Moin moin :)
ich hab einen Differenzdrucksensor, mit dem ich den Wasserstand in einer
Hydroponischen (Tiefwasserkultur) Anlage messen möchte.
Die Theorie ist einfach ... Schlauch (PTFE-Schlauch mit 2 Meter) an den
Sensor, den Schlauch dann (möglichst gerade) in die Nährlösung.
Aus dem Druckunterschied sollte sich die Füllhöhe errechnen lassen.
In der Praxis leider nicht so einfach.
Da es sich um eine hydroponische Anlage zur Pflanzen-Zucht handelt, gibt
es eine Beleuchtung, die die Luft im Schlauch erwärmt und damit den
Druck beeinflusst.
Das konnte ich mittlerweile kompensieren (Volumen im Schlauch bleibt
Konstant, der Druck ist direkt-proportional zur Luft-Temperatur) -
trotzdem hab ich noch deutliche Abweichungen.
Die Dichte des Wassers ändert sich auch, wobei das nicht für die
Änderungen verantwortlich sein dürfte. (zwischen 20°C und 80°C wären es
um die 2,5% Fehler). Aber wenn ich die Messwerte graphisch darstelle,
ändert sich der Druck mit steigender Wassertemperatur.
Ich sehe leider Abweichungen von 25% und ich komm nicht drauf, woran das
liegen könnte.
Hat jemand eine Idee?
Oder kennt jemand ein Projekt, bei dem die Probleme schon gelöst wurden?
Vielen Dank!
Wasserstand schrieb:> Oder kennt jemand ein Projekt, bei dem die Probleme schon gelöst wurden?
Millionenfach verbaut sind sind solche pneumatischen Füllstandsmesser
für Tanks, aber alle mit Luftpumpe.
H. H. schrieb:> Wasserstand schrieb:>> Oder kennt jemand ein Projekt, bei dem die Probleme schon gelöst wurden?>> Millionenfach verbaut sind sind solche pneumatischen Füllstandsmesser> für Tanks, aber alle mit Luftpumpe.
Ja genau, so ähnlich hatte ich mir das auch gedacht, aber mit dem
Unterschied, dass der Tank erstmal leer ist, wenn man den Schlauch
reinsteckt und sich der Luftdruck durch auffüllen des Tanks aufbaut,
aber ohne zusätzliche "Entlüftung" des Schlauchs.
Ich glaub mein Problem ist, dass der Schlauch 2m lang ist.
Bestimmt wäre irgendeine Konstruktion aus einem PTFE- oder
Plexiglas-Rohr mit eingebautem Differenzdrucksensor besser.
Oder gleich einen Unterwasser-Druck-Transducer für 45€ kaufen.
Wasserstand schrieb:> Die Theorie ist einfach ... Schlauch (PTFE-Schlauch mit 2 Meter) an den> Sensor, den Schlauch dann (möglichst gerade) in die Nährlösung.
So ganz hast du die Theorie anscheinend doch noch nicht verstanden, auch
wenn du sie als "einfach" bezeichnest.
Ob der Schlauch gerade ist oder nicht, spielt überhaupt keine Rolle. Der
gemessene Differenzdruck entspricht der Höhe der Wassersäule zwischen
Wasserpegel im Schlauch und Oberfläche, multipliziert mit der
Dichtedifferenz zwischen Luft im Schlauch und Wasser. Für eine stabile
Pegelmessung braucht man einen stabilen Bezugspunkt. Den bekommst du,
wenn du mit einer Luftpumpe vor der Messung alles Wasser aus dem
Schlauch verdrängst. Die Dichteänderung der Luft geht nur sehr
untergeordnet mit dem Verhältnis Dichte(Luft)/Dichte(Wasser) ein. Bei
Raumtemperatur liegt das bei 0,0012. Damit kommst du bei
Temperaturänderungen zwischen 20°C und 80°C nie und nimmer auf 25%. Das
verrät dir die allgemeine Gasgleichung.
