Bin gerade dabei ein System zu entwerfen, welches den Wasserstand eines Tanks ermittelt.
Ziel ist es neben zwei Schwimmern einen Sensor einzubauen, mit dessen Hilfe ich die Tiefe des aktuellen Wasserstandes ermitteln
und auf einem kleinen LCD anzeigen kann.
Der Wassertank ist 'oben' mit einem Deckel verschließbar, jedoch ist direkt daneben ein Rohr angebracht, durch welches man (mithilfe einer Pumpe) Wasser entnehmen kann. Auf dieser Höhe sollte der Sensor plaziert werden. Er muss wasserdicht sein und bestenfalls kontaktlos den Wasserstand ermitteln.
Wüsstet ihr dabei einen Sensor, der in diese Anwendung passen würde (und nicht zu viel kostet)?
Jetzt geht gleich zum drölfmillionsten Mal hier die Diskussion los: Einperlmethode oder Ultraschall.
Michael, such doch mal im Forum nach den mindestens 100 Threads wo das schon zur Gänze durchgekaut wurde.
Und stelle vorab bitte klar:
Möchtest du selbst etwas bauen/basteln (µC, Sensorhardware, Software) oder möchtest du einen fertigen Sensor mit einem Ausgang der dir direkt den Wert gibt (0-10V, I2C, ...)
Jetzt geht gleich zum drölfmillionsten Mal hier die Diskussion
los: Einperlmethode oder Ultraschall.
Michael, such doch mal im Forum nach den mindestens 100 Threads wo das
schon zur Gänze durchgekaut wurde.
Und stelle vorab bitte klar:
Möchtest du selbst etwas bauen/basteln (µC, Sensorhardware, Software)
oder möchtest du einen fertigen Sensor mit einem Ausgang der dir direkt
den Wert gibt (0-10V, I2C, ...)
Also zunächst mal bezog sich die Frage auf einen expliziten Sensor, nicht die Methode der Messung..und ja ich würde die Anzeige selbst bauen, den Sensor würde ich aber nicht selbst bauen, da bin ich sehr pragmatisch und würde einen fertigen Sensor verwenden...bei Ultraschall, welchen Sensortyp würdest du verwenden?
da bin ich sehr
pragmatisch und würde einen fertigen Sensor verwenden...bei Ultraschall,
welchen Sensortyp würdest du verwenden?
Das ist ein weites Feld. Im professionellen Bereich finden sich viele Absolutdrucksensoren mit 0-10V oder 4-20mA Schnittstelle. Die sind aber recht hochpreisig (drei- oder gar vierstellig).
Wenn ich sowas brauchen würde dann würde ich mir ein Einperlsensor bauen. Preiswert, einfache Technik, keine Elektronik im Wasser und leichte Wartbarkeit.
In den vielen Threads wird auch immer wieder von Ultraschall berichtet. Einige schwören darauf, aber wie lange die Ultraschallgeber der Feuchtigkeit widerstehen ist halt die Frage.
Nimm die Suchfunktion in der Kopfzeile und suche selbst die vielen Threads dazu raus.
Wie willst du mit einem Absolutdrucksensor den Wasserstand ermitteln?
Die meisten wollen doch eh' nur den ungefähren Füllstand der Zisterne wissen. Und wenn man das für einen bestimmte Höhe dann einmal auf "voll" und "leer" kalibriert hat, dann spielen die wetterbedingenten Schwankungen in der Praxis keine Rolle mehr und das Verfahren ist hinreichend genau.
In der Beschreibung der Sensoren steht dass Drucksensoren benutzt werden die den statischen Druck in der Flüssigkeit messen.
Falls du jetzt auf den wechselnden Luftdruck anspielst, wenn es so genau sein muss dass der eine Rolle spielt, dann kann man mit einem 2. Sensor den Luftdruck erfassen und rückrechnen.
wenn man von max. 60mBar Luftdruckschwankungen ausgeht sind das max. 60cm Wassersäule.
Oder vielleicht noch einfacher beim Wetterdienst sich online den aktuellen Luftdruck holen und rausrechnen.
Wie gesagt, ich würde persönlich einen Einperlsensor bauen, der funktioniert mit einem Differenzdrucksensor und damit unabhängig vom Luftdruck.
