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

Zadanie. Pomiar wypływu cieczy ze zbiornika.

13 Lip 2007 21:02 2409 8
  • Poziom 2  
    Witam serdecznie.

    Potrzebuję pomocy sprawnego elektronika.

    Mam do rozwiązania następujące zadanie: mam precyzyjnie mierzyć czas wypływu cieczy ze zbiornika. Zbiornik jest mały – kalibrowane 100 ml. Ciecz wypływa przez dyszę Ø 4 mm. Czasy wypływu sięgają kilkunastu sekund.

    Wyobrażam to sobie następująco:
    - źródło światła (np. promień lasera) pada na element fotoelektryczny,
    - otwieram dyszę – strumień wypływającej cieczy zasłania promień światła (ciecz jest nieprzezroczysta),
    - zbiornik opróżnia się, nie ma już co zasłaniać promienia, światło znów pada na element fotoelektryczny.

    Interesuje mnie schemat i wykaz niezbędnych elementów układu elektronicznego, który:
    - będzie mierzył czas od momentu zaniku światła na elemencie fotoelektrycznym do momentu ponownego pojawienia się na nim światła. Czas nie musi być wyrażony w sekundach, mogą to być inne umowne jednostki (np. uderzania serca myszy) – muszą być one jednak krótkie, obecnie wykonywane pomiary wykonuję z dokładnością do 0,1 sekundy.
    - pod koniec wypływu cieczy ze zbiornika strumień może rozpadać się na krople. Te krople nieszczególnie mnie interesują, dlatego też układ nie powinien się zerować (odliczać na nowo) po ponownym przesłonięciu źródła światła kroplą. Zerowanie powinno odbywać się przyciskiem (zwarcie odpowiednich przewodów)
    - dobrze by było gdyby układ można było regulować, tzn. zwiększać lub zmniejszać długość trwania jednostki czasu. W ten sposób można by dokonywać kalibracji kubka na cieczy wzorcowej.

    Wdzięczny będę za ewentualne podpowiedzi.

    Dziękuję i pozdrawiam

    Sławek
    s-d-s(malpa)tlen.pl
  • Computer Controls
  • Pomocny post
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Przeniosłem z: Schematu/instrukcji…
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Propozycja układu bramkującego, szczegóły do dogadania.

    Opis:

    Dioda D1 z tranzystorem Q1 stanowi barierę fotoelektryczną wykrywającą przepływ cieczy. Potencjometrem R3 regulujemy czułość bariery (punkt zadziałania), do sygnalizacji służy dioda D4 (zwora J1 w pozycji 1). Dioda D4 będzie świecić gdy ciecz płynie.

    Bramka U1A (z układem progowym Schmitta) kształtuje sygnał z kolektora fototranzystora.

    Potencjometry R4 i R6 wraz z rezystorem R5, diodami D2 i D3 oraz kondensatorem C1 i bramką U1B stanowi filtr zapobiegający błędom pomiarowym, wynikającym np. z piany na początku przepływu czy też bąbelków powietrza w cieczy, które wykryte przez barierę mogłyby przedwczesnie zakończyć pomiar.

    R4 - reguluje odporność na bąbelki
    R6 - opóźnia włączenie do ustelenia się strumienia cieczy (piana na początku).

    Przerzutnik U2A wykrywa przednie zbocze sygnału z bariery fotoelektrycznej (rozpoczęcie odliczania)

    Bramka U1C i przerzutnik U2B wykrywają tylne zbocze sygnału z bariery (zatrzymanie pomiaru).
    Ustawienie przerzutnika U2B zeruje U1B i kasuje sygnał bramki (sterujacej zliczaniem).

    S1 (niestabilny) - ustawiając U2B powoduje wyzerowanie U2A i skasowanie U2A (i bramki).

    S2 (niestabilny) - uzbraja układ bramkowania.

