z.B. Gewindestab) vernünftig isolieren? Lackieren? @ Falk, wie darf ich mir eine "Doppelader" vorstellen? lg PoWl
@ Paul Hamacher (powl) >Hm ja, das ist für Trinkwasser, genauer gesagt Stilles Mineralwasser das >man z.B. von Vittel, Volvic.. sonstwas zu kaufen bekommt. Eben dafür ist ein isolierter Draht ideal. >Muss eine Elektrode wirklich isoliert werden damit das ganze >funktioniert, Ja, sonst wäre es ja kein kapazitiver Sensor. >stark? Wenn ja, könnte man Kupferlackdraht verwenden? Ja. > Wie könnte ich >denn eine Stange (z.B. Gewindestab) vernünftig isolieren? Lackieren? Was willst du mit einer Stange? >@ Falk, wie darf ich mir eine "Doppelader" vorstellen? Ein Kabel mit zwei Adern, wie es tonnenweise für Stromversorgung und Lautsprecher verwendet wird. MFG Falk
@Gast (Gast)
>zu bekommen und dann die Frequenz auf ca. 100kHz hinzubiegen, denke das
Viel zu viel. Wozu? Ein paar kHz reichen, das kann man sogar per
Kopfhörer auswerten ;-)
MFG
Falk
Noch ein kleiner Tip zum Thema Trinkwasser: Silikonisoliertes Kabel (vor Einbau sorgfältig reinigen!) ist sicherlich verträglicher als PVC, aus dem sich früher oder später möglicherweise schädliche Weichmacher lösen können.
Nicht jedes Kabel ist ewig wasserdicht. Frage ist, ob die Messung nur man ein paar Stunden oder ein paar Jahre funktionieren soll. Bei Verwendung von Rohren sollte man auch an sich durch bildendes Kondeswasser denken, was dann die Messung verfälscht oder gar die Elektonik ertränkt...
@ Falk Brunner: Naja hast recht, muss nicht unbedingt 100kHz sein, die Frequenz ist aber auch nicht so wichtig. Ich würde eine Messung von außen vorziehen, gerade bei Trinkwasser. lässt sich alles schön schnell mit Kupferklebefolie in beliebiger Größe aufbauen. Ich weiß ja nicht wie die Umgebungsverhältnisse sind, aber wenn zu viele Störer da sind kann man die über ein guided shield blocken. natürlich ist die Kapazität kleiner, weil nur die hälfte des Dielektrikum sich ändert, aber die Streifen kann man sehr dicht an einander kleben.
Paul Hamacher wrote: > > Der Tank ist aus Plexiglas, dann kann man doch von außen sehen, wie hoch das Wasser drinnen steht.
Hier ein paar interessante links zum Thema: http://www.imagineeringezine.com/PDF-FILES/capgage.pdf Siehe auch den Anhang wo Elektrodendesign im Detail behandelt wird. MFG, Gerhard
Hier gibt es den QT300. Mit diesen IC laesst sich das ganze sehr einfach realisieren. http://www.saelig.com/miva/merchant.mvc?Screen=PROD&Product_Code=IC3038&Category_Code= MFG, Gerhard
Aus welchem Material ist denn der Wassertank? Ist ein Leitfähiges Gehäuse um den Tank ? Bei mir in der Firma haben wir so einen Kapazitiven Füllstands Sensor entwickelt. Ist eigentlich nur eine Kupferfolie die an die Aussenseite des Tanks (bei uns aus Glas) aufgeklebt wird und ein Oszillator dessen Schwingkreis durch die Kupferfolie / Wasserstand verstimmt wird.
