gustavmanfred

18.07.2009, 08:40 |
Wasserstandsanzeige (Elektronik) |
Hallo Forum1
Bereits vor einigen Wochen habe ich mich an euch gewandt, um Tips zur Bestimmung des Wasserstands in einem Brunnen einzuholen.
Am besten hat mir die Idee mit dem "Kondensator" aus zwei verdrillten Drähten gefallen, die ich mittlerweile durch ein 3m langes 60-poliges Flachbandkabel mit zusammengeführten (1-3-5-7-..., 2-4-6-8-...)Litzen ersetzt habe. Beide "Pole" sind an einen astabilen Multivibrator mit dem NE555 angeschlossen, der an Luft auf 50kHZ eingestellt wurde.
Hängt der "Kondensator" 0,5m im Wasser, fällt die Frequenz auf 41,5kHz und sinkt exponentiell auf 22,6kHz bei 3m Eintauchtiefe.
Nun wüsste ich gerne, ob diese Differenz mit einer anderen Grundfrequenz (könnte ich auch selbst ausprobieren ) oder gar einer anderen Schaltung weiter vergrößerbar ist und ob sie sich, eventuell über einen F/U-Wandler, in einen beobachtbaren Wert (Analog-, Digitalanzeige) umwandeln lässt.
Für eure Ratschläge im Vorraus vielen Dank
gustavmanfred |
klausthal
18.07.2009, 09:07
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
ich kenne deine schaltung nicht, aber es ist doch wahrscheinlicher, daß der zusammenhang zwischen tauchtiefe und frequenz nicht exponentiell ist sondern in erster näherung nach f=f0+const/L abläuft, wobei L die im wasser liegende kabellänge ist. vielleicht brauchst du für deinen brunnen nur einen einzigen festen punkt, bei dessen erreichen vor einem niedrigen wasserstand gewarnt wird? das wäre besonders leicht zu bewerkstelligen.
die absolute differenz zwischen den frequenzen wird größer, wenn die grundfrequenz höher gewählt wird, aber das nützt dir nicht wirklich etwas.
ansonsten; f/U konnverter.
klausthal |
Hartwig
18.07.2009, 09:51
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
Hallo,
Dein Aufbau bestht ja aus einer Grundschaltung mit dem 555, in der das Sensorkabel den (einzigen) frequenzbestimmenden Kondensator darstellt, abgesehen von der Schaltungskapazität. Anhand der Dimensionierungsformel für den 555 kannst Du jetzt den Kapazitätsvariationsbereich berechnen. Da bleibt Dir nur noch die Möglichkeit, den frequenzbestimmenden Widerstand zu ändern - abhängig von der Schaltung (Diode, sie Applikation 555) ist der Zusammenhang für die Periodendauer t=0,69 * (R1 + 2*R2)*C . Das wird Dich aber nicht weiter bringen, da der Zusammenhang linear ist und Du durch Änderungen nur den Frequnzbereich verschiebst. Was Du als "exponentiell" bezeichnest ist wahrscheinlich nur die Beziehung f = 1/t. D. h. durch Messung der Periodendauer an Stelle der Frequenz müßte sich die Anzeige linearisieren lassen.
Ich habe bei mir 2 Regenwasserschächte sicher zu überwachen und habe einiges ausprobiert und dabei festgestellt, daß eine zuverlässige Füllstandsmessung nicht trivial ist. Ich bin jetzt beim Tauchrohr mit Manometer gelandet - also ganz ohne Elektronik - Verbindung in das Haus über einen dünnen Schlauch, also auch bei Gewitter "sicher", Stromausfall (bei Unwetter wahrscheinlich) auch kein Problem. Keine Batterien etc. Von Zeit zu Zeit den Schlauch mit Luft spülen damit die Kalibration stimmt - das geht über einen kleinen Port am Manometer.
