Dichtemessung Flüssigkeit mit µC

Sicher. Einen Dichtemeser mit dem AVR Auslesen.

Dichte = Masse/Volumen

=> Gefäß mit bekannten Abmessungen + Waage (die du mit dem AVR auslesen 
kannst) = DER DICHTEMESSER!

Vielen Dank gute Idee,

d.h ich müsste eigentlich nur den Kessel incl. Flüssigkeit abwiegen und 
dann den Kessel abziehen um rein die Masse der Flüssigkeit zu erhalten. 
Und anschließend messe ich den Füllstand und dividiere beide oda? ist
diese Messung genau?

Welchen IC bzw. baustein sollte ich nehmen für die Gewichtsmessung gibt 
es da irgendwelche Bauteile?

MFG

Die Messung ist immer so genau wie die Elektronik die das zu Messende 
Signal auswertet bzw. kommen da ja auch so Dinge dazu wie genau dein 
gefäß gefertigt wurde, welche Auflösung hat der Füllstandssensor usw...
Die Temperatur veränder da auch das Gefäß usw...

Ich halte das ganze für nicht ganz trivial.
Abgesehen davon sollte doch irgend was auch selbst gemacht werden, 
zumindest die Waage mit DMS? Hardware kann ja ein nettes fertiges IO 
Rack + z.B. LabView sein.

Hallo Lukas,

die Dichte von Bier ist ähnlich der von Wasser. Wasser hat 1.00.
Bier hat vielleicht 0.99

Du musst also sehr sehr genau messen. Das wird schwierig.

Deswegen würde ich ein Prinzip nutzen, dass Dir von vorne her schon eine 
bessere Messgröße liefert.

Zb Sowas:
http://images.linx.de/linx/showcases_middle/2898.jpg

Das ist ein Schwimmer mit Dichte etwas kleiner als 1.0 Je nach Dichte 
des Medium, in den man ihn taucht, ragt er unterschiedlich weit aus der 
Flüssigkeit. Du musst also nur noch messen, wie weit er raus ragt.

Ich könnte mir zb vorstellen, dass Du so etwas baust und den Atmel 
Controller IN dieses Gefäß einbringst.

Die Eintauchtiefe könnte man eventuell dadurch bestimmen, indem man den 
Druck an der Unterseite des Gefäßes misst. Möglicherweise geht das, 
indem man in dem Gefäß beim Atmel einen kleinen Drucksensor hat, ein 
Silikonschlauch rausführt,an der Gefäßwand entlang runter bis zum Boden.

Hy

ja super idee. Ich verstehe aber nicht ganz wie du das mit dem Druck 
meinst. Je nach dem welche Dichte die Flüssigkeit hat taucht der 
Schwimmer tiefer oder weniger tief ein. Was hat das mit dem Druck zu 
tun?

MFG

h = Eintauchtiefe...

Aber mal so ne frage: gehst du in ne Waldorfschule? Irgendwie scheinst 
du für Maturaniveau nicht viel zu wissen...

Ist dir schon mal aufgefallen, dass dir beim Tauchen die Ohren weh 
tun(ausser du beherrscht den Druckausgleich)? Das liegt daran, dass je 
tiefer du tauchst, der Druck auf deine Trommelfelle immer weiter 
zunimmt(1 bar/10m)
Somit verändert sich auch der Druck auf den Schwimmer...

I kapiers ned :(

I mein ok wenn ich jz einen Drucksensor anbringe liefert mir der einen 
bestimmten wert. Also habe ich p. Der faktor g ist eigentlich konstant 
und wie messe ich jetzt die höhe? Wenn ich jetzt z.B. den Drucksensor am 
Boden des gefäßes anbringe müsste ich nur mehr wissen wie hoch der 
Wassserstand ist oda?

Und aus diesen Faktoren berechne ich dann die Dichte? Hab das mit dem 
Silikonschlach nicht ganz verstanden gehabt


Sry aber iwem muss ich fragen :)

MFG

Der Drucksensor muss sich im(geschlossenen) Schwimmer befinden. Der 
Schwimmer hat eine definierte Dichte, das Bier eine variable, d.h. der 
Schwimmer taucht abhängig von der Dichte des zu messenden Getränks mehr 
oder weniger weit in die Flüssigkeit ein. Die Eintauchtiefe kannst du 
dann über den Druckunterschied messen, wie gesagt, der Druck erhöht sich 
um 1 bar/10m Eintauchtiefe(zumindestens für Wasser).
Ob das ganze aber so funktionieren kann bezweifle ich, da ja der 
Druckunterschied auch wieder von der Dichte des Biers abhängt(also 
eigentlich von der zu messenden Größe)...kompliziert, glaub nicht dass 
das so geht

So hab ich das gedacht.