Der Tank ist aus Plexiglas, er bildet aber auch gleichzeitig das Gehäuse so dass Kupferfolie an der Aussenwand recht unpraktisch ist. Ich würde gerne eine Messung mit einer dünnen Elektrode im Inneren des Tanks machen. Muss die eine Elektrode wirklich isoliert sein? Was passiert denn dann elektrisch gesehen mit meinem Multivibrator? Der Widerstand des Wassers dürfte ja recht hoch sein.. Was ist mit einem alternativen Messprinzip? Z.B. über Leitfähigkeitsmessung: zwei dünne Metallstäbe, die ich im Tank mit geringem Abstand nebeneinander platziere. Je höher das Wasser im Tank steht desto mehr von den Stäben hängt im Wasser drin, d.h. der Widerstand sinkt. Man könnte den Spannungsabfall an diesem Widerstand mit einem OpAmp verstärken und mit dem AVR messen. Das dürfte sehr einfach gehen, der Nachteil dieser Methode ist eben, dass ich das ganze für ein bestimmtes Wässerchen (Mineralgehalt) kalibrieren muss. lg PoWl
Handelt es sich bei dem ganzen um Wasser das zum Genuss bestimmt ist? Die Widerstandsmessung würde ich auf jedenfall mit einer AC Spannung oder Impulsen machen. DC ist in Verbindung mit Wasser, Elektroden und geschlossenen Behältern nicht so der Knaller ;-) Was mit noch einfällt : Den Wasserdruck messen , und den Füllstand aus dem Druck errechnen?
Ja das wird hinterher automatisch abgekocht und dann als Heißgetränk serviert. Drucksensoren sind leider teuer, fällt also erstmal weg. Ich denke was andere als kapazitiv und per Widerstand wird nicht übrig bleiben wobei ich kapazitiv bevorzuge, auch wenn Leitfähigkeitsmessung das einfacherer wär, bringt es das Problem mit sich, dass sich die Leitfähigkeit unterschiedlicher Wassersorten wohl mehr oder minder stark unterscheidet und ich nicht weiß ob ich da ewig das Aldi-Wasser reinkippen werde, hab keine Lust das dann immer wieder neu zu kalibrieren. Die Dielektrizitätszahl wird sich durch den Mineralgehalt des Wassers jedoch nicht so stark verändern, oder? Ja, Leitfähigkeitsmessung über kurze Impulse sonst wird das Maschinchen wirklich zum Knaller, wobei ich nicht davon ausgehe dass ich besonders viele Funkenquellen in der Nähe hab ;-) Das Problem bei der Leitfähigkeitsmessung könnte ich mit einer zusätzlichen Elektrode umgehen, die bei einem bestimmten Füllstand Kontakt mit dem Wasser hat, somit könnte sich das Ding beim Auffüllen selbst kalibrieren, vorrausgesetzt man füllt langsam auf, was nicht immer der Fall sein wird. Damit steigt auch der Hardwareaufwand wieder auf das Niveau der kapazitiven Messung.. naja blöde Sache. Nicht meine Frage vergessen: ist es so tragisch wenn die Kondensatorelektroden Kontakt mit dem Wasser haben? lg PoWl
Ja das ist tragisch. Wasser ist sofern es nicht vollentsalzt ist, ein sehr guter Leiter und wird bei Überlaufsicherungen auch als "Schalter" eingesetzt. Es muss also mindestens eine Elektrode isoliert sein. Diese Isolierung ist dann Dein einziges Dielektrikum.
Zum Kontakt mit Wasser: Wenn du die Elektroden unisoliert ins Wasser hängst, fängst du dir eine Menge an Problemem ein. Zum einen hast du dann keinen Kondensator mehr alleine, sondern die Anordnung verhält sich eher wie die Parallelschaltung aus einem Widerstand (des des Wassers) und einem Kondensator. Natürlich hängt der Widerstand wieder vom Wasser selber und vom Wasserstand ab. Zusätzlich solltest du in diesem Fall nur reine Wechselspannung an den Kondensator legen, denn sonst spaltest du das Wasser elektrolytisch. Das entstehende Gas ist nicht das Problem, weil man die Mengen durch kleine Mesströme klein halten kann und der Wasserstoff sowieso schnell wegdiffundiert. Allerdings bildet sich durch das Gas, das sich an den Elektroden anlagert ein parasitäres galvanisches Element, welches eine Gleichspannung über den Elektroden verursachen kann. (Polarisationsspannung nennt man das, wenn ich mich nicht irre.) Des weiteren wird sich mit Gleichspannung beim Stromfluss durch das Wasser auch etwas von den Elektroden lösen, sofern die nicht gerade aus Platin o.ä. sind. Dabei solltest du im Auge behalten, dass die meisten Metallionen giftig sind. Mit diesen Effekten muss deine Auswerteschaltung fertig werden. Ob sie das kann und ob du das willst, musst du entscheiden.
