Hallo Ich baue nebenbei Behälter in Zylinderform aus PVC oder Plexiglas. In diesen Behälter werden Wasser, Reinigungsmittel ect. gefüllt. Die Behälter haben eine Höhe von 300 bis 1000mm und einen Durchmesser von 70 bis 100mm. Nun möchte ich möglichst einfach den Flüssigkeitenstand dieser Behälter messen. Anforderungen: - Indirekte Messung (Flüssigkeit kann hoher/tiefer PH Wert haben) - Flüssigkeit kann farblos oder farbig sein (bezüglich optischer Messung) - Messung in 10% Schritten über die gesamte Höhe des Behälters Min Auflösung bei 300mm hohen Behälter = 30mm Max Auflösung bei 1000mm hohen Behälter = 100mm - Messauswertung über Arduino - Nicht zu teuer (ist ein Hobby Projekt und kleine Stückzahlen) Was für Mess Möglichkeiten hätte ich? - Optische Distanzmessung -> Funktioniert dies bei klaren Flüssigkeiten? - Ultraschall Messung -> Funktioniert das bei 70mm Durchmesser und 300mm Höhe? - Hall Sensoren und schwimmender Magnet (Magnet muss natürlich in Kunststoff vergossen sein) - Druckmessung? (Flüssigkeit kann Problemlos mehrere Monate stehen und Gase ausdünsten, Deckel des Behälters hat extra eine Öffnung) Besten Dank für eure Inputs. Gruss Philippe
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Hallo, ist Wiegen auch eine Option? Gruß Daniel
Eine weitere Möglichkeit: Einen Kondensator bauen. Einfach von Außen auf das Gefäß z.B. zwei, voneinander isolierte, Kupferfolien kleben (über die gesamte Höhe natürlich). Die Flüssigkeit bildet das Dielektrikum. Mit einem 74HC14 einen Schwingkreis aufbauen und dessen Frequenz messen. In etwa so funktioniert z.B. der Feuchtigkeitssensor vom Gies-o-mat, damit lassen sich sehr geringe Kapazitäten bzw. Kapazitätsunterschiede feststellen/messen.
ich nutze für wassehaltige, also halbwegs leitfähige flüssigkeiten kapazitive messung mit einfachem isoliertem kupferdraht, isolation an einem ende zuschweissen, kapazität gegen die flüssigkeit messen. Auswertung geht minimal mit einem portpin und dessen pullup.
Hey, in einem Projekt vor paar Jahren habe ich mal die Sensoren von https://www.microsonic.de/de.htm eingesetzt. Die Behälter hatten auch ca. 30cm Durchmesser. Die Sensoren lieferten mir je nach Füllstand ein 4-20m mA Signal oder eine Spannung - gibt die Sensoren in verschiedenen Ausführungen. Nachteil: Kostenpunkt.
Philippe B. schrieb: > (Flüssigkeit kann hoher/tiefer PH Wert haben) > - Flüssigkeit kann farblos oder farbig sein Temperatur?
nachtmix schrieb: > Temperatur? Die Temperatur wird sich innerhalb von ein paar Monaten wohl angleichen ;-) Philippe B. schrieb: > ... Flüssigkeit kann Problemlos mehrere Monate stehen ... Wenn, dann wäre eine Möglichkeit, die Wärmeleitung auszunutzen, i.e. Sensor kurz aufheizen und Abkühlgeschwindigkeit auswerten.
