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: > Millionenfach verbaut sind sind solche pneumatischen Füllstandsmesser > für Tanks, aber alle mit Luftpumpe. Vor allem, wenn die Tiefwasserkultur sowieso mit einer Luftpumpe yum Einperlen von Sauerstoff ausgeruestet ist. Als Beispiel: https://hydroplanner.com/static/6bca5d504be8433c2da91537b647ec89/5ca24/deep-water-culture-DE.webp
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?
Wird der Drucksensor auch mit erwärmt? Die haben normal auch einen temperaturabhängigen Offset. Ansonsten siehe: Beitrag "Ein Füllstandmesser auf Einperlungsbasis"
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.
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