Aber das alles wurde schon X-mal in den dutzenden oder gar hunderten Threads zu dem Thema durchgekaut.
Ich baute mir in 2007 einen US Schneehöhenmesser auf Ultraschallbasis mit einer Serie 6500 Senscomp Kapsel, ausgeschlachtet aus einer Polaroid Kamera. Ich mitverwende auch die Steuer LP. Ich mußte allerdings den digitalen Steuer IC gegen einen generischen von TI auswechseln, weil die in der Polaroidkamera verwendete Version jedesmal einen "Power Cycle" braucht um neu getriggert werden zu können. (TL851/852 Chip Set)
Senscomp hat alle Unterlagen auf der Webseite.
Diese Kapseln weisen eine Goldbeschichtete Membrane auf. Ich habe nun den Schneehöhenmesser seit 2008 in jährlichen Betrieb und hatte bis jetzt noch keine irgendwelchen Probleme. Die Sensorkapsel ist differenziell beheizt um Frostbildung zu unterbinden und hat sich im Bereich von -48 bis 40 Grad bewährt. Diese Heizung bewirkt, daß die Kapsel immer 10 Grad wärmer wie die Umgebung ist. Ein weiterer Temperatursensor wird zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit verwendet. Gegen wind-gepeitschten Regen schützt eine Schutzumrandung.
Ob die bekannten China-kapseln ähnliche Enduranz haben, kann ich nicht beurteilen. Jedenfalls hat dieses Projekt bewiesen, daß zumindest die Senscomp Kapseln unsere rauhen Winter zuverlässig überstehen.
Wenn man den Sensorkopf so aufbaut, daß nur die Kapsel Membranseite herausschaut, dann könnte das im Tank ähnlich zuverlässig funktionieren. (Nicht vergessen eine Kappilaröffnung zur Rückseite vorzusehen, damit Luftdruckänderungen sich ausgleichen können).
warum nicht einfach 4 schwimmende Magneten, fixiert auf einem Rohr mit 4 Reedschaltern? Das Konzept gibt es für ein paar € als Schwimmerschalter, ist hermetisch dicht und simpel, damit betriebssicher. Klar nicht so chic wie mit KI, aber muss ja nicht immer...
Würdet ihr Ultraschall empfehlen? Wenn ja welchen Sensor? Tiefe
0.5m bis
2.5m
Mit den Senscomp 6500 Kapseln erzielte ich damals eine Reichweite von 0.5-11m. In 0.5 bis 3-m Abstand gegen eine flache Wand war die Genauigkeit im mm Bereich. Die nutzbare Auflösung sinkt etwas mit steigender Entfernung vom Target. Die Qualität und Art der Reflexionsfläche hat eine gewissen Einfluß auf die Operation und Genauigkeit der Messungen.
Beim VL53L0X TOF Sensor gibt es übrigens bei Wasser Oberflächen Targets unter gewissen Umständen Probleme mit der Signalerfassung. Das ist jemand passiert. Die halfen sich mit einer kleinen schwimmenden Styroporplatte die mit einer duennen Stange zentriert wurde, so daß sie nicht wegschwimmen konnte. Bei ganz stiller spiegelnder Wasser Oberflächenbeschaffenheit versagte der Sensor angeblich.
Wenn du es auf die Mitte abgleichst ist es ein max. Fehler von +- 25cm.
Dann nimm Extremwetterlagen dazu (955hPa, 1060hPa für DE) und schon bist du bei +/-50cm. Es hat schon seinen Grund, dass Drucksensoren für Pegelmessungen die Differenz zur Umgebung verwenden.
Google mal nach "pegelanzeige zisterne" und wechsle dann auf die Bilder Ansicht. Da findest du bestimmt Inspiration.
Ich persönlich würde es wie bei einer Kaffeemaschine machen, falls es nicht zwingend elektrisch sein muss. Falls der Behälter unterirdisch steht, könnte man einen schwimmenden Stab benutzen, der als "Zeiger" nach oben hinaus ragt.
Wenn du noch eine automatische Auffüllung brauchst, kannst du dazu ein einfaches Schwimmerventil oder einen Schwimmerschalter benutzen.
