Forum: Haus & Smart Home Öltank Füllstand über Klang ermitteln?


von Florian (Gast)


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Hallo zusammen,

ich suche eine günstige Möglichkeit den Füllstand eines Öltanks zu 
ermitteln. Hat sich schon mal jemand mit dem Gedanken beschäftigt das 
über die Resonanzfrequenz zu machen? Mein Tank ist ein Einkammertank aus 
Stahl.
Ich hätte dazu zwei Ideen. 1. Mit einem Fallgewicht einen definierten 
Schlag auf den Tank auszuüben. Dann über ein Mikrofon oder anderen 
Sensor den Klang zu ermitteln und darüber den Füllstand zu ermitteln.
Oder mit einem Lautsprecher am Tank eine Frequenz von 0 Hz bis 1kHz 
durchwobbeln und mit einem Mikrofon oder einem geeigneten Sensor 
aufzunehmen.
Beide Verfahren müssten einmal den vollen Tank und einmal den leeren 
Tank als Referenzwerte speichern.

Gruß
Florian

: Verschoben durch User
von nnn (Gast)


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Warum so kompliziert? Geeignete Füllstandsensoren gibt es doch wie Sand 
am Meer!

von Wolfgang (Gast)


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Von oben reinpfeifen und messen, wie lange es dauert, bis ein Echo von 
der Öloberfläche zurückkommt.

von Hanns-Jürgen M. (yogy)


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Wolfgang schrieb:
> Von oben reinpfeifen und messen, wie lange es dauert, bis ein Echo von
> der Öloberfläche zurückkommt.

Genau, aber mit Ultraschall "pfeifen". Geht ganz einfach mit einem 
Arduino-Mini und einem US Sender/Empfänger aus China. Kostet alles 
zusammen vlt 20 Euro. Ich habe mir vor einiger zeit  so etwas gebaut.

von Reinhard S. (rezz)


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Ich wäre da eher skeptisch, da es die Tanks ja doch in verschiedenen 
Größen und damit "Klangfarben" gibt/gab.

von Danny F. (dannyf)


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Hanns-Jürgen M. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Von oben reinpfeifen und messen, wie lange es dauert, bis ein Echo von
>> der Öloberfläche zurückkommt.
>
> Genau, aber mit Ultraschall "pfeifen". Geht ganz einfach mit einem
> Arduino-Mini und einem US Sender/Empfänger aus China. Kostet alles
> zusammen vlt 20 Euro. Ich habe mir vor einiger zeit  so etwas gebaut.


Also für Regenwassertanks, Mülltonnenerkennung, Drainagenschachtpeilung 
halte ich die US-Sensoren für sehr geeignet und der technische Aufbau 
ist auch für nicht IT-Nerds dank etlicher Anleitungen mit 
Standardgeräten wie Arduino/RPi machbar. Die Peilung damit im Tank 
sollte kein Problem sein, der Schall nimmt den kürzesten Weg und die 
freie Strecke wird zurückgegeben.

Ich muss aber zu Bedenken geben, dass der Tank dafür bereits einen 
Anschluß haben muss, in welchem der Sensor untergebracht werden kann. 
Des Weiteren ist es ein elektr. Bauteil (Betrieb meist mit 5V und 
25mA/Messung), welches gerade durch Bauteilfehler Hitze und/oder Funken 
bilden kann. Inwieweit sich das mit dem entflammbaren Heizöl(nebel) 
verträgt, dass muß jeder selber mit sich und seinem Leben bzw. seinem 
Eigentum vereinbaren. Sofern Dritte betroffen wären, würde ich von 
dieser Lösung umgehend abraten.

Von daher finde ich die Schallmessung von außen eine gute Idee!

Vorschlag: Wenn es eine 2-Strang-Anlage ist, so läuft ja das Restöl nach 
dem Brennerstop noch in den Tank zurück - bei mir plätschert das recht 
laut - evtl. kannst Du das akkustisch erfassen.
Brenner an -> aus ist akkustisch definitv zu erkennen.