Bei Deiner Lösung hast Du - bedingt durch das Kabel - eine hohe "Leerkapazität". Bei kapazitiven Sensoren ist mit Drift durch Ablagerungen auf dem Kabel (Algen oder Mineralien, beides hält Feuchtigkeit) und durch Eindringen von Feuchtigkeit in das Isoliermateriel zu rechnen. (Wenn herkömmiches Isoliermaterial z.B. 1 Jahr im Wasser liegt, quillt es auf und ändert seine elektrischen Eigenschaften. Insbesondere Silikon ist da nicht so wasserundurchlässig wie häufig angenommen wird. Aber auch die meisten auf PVC basierenden Isolierstoffe nehmen Feuchtigkeit im Laufe der Zeit auf.)Du mußt also langfristig mit einer Kapazitätsveränderung und evtl. einen geringeren Isolationswiderstand rechnen. Letzteres läst sich "entschärfen", wenn man die Schaltung niederohmig aufbaut, also relativ hohe Frequenzen wählt. Eine andere praktische Lösung für den Sensoraufbau, die genau diese Problematik berücksichtigt, findest du hier: http://www.elv-downloads.de/service/manuals/83640_KFM_100_um.pdf.
Viel Spaß beim experiementieren -----
Hartwig |
gustavmanfred

18.07.2009, 10:52
@ klausthal
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Wasserstandsanzeige |
Vielen Dank für die ersten Ratschläge.
Natürlich kenne ich die einfachste Lösung: "Deckel auf und reinschauen." und das ELV-Gerät kaufen kann ja jeder.
Zur Manometerlösung hätte ich gerne mehr Details, da ich von solchen Dingen noch weniger verstehe als von Elektronik.
Mit Ablagerungen rechne ich nicht, aber das Sensorkabel müsste noch wasserabweisend imprägniert werden, damit das Wasser nicht daran haftet.
Mit dem f/U-Wandler LM2917 habe ich schon experimentiert, der wandelt aber scheinbar nur bei einem Nulldurchgang. Welcher ist geeignet?
Die Schaltung:

gustavmanfred |
x y
18.07.2009, 11:04
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
» Mit dem f/U-Wandler LM2917 habe ich schon experimentiert, der wandelt aber
» scheinbar nur bei einem Nulldurchgang. Welcher ist geeignet?
NE555 als Monoflop, Impulszeit etwas kürzer als die Peridendauer der höchsten Frequenz. Am Ausgang noch einen Tiefpass, fertig. |
klausthal
18.07.2009, 11:08
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
.
» Mit dem f/U-Wandler LM2917 habe ich schon experimentiert, der wandelt aber
» scheinbar nur bei einem Nulldurchgang. Welcher ist geeignet?
»
schau mal ins datenblatt, dort sind die zulässigen eingangsspannungen beschrieben:
http://www.national.com/ds/LM/LM2907.pdf
klausthal |
Hartwig
18.07.2009, 13:33
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
Hallo
"Mit Ablagerungen rechne ich nicht, aber das Sensorkabel müsste noch wasserabweisend imprägniert werden, damit das Wasser nicht daran haftet."
Aber genau das ist das Problem, das durch Ablagerungen entsteht. Die hast Du nur dann nicht, wenn Du mit demineralisiertem Wasser unter Sterilbedingungen arbeitest.
Den Link zu ELV habe ich angegeben, weil der Sensor genau so konzipiert ist, daß sich die beschriebenen Nachteile weniger stark bemerkbar machen.
