Hallo Forum
Ich habe vor, mit keramisch isolierten Einschraubungen
(https://www.hositrad.com/winkel/product/details/?artdetail=50040%2D01%2DA&webgroupfilter=226)
den Wasserstand in einem Metallgehäuse zu messen (siehe Zeichung). Bei
Anwesenheit von Wasser kann Strom über den Leiter 1 und 2 auf GND
(Metallgehäuse) fliessen. Je mehr Wasser vorhanden ist, desto kleiner
ist der Widerstand zwischen Leiter und GND. Um die Sicherheit der
Messung zu erhöhen, sind 2 Leiter vorhanden.
Ich habe vor, das Metallgehäuse zu Erden d.h. bei einer Steckdose an den
Gelb-Grünen Leiter anzuschliessen.
Ist das Alles eine gute Idee oder gibt es Verbesserungsvorschläge?
Vorallem bei der Erdung bin ich mir nicht sicher, ob dies nur Störungen
verursacht oder sogar gefährlich ist und wie man es evtl. besser machen
könnte.
Eure Einschätzung würde mich freuen.
Beste Grüsse
Chris
Chris schrieb:> Ist das Alles eine gute Idee
Das Hauptproblem wird sein: Der Widerstand hängt stark davon ab, wie das
Wasser zusammengesetzt ist, was also alles für Stoffe und
Verunreinigungen darin enthalten sind.
Es wird daher im günstigsten Fall nur ein sehr grobes Schätzeisen
sein...
Dietrich L. schrieb:> Das Hauptproblem wird sein: Der Widerstand hängt stark davon ab, wie das> Wasser zusammengesetzt ist, was also alles für Stoffe und> Verunreinigungen darin enthalten sind.
Dann kommt natürlich noch der Elektroden- oder der Behälter-Werkstoff
dazu, der sich durch die Elektrolyse im Wasser bei duerhaftem Stromfluss
löst.
In dem Tank ist hoffentlich kein Trinkwasser.
Vielen Dank für die Rückmeldung.
Das Wasser ist immer das Selbe, verändert sich also nur langsam. Zudem
sind die Leiter regelmässig komplett im Wasser (im 2 Minuten Takt),
womit ich plane zu "eichen". Die Abhängigkeit des Widerstandes bzgl.
Temperatur versuche ich mit einer Temperaturmessung rauszukriegen.
STK500-Besitzer schrieb:> Dann kommt natürlich noch der Elektroden- oder der Behälter-Werkstoff> dazu, der sich durch die Elektrolyse im Wasser bei duerhaftem Stromfluss> löst.> In dem Tank ist hoffentlich kein Trinkwasser.
Elektrolyse versuche ich mit möglichst kleinen Strömen (max. 0.1mA) zu
minimieren. Es ist alles aus Edelstahl und kein Trinkwasser :)
Chris schrieb:> Das Wasser ist immer das Selbe, verändert sich also nur langsam
Wenn es sich um reines Wasser handelt, genügen schon geringste
Verunreinigungen um die Leitfähigkeit stark zu ändern. Ausserdem
bewirken dann auch kleine Gleichströme Polarisierung an den Elektroden,
weshalb man solche Messungen üblicherweise mit Wechselstrom ausführt, DC
ist pfui.
Du kannst nur eine ungefähre Schätzung erwarten, keine
Präzisionsmessung. Wenn du damit zufrieden bist, ok.
Georg
Google mal nach Giesomat!
Der ist dein Freund!
Achtung: Die Versiegelung der Fernostversion hält nicht lange! :-(
Lieber doch die, von den Schluchtenscheissern.
Durch die Elektrolyse bilden sich Gasbläschen (Wasserstoff und
Sauerstoff) an den Elektroden und beeinflussen dadurch den Widerstand.
Es entsteht auch ein niederfrequentes Rauschen wenn sich die Gasbläschen
bilden und wieder ablösen.
Chris schrieb:> STK500-Besitzer schrieb:>> Dann kommt natürlich noch der Elektroden- oder der Behälter-Werkstoff>> dazu, der sich durch die Elektrolyse im Wasser bei duerhaftem Stromfluss>> löst.>> In dem Tank ist hoffentlich kein Trinkwasser.>> Elektrolyse versuche ich mit möglichst kleinen Strömen (max. 0.1mA) zu> minimieren. Es ist alles aus Edelstahl und kein Trinkwasser :)
Falsches Vorgehen. Elektrolyse vermeidest Du durch die Verwendung von
Wechselspannung.
Ich würde eher kapazitiv messen. Bei Wasser hast Du da aufgrund des
hohen €_r gute Voraussetzungen. Dazu isolierst Du die Elektroden und
bringst sie auf einige mm aneinander und misst die Kapazität. Die kannst
Du indirekt messen, indem Du die Zeit in einem Oszillator oder einem
Monoflop (74121 z.B.) oder einem 555 Timer misst. Da das dann alles
isoliert ist, hast Du dann auch keine Verschleißerscheinungen und
Schwankungen durch wechselnde Leitfähigkeiten.
fchk
Das haben wir doch einmal pro Woche.
Kapazitiv messen ist kein Hexenwerk, 100x zuverlässiger und präziser und
es gammelt auch nichts weg.
Es gibt genau keinen Grund unisolierte, spannungsführende Leitungen ins
Wasser zu hängen. Keinen.