@ Paul Hamacher (powl) >denke was andere als kapazitiv und per Widerstand wird nicht übrig >bleiben Wo bitte schön ist das Problem? Diese Gejammer ist ja unerträglich! > wobei ich kapazitiv bevorzuge, auch wenn Leitfähigkeitsmessung >das einfacherer wär, Was ist an einer Multivibratorschaltung mit NE555 kompliziert? >kalibrieren. Die Dielektrizitätszahl wird sich durch den Mineralgehalt >des Wassers jedoch nicht so stark verändern, oder? Eben. >Ja, Leitfähigkeitsmessung über kurze Impulse sonst wird das Maschinchen >wirklich zum Knaller, Um nennenswerte Mengen Knallgas zu erzeugen musst du schon ORDENTLICH Strom durchjagen. Eine MESSUNG ist das dann nimmer mehr. >Nicht meine Frage vergessen: ist es so tragisch wenn die >Kondensatorelektroden Kontakt mit dem Wasser haben? Physischen Kontakt müssen sie haben, sonst ist es ja keine Messung. Elektrisch isoliert müssen sie aber dennoch sein. Nun zum hundersten Mal wiederholt. MFG Falk
Tut mir leid Falk, das war kein Gejammer bzw. sollte zumindest nicht als solches zum Ausdruck kommen. Ich wollte nur Aufwand und Nutzen abwägen und hab ein wenig gegrübelt. Klar, ihr habt mir schon mehrmals gesagt dass elektrischer Kontakt mit dem Wasser nicht sein darf, was das für Konsequenzen hat (und danach fragte ich) wurde jedoch erst von deinem Vorposter beantwortet. Dann werde ich die kapazitive Messmethode nehmen, entweder mit Rohr und einem Gewindestab innendrin oder mit zwei plattenförmigen Elektroden. also dankeschön für die Informationen! lg PoWl
hi, rohr mit gewindestab ist um einiges zuverlässiger als 2 platten, du müsstest ja sorge dafür tragen, dass die platten immer gleichen abstand zueinander haben. das mit dem rohr ergibt eine 'koaxialkapazitive' methode, es ist reichlich egal, ob der gewindestab etwas gebogen ist oder nicht, die kapazität bleibt ziemlich konstant. wir haben einen solchen kadetten entwickelt und seit 3 jahren im einsatz, allerdings um brennstoffe zu messen, dielektrizitätskonstante ca. 2, funktioniert trotzdem gut, der pegel lässt sich sehr genau und reproduzierbar bestimmen, einem 5 liter eimer ein schnapsglas voll entnommen kann detektiert werden, das ganze zurückgekippt ebenfalls. allerdings muss (timer-ic vorausgesetzt) der sensor per software linearisiert werden, da ja das messergebnis immer der ladekurve eines kondensators zugrunde liegt, die kennlinie ist 'verbogen'. wenn du probleme mit temperatur vermeiden willst, verwendest du den tlc556, der ist um einiges temperaturstabiler als die nicht-cmos-derivate. grüssens, harry
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Ich habe mir auch so'n Ding gebastelt: Alurohr, Innendurchmessr 15mm, unten eine Achse durch, Kunststoffrolle drauf. Oben ein Kunststoffstopfen mit Gewinde. Einen isolierten Draht von oben nach unten, über dieRolle geführt wieder nach oben im Rohr, ein Knoten knapp über dem Stopfen oben , dann kann durch herausdrehen des inneren Stopfens der Draht gespannt werden. Nun eine kleine (vergossene) Schaltung mit NE555 oben dran, bei der das Frequenzbestimmende Element der Kondensator ist. Nun verändert sich die Frequenz mit Änderung des Füllstandes. Die Frequenz per µC auszuwerten ist das kleinste Problem, auch ein Abgleich kann jetzt einfach durchgeführt werden. Zu beachten ist, dass sich die Frequenz nicht linear zum Füllstand ändert, sondern radizierend ist. Für 'nen µC aber auch kein Problem.
Wieso kann man eine Leiterschlaufe als Kondensator benutzen? (Die Frage kam schon von Paul, wurde aber nicht beantwortet...) Beim Googlen findet man (ich zumindest) nur irgendwelche Abstracts zu Patenten.
@ STK500-Besitzer (Gast)
>Wieso kann man eine Leiterschlaufe als Kondensator benutzen?
Das ist nur ein mechanischer Trick, um das Kabelende nicht wasserdicht
isolieren zu müssen. Die Schleife wirk nicht als Schleife, sondern als
einfache Drahtelektrode. Die Gegenelektrode ist das Metallrohr.
