Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
OptexOptex
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

czujnik napełnienia szamba - koncepcja

14 Lut 2005 23:01 18451 19
  • Poziom 14  
    Potrzebuję zrobić czujnik napełnienia szamba.
    Układ na być tani, w miarę nieskomplikowany, niezawodny,
    nie wymagający skomplikowanych kalibracji.

    Pomijam rozwiązania typu włącznik-kontaktron bo są zawodne nieprecyzyjne i wymagają umieszczenia w studni wiele przewodów.
    "Pływaki" też raczej odpadają bo nie mogą to być za wielkie konstrukcje (szmbo trzeba opróżnić a szambonurki nie zważaja na nic co znajduje się w szambie),a małe może unieruchomić "zawartość" szamba, pozatym pojawia się problem pomiaru wychylenia pływaka. No chyba że się mylę...

    Mam pewną koncepcję jak wykonać ten układ. Przedstwię to blokowo.
    Jako czujnik do szmba-studni zostaną wpuszczone pinowo dwa przewody zamocowane równolegle do siebie (taka "drabinka linowa"). Będą zaizolowane tak aby na nie oddziaływały na nie związki chemiczne w szambie itp.

    Te przewody będą pełnić role kondensatora o zmiennej pojemności która bedzie zależeć od poziomu cieczy wokół nich.
    I tu rodzi się pierwsze pytanie czy mam rację i w jakich granicach bedzie zmieniać się pojemność tego kondensatora?

    Czujnik-kondensator bedzie obwodem jakiegoś generatora (np 555) który bedzie wytwarzał częstotliwość proporcjonalna do pojemności.

    Opisany powyżej układ bedzie znajdował się w studni-szambie.
    Sygnał-częstotliwość bedzie przekazana do pomieszczenia w domu gdzie nastąpi przetworzenie czestotliwości na napięcie-prąd (np.: najprościej przy pomocy obwodu RC) czyli ostateczny odczyt na wyświeltaczu, wskaźniku wychyłowym, itp.

    Dlaczego mierzyć pojemność(F) występującą miedzy przewodami bo rezystancja może się zmienna zależnie od kwaśności zawartości szamba.
    Przy pomiarze rezystancji elektrody były by stale narażone na agresywne związki i z czasem uległy by korozji-rozpadowi.
    Czujnik optyczny wymaga wymaga wykonania pływaków-a mechanika w takich warunkach bedzie zawodna.
    Czujnik indukcyjny - nawet nie wiem jak się do tego zabrać...
    Inny czujnik - JAKI ???

    Dlaczego przesyłać sygnał przy pomocy zmiennej częstotliwości? bo zmieniając napiećia-prądy trzeba bedzie stosować kalibrację uwzględniająć długość kabli itp,a z czasem miejsca połączeń i tak mogą ulec korozji...
    Pozatym generatory doskonale zmieniają małe pojemności na częstoliwość.
    Można by jeszcze zrobić układ który przesyłał by informację przy pomocy cyfrowej transmisji danych ale, wydaje mi się śmieszne mieszać mikrokontrolery do takich rzeczy. Dodatkowo podrażało by to koszt układu, i ... nie mam doświadczenia w programowaniu tego typu układów
    ;)

    Tyle moich teoretycznych przemyśleń. Jeśli moje myślenie jest błędne lub nie jasne - proszę o uwagi.
    O razu zaznaczam że nie mam jeszce gotowego układu tylko przymierzam się do zrobienia go a tą dyskusja ma na celu skorygowania moch błędów i ew naprowadzenia mnie na właściwy tok myślenia...
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • OptexOptex
  • Poziom 29  
    Ale kombinujesz :sm16: ja ten problem ( w swoim domu ) zalatwiłem kosztem 10zł. Po pierwsze to zapomnij o jakich kolwiek przewodach w zawartosci szamba, po pewnym czasie zostana tylko te na powierzchni. A teraz moj "patent": w gornej scianie zrobiłem otwor o sr. 25mm, do niego wsadzilem rure ( pionowo) z PCV o dł. 50cm. W tej rurze przesuwa sie druga rura z PCV ( o sr. 23mm i dł. 1m ) na ktorej koncu jest plastikowy plywak ze spluczki. Kiedy poziom szamba wzrasta, rura sie wysuwa do gory, kiedy jest niski, rura opada. Dla zabawy na rurce mam podzialke i widze kiedy nalezy juz "zanurkowac" pompą.
    pozdrowka
  • Poziom 14  
    Co do kwestji przewodów - dlatego chcę aby pomiar odbywał sie pojemnościowo bo przewody można wtedy hermetycznie zaizolować=zabezpieczyć przed agresywnym działaniem zawartości.

