Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Pegelmessung in einem fließenden Gewässer??


von Michael M. (eos400dman)


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Hallo,

ich habe vor den Pegel in einem fließenden Gewässer (Bach ca. 1,5m 
breit) zu bestimmen. Ich kann mich noch daran erinnern das wir in der 
Berufsschule mal gelernt haben das man so etwas über einigen eigen 
erwärmten PTCs machen kann.
Aber dass müsste doch auch noch anders gehen oder nicht?
Wie kann man das denn noch machen.
Der Pegel soll über einem AVR ausgewertet werden, mir geht es aber 
aktuell nur um das Messverfahren.

Gruß Michael

von Patrick (Gast)


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Durch Ausnutzung des Bernoulli-Effekts (Sog durch Stroemung), zum 
Beispiel.

von Düsendieb (Gast)


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Michael Mayer schrieb:
> ich habe vor den Pegel in einem fließenden Gewässer (Bach ca. 1,5m
> breit) zu bestimmen

Pegel und die Breite passen nicht zusammen. Wie tief ist denn das Wasser 
maximal?

Oder ist der Wasserduchfluss gefragt?

von Patrick (Gast)


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Waahh... sorry, ich ziehe die Antwort zurueck, da nicht zur 
Fragestellung passend...

von Spanner (Gast)


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Den Druck irgendwo unten im Bach messen (an einer Stelle die immer unter 
Wasser liegt natürlich). Möglichst ohne Strömungseinflüsse - evt. in 
Schutzbehälter.

von Michael M. (eos400dman)


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Düsendieb schrieb:
> Wie tief ist denn das Wasser
> maximal?

Im Normalfall durfte die Wasserhöhe zwischen 40cm und 50cm liegen, kann 
aber im Hochwasserfall auf ca. 1,80 bis zu 2 Meter an steigen.

Spanner schrieb:
> Den Druck irgendwo unten im Bach messen

Das klingt Vielversprechen, kannst du mir einen Sensor dafür empfehlen? 
Oder was muss ich bei der Auswahl alles beachten.

Gruß Michael

von Purzel H. (hacky)


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Den Pegel ermittelt man mit blubbern. Mit einer Aquariumpumpe Luft 
reinblasen. Der Druck steigt, bis es blubbert, dann den Druck ablesen.

von oszi40 (Gast)


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Bei Schlamm versagt der einfache Drucksensor. Siehe Japan /Tsunami.

Sensor für Regenwasserzisterne wäre ein Suchwort.

von Bastler (Gast)


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Quint Oschi schrieb:
> Den Pegel ermittelt man mit blubbern. Mit einer Aquariumpumpe Luft
> reinblasen. Der Druck steigt, bis es blubbert, dann den Druck ablesen.

Das hat auch den Vorteil, dass die Elektronik weit vom Wasser weg ist 
und nur über einen Luftschlauch verbinden ist.
Zur Messung wird dann ein Differenz-Drucksensor (ca. 10€) verwendet.

von Frank Z. (frankovic)


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Es geht um eine Ermittlung des Abflußes. Wenn eine 
Abfluß-Pegel-Beziehung über die Geometrie des Fließquerschnitts (e.g. 
Trapez) bekannt ist, kann man das z.B. per Messung der Höhe der 
Wasseroberfläche mit Ultraschall machen. Schütze von 
Wasserkraftanlagen-Einläufen werden so oder per Schwimmer gesteuert.

von Zusel (Gast)


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Ultraschall ist teuer.
Er schreibt etwas von fließendem Gewässer... Das hört sich nicht nach 
definiertem Profil an, eher nach Bach. (Hilfe mein Garten schwimmt 
Warnung, oder sowas).

Die Idee mit dem Blubbern ist gut, günstig und wird auch proffessionell 
eingesetzt.

von Alex W. (a20q90)


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Erst wird ne Druckluftspülung gemacht, damit auch ja kein Wasser in der 
Leitung ist. Danach wird der Druck in der Leitung gemessen. Das Ende der 
Leitung muss am Flussboden (oder ein paar cm darüber wegen Dreck) sich 
befinden. Das Gewicht des Wassers drückt die Luft zurück in den 
Schlauch. Mittels Differenzdrucksensor kann so (auch entfernt) die 
Wassertiefe gemessen werden.

von Matthias (Gast)


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Ein Nachteil bei der Druckluftmethode ist die erforderliche 
Stromversorgung für die Pumpe. Es kommt drauf an, was als 
Energieversorgung zur Verfügung steht und wie oft gemessen werden soll.

von Ingolf G. (harpax)


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Hallo Michael,


den Pegfelstand würde ich mit Ultraschall messen. Von einem 
nichtüberspühlbaren Punkt bekannter Höhe aus senkrecht nach unten auf 
die Wasseroberfläche. Hätte den Vorteil, das Du mit relativ preiswerten 
Teilen arbeiten kannst. Eine Druckmessung wie von Quint Oschi 
vorgeschlagen würde eine recht starke Pumpe und einen rubusten 
Drucksensor verlangen. Denke mal das dies schon ca. 50€ wären. Dann noch 
die Auswerteschaltung dazu.