    Gdy ciecz zaczyna płynąć to na wejściu C U1A pojawia się zbocze narastające i ustawia przerzutnik U1A - Bramka = 1

    Gdy ciecz przestaje płynąć to na wyjściu U1C pojawia się stan wysoki, który ustawia przerzutnik U2B. Sygnał z przerzutnika U2B kasuje przerzutnik U1B (Bramka =0).
    Układ pozostaje nieczuły na następne zbocze narastające do momentu naciśnięcia S2 "uzbrajającego układ".

    Złącze J1 (z pojedyńczą zworą) umożliwa kontrolę działania poszczególnych węzłów układu:

    poz 1 - ustawianie czułosci fotoelemetu
    poz 2 - ustawianie filtru przeciwzakłóceniowego,
    poz 3 - test bramki U1C (odwrócona polaryzacja)
    poz 4 - stan przerzutnika U2B
    poz 5 - stan przerzutnika

    Problemy

    - typ cieczy - wybór czy pracujemy w podczerwieni czy przy świetle widzialnym.

    - dokładność pomiaru czasu (czy ma miec kwarc czy wystarczy prosty układ RC)

    - jaki okres czasu ma mierzyć ten układ

    - sposób wyświetlania czasu (diody, wyświetlacze cyfrowe) ?

    - Zakres zmieniania częstotliwości taktowania (jednostka mysia ;))
  • Computer Controls
  • Poziom 2  
    Bardzo dziękuję za propozycję rozwiązania.



    Nie napisałem w poście jednej rzeczy. Najważniejszej. Jestem ceramikiem.
    Na elektronice znam się jak wilk na gwiazdach. Dlatego też mój problem
    mógł być przedstawiony nieprecyzyjnie. Po drugie tekst Twojej odpowiedzi jest
    dla mnie za trudny. Ze wstydem przyznaję, że go nie rozumiem. Ale
    jako garncarz rozumieć nie muszę :D



    Doprecyzuję następująco:



    typ cieczy - jest to zawiesina drobnych cząstek mineralnych w wodzie
    (konkretnie szkliwo surowe) - nie wiem w jakim świetle najlepiej byłoby
    pracować. Ciecz jest mętna i światło zwykłe przez nią nie przenika. Wymyśliłem
    sobie promień lasera bo wydawało mi się najprościej rozebrać jakiś
    wskaźnik laserowy i wykorzystać jego diodę.



    dokładność pomiaru czasu - będąc laikiem nie wiem czym różni się
    kwarc od prostego układu RC <zawstydzony>. W tej chwili mierzę zwykłym
    stoperem (kwarcowym) z dokładnością do setnej części sekundy, ale wynik
    uśredniam (z pięciu pomiarów) zaokrąglając do jednego miejsca po przecinku.
    Zależy mi na tym by pomiar wykonany dziś i za np. rok na tej samej cieczy nie
    różnił się więcej niż 0,1 sekundy. Układ do korygowania trwania
    jednostki czasu potrzebny byłby tylko w przypadku gdyby całe to ustrojstwo
    miało tendencję do rozregulowywania się. Wtedy drobną korektą ustawień
    (poprzez działanie cieczy wzorcowej) przywracałoby się pierwotny stan.



    okres czasu mierzony przez układ - zazwyczaj wypływ z kubka Forda nie
    zajmuje więcej niż dwadzieścia sekund. Dla płynów lepkich może on być
    znacznie dłuższy, ale w moim przypadku jest to nieistotne. Moje pomiary wahają
    się pomiędzy 8 a 14 sekund, a wartością krytyczną jest 11,2 sekundy.



    sposób wyświetlania czasu - nie ukrywam, że najlepiej byłoby gdyby czas
    pokazany był na wyświetlaczu cyfrowym. Ostatecznie dopuszczalnym
    rozwiązaniem byłoby sygnalizowanie kolorowymi diodami - gdy czas mniejszy niż 11,2 -
    dioda zielona; gdy większy niż 11,2 - dioda czerwona. Ceramika nie jest do
    końca nauką ścisłą dlatego też w tym drugim przypadku może zajść
    konieczność zmiany wartości krytycznej na np. 10,9.



    zakres zmiany częstotliwości taktowania - niepotrzebny gdy układ będzie
    stały (czas badania na cieczy wzorcowej bedzie taki sam dziś, jutro, za
    tydzień, miesiąc, rok ... itp.). Gdyby taki regulator był to zakres regulacji
    nie musiałby być większy niż plus minus kilka procent. Tak myślę.



