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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sonde für kapazitive Füllstandsmessung und Auflösung


Autor: grauer Herr (Gast)
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Das Prinzip und einige Sonden wurde hier ja schon öfters diskutiert.
Ein solider Aufbau ist auf http://njhurst.com/electronics/watersensor/ 
zu sehen.

Die Frage ist, welcher Durchmesser des Rohres zu wählen ist, wenn der 
innere Leiter ein PTFE ummantelter Draht mit 0.2 mm Durchmesser ist, der 
wieder nach oben geführt und verdrillt ist.
Die Sonde ist 1,5 m lang. Bei 1 cm Rohr komme ich für Luft (leerer Tank) 
auf ca. 25 pF, mit Wasser das 80-fache.
Mit 1 MOhm komme ich auf eine Zeitkonstante 25 µs, nach 5*tau sei er 
voll, also 0.125 ms (10 ms mit Wasser).

Das müsste ja eigentlich problemlos zu messen sein, oder habe ich einen 
Fehler im Konzept?

Was für ein Sondenmaterial ist besser für Regenwasser geeignet, 
Edelstahl oder Aluminium?

Autor: Aahh (Gast)
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>Was für ein Sondenmaterial ist besser für Regenwasser geeignet,
Edelstahl oder Aluminium?

Ich wuerd jetzt sagen : Weder noch. Regenwasser ist nicht destiliertes 
Wasser sondern kann irgendwas beinhalten. Rostfrei verliert den 
schuetzenden Oxidfilm mit Chlor, Alu leider auch. Dh dann kann man 
gleich Eisen nehmen.

Autor: Peter R. (pnu)
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Ein weiteres Problem besteht, nach meiner Erfahrung, in der Benetzung 
der Sonde.
Wenn das Material nach längerer Zeit mit Algen, Bakterien oder 
dergleichen beschichtet ist, ergibt es zunehmend falsche Kapazität und 
zeigt "zuviel" an. (eigentlich trocken sein sollenden Teile der Sonde 
sind noch benetzt)

Die Verunreinigung des Wassers spielt ebenfalls eine Rolle. Bei 2m 
Messlänge habe ich zwischen recht reinem Regenwasser und Leitungswasser 
mittlerer Härte fünf Prozent Unterschied in der Anzeige, da sich die 
Leitfähigkeit des Wassers ändert.

Autor: grauer Herr (Gast)
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Das mit der Korrosion kann ich nicht ganz nachvollziehen, wieso habe ich 
Chlor im Regenwasser?

Wie ist das Problem mit der Verschmutzung zu lösen (ggf. polierte 
Edelstahl-Oberfläche besser als Al-Oxid?)?

Wie im Link, ein offener Sensor anstelle eines schwer zu reinigenden 
Rohrs?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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grauer Herr schrieb:
> Das mit der Korrosion kann ich nicht ganz nachvollziehen, wieso habe ich
> Chlor im Regenwasser?

Wegen der Umweltverschmutzung. Oder stehst Du jedes mal 10 Mintuen 
draußen bis der Regen Dein Hausdach saubergewaschen hat und leitest erst 
ab dann des Regenwasser in Deinen Speicher? Und wohnst in einem 
Reinstluftgebiet?

Außer Chlor findest Du noch jede Menge andere Verschmutzungen.

>
> Wie ist das Problem mit der Verschmutzung zu lösen (ggf. polierte
> Edelstahl-Oberfläche besser als Al-Oxid?)?

V4A und einmal je Quartal reinigen. Alles andere ist Pfusch

>
> Wie im Link, ein offener Sensor anstelle eines schwer zu reinigenden
> Rohrs?

Rohrbürste kennst Du?

Autor: Barny (Gast)
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>Das mit der Korrosion kann ich nicht ganz nachvollziehen, wieso habe ich
>Chlor im Regenwasser?
Chlor ist normalerweise nicht im Regenwasser.
Aber der saure Regen und die diversen Stoffe die im Regenwasser sind, 
sind für Alu und Niro nicht besonders gut.

Aber dein größtes Problem wird sein dass sich Algen und andere Stoffe 
sich ablagern und den Messwert extrem verfälschen.
Da müsste man täglich den Sensor reinigen um ein brauchbares Ergebnis zu 
erhalten.

Wenn auch digitale Messwerte gehen, würde ich es wie bei den 
Kaffeeautomaten (Saeko) machen.

Man steckt einfach einen Kunststoff-Schwimmer mit einem Magneten in ein 
Rohr und dieses wird dann in den zu messenden Behälter gesteckt.
Von außen wird dann einfach der Magnet detektiert.
Die Auflösung hängt dann von der Anzahl der verwendeten Sensoren ab.
Wenn der Schwimmer gut zum Rohr passt, hat man auch kein Problem mit 
Algen oder diversen Insekten und anderem Krabbelgetier.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wir haben solche kapazitiven Sonden in der Anlage verbaut.
Die Benetzung der Innenseite, sowie aggressive Medien stören die Sonden 
seit Jahrzehnten nicht die Bohne.
Entscheidend ist die Leitfähigkeit des Mediums und der Grad der 
Verschmutzung (große 'Brocken' im Inneren lassen den Messbereich 
unlinear werden). Reinigung selbst im Schmutzwasser ca. alle 6..8 
Monate.