Philippe B. schrieb: > Was für Mess Möglichkeiten hätte ich? Wenn der Behälter transparent ist, und es sich um wässerige Lösungen handelt, könntest du dir den Füllstand mit einer Webcam (NoIR für den Raspi) und IR-Beleuchtung anschauen und die Grenzfläche Luft/Flüssigkeit mittels Bildverarbeitung suchen. Sonst eben mit ein paar IR-Lichtschranken. Auch klares Wasser hat im nahen IR schon eine merkliche Absorption. P.S.: my2ct schrieb: > Die Temperatur wird sich innerhalb von ein paar Monaten wohl angleichen > ;-) > > Philippe B. schrieb: >> ... Flüssigkeit kann Problemlos mehrere Monate stehen ... Diesen Satz hatte ich überlesen. Die Frage war aber nicht unbegründet ;-)
Kapazitiv, wie oben vorgeschlagen halte ich für die beste Möglichkeit. Eine weitere Option wäre Resonanzmeessung, optische Transmissionsmessung bei gefärbten Flüssigkeiten (ist wahrscheinlich schwierig zu Kalibrieren), Gewicht sofern die Dichten der jeweiligen Flüssigkeiten bekannt und konstant sind,
Ich bin mir nich sicher ob es funktioniert, bin selbst gerade am testen... Schau dir mal den VL53l1x an, wäre eine elegante Lösung.
Messkette mit Reedkontakten und Schwimmer mit Magnet.
Chr. M. schrieb: > Schau dir mal den VL53l1x an, wäre eine elegante Lösung. https://www.st.com/resource/en/datasheet/vl53l1x.pdf Bin gerade auch mit den Dingern am Spielen: Das sollte in jedem Fall bei den gewünschten Abständen funktionieren. MIt 1000mm reicht der short distance mode mit bester Genauigkeit. Um das nicht für alle Flüssigkeiten kalibrieren zu müssen, würde ich einen Schwimmer einsetzen, der eine definierte Oberfläche hat.
Kannst auch ein unten offenes Röhrchen von oben bis auf den Grund des Topfes führen und langsam Luft hineinblasen, bis diese unten austritt. Der erforderliche Druck ist ein Maß für die Tauchtiefe. Evtl könnte man die geringe erforderliche Gasmenge auch mittels Elektrolyse aus der zu messenden Flüssigkit erzeugen. Waschmaschinen machen ihre Füllstandsmessung ähnlich, aber sie brauchen keine Pumpe um den Gasverlust zu ersetzen, weil die Suppe darin nicht wochenlang steht und nach dem Abpumpen von selbst frische Luft in das Meßrohr kommt.
M. K. schrieb: > Eine weitere Möglichkeit: > Einen Kondensator bauen. Einfach von Außen auf das Gefäß z.B. zwei, > voneinander isolierte, Kupferfolien kleben (über die gesamte Höhe > natürlich). So ähnlich also, nur mit zwei parallelen Streifen nebeneinander oder gegenüber? https://www.youtube.com/watch?v=BEwNEg1KWpg&feature=youtu.be
Mike J. schrieb: > So ähnlich also, nur mit zwei parallelen Streifen nebeneinander oder > gegenüber? Ich dachte an Streifen gegenüber die von oben nach unten verlaufen, aber ja. So ähnlich dürfte das funktionieren.
Danke für die vielen Antworten. Bisher gefällt mir die Variante mit dem Kondensator am besten. Ich muss es wohl oder übel einmal aufbauen und schauen ob die Flüssigkeit einen merklichen Unterschied macht. Der VL53l1x sieht auch interessant aus. Das Gehäuse ist aber für meine Lötkünste etwas schwierig und die kaufbaren Breakout Boards relativ teuer. Kennt Ihr dort ein Breakout Board was weniger als 10€/SFr. kostet? Gruss Philippe
Schau mal bei cypress nach da gibts was mit Psocs Liquid Level sensing oder so.
Evtl dummer Vorschlag, aber gibts ne Möglichkeit am Boden des Behälters eine Schnur anzubringen? An diese Schnur dann eine kleine Plastikplatte befästigen. Je nach Wasserstand steigt die Plastikplatte. Diese könnte man nun optisch per Infrarot erfassen und hätte somit den Füllstand.