Mit dem Manometer:
Du nimmst einen dünnen Schlauch (z. B. 4mm), mit einem Gewicht beschwert sollte die Öffnung am Grund des Behälters sein, aber auf jeden Fall frei. Alternativ geht auch ein Rohr, das senkrecht bis eben über den Grund des Behälters reicht. Der Schlauch wird jetzt einfach weitergeführt (direkt oder luftdicht oben an das Rohr angeschlossen) - bis zum Manometer. Zwischen Schlauch und Manometer habe ich dann noch nahe des Manometers ein T-Stück im Schlauch - der so entstehende freie Anschluß ist durch ein Drehventil verschließbar. Der Anzeigebereich des Manometers muß auf die max. Füllhöhe abgestimmt sein (100mBar / mWs). Jetzt nehme ich eine mit Luft gefüllte größere Einmalspritze und Drücke die Luft in den Seitenanschlußnschluß unterhalb des Manometers. Dies muß so lange geschehen, bis die Luft aus dem unter Wasser befindlichen Ende des Schlauches Austritt. Am Manometer erkennt man, daß bei Druckaufbau durch das Einspritzen der Druck zunächst steigt. Steigt der Druck nicht mehr weiter obwohl man Luf injiziert, ist der Schlauch vollkommen "belüftet" und das System kalibriert. Seitenanschluß schließen und Spritze abziehen. - Das Manometer zeigt jetzt den Wasserstand in 100mBar/mWs über dem Schlauchende an. Durch Luftdruckschwankungen, Temperatureinfluß und Kondensation steigt zuweilen der Wasserstand geringfügig im Schlauch - dann einfach wieder belüften. 20m zwischen Schacht und Manometer sind kein Problem (Schacht ist mit Erde überdeckt, Schlauch liegt in einem Kanalrohr, Umgebungstemperatur ist also recht konstant). Manometer gibt's z. B. von Norgren zum Preis so knapp über 10€, Googeln, da findet man Händler. Elektronisches Manometer wird im Selbstbau deutlich teurer (MPX-Drucksensor, ADC, Display).
Viel Grüße
Hartwig |
geralds

Wien, AT, 18.07.2009, 13:57
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
» Vielen Dank für die ersten Ratschläge.
»
» Natürlich kenne ich die einfachste Lösung: "Deckel auf und reinschauen."
» und das ELV-Gerät kaufen kann ja jeder.
» Zur Manometerlösung hätte ich gerne mehr Details, da ich von solchen
» Dingen noch weniger verstehe als von Elektronik.
» Mit Ablagerungen rechne ich nicht, aber das Sensorkabel müsste noch
» wasserabweisend imprägniert werden, damit das Wasser nicht daran haftet.
» Mit dem f/U-Wandler LM2917 habe ich schon experimentiert, der wandelt aber
» scheinbar nur bei einem Nulldurchgang. Welcher ist geeignet?
»
» Die Schaltung:
» 
»
» gustavmanfred
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Hallo,
Hm, eine Querfrage:
Ist der Brunnen mit Trinkwasser gefüllt?
Wenn ja, habe ich mal einen Gedanken, wenn da die Metallstäbe längere Zeit im Wasser sind.
Rost soll ganz gut schmecken, Eisen braucht jeder Mensch.
Kupfer in passenden Mengen ist auch gesund.
Wie schmeckt aber Grünspan, der vom Kupfer kommt?
Den will ich sicher nicht kosten und nehme an, du auch nicht, oder?
Vielleicht könntest mal auch in eine andere Richtung sehen.
Meine Erfahrung mit Kapazität und Flüssigkeiten waren nicht sehr befriedigend.
OK, in letzter Zeit hatte ich jetzt eher weniger zu tun.
Aber früher, als ich damit arbeitete, bin ich von einer kapazitiven Lösungsmöglichkeit, direkt mit der Flüssigkeit
erfasst, wieder soweit weggekommen.
Dazu noch sollte die Auswerte und Anzeigeelektronik ja ganz einfach sein.
- im Gegensatz zu "Profigeräten" die ein Vermögen kosten.
...wozu eigentlich..sind sie so teuer..ich denke mal darüber nach, vielleicht finde ich eine passende Antwort...?
Hartwig hat da, nach seinem Beitrag entnehmend, scheinbar ähnliches erfahren.
-->>
Eine Lösungsmöglichkeit könnte mir vorstellen:
Ein Schwimmer, verbunden mit Schnur, zu einen in der Nähe aufgestellten Werteaufnehmer (R,C,L) mitsamt Elektronik, zu montieren?
Ich würde lieber mit Widerstand-Sensorik arbeiten, als mit Kapazitiven.
Nun, wenn hier die Kapazität heraussen im Trockenen montiert wäre ginge es wieder.
Kaps kommen immer und überall vor, besonders als Parasit.
