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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leitwertmessung im Eigenbau


Autor: Christian Mentin (c-mentin)
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Hallo,

ich möchte gerne den Leitwert meines Aquariuenwassers dauerhaft messen.
Ich habe gelesen, dass Edelstahl gutes Elektrodenmaterial wäre.
Leider habe ich nicht herausgefunden, in welchem Zusammenhang Abstand 
und Größe (Fläche) der Elektroden zu der gemessenen Leitfähigkeit 
stehen.

Des weiteren soll ich ja eventuell mit wechselspannung messen.
Da ich sowieso einen PIC verwende, reichen 1kHz TTL Impuls hoffentlich 
aus?
Oder geht es hier um die Verpolung der Elektroden?

Wenn ich eine Messung mit Konstantstrom mache, in welcher Größenordnung 
befinden sich dann Strom und Spannung? Bin ich richtig in der Annahme 
dass bei Entfernung = 1m der Widerstand um ca. 1 Ohm sein wird?

Spielt der verwendete Messstrom eine Rolle (100µA-100mA)?

Viele Fragen,
hoffentlich könnt ihr mir helfen,

mit freundlichen Grüßen
Christian Mentin

Autor: dummy (Gast)
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>Bin ich richtig in der Annahme
>dass bei Entfernung = 1m der Widerstand um ca. 1 Ohm sein wird?

Nein.

>Spielt der verwendete Messstrom eine Rolle (100µA-100mA)?

Bei 100mA werden deine Fische sicherlich unfreiwillig
zappeln ;)

Autor: Kobaltchlorid (Gast)
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Leitwertmessungen in Ionenleitern (Wasser ist ein Ionenleiter) muss man 
mit Wechselstrom machen (KEINEN gepuslten Gleichstrom), weil sonst 
elektrolytische Effekte die Messung völlig unbrauchbar machen.

Ansonsten verhält sich Wasser genau so wie jeder andere Leiter:
http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand

Der Leitwert ist der Kehrwert des Widerstandes
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Leitwert

Abhängig von deinem Messzellenaufbau kannst du dir daher den 
erforderlichen Messstrom ausrechnen. Je größer die Elektrodenfläche und 
je kleiner der Abstand der Elektroden ist, desto kleiner ist der 
Widerstand der gemessenen Flüssigkeit. Abhängig von den 
Messzellendimension musst du daher das Messergebnis auf Ohm/m oder µS.cm 
oder was auch immer umrechnen.

Außerdem muss man unbedingt auch einen Temperatursensor in die Messzelle 
einbauen und das Messsignal entsprechend kompensieren oder per Software 
umrechnen, weil die Leitfähigkeit von Wasser stark temperaturabhängig 
ist.

Du kannst natürlich auch ein fertiges Leitfähigkeitsmessgerät kaufen, 
das erscheint mir als die einfachste Möglichkeit.

Autor: Thilo M. (Gast)
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>Du kannst natürlich auch ein fertiges Leitfähigkeitsmessgerät kaufen,
>das erscheint mir als die einfachste Möglichkeit.

Yokogawa hat da prima Sachen, evtl. gibt's bei denen auf der HP Infos?

http://www.yokogawa.com/de/an/fluessigkeitsanalyse...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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google findet jede Menge Links zu Selbstbauschaltungen.

Bei 1-2-3 werden häufig die Leitwertmeßgeräte angeboten, oft mit Analog 
Ausgang (Schreiberanschluß).

Kauf dir so ein Gerät, und schließ den pic am Geräteausgang an. Dann 
kannst du Datenauswertung, Logging, etc. machen - was will man mehr fürs 
Aquarium.

Andrew

Autor: Dieter S. (accutron)
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Christian,

miss den Leitwert über einen induktiven Wandler. Damit brauchst Du dann 
keine Elektroden, die verschleißen können. Die beiden (Ringkern-)Spulen, 
die Du für dieses Verfahren benötigst, könntest Du vergießen.

Falls Du Dich dafür interessierst, kann ich Dir noch weiterhelfen.

Dieter

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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@ Dieter: Ja, das ginge auch. Kannst Du mir bitte mal eien PN mit 
Details dazu schicken? Dank im Voraus.


Andrew

Autor: Dieter S. (accutron)
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Hallo,

einen kompletten Detailplan kann ich nicht abgeben, aber zunächst mal 
das Prinzip: Durch eine Ringkernspule #1 lässt man Wechselstrom fließen 
(im unteren Kilohertz-Bereich). Durch das Zentrum der Spule lässt man 
das zu messende Medium fließen. Ebenso fließt dieses durch das Zentrum 
einer zweiten Ringkernspule. Dieser Mediumskanal führt auch außen herum 
der Spulen, so dass durch den Wechselfluss von Spule 1 ein Wechselstrom 
im Medium erzielt wird. Das dieser ebenfalls sozusagen als Windung durch 
die zweite Spule geht, wird in dieser eine Spannung induziert. Der 
Kurzschlussstrom dieser zweiten Spule ist ein Maß für die Leitfähigkeit 
des Mediums.