Philippe B. schrieb: > Kennt Ihr dort ein Breakout Board was weniger als 10€/SFr. kostet? Du kannst es erst mit einem VL53l0X versuchen wenn dir die 1,2m reichen(Datenblatt) Der kostet nur die hälfte.
Philippe B. schrieb: > Was für Mess Möglichkeiten hätte ich? Optische Methoden kann man nach meiner Erfahrung vergessen. Entweder verdreckt ein Element der Messkette nach einiger Zeit oder liefert bei Reflexion an bewegten Oberflächen lauter Hausnummern. Bei Bestimmung der (elektrischen)Leitfähigkeit ist mit elektrochemischer Korrosion der Elektroden zu rechnen. Außerdem werden die TÜV-Prüfer sehr kleinkariert wenn das Prüfmedium mit der elektrischen Anlage verbunden (und frei zugänglich) ist. Der Aufwand, deren Anforderungen zu genügen, ist erheblich. Das Prüfmedium als Dielektrikum eines frequenzbestimmenden Kondensators zu verwenden, ist eine sichere und einfache Methode (wurde jahrelang in meiner Firma gemacht) und der Kondensator ist elektrisch vom Medium isoliert. Allerdings, mit Änderung des Mediums, Mischverhältis usw muß der Sensor neu abgeglichen werden und der Temperaturgang des VCOs sollte beachtet werden. Die besten Erfahrungen habe ich mit Magnetschwimmern gemacht, die in Verbindung mit Hallsensoren die Pegelinformation liefern. Vor einigen Jahren habe ich einen Pegelmesser für einen Behälter mit !kochendem! Wasser konstruiert, der direkt mit der Flüssigkeit eintauchte: Ein Ringmagnet, der in einen Styroporschwimmer eingelassen war, bewegte sich entlang eines Edelstahlrohres. Im Rohr waren Hallsensoren (Reedrelais haben die Temperatur nicht lange ausgehalten) montiert, die der Magnet "betätigt" hat. Eine angeschlossene Elektronik hat daraus den aktuellen Pegel bestimmt. Die Schwimmer haben wir von einer Firma aus dem Raum Frankfurt bezogen, Hallsensoren von Honeywell bzw Allegro, glaube ich.
Ich habe mal mit Q-Touch auf einem kleinen Tiny einen vielversprechenden Versuch gemacht. Als Sensor habe ich eine zweiadrige 0.75qmm Doppellitze als U geführt verwendet. Damit kommt der Sensordraht nicht mit der Flüssigkeit in Berührung. Erreichte Auflösung <1cm, hängt aber stark von der verwendeten Geometrie der Doppellitze ab. War aber nur ein einfacher Versuch mit Wasser. Da die Ergebnisse direkt vom eps_r der Flüssigkeit abhängen, könnte das ein Problem sein, wenn man mit verschiedenen und wechselnden Flüssigkeiten arbeiten muss. Das ist aber bei den anderen Vorschlägen mit kapazitiven Sensoren auch so.
Wen um alles auf der Welt interessiert die Füllhöhe, wenn - so möglich - gewogen werden kann? Natürlich ist die Relation zwischen leer und voll von vielen Faktoren abhängig. Ich kenne aber keinen Fall, wo nicht irgend ein Proportionalfaktor zwischen Gewicht und Füllhöhe besteht. Interessanterweise geht dass sogar bei "unförmigen" Gefäßen und bei großen dollen Ranzen der Abmessungen. Spätestens an dieser Stelle fragt man sich nämlich wie viel im Gefäß ist und nicht wie hoch der Pegel ist.
Es gibt für den Bereich Tanks (Öltank ect.) Füllstandsgeber aus V2A die einfach in das Medium am Boden abgelassen werden. Über den entstehenden Druck kann man die Aussage über den Füllstand machen. Mal nach Tankfüllstand oder ähnlich googeln. Die andere Variante über ein Rohr oder Schlauch und dann den Luftdruck messen ist auch ne Möglichkeit.
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