Und solche Würmer und Käfer auszumerzen, ist eher in Richtung Aufwand zu sehen.
Heraussen im Trockenen den wirklichen Frequenz bestimmenden Teil zu montieren, erscheint mir sicherer. Da kannst dann alles an Elektronik machen, denke ich mal.
Der Sensor ist ein Kunststoffbalg, der oben aufschwimmt, wie bei der WC-Spülung, und über eine Übersetzung deine Werte-Verarbeitung machst.
Sollte dann der Balg defekt sein, legst einfach einen Neuen rein. Wird dann auch sicher billiger sein, als jedesmal Roststellen und rostige Sensoren zu entfernen.
Und das Wasser wird auch besser schmecken.
Das mit dem Druck und Manometer von Hartwigs Vorschlag hat mir auch gut gefallen.
Macht man das nicht eh ohnehin schon so auf ewige Zeiten?
Die WC-Spülung funktioniert jahrzehnte lang ohne Wartung...
Das Hebelprinzip ist einfach, immer funktionell, nicht von der Wasser-Leitfähigkeit abhängig -> wäre ja für die Kapazitätsänderung wichtig! - also auch im destillierten Wasser verwendbar...
nebenbei brauchst auch nicht mit Luftfeuchtigkeit /jahreszeitlich/ im Brunnen kämpfen.... usw...
Am Hebelende zur Elektronik kannst ja dann jede Übersetzung nehmen... kap. indukt. resist.... mit oder ohne Oszillator... usw...
War nur mal eine Gedankenspielerei.
Vielleicht sind ein paar brauchbare Teile dabei.
Viel Spass beim Tüfteln
Grüße
Gerald -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
gustavmanfred

18.07.2009, 14:22
@ Hartwig
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Wasserstandsanzeige |
Hallo Hartwig!
Vielen Dank für die detaillierte Beschreibung. Es scheint offensichtlich auch in unserer modernen Zeit noch etwas ohne Elektronik zu funktionieren. Ein letztes Problem bleibt aber trotzdem: Allein die Schreibweise zeigt dir meinen Wissenstand auf den Gebieten Bneumadik und Hidraulig.
Der Wasserstand in meinem Brunnen schwankt zwischen 0m und ca. 3,5m. Da sich aber die Messbereiche der Barometer stark unterscheiden, weiss ich nicht, für welchen ich mich entscheiden soll.
Nochmals vielen Dank
gustavmanfred |
gustavmanfred

18.07.2009, 14:40
@ geralds
|
Wasserstandsanzeige |
Hallo Gerald!
Meine ganz persönliche Meinung zu diesem Forum: Es ist eine tolle Mischung aus Expertenwissen und Hilfsbereitschaft (und der Sorge um die Gesundheit der Teilnehmer).
Hartwig wird mir hoffentlich noch mitteilen, welches Manometer meinen "Messbereich" 0 - 3,5m abdeckt.
Das mit Schwimmern, Hebeln und Seilen habe ich mir auch überlegt, es muss allerdings eine größere Höhendifferenz als in der WC-Spülung(!) abgedeckt werden und Flaschenzuglösungen o.ä. sind halt eine wacklige Sache; da ist "Schlauch ausblasen", evtl. über ein Rückschlagventil, wesentlich kostengünstiger und einfacher.
Trotzdem wäre es schön wenn du, wie erwähnt, nochmal darüber nachdenken würdest, denn unter einer Widerstandssensorik (wegen der Wasserqualität natürlich nur aus Edelstahl), kann ich mir nur wenig vorstellen.
Vielen Dank für deine Tips
gustavmanfred |
hws

59425 Unna, 18.07.2009, 14:58
@ geralds
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Wasserstandsanzeige |
» Ist der Brunnen mit Trinkwasser gefüllt?
Egal, er wertet ja nur kapazitiv mit ISOLIERTEN Leitungen den Wasserstand aus. Und epsilon-r von 1(Luft) und ~80(Wasser) hängt nicht wesentlich vom Salzgehalt ab. Leitfähigkeit hängt davon ab, aber die benutzen wir ja nicht.