: Bearbeitet durch User
von malsehen (Gast)


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Klopfen und horchen?

von Paul B. (paul_baumann)


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malsehen schrieb:
> Klopfen und horchen?

Stutzig muß man nur werden, wenn als Antwort ein freundliches "Herein!" 
kommt.
:)
MfG Paul

von Harald W. (wilhelms)


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Reinhard S. schrieb:

> Ich wäre da eher skeptisch, da es die Tanks ja doch in verschiedenen
> Größen und damit "Klangfarben" gibt/gab.

Natürlich muss man einen solchen Sensor kalibrieren, indem man den
Tank mit einem 10l-Gegäß nach und nach füllt und jedesmal den Klang
nachmisst. Soviel zu "einfach".

von Wolfgang (Gast)


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Hanns-Jürgen M. schrieb:
> Kostet alles zusammen vlt 20 Euro.

Ein Sensor würde doch reichen ;-)
HC-SR04 1€ https://www.ebay.com/itm//170897438205
Arduino Pro Mini 2€ https://www.ebay.com/itm/200957063666

von Paul B. (paul_baumann)


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Wolfgang schrieb:
> Ein Sensor würde doch reichen ;-)
> HC-SR04 1€ Ebay-Artikel Nr. 170897438205

Im Öldunst?
Der löst sich in kürzester Zeit in Wohlgefallen auf.

-Paul-

von Reinhard S. (rezz)


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Harald W. schrieb:
>> Ich wäre da eher skeptisch, da es die Tanks ja doch in verschiedenen
>> Größen und damit "Klangfarben" gibt/gab.
>
> Natürlich muss man einen solchen Sensor kalibrieren, indem man den
> Tank mit einem 10l-Gegäß nach und nach füllt und jedesmal den Klang
> nachmisst. Soviel zu "einfach".

Wenn du dann mit dem füllen fertig bist kannst du auch ohne Klang sagen 
"Das Ding ist voll." :)

von Paul B. (paul_baumann)


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O.T.
Ich hatte einen Nachbarn, der gern, oft und dann auch viel trank. Bei 
dem konnte man auch am Klang der Stimme erkennen, wie voll er war.

MfG Paul

von Reinhard S. (rezz)


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Paul B. schrieb:
> O.T.
> Ich hatte einen Nachbarn, der gern, oft und dann auch viel trank. Bei
> dem konnte man auch am Klang der Stimme erkennen, wie voll er war.

Interessant wäre hier, ob ein definierter Schlag oder Ultraschall die 
besten Messergebnisse liefern würde.

von Harald W. (wilhelms)


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Paul B. schrieb:

> Ich hatte einen Nachbarn, der gern, oft und dann auch viel trank. Bei
> dem konnte man auch am Klang der Stimme erkennen, wie voll er war.

Und? Funktioniert der von Dir gebaute Promilletester auf dieser Basis?

von Kathrin B. (kathrin_b)


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Harald W. schrieb:
> Und? Funktioniert der von Dir gebaute Promilletester auf dieser Basis?

Mit Sicherheit. Ich vermute nur stark, dass die Impulsantwort so 
garnicht linear ist, daher wird das Kalibrieren viele Testläufe 
brauchen.

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Reinhard S. schrieb:
> Ich wäre da eher skeptisch, da es die Tanks ja doch in verschiedenen
> Größen und damit "Klangfarben" gibt/gab.

Oh dann hätte ich gerne g-moll
scnr

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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nnn schrieb:
> Warum so kompliziert? Geeignete Füllstandsensoren gibt es doch wie Sand
> am Meer!

eben.
Wer es noch genauer haben will kann den Tank auf 3 Punkte lagern und 
einen davon mit Druckdose versehen. Gängige Technik bei 
Ausgleichsbehältern (nein nicht die 15l Blasen aus dem EFH).

von Schreiber (Gast)


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Sebastian L. schrieb:
> Wer es noch genauer haben will kann den Tank auf 3 Punkte lagern und
> einen davon mit Druckdose versehen.