Natürlich muss man das System noch kalibrieren, was entweder mit einem 
Referenzgerät oder mit einer definiert angesetzten Salzlösung geschehen 
kann.

Damit das Signal möglichst groß wird. sollte man den Ringkern der ersten 
Spule (Geberspule) so auslegen, dass ein möglichst hoher Fluss möglich 
ist. Optimalerweise ist hier ein Ringbandkern besser geeignet als ein 
Ferritkern. Für die Empfangsspule hingegen ist ein hochpermeabler 
Ferrit-Ringkern geeignet.

Dieter

Autor: Johann (Gast)
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>Falls Du Dich dafür interessierst, kann ich Dir noch weiterhelfen.
@Dieter: mich interessiert es auch, vielleicht auch andere Leser, kannst 
du es hier bitte beschreiben ?

Autor: Christian Mentin (c-mentin)
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Hi,

Danke für die vielen Antworten.

Ich dachte mir schon, dass mich Gleichstrom nicht ganz ans Ziel bringt.

Jedoch wenn ich die Elektroden immer verpolt mit 10ms oder kürzer pulse 
müsste es doch auch ok sein?
Soweit ich es verstanden habe, liegt das Problem ja nur dass bei 
"längeren" Messungen mit der selben Polarität da, dass dann die 
elektrolytischen Effekte zu tragen kommen.

Einzige Frage die ich noch habe, wie die Temperatur bei der 
Leitwertberechnung mit einfliessen lasse.

Dass es dafür Messgeräte gibt ist mir klar, und auch ein solches besitze 
ich, ich würde aber auch mal gerne selbst versuchen das zu messen.

Danke
grüße Mente

Autor: Kobaltchlorid (Gast)
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>Einzige Frage die ich noch habe, wie die Temperatur bei der
>Leitwertberechnung mit einfliessen lasse.

In dem du den unkompensierten Messwert entweder mit einer (nicht 
linearen) Funktion umrechnest oder den kompensierten Messwert aus einer 
vorher angelegten Tabelle ausliest, Beispiel:
http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_ei...

Die genaue Funktion bzw. eine ausführliche Tabelle findet man in Physik- 
oder Chemie-Lehrbüchern.

Autor: Ich (Gast)
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>ich möchte gerne den Leitwert meines Aquariuenwassers dauerhaft messen.

Welchen Einfluss hat Strom eigentlich auf Fische?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Ich wrote:
>>ich möchte gerne den Leitwert meines Aquariuenwassers dauerhaft messen.
>
> Welchen Einfluss hat Strom eigentlich auf Fische?

Wenn er durch sie durch geht, bestimmt keinen guten - aber die Messung 
würde dabei auch verfälscht. Man wird den Sensor wohl am besten im 
Zufluß der Filteranlage anbringen - oder sehe ich das falsch?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Uhu Uhuhu wrote:
> Ich wrote:
>>>ich möchte gerne den Leitwert meines Aquariuenwassers dauerhaft messen.
>>
>> Welchen Einfluss hat Strom eigentlich auf Fische?
>
> Wenn er durch sie durch geht, bestimmt keinen guten -



Je nach Stromstärke und Frequenz: Lähmend oder tödlich. die elektrischen 
Fischfanggeräte funktionieren nach diesem Prinzip.

> würde dabei auch verfälscht. Man wird den Sensor wohl am besten im
> Zufluß der Filteranlage anbringen - oder sehe ich das falsch?

Zufluß ist z.B.  ein sehr guter Platz.

Autor: Dieter S. (accutron)
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Hallo,

Elektroden verschmutzen auch mit Wechselstrom zusehends. Bei der 
induktiven Methode ist zwar auch darauf zu achten, dass der Messkanal 
nicht "zuwächst", aber das ist normalerweise einfacher zu 
bewerkstelligen.

Eigentlich will man nicht den Leitwert messen, sondern die 
Leitfähigkeit. De facto tut man jedoch das Erstere für das Letztere. Der 
angegebene bzw. dargestellte Messwert ist jedoch Leitfähigkeit, nämlich 
z. B. mS/cm oder dergleichen.

Übrigens ist der Wert meist temperaturabhängig, weshalb man über einen 
TK (der medien-spezifisch ist) häufig auf denjenigen Wert rückrechnet, 
den das Medium bei 25 °C hätte.


Dieter

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