MfG
Falk
Dann hat Thilo also nur eins der beiden Kabelenden angeschlossen. Dann ist ja alles klar. Ich hab damals (vor >10 Jahren) einem Arbeitskollegen etwas entsprechendes für sein Wohnmobiltank wollen/sollen. Leider kam es nicht mehr dazu, weil seine Abteilung komplett die Firma verlassen hat...
Die Kabelenden habe ich oben verdrillt und komplett als Elektrode verwendet. Um das Rohr kam 'ne Schlauchschelle, unter dem ein 2.5mm² Massekabel zur Elektronik ging.
Wieder mit sinnlosen Informationen um mich geworfen... Der "Kondensator" damals waren zwei in Schrumfschlauch verpackte Schweißdrähte im Abstand von ca. 2cm. Mit einer RCL-Meßbrücke konnten wir dann auch unterschiedliche Wassertiefen (Kondensator in einem Becken [von 500qm] abgesengt) messen. Wir konnten uns auch nicht wirklich gut auf eine Messschaltung einigen.
Hi, nun ist es soweit und ich komme von der Theorie zur Praxis. Ich habe gerade mal einen Test mit meinen Zwei Aluminiumrohren gemacht. Leider stoße ich da noch auf erhebliche Isolationsprobleme. Das Rohr hat 6mm Innendurchmesser und 8mm Aussendurchmesser. Der darinliegende Stab hat 4mm Aussendurchmesser. Leider messe ich derzeit einen Widerstand von wenigen MOhm zwischen den beiden Elektroden in Wasser. Lohnt es sich zu versuchen den Stab zu isolieren indem ich ihn anschleife und anschließend mit billig-Autolack lackiere oder brauche ich da eher sowas wie Kontakt Plastik http://www.reichelt.de/?ARTICLE=9474 ? Mit der Formel für Zylindschrische Kondensatoren komme ich auf eine Kapazität von 40pF, vollbefüllt mit Wasser ergibt das 3,2nF. Immernoch nicht sonderlich viel. Ist es sinnvoll den Kondensator größer zu dimensionieren oder kann er sogar noch kleiner ausfallen? Welche Oszillatorschaltung arbeitet zuverlässig und lässt sich am besten hierfür verwenden? Lässt sich mit dem Analogkomparator vom AVR was anstellen? Noch eine alternative Idee: resistive Füllstandsmessung. 4 Elektroden im Tank, zwei kurze Knöpfe die gerademal unten aus dem Tankboden hervorschauen und zwei lange Elektroden die sich von unten nach oben über den ganzen Tank erstrecken. lg PoWl
@ Paul Hamacher (powl) >einen Widerstand von wenigen MOhm zwischen den beiden Elektroden in >Wasser. >Lohnt es sich zu versuchen den Stab zu isolieren indem ich ihn Die Elektroden MÜSSSEN Isoliert sein! >Kapazität von 40pF, vollbefüllt mit Wasser ergibt das 3,2nF. Immernoch >nicht sonderlich viel. Das ist RIESIG! >Welche Oszillatorschaltung arbeitet zuverlässig und lässt sich am besten >hierfür verwenden? NE555 tuts problemlos. MFG Falk
Falk Brunner wrote: > @ Paul Hamacher (powl) .. > >>Welche Oszillatorschaltung arbeitet zuverlässig und lässt sich am besten >>hierfür verwenden? > > NE555 tuts problemlos. > > MFG > Falk Solange die Isolation der Elektroden intakt ist, mag NE555 genügen. Leider verbleibt ein deutlicher Gleichspannungsanteil, da NE555 zwischen 1/3 und 2/3 Vcc pendelt. Da aber in der Praxis bei Lackisolation das oft zu Problemen führt, bin ich auf gleichstromfreie Schaltungen an den Elektroden übergegangen. Seitdem ist es problemlos. Andrew
Also ich hab mir mal alles grad durchgelesen und mir ist folgendes Aufgefallen >Klar, ihr habt mir schon mehrmals gesagt dass elektrischer Kontakt mit >dem Wasser nicht sein darf, was das für Konsequenzen hat (und danach >fragte ich) wurde jedoch erst von deinem Vorposter beantwortet. Warum die Elektroden isoliert sein müssen wurde schon viel früher beantwortet, um genau zu sein war es gar die erste Antwort die auf alle deine Fragen kam Zitat 2. Post, 1. Antwort >1. Wasser ist leitfähig (je nach Salzgehalt) darum muss eine Elektrode >isoliert werden, dabei addiert sich zum e_Wasser noch e_Isolierung Wenn du die Elektroden also nicht gegen das Wasser isolierst wirst du immer nen übelsten Serienwiderstand messen können. Das ist numal eine Eigenschaft von Trinkwasser, du füllst da ja kein Reinstwasser ein...oder hast gar vor das zu trinken. Und immer wieder zu fragen warum denn eine Elektrode isoliert sein muss hilft dabei auch nicht wirklich weiter, sie muss es numal sein. Beim Isoliermaterial würde ich auf jeden Fall schaun ob es Lebensmittelverträglich ist. Wenns das nicht ausdrücklich ist würde ich es auch nicht verwenden, wer weiß was man sich sonst ins Trinkwasser rein holt. Zur Kapazität: Ich hab hier u.a. einen NE555 mit 10 pF bei 7.2 kHz als astabile Kippstufe laufen. Mit der Formel für den NE555 kannste dir jetzt simpel ausrechnen welche Frequenzen bei 1 pF oder 100 pF rauskämen und das macht der NE555 locker mit. Da sehe ich kein Problem das zu realisieren.