Das rote ist ein Silikonschlauch, der im Prinzip nur eine "Verlängerung" 
des Drucksensors ist. Er misst den Druck am Boden des Gefäßes. Der Druck 
ist proportinal zur Eintauchtiefe.

Vielleicht gibt es eine Möglichkeit das vorab auszuprobieren, ohne groß 
Geld auszugeben. Also irgenwie mit ner Flasche ..

bin mir jetzt nicht sicher, aber wenn der Druck auch von der Dichte des 
Biers abhängt kann man nicht auf die Eintauchtiefe rückrechnen...und 
somit auch die Dichte des Biers nicht bestimmen, oder hab ich jetzt nen 
Knoten im Ansatz?

Man könnte höchstens definiert weit eintauchen und dann den Druck 
messen...

Also das heißt wenn das Bier dann zu gären beginnt und die Dichte größer 
wird nimmt der Druck zu und das Gefäß steigt an. Dann ist ja auch die 
Dichte proportinal. Wenn jz angenommen der Drucksensor bei Bier vor der 
Gärung 1bar anzeigt und nach der Gärung wird der Druck größer d.h 
angenommen 2 bar. Dann ist folgich die Dichte proportional und ich 
könnte diese mit meinem ATMEL auswerten.

Fraglich ist da der Tank nur 40 Liter faßt und du ja gesagt hast das der 
Druck nur alle 10m um 1bar zunimmt ob es einen Drucksensor gibt der 
genau genug ist um einen Kessel mit ca. 50cm höhe zu messen.

MFG

Andreas Kr schrieb:
>Dichte ist nicht so einfach zu messen. Und im Eigenbau schon gar nicht.
>Mein Tip: Such dir ein neues Thema!
 Genau, die Primärdatengewinnung ist das Problem

>Selbst von Hand im Labor muss man einigen Aufwand treiben und erhält nicht >mehr 
als eine ziemlich miese Schätzung.
Wenn es so wäre, warum dann der Aufwand. Die Ergebnisse sind mit 
entsprechender Messmethode schon exakt.
MfG

Ein Aräometer besteht aus einem großvolumigen Unteren Teil und einem 
schmalen Hals.

Und genau dieses unterschiedliche Verhältnis verbessert die 
"Primärdatengewinnung" enorm.

Ich kann das ja so bauen, dass es bei Dichte 1.0 oben schwimmt und bei 
0.99 schon ganz eintaucht. Also muss man sich nur noch drum kümmern, wie 
man die Eintauchtiefe messen kann. Zb über den Druck - oder vielleicht 
auch optisch.

>Wie Chris schon schrieb: Nein.
Glaub ich nicht.

Ich kann doch ein Aräometer etwas größer bauen. Sagen wir in der Größe 
eines Eisberges.

Aräometer schwimmt im Bodensee: Eintauchtiefe: 50m. Dann hab ich am 
Boden einen Druck von 5Bar. Und Ich hab 1m unter der Wasseroberfläche an 
der Seite einen Druck von 0.1bar.

Aräometer schwimmt in der salzigen Nordsee: Eintauchtiefe: 49m. Dann hab 
ich am Boden einen Druck von 4.9Bar. Und Ich hab am 2. Sensor, der jetzt 
direkt unter der Wasseroberfläche ist einen Druck von 0bar.

Der obere Sensor hat seinen Sensorwert also um 100% geändert.

Ich kann auch unten messen - dann hab ich halt nur eine Änderung von 50 
auf 49. Aber durch die Aräometer-Form wäre auch das eine Dichteänderung 
von viel viel weniger als 2%

Eintauchtiefenberechnung über 2 Differenzdrucksensoren könnte 
funktionieren, bin in der obigen Antwort von nur einem Sensor 
ausgegangen(funktioniert sicher nicht mit der gewünschten Genauigkeit)

Gibts eigentlich Sensoren mit genügend hoher Auflösung um derartig 
kleine Veränderungen noch sinnvoll zu messen? Bzw. gibt es solche 
Sensoren zu vernünftigen Preisen?

Naja wie gesagt also mir scheint die Variante mit der Druckmessung am 
plausibelsten müsste man ausprobieren.

Leider sind professionelle Dichtemesser extrem Teuern. Naja vielen Dank 
für die Ideen. Wenns klappt melde ich mich ;).

MFG

adfix schrieb:
> Aräometer schwimmt in der salzigen Nordsee: Eintauchtiefe: 49m. Dann hab
> ich am Boden einen Druck von 4.9Bar.

Hallo,

das ist in jedem Fall ein Trugschluss. Der Eisberg taucht ja deswegen 
weniger tief ein, weil Salzwasser schwerer ist (genau darum geht es ja), 
das bewirkt aber auch, dass der Druck um mehr als 0,1 bar / m ansteigt. 
Der Druck beträgt also auch in der Nordsee 5 bar.