    Co do opróżniania zawartości (pomijam fakt że to niezgodne z ekologią ;) ) najlepiej do tego celu nadają się pompy zatapialne do wody brudnej (takie z hipermarketów za 100zł). Taka pompa ma wbudowany własny pływak który ją włacza i wyłącza wedle potrzeb. Z autopsji wiem że może zanużać się tak ponad 2 lata bez szwanku dla izolacji...
  • OptexOptex
  • Poziom 10  
    Pomijając skomplikowanie układu pomiarowego, to pomysł jako taki jest wykonalny. Jestem mechanikiem okrętowym i na statkach dla bardzo różnych cieczy: od paliw po wodę morską (taką naprawdę słoną a nie z naszego jeziora Bałtyckiego) i przeróżną chemię na chemikaliowcach, stosuje między innymi takie rozwiązanie (tzn kondensator). można też spróbować z układem kamertonowym. wówczas podajemy z generatora na cewkę napięcie o pewnwj częstotliwości. cewka "napędza" element drgający czyli kamerton. Jak kamerton pokryje ciecz to drgania sę tłumione i zmienia się charakterystyka prądowa cewki. to będzie wykrywanie tylko konkretnego poziomu a nie pomiar ciągły.
    pozdrawiam,
    Przemek
  • Pomocny post
    Poziom 40  
    Ja do wszystkiego co mogę stosuję ultradźwięki (jakieś zboczenie chyba ;P) więc tu też podrzucę taki pomysł ;) Oczywiście nie jest to tak tanie jak pomysł z pływakiem (to chyba najlepsza opcja), ale za to bardziej 'elektroniczne' i efektowne :)
    W sklepie AVT można znaleźć takie nadajniki/odbiorniki w obudowie wodoszczelnej : http://www.sklep.avt.com.pl/go/_info/?id=14272. Pewnie układ wzmacniacza musiałby być umieszczony blisko sesnoru żebyb w kablach nie indukować zakłóceń, ale to chyba da się zrobić. Jeżeli zastosowałbyś autotransformator podwyższający napięcie do ok.100V powinienneś osiągnąć stabilny zasięg kilku metrów przynajmniej. Wszystko da się zrobić na jednym mikrokontrolerze + wzmacniacz operacyjny.
    BTW: czy pomiar oparty na pomiarze ipojemności nie będzie zależny od "składu" ścieków w szambie? Przecież pojemność kondensatora zależy też od elektrolitu pomiędzy okładkami, a taki hmmm... ścieki, mogą zmieniać swój skład.
  • Specjalista elektronik
    A może umieścić w roli kondensatora przewód (wystarczy jeden - dugą okładką kondensatora będzie Ziemia),
    który oba końce ma na górze (żeby zawartość szamba nie przedostawała się przez koniec przewodu do środka)?

    Elektronika powinna mierzyć małą pojemność (przewód w powietrzu), zawartość szamba wprowadzi tłumienie,
    i wtedy trudno jest coś zmierzyć, ale będzie to coś innego, niż mała pojemność, która była przedtem.
  • Poziom 37  
    Tutaj marcinj12 jest najbliżej właściwego rozwiązania.Przepracowałem w oczyszczalni ścieków sporo lat ,dawniej próbowaliśmy różnych metod pomiarów przepływu w kanałach i poziomu w komorach czerpalnych.Wszystkie metody były bardzo kłopotliwe aż do pojawienia się ultradźwiękowych przepływomierzy firmy Mobrey.Stosujemy je do pomiaru przepływu na zwężkach Venturiego i do sterowania pompami w komorach czerpalnych.Jeszcze na kilku obiektach zachowały się urządzenia izotopowe ale to nie do zastosowania w domu.Mobrey czy inne specjalizowane firmowe urządzenia też raczej nie ze zwględu na koszty ale można zasadę pożyczyć i samamu coś na ultradźwiękach zrobić.
  • Poziom 14  
    ultradzwięki to rzeczywiście może być to.

