Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Füllstand im Trinkglas ermitteln


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von Juhu (Gast)


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Hallo,

ich habe folgendes Problem: Ich möchte gerne den Füllstand einer 
Flüssigkeit in einem Trinkbecher messen, also wie viel Milliliter 
beispielsweise im Glas sind. Dabei ist die genaue Flüssigkeit unbekannt 
- es ist aber etwas trinkbares, wie etwa Wasser, Saft oder ein Smoothie.
Nun kann ich es ja nicht über das Gewicht machen, da die Dichte 
unbekannt ist. Auch ein optischer Sensor ist ja schwierig, da nicht jede 
Flüssigkeit gleich lichtdurchlässig ist. Auf einen Deckel würde ich wenn 
möglich verzichten wollen.
Wenn es allerdings keine andere Möglichkeit gibt, dann halt mit 
Deckel...
Zudem sollte es ein Sensor sein, der in/unter den Becher bzw. das Glas 
selbst einbaubar ist. Etwas externes fällt also weg.

Danke schon mal im Vorraus

von Stefan M. (derwisch)


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Das ist natürlich ein wenig "wasch mich, aber mach mich nicht nass".
Um vom Gewicht und der Art der Flüssigkeit unabhängig zu sein, fällt mir 
nur eine Distanzmessung mit Ultraschall ein.
Das wäre aber eine Installation von aussen.

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan M. schrieb:
> fällt mir nur eine Distanzmessung mit Ultraschall ein.

Alle Flüssigkeiten haben dieselbe Schallgeschwindigkeit  ?
Sicher nicht.

Aber dielektrisch werden sie sich erkennen lassen, also
Sensoren die Wand hoch, irgendwo wird ein erkennbarer
kapazitiver Unterschied sein.

So genau ist das natürlich nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Alle Flüssigkeiten haben dieselbe Schallgeschwindigkeit  ?
> Sicher nicht.

Die Luft darüber aber schon.

von Pik Ass (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Das wäre aber eine Installation von aussen.

Ja, Ultraschall war auch mein erster Gedanke. Damit der Sensor, der 
oberhalb vom Glas angebracht ist, beim Trinken nicht ins Auge piekst, 
sollte er drehbar an der Seite vom Trinkglas angebracht werden und sich 
beim Trinken selbstständig durch die Gravitationskraft nach oben drehen. 
Mit Hilfe eines Gegengewichts.

von HildeK (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Die Luft darüber aber schon.
Jedoch:
Juhu schrieb:
> Zudem sollte es ein Sensor sein, der in/unter den Becher bzw. das Glas
> selbst einbaubar ist. Etwas externes fällt also weg.

Über die Genauigkeit und Auflösung wurde nichts gesagt bzw. gefordert.
Mit US und der Luft darüber könnte man immerhin 3mm Auflösung schaffen.

Zwei metallische Streifen und ein Touchsensor könnten auch gehen, 
allerdings mit den selben Problemen: ε_r ändert sich mit der Flüssigkeit 
und wahrscheinlich deutlich schlechterer Auflösung.

Ich sehe den Wunsch als kaum realisierbar an.

von Frank K. (fchk)


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Lies das:

https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/liquid-level-sensing-using-cdcs.html

und das Datenblatt zum Messwandler selber:

https://www.analog.com/en/products/ad7746.html

Du müsstest halt mit flexiblen Leiterplatten arbeiten, oder mit eckigen 
Gläsern.

fchk

von Udo S. (urschmitt)


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Du willst das Volumen wissen.
Das hängt aber von der Form und Größe deines Trinkbechers ab.
Also nützt die reine "höhenmessung" über einen Ultraschallsensor 
überhaupt nichts, wenn der Becher nicht definiert und immer der Gleiche 
ist.

In dem Fall bleibt dir nur Wiegen.
Wie genau muss (nicht wäre schön) denn das Ergebnis sein?
Und warum muss es das Volumen sein?

Ich tippe mal: Der nächste automatische Cocktailmixer :-(((

: Bearbeitet durch User
von Linda (Gast)


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Juhu schrieb:
> Nun kann ich es ja nicht über das Gewicht machen, da die Dichte
> unbekannt ist.

Das würde ich hinterfragen.
Die Dichten sich sicherlich nicht so extrem unterschiedlich.

von Kevin M. (arduinolover)


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Kamera und viele feuchtfröhliche Stunden um Trainingsdaten für das 
neurale Netzwerk zu generieren.

von Pik Ass (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Kamera und viele feuchtfröhliche Stunden um Trainingsdaten für das
> neurale Netzwerk zu generieren.

Es gibt Kameras und Programme, die können eine Mücke im Raum ausfindig 
machen, also wird die Füllstandmessung, mit einer Kamera, eines oder 
mehrerer Gläser erst recht möglich sein. Das Programm dazu wird 
sicherlich immer noch sehr komplex sein.