Einfacher und billiger: Schlauch bis auf den Boden des Tanks legen, 
Druckluft (oder Stickstoff, in der Industrie manchmal auch Helium) in 
den Schlauch blasen und den Druck messen.

Funktioniert bei fast allen Flüssigkeiten, von flüssigem Wasserstoff 
über Heizöl, Wasser bis hin zu Klärschlamm.
Einzige Ausnahme: bei flüssigem Helium funktioniert es nicht!

von Florian (Gast)


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Hallo zusammen,

danke für die rege Diskussion!

Das mit der Impuls(iven) Antwort von besoffenen Nachbarn kann aber auch 
im wahrsten sinne des Wortes ins Auge gehen :-)


Utraschallmessung halte ich auch aus Ex-Gründen im Eigenbau für zu 
gefährlich, wie auch Danny F. Ich glaube auch nicht das der Sensor die 
Öldämpfe lange überstehen würde, wie auch Paul schon bemerkte.

Ich würde eine Lösung bevorzugen, bei der ich nicht mit dem stinkenden 
Öl zu tun haben muss.

Daher die Idee, das ganze über einen Umweg zu machen. Oder gäbe es noch 
andere Messverfahren, bei denen man auf den Füllstand schliessen kann. 
Es muss ja nicht auf den Liter genau sein.

Gruß
Florian

von Conny G. (conny_g)


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Paul B. schrieb:
> malsehen schrieb:
>> Klopfen und horchen?
>
> Stutzig muß man nur werden, wenn als Antwort ein freundliches "Herein!"
> kommt.
> :)
> MfG Paul

Das ist doch super, dann kann man gleich nachfragen, wieviel noch drin 
ist.

von Thomas K. (ek13)


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http://hupe-tec.de/onlineshop/downloads/betrieb_102.pdf



Habe so ein System schon 8 Jahre bei mir installiert. Funktioniert gut.

 Sehr simples System, ein Reedkontakt reagiert auf das Magnetfeld des 
Magnetventil vom Brenner. Durch die gleich bleibende Durchflussmenge 
jede Stunde wird der Verbrauch ermittelt.

von Harald W. (wilhelms)


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Kathrin B. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Und? Funktioniert der von Dir gebaute Promilletester auf dieser Basis?
>
> Mit Sicherheit. Ich vermute nur stark, dass die Impulsantwort so
> garnicht linear ist, daher wird das Kalibrieren viele Testläufe
> brauchen.

Werden freiwillige Testpersonen gesucht? :-)

von Paul B. (paul_baumann)


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Vorschlag ohne Schnickschnack:
Durchsichtiger Schlauch von 10mm Durchmesser aus dem Baumarkt bzw. 
Aquamariumsbedarf.

1. Schlauch in eine Öffnung Oben im Tank bis auf dessen Grund 
einführen.
2. Schlauch außen am Tank ebenfalls bis zu dessen tiefstem Punkt 
herunterführen und nun noch einmal wieder bis zur maximalen Tankhöhe.
3. Dieses Schlauchstück mittels Kabelschellen an der (weißen) Wand 
anschellen.

Da das Heizöl zur besseren Unterscheidung von Waldmeisterlimonade rot 
gefärbt ist und durch das o.g. Vorgehen das Prinzip der 
kommuniszierenden Röhren wirkt, hat man ganz ohne Zusatzenergie eine 
schöne Ablesemöglichkeit.