    Ze schemetu wyczytałem, że układ zasilany jest prądem 5V. A czy nie
    dałoby się zrobić zasilania z baterii 9V. Albo dołączyć schematu układu
    zmieniającego napięcie 9V na 5V <znów zawstydzony bo tylko zgaduję, że
    układ jest na prąd stały>



    I ostatnia prośba. Wiem, że nadużywam cierpliwości. Z samym schematem
    nie poradzę sobie w żaden sposób. Gdyby dało się go przerobić na wzór
    płytki drukowanej ... to byłbym wdzięczny.



    pozdrawiam i jeszcze raz dziękuję, Sławek
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Witam.

    Jeśli koniecznie chcecie komplikować sobie życie, można zastosować układ optyczny. Stwarza on wiele problemów np. ustawianie czułości, wpływ strumienia przerywanego ( wypływ kroplowy) , wpływ światła zewnętrznego, itp.

    Rozwiązane problemu widzę zupełnie inaczej.

    Zbiorniczek pomiarowy zawieszony na sprężynie. Rolę miernika spełnia stoper ( może być taki za 10zł). Bramkowanie jest proste -> otwarcie wylotu -> manualny start . Koniec pomiaru wyznacza punkt powrotu sprężyny do stanu początkowego ( wstępne rozciągnięcie pod ciężarem pustego zbiorniczka). Detekcję końca pomiaru można wykonać na transoptorze szczelinowym, później generator monoimpulsu " stop".

    Takie rozwiązanie uniezależnia pomiar od przeźroczystości, lepkości i gęstości badanej cieczy. Dodatkową zaletą jest możliwość skalibrowania pozostałości cieczy w zbiorniku. Jeśli zbiorniku zostaje np. 2ml wystarczy próbka 102ml i mierzymy wypływ 100ml.

    Pzdr.
  • Poziom 37  
    Zdecydowanie podobne mam wrażenia jak "Mariusz Ch."! Z tym, że ja myślałem o wadze elektronicznej. Stawia się taki pojemnik na wadze, ustawia parametry wyjściowe (ilość ml.) i start. Po osiągnięciu wytarowanego zera stop.
  • Poziom 2  
    Pomysł z podwieszeniem pojemnika na sprężynie jest dość ciekawy. Obawiam się tylko o dokładność pomiaru.

    Zbiornik skalibrowany jest do objętości 100 ml. Nie da się do niego wlać 102 ml. Nadmiar się wyleje poza zbiornik.

    Użycie wagi elektronicznej jest zbyt skomplikowane, a nie eliminuje czynnika ludzkiego.

    Cały problem sprowadza się do tego, że w ciągu ostatnich dwóch miesięcy pomiary robi już piąta osoba. Wcześniej robiła to stale jedna i ta sama osoba, która z pewnością też popełaniała jakiś błąd systematyczny. Był on jednak względnie stały przez co można było odnieść dzisiejsze wyniki do tych sprzed kilku miesięcy. Mając cztery kolejne różne osoby, które w dodatku nigdy wcześniej takich pomiarów nie robiły, otrzymuję wyniki absolunie nieporównywalne ze sobą. Dlatego pomyślałem o takim małym automacie.
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Witam.

    Jeśli obsługujący nie przekroczy modułu sprężystości zawieszenia, pomiary będą dokładne i powtarzalne. Możesz zamiast sprężyny użyć belki tensometrycznej i wykorzystać sygnał z mostka. Wstępne naprężenie będzie progiem komparacji i sygnałem stop.

    Równie dobrym sposobem jest zastosowanie gotowego mikromierza elektronicznego. Czujnik umieścisz wg. załącznika. Dochodzi tylko komparator i generator monoimpulsu "stop".


    Pzdr.
  • Pomocny dla użytkowników
    A do czego jest potrzebny ten pomiar czasu ? Do dawkowania czy też mierzenia ilości zużytej zawiesiny ?