» Kupfer in passenden Mengen ist auch gesund.
» Wie schmeckt aber Grünspan, der vom Kupfer kommt?
bitter, säuerlich, unangenehm. Jedenfalls nicht tötlich.
Aber wie gesagt: Isolierte Kupferdrähte, also kein Übertritt von Kupfer ins Wasser.
» Meine Erfahrung mit Kapazität und Flüssigkeiten waren nicht sehr
» befriedigend.
oooch, meine schon. Allerdings wasserdicht am besten vergossen in diesem (Anwendungs-)Fall.
» Dazu noch sollte die Auswerte und Anzeigeelektronik ja ganz einfach sein.
Ein NE555 für die Kapazitive Messung über f oder T und ein zweiter für die Null-Referenz. Die - je nach Kapazität sich ändernde PWM - kann man direkt auf ein analoges Anzeigeinstrument geben oder - nach Siebung - mit einem 4Euro99 dreistelligem Displaymodul anzeigen.
» Ich würde lieber mit Widerstand-Sensorik arbeiten, als mit Kapazitiven.
Was aber einen Strom im Wasser bedingt. Mit all den Chemischen Nachteilen, die du oben selbst beschrieben hast.
» Nun, wenn hier die Kapazität heraussen im Trockenen montiert wäre ginge es
» wieder.
Elektronik vergießen, dann darf sie sogar IM Wasser sein.
» Kaps kommen immer und überall vor, besonders als Parasit.
» Und solche Würmer und Käfer auszumerzen, ist eher in Richtung Aufwand zu
» sehen.
Ich glaub nicht, dass die sich in Sensor und/oder Elektronik bohren oder die Kapazität des 60poligen Flachbandkabels wesentlich verändern. Und wenn müssten das solche Mengen sein, dass ich mit dem Wasser nichtmal mehr die Blumen gießen wollte.
» Der Sensor ist ein Kunststoffbalg, der oben aufschwimmt, wie bei der
» WC-Spülung,
Naja, der Klospülungsschwimmer hebt sich um ca 10cm.
Jetzt mach das mal bei ner Wasserstandsänderung von 1Meter oder mehr.
» Wasser-Leitfähigkeit abhängig -> wäre ja für die Kapazitätsänderung
» wichtig! - also auch im destillierten Wasser verwendbar...
Kapazitätsänderung! nicht Leitwertänderung. Bei ersterem ist der Salzgehalt (in üblichen Mengen) ohne Einfluß.
siehe Seite 166 von (bitte passend zusammensetzen)
http://books.google.de/books?id=EC2Zd95QRI8C&pg=PA166&lpg=PA166&dq=Salzwasser+Dielektrizit%C3%
A4tskonstante+Tabelle&source=bl&ots=Fy0EIjyTfY&sig=_4KSgt-baZbLx5OKD3rhcPuwqqU&hl=de&ei=
d8VhSuzGOZvknAPH2aShDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1
Allgemein Füllstandshöhenermittlung in einem PDF von E&H:
http://www.transcom.sk/sub/transcom.sk/images/stories/pdf/misc/permitivita-dielektricka-konstanta-de.pdf
hws |
hws

59425 Unna, 18.07.2009, 15:13
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
» Der Wasserstand in meinem Brunnen schwankt zwischen 0m und ca. 3,5m. Da
» sich aber die Messbereiche der Barometer stark unterscheiden, weiss ich
» nicht, für welchen ich mich entscheiden soll.
Normal-Luftdruck = 1023hPa ~ 1 Bar ~ 10m Wassersäule.
Nicht Barometer sondern Manometer.
Obwohl nen Barometer auch gehen würde, wenn du denn den Schlauchanschluss dranbringst.
hws |
hws

59425 Unna, 18.07.2009, 15:17
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
» würdest, denn unter einer Widerstandssensorik (wegen der Wasserqualität
» natürlich nur aus Edelstahl), kann ich mir nur wenig vorstellen.