Vielen Dank für die vielen und schnellen Ratschläge!
Ich denke der Fall ist klar, dass ich für die Füllstandsmessung in der
Höhe besser einen kapazitiven Ansatz wählen sollte.
Habe da mal ein wenig rumgelesen und eine entsprechende Schaltung in die
Zeichnung eingefügt. So wie es aussieht, ist die Kapazität dann
hauptsächlich noch abhängig von der Wassertemperatur
(http://www.dl2sba.com/index.php/computer/arduino/177-capacitive-water-level-sensor).
In dem Tank sind 100bar Überdruck, deshalb brauche ich da weiterhin
meine Durchführung. Hat jemand eine saubere Methode, wie man die
Elektroden am besten isoliert? Irgend in ein Harz tauchen? Müsste
druckbeständig sein und in einem Temperaturbereich von 5°C-60°C
funktionieren.
Würdet ihr mit dem Tank als Elektrode arbeiten oder besser mit den zwei
Elektroden der Einschraubung?
Am oberen Ende des Tanks habe ich noch eine weitere Einschraubung. Mit
dieser muss ich detektieren, wann der Wasserpegel "ankommt". Quasi ein
Endschalter, wobei dann ein Ventil geschaltet wird, möglichst ohne
grosse Verzögerung.
Wie schnell kann man mit der kapazitiven Methode die Änderung sauber
erfassen? Wäre es u.U. sinnvoll dort die konduktive Methode anzuwenden
und sobald Wasser vorhanden ist, den Stromfluss einzustellen, damit die
Elektrode möglichst lange überlebt und die Elektrolyse minimiert wird?
Lg Chris
Chris schrieb:> Würdet ihr mit dem Tank als Elektrode arbeiten oder besser mit den zwei> Elektroden der Einschraubung?
Bitte wieder vergessen :) sonst müsste ich den ja noch Beschichten oder
so...
Chris schrieb:> Würdet ihr mit dem Tank als Elektrode arbeiten oder besser mit den zwei> Elektroden der Einschraubung?
Man kann das so machen!
Du nutzt z.B. ein Kabel (mit Isolierung) als Elektrode 1 und die
unisolierte Metallfläche als Elektrode 2.
Jetzt wird kapazitiv gemessen um den Wasserstand zu ermitteln.
Quasi wie hier, nur eben nicht mit 4 kapazitive Sensoren, sondern nur
mit einem.
https://www.youtube.com/watch?v=BEwNEg1KWpg> Am oberen Ende des Tanks habe ich noch eine weitere Einschraubung. Mit> dieser muss ich detektieren, wann der Wasserpegel "ankommt". Quasi ein> Endschalter, wobei dann ein Ventil geschaltet wird, möglichst ohne> grosse Verzögerung.> Wie schnell kann man mit der kapazitiven Methode die Änderung sauber> erfassen?
Ich mache es so dass eine Warteschleife läuft welche erst stoppt wenn
der Sensor-Pin wieder auf high ist.
Erst mal den Pin auf Masse legen, warten bis er low ist und dann warte
ich noch 5 mal so lange bis die Kapazität zu 99% entleert ist. Die
Kapazität aufzuladen dauert dann ein paar Zyklen in der Warteschleife.
So in der Art:
uint16_t counter = 0;
while(Pin != high){
++counter;
}
In dem Video sind das unter 400 Zyklen. Wird unter 1ms sein.
Man kann den Wert des PullUp-Widerstandes ändern, also z.B. einen
100kOhm Widerstand nutzen, dann dauert es eben nur noch 40 Zyklen bis
ein High erkannt worden ist und es dauert dann nur noch 0,1ms.
Blöd ist dass die kapazitive Methode störanfällig ist und durch externe
Felder beeinflusst. Wenn ich eine Bohrmaschine 30cm neben dem Sensor
(1MOhm an Vcc) an mache, dann hüpfen die Messwerte nur so hin und her
weil die Felder eben auch in meine ungeschirmten Kabel einkoppeln.
Mit Schirmung erhöht sich die initiale Kapazität des Sensors
(Kapazitätsoffset), aber der Sensor ist weniger störanfällig.
> Wäre es u.U. sinnvoll dort die konduktive Methode anzuwenden> und sobald Wasser vorhanden ist, den Stromfluss einzustellen, damit die> Elektrode möglichst lange überlebt und die Elektrolyse minimiert wird?
Damit könntest du die Haltbarkeit erhöhen.
Ich finde dass diese Methode aber zu unsicher ist, bei destilliertem
Wasser würde sie nicht mehr funktionieren und je nach Medium ist der
Widerstandswert unterschiedlich, so dass sich die Füllhöhe nicht sicher
bestimmen lässt.
Warum kaufst du dir keinen Giesomat vom Ösi und entfernst die
Sensorfläche?
Da sind extra zwei VIA drann, wo du deine Elektroden anschließen kannst.
Sowas ähnliches hat einer hier im Forum auch gemacht!
ohm..
weg des geringsten Widerstandes...
sind die Konduktoren am Boden montiert, ist wenig Wasser von viel Wasser
nicht so leicht zu unterscheiden
als wenn sie im Deckel des Behälters montiert würden
(eben weil zuerst das entfernteste Ende leitend verbunden wird, nicht
das nächstgelegene)
ich sag bloss
'sid
Liquid_Levelsensor.png
(95 KB)