    Mierząc pojemność występującą miedzy przewodami zastanawiałem się nad tym czy różny odczyn zawartości nie będzie fałszował odczytu.
    Poza tym podczas opróżniania szmba (szmbiarka) mogą ulec uszkodzeniu przewody - choć to tylko kwestia mocowania.

    Co do ultradzwięków to będą to moje pierwsze kroki - no ale kiedyś trzeba zacząć...tym bardziej że przydać się to może nie tylko tu.
  • Poziom 15  
    Pomiar poziomu można zrealizować za pomocą np trzech elektrod nierdzwnych umieszczonych na różnych wysokościach. To w przypadku wskazania dwóch poziomów, jeżeli chcesz więkrzą liczbę wskazań to ilość
    plus jedna elektroda. Na najniższej elektrodzie podaje się stałe napięcie a następne napalają ci kolejne diody
    poziomów. Możesz zastosiować ewentualnie wzmacniacze lub komparatory w celu eliminacji błędów. Ja osobiście zastosowałem bramki NAND jako wzmacniacze przy zbiorniku deszczówki do sterowania zaworem dopełniającym.
  • Poziom 11  
    marcinj12 taki czujnik jak w avt czyli 40CA-18C to mozna kupic w maritexie za 9 z hakiem zł a nie za 20. Ale nie o to chodzi bo nie moge znalezc nic o aplikacji tego czujnika a jest to nadajnik/odbiornik w jednym. Czy ktoś wie lub ma chociaz note jak go podłączyć? Przebiegi czasowe? Kttórą nozke zasilac z ktorej czytac? Bo w necie pełno jest ale wymiarów obódów troche charakterystyk ale mało tego aby uzyc czujnik.
  • Poziom 21  
    Do tego pomyslu z elektrodami ,to nie podaje się stałego napiecia bo nastapi elektroliza ,trzeba dorobic generator 1 kHz i po kłopocie.
  • Poziom 14  
    No tak ale jak elektrody zaizolujesz to nie będzie elektrolizy, a pojemność (F) zmierzysz...

    zresztą niewazne.
    Problem rozwiazałem przy pomocy kontaktronów.
    tak wygląda schemat:
    czujnik napełnienia szamba - koncepcja

    W rurce PCV, w równej odległości umieszciłem n-liczbę kontaktronów w zależności od dokładności pomiaru.
    Po rurce porusza się magnes-pływak który zwiera kontaktrony.
    Magnes musi byc tak długi, jaka jest odległość między kontaktronami.
    W przeciwnym wypadku jeśli magnes znajdzie się pomiędzy kontaktronami i nie zadziała na żaden to nie będzie pomiaru.
    Taki długi magnes można wyciągnąć z uszczelki w drzwiach z lodówki lub sklejić z kilku mniejszych.

    Kontaktrony podpinamy do rezystorów wg schematu - wszystkie o tej samej wartości.
    Podłączmy zasilanie i na wyjściu mamy napięcie proporcjonalne do położenia pływaka. Dalej mierzymy przy pomocy woltomierza, wskaźnika wychyłowego, segmentu led...wedle fantazji.