Ihr habt meine Frage falsch verstanden. > Lohnt es sich zu versuchen den Stab zu isolieren indem ich ihn > anschleife und anschließend mit billig-Autolack lackiere oder brauche > ich da eher sowas wie Kontakt Plastik > http://www.reichelt.de/?ARTICLE=9474 ? Es ging mir nicht darum, ob ich den Stab überhaupt isolieren soll! Dass das sein muss ist mir klar. Mir ist auch bewusst dass Wasser in relation zur Anwendung gut leitet. Das würde sich wie ein zum Kondensator parallelgeschalteter Widerstand verhalten, welche Effekte DARAUS nun resultieren hat mir noch keiner gesagt, das war auch schon immer meine Frage, aber nun gut, wahrscheinlich wird sich der Kondensator einfach nicht vernünftig aufladen lassen. Es ging mir darum ob ich entweder versuchen soll, ihn mit billig-Autolack zu isolieren oder ob ich Kontakt Plastik verwenden soll. Ich habe mir gerade einen neuen Stab besorgt, die Stäbe haben eine Eloxalschicht welche beim alten wohl etwas kaputt war, vielleicht ist sie diesmal besser und isoliert gescheit. Funktioniert diese Schaltung: http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Oszi_555.GIF ? lg PoWl
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Nunja, wie soll sich schon ein Kondensator mit parallelem Widerstand schon verhalten? Aber OK, haben wir das schonmal geklärt ;) Die verlinkte NE555-Schaltung kenn ich leider nicht, hab fast den Verdacht beim Überfliegen, dass da eine Leitung oder so fehlt, vielleicht aber auch nicht, however. Ich verwende die astabile Kippstufenbeschaltung (siehe Anhang, Quelle: ST-Datasheet, Figure 13) und dann gilt für die Frequenz:
Wählst du
dann bekommst du annähernd ein Tastverhältnis von 50 %
So, die Lackisolierung mit Baumarktlack kann man leider vergessen, das Zeug isoliert kaum, trotz mehreren Schichten. Ich werde mir wohl von Reichelt mal den Kontakt Plastik 70 Lack besorgen. Der soll ja angeblich hervorragende Isolationseigenschaften haben, na da hoffe ich mal, dass dem auch so ist. lg PoWl
Hallo Paul, bei meinem Fuellstandsprojekt habe ich eine etwa 50cm lange koaxiale Messleitung eingesetzt. Das Aussenrohr ist aus Edelstahl. Die eigentliche Messelektrode besteht aus einem 3mm Eisenrohr welches mit einem Teflonschlauch ueberzogen wurde. Das untere Ende habe ich in einer Plastikmuffe zur Zentrierung( 3 Nylonschrauben) gesteckt und zur Dichtigkeit mit UHU+ (5-Minuten Epoxy)verklebt. In einem PVC Stueck oben drin sitzt eine kleine runde Platine mit einem QT300 von Quantum Research. Der QT300 kommuniziert mit einem AVR ueber ein SPI Interface. Funktioniert ausgezeichnet. Die Messungen sind stabil und auf ein paar mm genau. MFG, Gerhard
Hier noch einmal die Link: http://www.saelig.com/miva/merchant.mvc?Screen=PROD&Product_Code=IC3038&Category_Code= Gerhard
Das ist ein interessantes Thema. Also die Kapazität der Sonde wollt ihr als frequenzbestimmendes Element verwenden? Aber wenn auf jeden Fall ein Mikrocontroller benutzt wird, geht es doch auch so? Beitrag "Einfache Sensortaste" Hier ein Projekt mit 555 und PIC Gute mechanische Umsetzung, PTFE Kabel gespannt mit Feder (α_Al≈23, α_Cu≈16) http://njhurst.com/electronics/watersensor/new/ Wo bekommt man Teflon-Litze?