Wasserdichte Ultraschall-Kapseln bekommt man schon für erheblich weniger 
Geld.

Eine Messung mittels Druckmessdose auf dem Bachgrund wäre theoretisch 
auch denkbar, aber da hätte ich Bedenken, das Wirbel, Schlamm, Kies oder 
derartiges das Ergebnis verfälschen könnten.

Per Schwimmer und Potentiometer wäre auch machbar. Nur hab ich da 
Bedenken bezüglich der hohen Luftfeuchte.

Ultraschall ist in meinen Augen verschleißfrei, preiswert und einfach im 
Aufbau.

Oder sehe ich das zu blauäugig?


Gruß...Harpax

von Purzel H. (hacky)


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Schwimmer und Poti fallen weg. Ein Ast, der angetrieben kommt, und der 
Schwimmer ist abgerissen.

Die Druckmessdose faellt auch weg. Denn das bedeutet ein wasserdichtes 
Kabel und eine Dose am Grund. Das kann weggerissen werden.

Dagegen ist der Schlauch, den man zum Blubbern bringt die sicherste 
Loesung. Falls etwas abgerissen wird, ist es nur ein Stueck Schlauch. 
Die dazugehoerenden Pumpe und Elektronik kann sicher und unter Dach, 
falls noetig auch in einem abgeschlossenen Raum platziert werden. Das 
ist uebrigens eine professionelle Loesung, kein Bastel.

von TestX .. (xaos)


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nimm einen SICK laserscanner und bilde den mittelwert über die 
messpunkte, so bekommst du ganz gut die interferenzen durch wellen etc 
weg und einen relativ stabilen wert

von MaWin (Gast)


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> das man so etwas über einigen eigen erwärmten PTCs machen kann.

Nur in groben Stufen.

Ganz ohne PTC bekommt man es schon hunderte Jahre hin:

http://www.kanusportring.de/links/pegeluebersicht/pegel-niedersachsen.php

Klick auf die Messwerte, dann siehst du die Bauwerke.

von Matthias (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ganz ohne PTC bekommt man es schon hunderte Jahre hin:
> http://www.kanusportring.de/links/pegeluebersicht/pegel-niedersachsen.php
> Klick auf die Messwerte, dann siehst du die Bauwerke.

Wußte gar nicht, dass es Webserver schon so lange gibt ;-)

http://www.pegelonline.wsv.de/gast/karte/standard

von Alex W. (a20q90)


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Quint Oschi schrieb:
> Schwimmer und Poti fallen weg. Ein Ast, der angetrieben kommt, und der
> Schwimmer ist abgerissen.

Dann bau den halt in ein HT-Rohr ein, das mit ein paar Löcher versehen 
ist! So kann von unten und von der Seite Wasser je nach Stand 
einströmen.

von Ingolf G. (harpax)


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Guten Abend,


bleibt trotzdem das Problem mit der Feuchte. Klar könnte man die Welle 
des Potis mit einer Dichtung versehen, aber auf Dauer wird das wohl 
nicht dicht bleiben. Früher oder später wird dann auch das Poti 
verschleißen. Dazu kommt noch die Änderung des Widerstandes durch 
Temperaturänderungen.



Gruß...Harpax

von vdf (Gast)


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Schaut mal bei Ott Hydrometrie im Internet nach, die verkaufen dies in 
allen Spielformen von Radar bis Lot.

Mit einem Sonobero könnte es auch gehen.

von Michael M. (eos400dman)


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Danke euch allen für eure Hilfe!!
Dieser Ultraschallsensor müsste doch dafür geeignet sein:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=71&products_id=168

Ich zeichne gerade einen Schaltplan denn ich nachher hoch laden werde. 
Vielleicht könnt ihr ja mal einen Blick drauf werfen. Es ist jetzt 
nämlich noch etwas umfangreicher geworden. Dazu schreib ich aber später 
genauer.

von Michael M. (eos400dman)


Angehängte Dateien:

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Hier mal der Schaltplan. Es sind verschieden Bauelement vorgesehen die 
zu beginn des Projekts von der Software nicht verwendet werden sollen. 
Der Schaltplan enthält bestimmt noch einige Fehler. Vllt. könnt ihr ihn 
ja mal durch schauen.

Gruß Michael

von Martina (Gast)


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Was sollen IC2a und IC2b tun? Was ist das für ein "GND", das die an Pin 
11 haben?

von Michael M. (eos400dman)


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Die sollen die Spannung des Akkus (12V) auf zulässige 5V für den ADC 
bringen.
Aber das funktioniert so nicht wie ich es gezeichnet hab^^.

von Tip (Gast)


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Michael Mayer schrieb:
> Die sollen die Spannung des Akkus (12V) auf zulässige 5V für den ADC
> bringen.
Und was soll der ADC mit dem ganzen Zauber?
Zum Messen der Batteriespannung sollten 2 Widerstände vorm ADC reichen.

von Michael M. (eos400dman)


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Tip schrieb:
> Zum Messen der Batteriespannung sollten 2 Widerstände vorm ADC reichen.