Material: V4A-Rohr (41mm Durchmesser) und V4A-Stab (10mm Durchmesser, 
mit Teflonmantel).

Alles in Allem ein sehr langlebiges und wartungsfreies System, gerade 
für Regenwasser.

Autor: grauer Herr (Gast)
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> Rohrbürste kennst Du?
Kenne ich. Aber du hast nicht daran gedacht, dass im Inneren der andere 
Leiter ist und dann eine Demontage erforderlich wäre..

Autor: grauer Herr (Gast)
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Wie kann man den Teflonmantel herstellen? Habt ihr das beschichten 
lassen? Oder als Komplettlösung bezogen?

Autor: grauer Herr (Gast)
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Vielleicht kann man "KONTAFLON 85" benutzen?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Barny schrieb:
>>Das mit der Korrosion kann ich nicht ganz nachvollziehen, wieso habe ich
>>Chlor im Regenwasser?
> Chlor ist normalerweise nicht im Regenwasser.
> Aber der saure Regen und die diversen Stoffe die im Regenwasser sind,
> sind für Alu und Niro nicht besonders gut.

Wie beschrieben: Es kommt darauf wo man wohnt und was das Regenwasser 
aus der Umgebung mitbringt. Dazu schreibt der TE nix.

>
> Aber dein größtes Problem wird sein dass sich Algen und andere Stoffe
> sich ablagern und den Messwert extrem verfälschen.
> Da müsste man täglich den Sensor reinigen um ein brauchbares Ergebnis zu
> erhalten.

Täglich defintiv nicht.  Siehe dazu auch:


Thilo M. schrieb:
> Wir haben solche kapazitiven Sonden in der Anlage verbaut.
> ...Reinigung selbst im Schmutzwasser ca. alle 6..8
> Monate.
>

D'Accord

> Material: V4A-Rohr (41mm Durchmesser) und V4A-Stab (10mm Durchmesser,
> mit Teflonmantel).

Genau so.

>
> Alles in Allem ein sehr langlebiges und wartungsfreies System, gerade
> für Regenwasser.

Exakt . Allerdings schon etwas anspruchsvoller im Aufbau  als die 
"Regenwasser zisterne Füllstansmesser" der diversen anderen, tw. 
zeitgleichen Threads.

Grauer Herr schrieb:

> Wie kann man den Teflonmantel herstellen? Habt ihr das beschichten
> lassen? Oder als Komplettlösung bezogen?

Beschichten lassen ist sehr gut. Wenn's Budget knapp ist: Es gibt 
Teflonschlauch (Laborhandel aufsuchen), da aus dem Angebot passend 
kaufen und entsprechend V4A Stäbe/Rohr.

Damit dann selber bauen ;-)


Kontaflon85: Bleibt eigentlich zu wenig mechanisch stabil auf Flächen...
Da würde ich die Teflonschlauchmethode als langlebiger bevorzugen.

Autor: grauer Herr (Gast)
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> Es gibt Teflonschlauch
Wie schließt man den?

Autor: Thilo M. (Gast)
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Hier mal zum Anregungen holen (die Dinger gibt's glaub' ich schon lange 
nicht mehr):
https://portal.endress.com/wa001/dla/50000001262/0...

Über den Stab in der Mitte wird ein Teflon-'Schlauch' mit 1mm Wandstärke 
geschoben und vorne mit einem Teflon-'Korken' verschlossen. Der 
Teflonschlauch geht bis in den Sondenkopf (mit Federpaket verspannt).

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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grauer Herr schrieb:
>> Es gibt Teflonschlauch
> Wie schließt man den?


Quetschklemme
Stopfen
etc.
Such Dir was aus.


NACHTRAG: Thilo war schneller ;-))

>> Rohrbürste kennst Du?
> Kenne ich. Aber du hast nicht daran gedacht, dass im Inneren der andere
> Leiter ist und dann eine Demontage erforderlich wäre..

Das hatte ich sehr wohl bedacht und war stillschweigend. davon 
ausgegangen das Du das so gut mechanisch konstruierst das die Demontage 
leicht machbar ist ,-)

Autor: Aahh (Gast)
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Weshalb einen Draht in Teflonschauch wuergen und muehsam abdichtn, wenn 
es doch Silikonkabel gibt ??

Autor: Thilo M. (Gast)
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Aahh schrieb:
> Weshalb einen Draht in Teflonschauch wuergen und muehsam abdichtn, wenn
> es doch Silikonkabel gibt ??

Geht auch. Habe ich mal aus einem alten Alurohr gebaut. Unten eine 
Umlenkrolle 'rein und oben verdrillen und spannen.

Autor: Seb (Gast)
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Ich habe das anders gelöst:
Einfach zwei U-förmige isolierte Adern durch kleine Quadrate aus 
Kunststoff (30x30x2) mit 4 Löchern in den Ecken gefädelt. Das sieht dann 
ungefähr aus wie eine Strickleiter.
Damit ist man alle Abdichtprobleme los! Es werden nur noch 4 kleine 
Verschraubungen oder Durchführungen in's Gehäuse benötigt.

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