Der positive Nebeneffekt ist, dass man sich die aufgezeichneten 
feuchtfröhlichen Stunden immer wieder zum Amüsieren anschauen kann.

Linda schrieb:
> Die Dichten sich sicherlich nicht so extrem unterschiedlich.

Alkohol hat nur eine Dichte von knapp über 0,7 g/cm^3.

von Theor (Gast)


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Pik Ass schrieb:
> [...]
>
> Alkohol hat nur eine Dichte von knapp über 0,7 g/cm^3.

Reines Ethanol (was man u.a. in der Umgangssprache als "Alkohol" 
bezeichnet) hat nicht "knapp" eine Dichte von 0,7 sondern eher knapp 0,8 
g/cm³. Der genaue Wert ist 0,7893 g/cm³.

Nun ist aber die Inkorporation von reinem Ethanol weder empfehlenswert 
noch mit besonderem Genuss verbunden. Andererseits ist die sorgfältige 
Dosierung von Ethanol zur Reinigung von Fenstern auch nicht 
erforderlich.

Es ist also die (immer wieder gern' gestellte) Frage, welches Problem 
gelöst werden soll.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Juhu schrieb:
> Flüssigkeit in einem Trinkbecher messen,

Immer der gleiche Becher oder unterschiedliche Becher?
a) Form
b) Material (Metalle, Kunststoff klar oder undurchsichtig, Pappe)
c) Wanddicke

> wie viel Milliliter
Wirklich die Milliter oder Füllstand zum berechnen?

> Flüssigkeit
Hier gibt es die Angaben, stark unterschiedlich: trübe, klar, Dichten
Was ist mit Schaum?

> Auf einen Deckel würde ich wenn möglich verzichten wollen.
D.h. es darf an einer Seite entlang auch sein und an einer Seite über 
den Rand ragen darf auch sein?

> der in/unter den Becher bzw. das Glas selbst einbaubar ist.
Hängt von a)...c) ab, was näher ins Visier genommen werden könnte.

von Udo S. (urschmitt)


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Der TO hat sich hoffentlich nicht verdosiert und liegt jetzt bewustlos 
unter dem Weihnachsbaum.
:-)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Juhu schrieb:
> Auch ein optischer Sensor ist ja schwierig, da nicht jede
> Flüssigkeit gleich lichtdurchlässig ist.

Das dachte ich auch mal. Bis ich die Lichtschranke etwas seitlich durch 
das Glas habe leuchten lassen. Dabei bemerkte ich, dass nur das volle 
Glas den Lichtstrahl stark ablenkt, während es durch ein leeres Glas 
fast gerade hindurch scheint.

#Meine Lichtschranke bestand auf einer Glühlampe und einem LDR die beide 
in Papp-Röhrchen steckten. Dazwischen wurde das zuerst leere Glas 
befördert und dann befüllt. Die klare Flüssigkeit lässt den Lichtstrahl 
zur Seite "weg knicken", so dass er den LDR verfehlt.

So kann man mit der gleichen Einstellung sowohl Kaffee als auch klares 
Wasser erkennen.

: Bearbeitet durch User
von Juh U. (juhu)


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Hallo,
danke für die vielen Antworten. Ich hab mich bemüht bei der 
Fragestellung möglichst genau zu bleiben, aber man merkt halt immer erst 
danach, was man vergessen hat:)
Also der Becher ist durchsichtig - evtl. auch ein Glas. Der Sensor 
sollte auch nicht über den Rand hinausragen, weil das doch beim Trinken 
eher unbequem ist. Da der Becher ja immer derselbe ist, weiß man ja 
durch die Höhenmessung wie viel Liter sich noch im Becher befinden. Der 
Sensor müsste  also nur erkennen, ab welcher Höhe die Flüssigkeit 
aufhört. Das muss jetzt auch nicht auf den mm genau sein - es reichen 
bestimmte Punkte, dass erkannt wird, wenn nur noch die Hälfte oder 
nichts im Becher ist.
So wie ich das jetzt aus den Antworten entnehmen konnte, wäre 
beispielsweise 4 Sensoren am Rand das beste.
Vielen Dank bereits jetzt

von Juh U. (juhu)


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Weiß da jemand zufällig einen Sensor, der das kann? Es sollte möglichst 
unkompliziert sein, vor allem auch um Platz (und Kosten) zu sparen

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ju G. schrieb:
> Weiß da jemand zufällig einen Sensor, der das kann? Es sollte möglichst
> unkompliziert sein, vor allem auch um Platz (und Kosten) zu sparen

Wie gesagt: Lampe und LDR im Tubus - oder in der modernen Variante: LED 
und Fototransistor.

Wenn du LED und Fototransistor nimmst, kannst du die LED Pulsen und dann 
die beiden Messwerte (mit/ohne Licht) voneinander subtrahieren, um 
Fremdlicht heraus zu rechnen.

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