MfG Paul

von Sim J. (unimetal)


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Ich würde mit einem piezoelektrischen Drucksensor arbeiten. Ist in 
meinen Augen die einfachste Lösung.

von Reiner_Gast (Gast)


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Evtl. wäre ja auch eine Pegelmessung mit einem Schwimmkörper 
interessant, wie das auch bei Gewässern gemacht wird:

https://izw.baw.de/publikationen/dresdner-wasserbauliche-mitteilungen/0/25_Heft_53_Siedschlag_Wasserst%C3%A4ndeDurchfl%C3%BCsse.pdf

(siehe Punkt 2.2)

Vorteile ist:
- Die ganze Elektronik ist außerhalb vom Tanks und kann nix im Tank 
entzünden
- Es ist nur eine kleine Öffnung für das Seil im Tank zu lassen
- Das Gegengewicht außerhalb vom Tank zeigt die Füllhöhe auch optisch an

Nachteile:
- Die Welle, über die das Seil läuft, muss einen Encoder besitzen der 
zyklisch abgefragt wird und dessen Werte aufaddiert werden müssen
- Es ist eine Kalibrierung auf einen Startwert norwendig

von Danny F. (dannyf)


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Sim J. schrieb:
> Drucksensor

Liegt der dann im Tank? oder Muss der Tank darauf gelagert werden?
Bei mir käme ich nicht mehr unten an den Tank ran - die stehen satt aufm 
Boden

Paul B. schrieb:
> Prinzip der kommuniszierenden Röhren

Den Ansatz finde ich gut!
Man muss sich aber darüber im Klaren sein, dass bei einem Loch unterhalb 
des Füllstandes, sich der Tank bis auf dem Niveau des Lochs entleert!

Ich würde den Aufbau daher wie folgt erweitern:

Den Peilschlauch durch einen dickeren durchziehen und diesen mit Wasser 
füllen. Sollte der dicke Schlauch beschädigt sein, so läßt sich Wasser 
am Boden dieses detektieren.
Sollte der Pielschlauch beschädigt sein, so ist oben am Wasser das Öl 
optisch sichtbar

von Hanns-Jürgen M. (yogy)


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Wolfgang schrieb:
> Hanns-Jürgen M. schrieb:
>> Kostet alles zusammen vlt 20 Euro.
>
> Ein Sensor würde doch reichen ;-)
> HC-SR04 1€ https://www.ebay.com/itm//170897438205
> Arduino Pro Mini 2€ https://www.ebay.com/itm/200957063666

ja, genau so.

Hinzukommen noch die Kosten für die Stromversorgung und das Display 
sowie irgendeine Gehäuselösung

von Hanns-Jürgen M. (yogy)


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Paul B. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Ein Sensor würde doch reichen ;-)
>> HC-SR04 1€ Ebay-Artikel Nr. 170897438205
>
> Im Öldunst?
> Der löst sich in kürzester Zeit in Wohlgefallen auf.
>
> -Paul-

nein, läuft bei mir seit knapp 4 Jahren.

von Danny F. (dannyf)


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Reiner_Gast schrieb:
> Nachteile:
> - Die Welle, über die das Seil läuft, muss einen Encoder besitzen der
> zyklisch abgefragt wird und dessen Werte aufaddiert werden müssen
> - Es ist eine Kalibrierung auf einen Startwert norwendig

Ach mist, gesehen hatte ich das Verfahren auch schon, aber wegen der 
Rollenmessung davon Abstand genommen.

Schwimmer: eine alte 1L Öldosen, Aufkleber entfernen, und 50% mit Heizöl 
füllen - wenn da was abreißt ausläuft etc. schlimmstenfalss nen paar 
Bakterien mehr im Tank ;)

Gewicht: MW flasche, rund, welche am besten in ein KG rohr paßt und 
etwas beschweren, so 100ml Wasser denke ich.
2 Umlenkrollen und dünnen, blanken Draht.
Draht am Tank durch nen Gummimuffe führen, so als Abstreifring
Erg: Optische Peilung möglich. Per Webcam etc. auch remote.