Widerstands bzw Leitwertmessung würde ich wegen der Quereinflüsse eh nicht für die erste Wahl halten.
Nimm dein Multimeter im Ohmbereich und tauche die nackten Meßspitzen mehr oder weniger tief in ein Wasserglas.
Brunnenwasser, Leitungswasser, Regenwasser ..
Und erzähl uns deine Erfahrungen.
hws |
geralds

Wien, AT, 18.07.2009, 17:23
@ hws
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Wasserstandsanzeige |
» » würdest, denn unter einer Widerstandssensorik (wegen der Wasserqualität
» » natürlich nur aus Edelstahl), kann ich mir nur wenig vorstellen.
»
» Widerstands bzw Leitwertmessung würde ich wegen der Quereinflüsse eh nicht
» für die erste Wahl halten.
»
» Nimm dein Multimeter im Ohmbereich und tauche die nackten Meßspitzen mehr
» oder weniger tief in ein Wasserglas.
» Brunnenwasser, Leitungswasser, Regenwasser ..
» Und erzähl uns deine Erfahrungen.
»
» hws
---
ok,
Das mit dem Widerstand hat ein paar Missverständnisse erzeugt.
Ich meinte mit meinen vorigen Überlegungen NICHT, dass ich das Wasser zum Messen wolle, zB Leitwert. Nein, das nicht.
Mein Vorschlag war eine mechanische Umleitung durch
Seil-Schnur-Draht-Zahnräder-Hebel... was auch immer --Zug
zu der aussen neben dem Brunnen aufgestellten Auswerte-Elektronik. Von mir aus auch gleich mit Anzeige,
oder weil ja im Freien, eine HF-Schnittstelle mit ferngesteuerter Anzeige.... usw... im Gedanken.
Leitwertmessungen sind genauso problematisch wie der kap. Fühlstandsmesser, auch wenn der Sensor ein isolierter ist.
Hast recht mit dem isolierten Sensor, habe ich vorher nicht bedacht.
Damit schmeckt auch das Wasser wieder.
Wenn nun das alles draußen ist, dann kann ja das erfassen der mechanischen Bewegung auf vielfälltige Weise erfolgen.
Die 3m Tiefstandsbewegung müßte mal in ein paar cm - Weg-Bewegung untersetzt werden, damit es vernünftig bleibt.
Das war eine vorige Überlegung.
Eine andere Möglichkeit sah ich in Form eines Doppelrohres.
Aussen der Schwimmer und innen im Trockenen eine R-Dekade und Reed-Kontakte.
Da kommt es nun auf die gewünschte Genauigkeit an.
Wie breit / Durchmesser / des Brunnnens kenne ich zwar nicht. Aber in die Tiefe per mm oder cm oder dm angereihte Kontakte würden dann die Menge ergeben.
Oder eine lange Induktionsschleife, langer Kondendator?
Die Bauformen müssen ja nicht immer auf eine Platine passen. Aber ich wäre da im Trocken.
Soll es Liter oder ml Wasserstands genau sein?
Da könnte vielleicht eine Fläche D. und 1mm Tiefe die paar Liter Genauigkeit sein.
Müssen wirklich alle mm eine Messung vorgenommen werden.
Kapazitiv ginge das sicher genauer, mit all den Optimierungsmassnahmen zur Begradigung der Kapazitäts/Frequenz Kurve....
Mit ein paar Fix-R oder C oder L in Reihe würde man sicher einfacher rechnen können, denke ich.
Ne, ich will nicht ein R-Verfechter sein, ist lediglich meine Kosten-Nutzen Rechnung.
Etwas gäbe es noch:
Wie wäre es mit einem Laserstrahl?
Ein reflektierender Schwimmer - einen Laser gepulst draufjagen und zw. Sende-Empfangszeit die Wasser höhe berechnen.
Ein OTDR (Optic Time Domain Reflectometer) für Glasfaserlängenmessungen macht das auch so.
Ähnlich ein TDR für Kupferleitungen.
Aufwändig?
Im Baumarkt müßte es die Laser-Wasserwaagen mit auch solche, die Haus-Raumlängen messen geben, denke ich mal so.