Bin hier nur drüber gestolpert. Ist nicht kapazitiv, aber vielleicht interessiert es jemand. http://www.national.com/vcm/NSC_Content/Files/en_US/Signalpath/national_sp_designer115.pdf
So, ich habe nun ein paar Tests gemacht. Einen Alustab als Elektrode zu verwenden funktioniert leider nicht. Ich kann noch so viele Lackschichten draufsprühen, Irgendwie leitet er immer. Ich habe, bevor ich das Ding noch in 1mm Lack einpacke mal einfach zwei 0,5mm Kupferlackdrähte mit der Bohrmaschine verdrillt und das Ende isoliert. Dann das Gebilde an ein Kabel gelötet und an den Oszillator angeschlossen. Ein wunderbarer Kondensator. Durch eintauchen in Wasser erhalte ich dann ungefär eine Halbierung bis Viertelung der Frequenz also ein ausreichender Unterschied. Was seltsam ist, wenn ich das ganze mit dem Oszilloskop nachmesse wird irgendwie das Tastverhältnis des Rechtecksignals sehr instabil. Ebenso wenn ich den Kondensator mit den Fingern anfasse (ist ja isoliert). Liegt das an der Erdung des Oszilloskops und umherschwirrenden Störabstrahlungen die ich mir da einfange? Um zu verhindern dass sich der Kondensator mit Wasser vollsaugt habe ich ihn übrigens nochmal ordentlich lackiert. lg PoWl
Hoi Miteinander Ich mache gerade Matura. Meine Arbeit heist kapazitive Füllstandsmessung. Ich habe mal eine Schaltung mit NE555 gebaut, ich will mit diese Schaltung die Kapazität und den Wiederstand messen. Meine Frage ist ob es überhaupt möglich ist dass ich das machen kann und ob überhaupt die Schaltung korrekt ist für dass was ich will. Bitte hilft mir und wenn was nicht ok bitte schreiben und sagen wie mann es besser machen könnte Danke im Voraus
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SRy hab den Anhang vergessen jetzt aber mit Anhanb Hoi Miteinander Ich mache gerade Matura. Meine Arbeit heist kapazitive Füllstandsmessung. Ich habe mal eine Schaltung mit NE555 gebaut, ich will mit diese Schaltung die Kapazität und den Wiederstand messen. Meine Frage ist ob es überhaupt möglich ist dass ich das machen kann und ob überhaupt die Schaltung korrekt ist für dass was ich will. Bitte hilft mir und wenn was nicht ok bitte schreiben und sagen wie mann es besser machen könnte Danke im Voraus
@ powl: Das Messprinzip (kapazitiv und Leitfähigkeit) wird von Endress & Hausser schon seit ca. 35 Jahren so praktiziert. Gute Ergebnisse kriegst du bei einem (aussen) Rohrdurchmesser von ca. 45mm (Edelstahl als Masse) und einem Edelstahlstab von 10mm, gut isoliert in Teflon. Die Kapazität ändert sich je nach Länge der Sonde und dem Medium um einige zig pF. Als Frequenz musst du die zum Medium passende wählen, bei Wasser im kHz-Bereich (ca. 10..36kHz), bei Öl und anderen wenig leitfähigen Medien im MHz-Bereich (0.8..1MHz). Der koaxiale Stab im Rohr sollte möglichst keine mechanischen Verbindungen zum Masserohr haben, da sich Schmutzablagerungen negativ auf die Linearität auswirken. Auch Entlüftungslöcher oben im Rohr nicht vergessen, da sich die Luft dort sonst komprimiert und der Füllstand verfälscht wird. Dass die Messung wegen der Leitfähigkeit immer mit dem Zielmedium justiert werden muss sollte klar sein. Die Auswertung der Frequenz darf nicht linear sein, sie ist radizierend im Verhältnis zum Füllstand. Zur Beachtung: da die Messung mit Frequenzen arbeitet, sollte sich in nächster Nähe keine frequenzempfindliche Messung befinden. Alles in Allem ist das eine sehr wartungsarme, zuverlässige Art der Füllstandsmessung.