Nachteil wegen Rollen-Weg-Messung wie folgt auflösen:
Zur elektronischen Erfassung dann doch wieder die US Sensor Messung:
KG Rohr an die Wand, Buddel rein und von unten per US den Abstand 
messen.
Reißt was ab wird Tank-Leer angezeigt: man geht gucken! TOP!
Fällt der Sensor aus, geht man auch gucken.
Kein Trugschluß durch defekt!

Danke @ Rainer!, dass werd ich an meinen Plastiktanks auch so umsetzen.

Da komme ich auf max 25€:
ESP32S -> 5€
US Sensor 5! Stk. 4€
Netzteil 10€
KG rohr 3€
Öldose und buddel und draht sind eh da :)
2 Umlenkrollen - 3€
---
25 €
Gehäuse für Sensor und ESP32: Süßigkeiten-Dose/n -> 0€

: Bearbeitet durch User
von Reiner_Gast (Gast)


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Danny F. schrieb:
> Reißt was ab wird Tank-Leer angezeigt: man geht gucken! TOP!

Wenn du von unten misst, dann sollte beim Abreißen doch Tank (über)voll 
angezeigt werden, oder?

> Fällt der Sensor aus, geht man auch gucken.
> Kein Trugschluß durch defekt!
> Danke @ Rainer!, dass werd ich an meinen Plastiktanks auch so umsetzen.

Freut mich, wenn ich helfen konnte :-)

von Hanns-Jürgen M. (yogy)


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Danny F. schrieb:
> Reiner_Gast schrieb:
>> Nachteile:

>
> Nachteil wegen Rollen-Weg-Messung wie folgt auflösen:
> Zur elektronischen Erfassung dann doch wieder die US Sensor Messung:
> KG Rohr an die Wand, Buddel rein und von unten per US den Abstand
> messen.
> Reißt was ab wird Tank-Leer angezeigt: man geht gucken! TOP!
> Fällt der Sensor aus, geht man auch gucken.
> Kein Trugschluß durch defekt!
>


Interessante Lösung! Insb. auch die WLAN Möglichkeit. (Leider habe ich 
im Keller keinen WLAN EMpfang, ich nutze einen RFM12- Transceiver außen 
am Kellerfenster)

von Danny F. (dannyf)


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Reiner_Gast schrieb:
> Wenn du von unten misst, dann sollte beim Abreißen doch Tank (über)voll
> angezeigt werden, oder?

Stimmt, immerhin bleibt die alarmierende-Zustandsänderung (0cm, 
Übervoll) und weil vermeintliche "gratis" Lieferung wird man wohl gucken 
gehen :-D

Hanns-Jürgen M. schrieb:
> Leider habe ich  im Keller keinen WLAN EMpfang

Der microcontroller (uc) ist ja quasi frei platzierbar (kein Datenbus, 
nur Spannung, also so bis 15m mit Doppel-Lautsprecherkabel = 4Adern, 
sollte kein Problem sein)
Wenn Du im gesamten Keller  kein WLAN EMpfang hast, dann fällt mir nur 
ein, durch die Geschoßdecke zu bohren (außerhalb des Heizraums! ,:) ) 
und dann ESP32/Arduino/Pi etc. im EG zu platzieren und 5V + & - sowie 
die beiden Steuerleitungen nach unten zu führen.
Natürlich nur, wenn LAN-Kabel ausscheidet weil bsp. uc kein LAN Anschluß 
hat.
Der ESP32 hat industriell ausreichende Betriebsumgebungstemps -40 bis 
125 °C ab, den kannste auch außen an der Hauswand einquartieren. (Strom 
dann von drinnen nachführen.)

Das NT würde ich pers. eh außerhalb des Heizraums platzieren und dann 
den uc auch dazu.

von Sepp Hinterwurzer (Gast)


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https://de.wikipedia.org/wiki/F%C3%BCllstandmessung#Ultraschall
Letzter Absatz: Den Füllstand von unten durch die Behälterwand messen.