Wasserstand schrieb:> Das konnte ich mittlerweile kompensieren (Volumen im Schlauch bleibt> Konstant, der Druck ist direkt-proportional zur Luft-Temperatur) -> trotzdem hab ich noch deutliche Abweichungen.
Sicher? Ist es nicht so, dass Nährlösung im Schlauch aufsteigt, wenn die
Luft im Schlauch abgekühlt wird?
==> Volumen Gas != const
Wenn die Luft im Schlauch erwärmt wird, wird dann nicht irgendwann Luft
aus dem Schlauch entweichen?
==> Stoffmenge != const
Oder habe ich den Aufbau komplett missverstanden?
Michel schrieb:> Wenn die Luft im Schlauch erwärmt wird, wird dann nicht irgendwann Luft> aus dem Schlauch entweichen?> ==> Stoffmenge != const
Das würde sie nur beim ersten Temperaturzyklus tun, danach blubbert da
nichts mehr raus.
Die Luft im Schlauch entweicht aber still und heimlich, indem sie sich
in der Flüssigkeit löst. Da die Flüssigkeit im Schlauch von der
allgemeinen Durchmischung stark abgekoppelt ist, erfolgt der Luftverlust
über langsame Diffusion und ist auch noch von der Länge der
Flüssigkeitssäule im Schlauch abhängig -> Langzeitdrift.
Gerd E. schrieb:> Wird der Drucksensor auch mit erwärmt? Die haben normal auch einen> temperaturabhängigen Offset.
Nicht wirklich, der liegt woanders, wo er kaum erwärmt wird.
Wolfgang schrieb:> erfolgt der Luftverlust> über langsame Diffusion und ist auch noch von der Länge der> Flüssigkeitssäule im Schlauch abhängig -> Langzeitdrift.
Ohje ohje, da hab ich zu naiv gedacht!
Ich glaube, so wie ich mir das dachte, wird das niemals richtig
funktionieren.
Vielen Dank für eure Erleuchtungen!
Wenn man sich überlegt, dass so ein Differenzdrucksensor auch schon fast
soviel kostet, wie ein untertauchbarer Pressure-Transducer, dann sollte
man wohl lieber gleich letzteres verwenden - insbesondere, weil ersteres
für den Anwendungsfall wohl garnicht geeignet ist.
Allerdings müsste man den atmosphärischen Druck extra noch messen.
Der Thread mit dem Einperl-Füllstandssensor ist großartig! - aber auch
recht aufwändig und so wichtig ist mir der Füllstand dann doch nicht.
Dachte, wäre ein nettes Plus, wenn man mit wenig Aufwand den Wasserstand
messen könnte.
Wasserstand schrieb:> Wenn man sich überlegt, dass so ein Differenzdrucksensor auch schon fast> soviel kostet, wie ein untertauchbarer Pressure-Transducer, dann sollte> man wohl lieber gleich letzteres verwenden - insbesondere, weil ersteres> für den Anwendungsfall wohl garnicht geeignet ist.
Nein, die Messung mit einem Schlauch ist schon prima, weil du die ganze
Instrumentierung in beliebiger Entfernung und im Trockenen stehen haben
kannst. Einziger Nachteil ist der Aufwand mit Luftpumpe und meist
Luftsteuerventilen. Der Aufbau von Gerhard O. wurde ja oben schon
verlinkt.
Falls deine Flüssigkeitssäule nicht zu hoch ist, tut es vielleicht ein
Sensor aus einem Blutdruckmessgerät.
Wasserstand schrieb:> Allerdings müsste man den atmosphärischen Druck extra noch messen.
Und das muss ausreichend genau passieren. 1hPa entspricht grob 1cm
Wassersäule. Falls dir 1cm Auflösung reicht, kannst du evtl. über
Internet die Metar-Daten des nächsten Flughafens abrufen (1/2h
Aktualisierung). Das spart den Referenzsensor.