Was soll der Quatsch. Ich habe mehrere Möglichkeiten aufgezeigt wie man zum einen keinen Absolutdrucksensor nehmen muss und zum anderen wie man den Fehler rausrechnen kann wenn man doch so einen Sensor nimmt.
In den vielen Threads wird auch immer wieder von Ultraschall berichtet.
Extrem zickige Technik.
Ist der Abstand zu groß, sieht US alles mögliche aber nicht mehr die Wasseroberfläche.
Sprühnebel + Ablagerungen + Biofilm machen das auch nicht besser.
Für kontinuierliche Messung ist die Einperlmethode unschlagbar, auch und gerade bei stark verschmutzen Flüssigkeiten.
Alles an Elektroden korrodiert, verschlammt, muss immer gewartet werden.
Kapazitive Messung ist sehr Feuchteempfindlich und ungenau.
Ich persönlich würde es wie bei einer Kaffeemaschine machen, falls es
nicht zwingend elektrisch sein muss. Falls der Behälter unterirdisch
steht, könnte man einen schwimmenden Stab benutzen, der als "Zeiger"
nach oben hinaus ragt.
Solche schwimmergesteuerten Messgeräte gibts ja auch für Öltanks
mit einem Zeigerinstrument. Wenn man sowas neu kauft (und nicht
ein altes aus dem Öltank ausbaut) sollte das auch füer Wasser
geeignet sein.
Aus dem Ringmagnet Schwimmer der Chinaschalter und ein paar Readkontakten im Messingrohr mit R2R Netzwerk kann man recht gute Sensoren auf Maß bauen. Hebelgeber gibt es fertig zu kaufen.
Was mich betrifft, ziehe ich diejenigen Meßtechnik-Methoden vor, die auf erste Prinzipien zurückführbar und mit offiziellen Standards kalibrierbar sind.
Darunter fallen z.B.:
Ultraschall (Zeit, Schallgeschwindigkeit, Temperatur)
Hydrostatische (Luftdruck, Erdbeschleunigung, Dichte)
Radar (Zeit, Lichtgeschwindigkeit)
Geführtes Radar (Transmission Line Reflectometer)
UWB kohärentes Mikrowellen Radar
Meßlatten
Lineal (Längenstandard)
Nilometer:-)
Akustische Resonanz in Spezialfällen (Frequenz)
Winkel messende berechenbare Anordnungen (Schwimmer)
u.a. auf irgendeinen Standard berufende Methode.
Diese Größen sind alle zurückführbar und beruhen auf offizielle verifizierbare Standards die unabhängig verifiziert sind.
Kapazitive Meßmethoden, z.B. lassen sich dagegen nur schwer in der Praxis genau genug berechnen und müssen oft empirisch kalibriert werden und sind in manchen Fällen nicht-linear. Sicher, professionelle kapazitive Fühler funktionieren, sind aber auch teuer und Langzeitdrift ist nur durch Vergleichsmessungen erkennbar.
Auch einige andere (exotische) Methoden sind nicht leicht rückführbar.
Man mag über die Thematik streiten bis die Kühe heimkommen, aber ich habe den Eindruck, daß dieser Umstand von Vielen leider nicht ernst genug genommen wird und sich alleine auf nicht-rückführbare schicke elektronische Methoden verlassen wollen die viel nichtableitbare Kalibrierung benötigen.
Wüsstet ihr dabei einen Sensor, der in diese Anwendung passen würde (und
nicht zu viel kostet)?
Zu viel kosten ist relativ. Willst du jedes Jahr mehrmals am Sensor rumdrehen und austauschen weil der billige China-Sensor hin ist? Oder willst du lieber gleich was ordentliches und robustes, das zwar einmalig mehr kostet dann aber jahrelang ohne Streicheleineiten funktioniert?
Von den MaxSonar Sensoren gibt es viele verschiedene Typen. Ich weiß leider nicht mehr welchen ich im Einsatz hab, aber das ist der mit 10 m Reichweite und integrierter "Ausblendung" von kleineren Objekten im Abtastbereich. Funktionier in meine Zisterne mit gerade einmal 1 m Durchmesser sehr gut