    "Rozdzielczość" pomiaru zależy od ilości kontaktronów,
    Użycie pola magnetycznego jako czynnika przełączającego umożliwia zamknąć hermetycznie w rurce PCV wszystkie delikatne elementy narażone na korozję.
    Cel został spełniony - rozwiązanie jest tanie, proste, z łatwo dostępnych materiałów.
    Mam nadzieję że się jescze komuś przyda.
  • Specjalista elektronik
    To ja podsunę jeszcze inny, choć trochę podobny pomysł: dwie równoległe rury, w każdej umieszczamy
    rdzeń magnetyczny, na górze rdzenie łączą się, i tam jest nawinięta cewka. Wokół jednej rury na zewnątrz
    metalowy pierścień przymocowany do pływaka. Indukcyjność tej cewki będzie proporcjonalna do długości
    rdzeni od cewki do pierścienia, przy założeniu, że przenikalność rdzeni jest odpowiednio duża i stała
    na całej długości, ich przekrój i odległość są stałe... trudność może być ze znalezieniem odpowiedniego
    materiału na rdzeń - z łatwo dostępnych materiałów chyba wiązka polakierowanych żelaznych drucików,
    im cieńszych tym rdzeń będzie lepszy - niestety muszą być izolowane od siebie. Mogą też być blaszki,
    ale muszą być umieszczone równolegle do płaszczyzny, w której są te rdzenie.
    Odległość na dole może być trochę mniejsza - żeby skompensować skończoną przenikalność rdzenia.
    Pierścień chyba najlepszy będzie z aluminium. Rurki muszą być z materiału izolacyjnego.
    Częstotliwość prądu w cewce musi być tym mniejsza, im grubsze są druciki/blaszki rdzenia - raczej
    przy wykonaniu "domowymi sposobami" nie może być większa, niż 100Hz, a to oznacza, że pierścień
    musi być dość gruby (np. 1cm), i cewka musi mieć tysiące zwojów, żeby miała rozsądną indukcyjność.
    I jeszcze pytanie: jaki układ elektroniczny da napięcie proporcjonalne do indukcyjności cewki?
  • Poziom 27  
    Może i te metody są ok ale boba z tymi rurkami najbardziej trwałe
    W szambie jest tyle chemikalii że elektrody nierdzewne po roku czasu rozsypją się miałem dekiel z nierdzewki(kwasówka) o grubości 10mm i po 3 latach z tej blachy powstaje cienki wiór
  • Specjalista elektronik
    Ja mam kolejny pomysł: na dnie szamba płaskie wgłębienie (ze 3cm), w nim worek z folii (szczelny),
    z niego wyprowadzona rurka; nad workiem pokrywka (np. kratka - chyba musi być z tworzywa, bo metal
    skoroduje), żeby go chronić przed uszkodzeniem mechanicznym; w worku i w rurce woda; uzyska się
    poziom wody w rurce proporcjonalny do poziomu w szambie, i wystarczy go jakoś zmierzyć.

    I jeszcze co do pomysłu z https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=1232336#1232336
    - jakby tak w szambie umieścić pionowy pręt z tworzywa, który będzie drgał, i mierzyć tłumienie tych drgań?
  • Poziom 22  
    Rozumiem że potrzeba tylko informacji o pzekroczeniu poziomu alarmowego( konieczność opróżnienia)
    Do tego wystarczy chyba hydrostat od pralki.......


    Pozdrawiam D
  • Poziom 14  
    Można by jeszcze umieścić podziałkę ze skalą wewnątrz zbiornika, a na nią skierować kamerę przemysłową oświetloną podczerwienią która będzie badać nie tylko poziom ale także rodzaj pływającej cieczy.
    Można by jeszcze całość podpiąć do instalacji TV aby każdy z domowników mógł zobaczyć co tam w szambie pływa i żyje. :D:D:D:D:D:D

    podobają mi się wasze pomysły tylko niech to bedzie tanie i proste.

    Bo przecież do mierzenia gó..na nie będę używał kosztownych użądzeń pomiarowych. :D Tymbardziej że chodzi o zwykły obiekt mieszkalny.
  • Specjalista elektronik
    Hmm... to jest pomysł - pręt szklany, w którym światło ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu
    dopóki nie pokryje go zawartość szamba - wtedy zanika odbicie, i to jest sygnał, że szambo jest pełne.
    Niewygoda: nie wystarczy opróżnić szmbo, trzeba jeszcze umyć pręt, żeby na nowo odbijał światło.
  • Pomocny dla użytkowników
    Można jeszcze te wszystkie problemy obejść instalując na dopływie wody (odcinek do kranów by zniwelować problem wody użytej np. do podlania ogrodu), własny wodomierz z możliwością zerowania wyniku i układem progowym.

    Po wybraniu szamba ustawiamy licznik na 0 a próg zadziałania na poziom alarmowy (z jakimś zapasem) ... po wpłynięciu do budynku ilości wody równej założonej pojemności szamba dostajemy alarm. Oczywiście przy założeniu szczelności szamba i jego niezależności od poziomu wód gruntowych oraz deszczów.

    Podany sposób pozwala ominąć g...ne problemy :))
  • Poziom 36  
    Na dnie można umieścić hermetycznie zapakowany czujnik ciśnienia, trzy przewody na górę i wynik gotowy.