Mich würde die akustische Detektion persönlich aber fast mehr 
interessieren. Von meiner kleinen Warte aus gesehen wirst du dafür eine 
Wavelet Analyse benötigen?

von Hanns-Jürgen M. (yogy)


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Danny F. schrieb:

> Hanns-Jürgen M. schrieb:
>> Leider habe ich  im Keller keinen WLAN EMpfang
>
> Der microcontroller (uc) ist ja quasi frei platzierbar (kein Datenbus,
> nur Spannung, also so bis 15m mit Doppel-Lautsprecherkabel = 4Adern,
> sollte kein Problem sein) .....

Ich habe über einige Möglichkeiten nachgedacht.

Da die Anzeige vor dem Tankraum ist, geht auch von dort aus das Kabel 
zum US-Modul.

Alternativ zum RFM12 Modul, das zwar vorhanden aber z.Zt. nicht genutzt 
wird, wäre eine RS232 (oder 485) Leitung in mein Arbeitzimmer über eine 
noch vorhandene frei Tel-Leitung. Aber das macht bei mir eher keinen 
Sinn.

Da sich ca 15 m Leitungsweg entfernt der FTTH Glasfaserrouter befindet, 
wäre die Verkegung eines CAT 5/6 Kabels dorthin denkbar.

(Da der Keller ein Betonkeller ist, ist ein WLAN dort nicht möglich, der 
Glasfaserrouter ist zu dem WLAN-mäßig denkbar schlecht)

Im Laufe des Jahres will ich meine Heizung erneuern und gleichzeitig ein 
erweiterte Heizungssteuerung entwickeln. Die wird dann anstelle der 
bisherigen RS-Verbindung zum PC an das LAN angeschlossen, so daß eine 
Leitung von der Füllstandsmessung zur Heizungssteuerung relativ einfach 
möglich wird.

von Florian (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> http://hupe-tec.de/onlineshop/downloads/betrieb_102.pdf
>
> Habe so ein System schon 8 Jahre bei mir installiert. Funktioniert gut.
>
>  Sehr simples System, ein Reedkontakt reagiert auf das Magnetfeld des
> Magnetventil vom Brenner. Durch die gleich bleibende Durchflussmenge
> jede Stunde wird der Verbrauch ermittelt.

Diese Möglichkeit gefällt mir auch sehr gut. Wie bekomme ich aber die 
genaue Durchflussmenge des Brenners heraus?

von Danny F. (dannyf)


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Florian schrieb:
> Diese Möglichkeit gefällt mir auch sehr gut.
Willst Du den Tankinhalt bestimmen oder eigentlich nur den Öl-Verbrauch 
wissen und dann auf den Tankinhalt rückschließen? :-D

> Wie bekomme ich aber die genaue Durchflussmenge des Brenners heraus?
Wenns um den Öl-Brenner-Verbrauch geht, der ist recht fest (Annahme, 
Dein Tank ist im Keller und dort sind dann ~15°C).
Aus Pumpendruck und Düsengröße ergibt sich der Verbrauch pro Stunde. 
(ist ja kein Auto mit Gaspedal, sondern alles schön konstant :-))
http://www.tetec-mueller.de/Dokumente/Pdf/Fluidics/d/FIDTab_d.pdf

Dann kansnt Du entweder
* wie beschrieben über das Magnetventil erfassen ob die Pumpe fördert - 
wenn ich das richtig verstanden habe

* oder es über den Stromverbrauch ableiten [an der Brennerleitung] (so 
ist unsere WaMa 12 Jahre alte nun ziemlich smart geworden ;-) 
[Fritzsateckdose und nen bissl scripten] )

* oder über ein Mic erkennen so schließe ich mal den Kreis, dass der 
Brenner läuft ;-)

von Wolfgang (Gast)


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Florian schrieb:
> Wie bekomme ich aber die genaue Durchflussmenge des Brenners heraus?

Aus verbrauchter Ölmenge und Brennstunden

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