Wenn du das so realisierst, ist dir eine Note von 4 aufwärts sicher.

Gruss Reinhard

>Wenn du das so realisierst, ist dir eine Note von 4 aufwärts sicher.
Sinnloser Kommentar.

Meiner Meinung nach funktioniert dies bei einem Aräometer, weil sich die 
Eintauchtiefe deutlich stärker ändert, als die Dichtezunahme.

adfix schrieb:
> Meiner Meinung nach

Meinen heisst nicht wissen. Rechen es aus.

Dichtemessung über ein Aräometer müsste gehen. Machen die Winzer ja auch 
schon seit langer Zeit so ;)

Für ein einfaches µC Projekt könnte folgender Aufbau funktionieren:

Basis ist ein Wägung (9EUR Küchenwaage zum testen, war da nicht irgendwo 
im Web der Hack um sowas mit µC auszulesen?)

Ein Gefäß wird nun solange mit der Testflüssigkeit gefüllt bis die 
Spitze des Aräometers eine Lichtschranke unterbricht, die fix zum 
Gefäßboden ist.
Die benötigte Menge der Flüssigkeit wird durch wiegen bestimmt.
Durch den Durchmesser (eigentlich Fläche) des Gefäßes erreicht man 
beliebige Verstärkung (Auflösung)
Natürlich muss hier noch etwas gerechnet werden, aber der Aufbau lässt 
sich schön in der Küche testen
Material: Wasser,Salz,Waage, Topf,
Aräometer:(in Opas Werkstatt liegt evtl eins für die Batteriesäure :) ) 
Ü-Ei, Sand und Plastik-Q-tip (oder Aludraht, oder oder)

Das werd ich mit meinen Töchtern mal basteln ....

Statt Lichtschranke kapazitiven Abstandsensor bauen.... oder LVDT ..
Einfüllen über WaMa Magnetventil ....

Für die Matura kommt noch eine Beschreibung der Physik , der Software 
UND eine Fehlerbetrachtung dazu ;)

Du Pfeife,
p messe ich
g kann man ja mal als const annehmen
h ist natürlich auch zu messen!

=> roh...

Wie man h misst is eine andere Sache! Also erst überlegen dann motzen!

@Detlev: völlig richtig! Ich bin auch von einem beliebigen Körper 
ausgegangen und nicht von einem Aräometer

@ Bohrer

Ich muss dir recht geben das erscheint mir auch am plausibelsten.

Also nocheinmal ist das möglich wenn ich jetzt so ein Aräometer habe. 
Befestige ich am Boden (Unterseite) des Aräometers einen Drucksensor 
dieser müsste ja dann je nach dichte der jeweiligen Flüssigkeit einen 
bestimmten Druck messen.

Da die Flüßigkeit in einem "Stink" normal gefäß sich befindet kann man 
folglich den Faktor "g" auch als konstant annhemen.

So jetzt habe ich "p" udn "g" die einttauchtieft müsste ich ebenfalls 
noch bestimmen also von der Wasseroberfläche bis zum Drucksensor.

p = roh  g  h drei faktoren habe ich dann, dann müsste ich doch roh im 
µC errechnen können und ausgeben

Ok ich vermute mal ich bin wieder komplett daneben aber nja ^^ :).

Interresant wäre es, da diese Messung bei mir in einem 40 Liter Dank zum 
einsatz kommt (Glühweinkocher) ob die Messung eintauchtiefe, und im 
besonderen der Druck da es ja nur wenige cm sein werden auch genau wird.

MFG

>Meinen heisst nicht wissen. Rechen es aus.
Hab ich eben gemacht.

Jetzt weiss ich, dass es funktioniert.

Hy,

Jap also mein Lehrer ist Hobby Bierbrauer und die machen meistens Bier 
in alten Kesseln bzw. solche Glühweinkocher jap das Bier bzw. die 
Maische muss von ca. 55 grad auf 75 grad erhitzt werden deshalb die 
kocher :).

Ja also es gibts es da spezielle sensoren die nur für die druckdifferenz 
da sind. Wenn ja dann werde ich mich wirklich mal durch die datenblätter 
wälzen :).

MFG

Lukas Zopf

Die Dichte von Wasser:

 Temp/°C   Dichte[kg/m^3]
 55        985,69
 60        983,19
 65        980,55
 70        977,76
 75        974,84


wirst wohl auch noch irgendwie einbauen müssen um auf ein vernünftiges 
Ergebnis zu kommen

adfix schrieb:
>>Meinen heisst nicht wissen. Rechen es aus.
> Hab ich eben gemacht.
>
> Jetzt weiss ich, dass es funktioniert.