Ja das hab ich jetzt schon geändert. Nur gestern Abend hab ich 
komplizierter gedacht.:)

von Michael M. (eos400dman)


Angehängte Dateien:

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Hier der aktuelle Plan.

von Torsten W. (wirehead)


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Du must auch beachten das Ultraschallsensoren durch den Wind beeinflusst 
werden. Wir hatten da schon sehr oft Probleme mit den Sonar Beros von 
Siemens. Durchzug durch ne offene Tür und es wird spannend.
Ich würde eher einen Liquicap von E+H empfehlen.

von Michael M. (eos400dman)


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Ich hätte den Sensor komplett in einem Rohr untergebracht, um auch den 
Einfluss von wellen zu dämpfen. Geht das, oder bekomme ich da Probleme 
mit dem Schall.

Gruß Michael

von sexyhexy (Gast)


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Hallo,
kann mir jemand genauer erklären wie die Messung mit dem blubern 
fuktioniert?

grueße

von Tip (Gast)


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sexyhexy schrieb:
> kann mir jemand genauer erklären wie die Messung mit dem blubern
> fuktioniert?

Ganz einfach: Man nimmt einen Schlauch und befestigt das eine Ende unter 
Wasser. Dann pustet man von oben in den Schlauch rein, bis es unten 
rausblubbert. Je höher das Wasser über dem Schlauchende steht, um so 
doller muß man pusten. Der Druckunterschied, den man durch das Pusten 
erzeugt wird gemessen. Wenn's einem langweilig wird mit pusten, kann man 
dafür auch eine Luftpumpe nehmen.

So geht das mit dem blubbern.

von Ingolf G. (harpax)


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Hallo sexyhexy,


das Prinzip ist relativ einfach.
Pro 10m Wassersäule erhöht sich der Druck um 1bar. Also herrscht z.B. 
auf dem Grund eines Sees in 50m Tiefe ein Druck von 5bar. Würde mann 
jetzt einen Schlauch in diese Tiefe bringen und ihn an Pressluft 
anschließen, müßte man 5bar erzeugen um das Wasser im Schlauch bis zur 
Öffnung runterzudrücken. würde man mit 6bar die Pressluft einblasen, so 
würde die Pressluft unten aus der Öffnung heraus blubbern. Im Schlauch 
selber stellt sich dabei ein Druck von 5bar ein. Der Rest blubbert 
einfach weg. So die Theorie.

In der Praxis habe ich da Zweifel bezüglich der Langzeitstabilität.
Wenn sich Tiere (Schnecken, Insekten-Larven uä) in den Schlauch gelangen 
stellt das ein Hinderniss in der Leitung dar und es würde ein kleiner 
Rückstau in der Pressluftleitung entstehen, was dann zu Abweichungen bei 
der Anzeige führt. Oder was passiert im Winter? Eis im Schlauch 
verhindert eine Messung.


Gruss...Harpax

von sexyhexy (Gast)


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Vielen Dank,
für die gute erklärung

von Martina (Gast)


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>In der Praxis habe ich da Zweifel bezüglich der Langzeitstabilität.
>Wenn sich Tiere (Schnecken, Insekten-Larven uä) in den Schlauch gelangen
>stellt das ein Hinderniss in der Leitung dar und es würde ein kleiner
>Rückstau in der Pressluftleitung entstehen, was dann zu Abweichungen bei
>der Anzeige führt. Oder was passiert im Winter? Eis im Schlauch
>verhindert eine Messung.

Ja, alle "mechanischen" Lösungen geben irgend wann den Geist auf, weil 
sie unweigerlich zuschmoddern.

von Lutz (Gast)


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Michael Mayer schrieb:
> Im Normalfall durfte die Wasserhöhe zwischen 40cm und 50cm liegen, kann
> aber im Hochwasserfall auf ca. 1,80 bis zu 2 Meter an steigen.

Welche Auflösung soll die Messung eigentlich haben?

Ich denke mal, daß die meisten genannten mechanischen Meßverfahren bei 
der Dynamik schon in einem geschützten "Seitenarm" angebracht werden 
müßten, damit die Strömung damit nicht spazieren fährt oder es zu 
dauerhaften Meßwertverfälschungen duch Lageänderung des Meßsystems kommt 
...

von butsu (Gast)


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ehrlich gesagt verstehe ich das Problem nicht so ganz: Warum nimmst du 
nicht einfach einen industriellen Druckaufnehmer, packst ihn in ein 
ölgefülltes Gehäuse mit Druckausgleich (z.B. ein Stück ölgefüllter 
Schlauch). Den Meßwert kannst du gleich im Gehäuse vorverarbeiten 
(digitalisieren, tiefpassfiltern).
Du kannst das Ganze auch einfach mit einer felxiblen Vergußmasse 
vergießen, die den Druck an die Membran des Transmitters weitergibt.

Gruß!

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