@ Thilo: Kann ich nur bestätigen. Es läuft über Jahre hinweg ohne wesentlichen Nachgleich. Und damit sehr zuverlässig. Andrew
Ich hab das nun einfach so mit gelöst, dass ich einen 1mm Kupferlackdraht mit der Bohrmaschine verzwirbelt und einmal lackiert habe (damit der Lack die Zwischenräume befüllt wo sich sonst das Wasser festsetzt) Ist eine superdünne Elektrode und funktioniert spitze. Im ersten schwachen Test zumindest. lg PoWl
Hab in meinem Regenwassertank (4500m3) auch einen kapazitiven Sensor gebaut. - NE555 - zwei Alublechstreifen isoliert mit durchgehendem Schrumpfschlauch - Abstand der Blechstreifen ~2cm, Länge ~1700mm - mega8 misst die Frequenz und errechnet daraus den Füllstand Funzt prima. @Falk Brunner Kannst Du auch in ganzen Sätzen antworten!?
Man muss aber garnicht radizieren sondern 1/x machen. (wie nennt man das dann?). Die Frequenz des Oszillators ist umgekehrt proportional zur Kapazität, und die wiederum bewegt sich linear zum Füllstand in einem gewissen Bereich. Wenn man die Frequenz misst indem man im AVR einen Counter damit hochzählen lässt ist der Counterstand pro Zeiteinheit proportional zur Frequenz. D.h. je höher das Wasser steht, umso niedriger ist der Counterstand. Also muss man nur noch 1/Counterstand rechnen und erhält eine Zahl die sich proportional zum Füllstand des Tanks verhält. Anstelle von 1/x muss man je nach Oszillatorfrequenz natürlich sowas wie 500000/x machen. Sonst würde eine superkleine Kommazahl rauskommen und Fließkommaarithmetik muss ja nicht sein. lg PoWl
Die meisten MCs haben einen Komparator, eignet sich prima zur Kapazitätsmessung. Die Aufladezeit ist linear zur Kapazität und damit linear zum Füllstand. Man muß also nicht kompliziert rumrechnen und nen extra 555 braucht man auch nicht. Man braucht nur noch nen Widerstand. Peter
Und wie geht das mit dem Komparator im µC? Man braucht doch eine gewisse Hysterese sonst kann man keinen Oszillator damit bauen. Außer man programmiert eine Verzögerung in den AVR bzw schaltet die Komparaturspannung um aber der wird dafür ja wohl nicht schnell genug sein hm? Ich habs auch mit nem Schmitt-Trigger IC gemacht.
> sonst kann man keinen Oszillator damit bauen Man baut auch keinen Oszillator damit. Vorausgesetzt der Sensor-C ist zwischen uC-Pin und GND, und ein Pullup ist zwischen uC-Pin und Vcc, ist die Arbeitsweise folgende: 1. Portpin als Ausgang auf Masse schalten: entlädt den C 2. Timer starten und Portpin als hochohmigen Eingang schalten 3. Wenn der Eingang auf '1' geht, Timer auslesen 4. Aus der Zeit die Kapazität ausrechnen Die Schritte 2 und 3 können auch von der Input-Capture-Einheit ausgeführt werden... > sondern 1/x machen. (wie nennt man das dann?). Kehrwert, Reziprokwert
Doppel-Danke. Werde das dann auch mal testen, habe zufällig ein paar kapazitive Füllstandsmessschaltungen hier.
@Peter Das ist eine gute Idee! Habe Deinen Betrag zu diesem Thema schonmal in einem anderem Forum gelesen, weis nur nicht mehr wo. Vielleicht kannst Du hier nochmal ein paar Infos geben!? Eine Feuchtigkeitsmessung (rel. Luftfeuchte) liesse sich ja so auch realisieren. Habe z.Zt den NE555 in meiner Schaltung, würde aber auch gern mal Deine Methode ausprobieren.
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