Und lass Dir von adfix noch die Formel zukommen. Du musst ja schließlich 
aus Deiner Druckdifferenz die Dichte ermitteln. Und er hat es 
durchgerechnet.

Die Eintauchtiefe über den Druck zu messen ist ein ziehmlicher Umweg. Es 
äre vermutlich einfache direkt die Höhe des Schwimmers über dem Wasser 
zu messen.


Wenn man Wiegen will, dann besser nicht das ganze Gefäß, da braucht man 
ziehmlich viel Auflösung. Besser ist es eine Testkörper mit einer Dichte 
knapp über 1 an einem Faden einzutauchen, und die Karft am Faden zu 
messen. Damit werden die relativen Änderungen deutlich größer, weil nur 
noch die Differenz der Dichte eingehnt.

Bier ist sicher nicht ganz einfach, wegen der Böschenbildung usw. Das 
Problem hat man aber bei Praktisch jedem Messverfahren, und man will ja 
auch was zu diskutieren haben für die Fehlerrechnung.

Eine, wenn auch komplizierte, Methode gegen das Bläschenproblem wäre es 
die Messung mehrmals, als Funktion des Druckes zu machen. Mit dem Druck 
werden die Bläschen kleiner und man könnte den Bläschenanteil 
rausrechnen, wenn auch nicht 100% tig.

Hallo,

professionell geht Dichtebestimmung ganz anders (ist aber für Amateure 
nicht so ohne weiteres realisierbar):

Die Flüssigkeit wird durch ein dreieckiges oder U-förmiges Quarzrohr mit 
einer Spule an der Spitze geleitet. Eine elektronische Schaltung 
versetzt das Rohr in Schwingungen mit der Resonanzfrequenz. Mit der 
Dichte der Flüssigkeit ändert sich die Frequenz (wg. mehr oder weniger 
Masse im Rohr). Das Verfahren ist sehr präzise und für Dauermessung 
geeignet.

Wer mit Bunsenbrenner und Glasröhrchen umgehen kann, könnte sowas 
hinkriegen.

Gruss Reinhard

>Und lass Dir von adfix noch die Formel zukommen. Du musst ja schließlich
>aus Deiner Druckdifferenz die Dichte ermitteln. Und er hat es
>durchgerechnet.

Kann gerne jeder haben.

Ich habe das Aräometer etwas vereinfacht. Der untere Teil sei ein Würfel 
1m x 1m x 1m. Der Hals sei 0.1m x 0.1m breit.

l ist die Länge des Halses die unter Wasser liegt.
Der Drucksensor befindet sich am Boden, h Meter unter der 
Wasseroberfläche. Als 1m weiter als l. Also ist h= 1m+l, bzw l = h-1m

Das Volumen des Körpers unter Wasser ist:
V = 1m³ + l * 0.01m²

Der Druck am Sensor: p = h  Rho  g bzw: h= 1/Rho * p/g

Die Masse des verdrängten Wassers: mW = V * Rho
Die Masse des Aräometer sei: mA

Nach Archimedes ist ja mA = mW

mA = V * Rho = (1m³ + l * 0.01m²) * Rho
mA/Rho = 1m³ + l * 0.01m²
mA/Rho = 1m³ + (h-1m) * 0.01m²
mA/Rho = 1m³ + ((1/Rho * p/g)-1m) * 0.01m²
mA/Rho = 1m³ + (1/Rho * p/g)* 0.01m² -  1m * 0.01m²
mA/Rho = 0.99 m³ + (1/Rho * p/g)* 0.01m²
mA/Rho - (1/Rho * p/g)* 0.01m² = 0.99 m³
mA/Rho - (1/Rho * p/g)* 0.01m² = 0.99 m³
1/Rho * (mA - p/g)*0.01m² = 0.99m³
Rho = (mA - p/g)*0.01m² / 0.99m³
Rho = (mA - p/g)*0.01/m (gerundet)
Rho = p * - g/0.01/m + mA/0.01/m

bzw nach Substutution: A = - g/0.01/m und B = mA/0.01/m

Rho = p * A + B


Es gibt also einen direkten Zusammenhang zwischen Druck und Dichte. Man 
sieht auch, dass die Verstärkung, umso größer wird, je schmaler der Hals 
ist.

Hier mal was zum spielen.(Java-Applet)

http://www.walter-fendt.de/ph14d/auftrieb.htm

Man sieht deutlich, das man mit einem Probetauchkörper
und Gewichtsmessung (und natürlich guter Kalibrierung)
was machen kann.

avr

Hallo,

da Bier aus Ethanol und Zucker besteht kannst du mit einer Größe (z.B. 
Dichte) den Alkoholwert nicht bestimmen.
Hier ein Link wie das professionell gemacht wird.

www.anton-paar.com