Mit entsprechend kurzen Impulsen - entspricht - Auflösung der Weglänge (Totzone, "blinde" Zone...) müßte doch eine ausreichend gute Genauigkeit möglich sein.
Wie genau? Müßte man sicher noch nachtüfteln.
Waren ein paar Gedanken.
hws, Danke für den Buchtip.
Ich glaube, ich setze mich wieder auf die Schulbank.
Ich muss da was wirklich wiederholend nachholen.
Naja, wenn man lange nicht mehr mit dieser Materie beschäftigt ist, vergisst man sehr schnell, mit der streßigen Überlagerung des täglichen Lebens.
Die Endress-Hauser Broschüre hatte ich schon irgend wann und wo auf meinem File-Server gelagert.
Es sind etliche zig GB (schon TB's ?) Festplatten und DVD Kapazitäten wissenschaftliches zum Nachgraben.
Und wegen mangels Bedarf in letzter Zeit nicht in Verwendung gehabt.
Zeit...Aufträge...Geld...Ze--..Ge--..
Beste Grüße
Gerald -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
Hartwig
18.07.2009, 20:50
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
Hallo Gustavmanfred,
wie schon von HWS gesagt, ein Manometer mit einem Meßbereich 1Bar ist OK - der Meßbereich würde 0-10 Metern Wassersäule (mWs)entsprechen. Wirklich messen wirst Du ja nur bis 3,5 mWs entspr. 350 Millibar.
Bei mir geht es darum, einen Regenwasser-Sickerschacht zu überwachen. Ein Überlaufen des Schachtes kann unangenehme Folgen haben (Wasser außen am Kellerfenster). Die Situation tritt auf bei hohem Grundwasserspiegel nach langen Regenfällen und plötzlichem Starkregen. Mittlerweile hab ich die Situation etwas entschärft, außerdem sinkt bei uns der Grundwasserspiegel.
Die Leitfähigkeitsmessung habe ich aus den von HWS bereits geannten Gründen vermieden. Da der Schacht unterirdisch ist, sind mechanische Lösungen ebenfalls problematisch. Außerdem ist damit zu rechnen, daß bei Überlauf des Schachtes die gesamte Mechanik geflutet wird.
Die kapazitive Messung schien mir unsicher: Die parallelen isolierten Elektroden reichen vom Schachtboden bis zum oberen Rand. Bei Wassereinlauf von oben werden die Elektroden benetzt. Durch Mineralien/Algen auf der Außenisolierung der Elektroden dürfte sich ein leitender Film auf der Oberfläche bilden und zur Fehlmessung führen. Daher schloß ich diese Methode aus (wenn der Schacht einmal geschlossen ist, sind Inspektion/Reinigung mit einigem Aufwand verbunden).
Dann gibt es die Druckmessung: eigentlich eine elegante Möglichkeit. Ich überlegte zunächst die elektronische Druckmessung. Dies wäre sehr einfach, wenn man einen Drucksensor direkt auf dem Behälterboden anordnen könnte. Leider sind aber die einfach erhältlichen Drucksensoren von Motrola/Freescale dafür nicht geeignet. Auch wenn die Senormembran (Edelstahl) mit Silikon-Gel geschützt ist, geht aus den Applikationshinweisen hervor, daß bei dauerndem Betrieb unter Wasser mit Problemen zu rechnen ist (Mein Ziel waren damals 10 Jahre wartungsfreier Betrieb!). Bleibt die Tauchrohr-Lösung wie mit dem Manometer. Mir schien das damals unsinnig, den Sensor mit Signal/Versorgungsleitungen plus Schlauch zum Messen/Belüften zu verlegen. Also verwarf ich auch das.
Optische Messungen hielt ich wegen des Einlaufenden Wassers für ungeignet, ebenso wahscheinlich Ultraschall (da rauscht das Wasser von etwa 100m² Dachfläche rein)
Ich habe damals dann folgendes gemacht:
ich hab ein 15mm Cu-Rohr (Installationsrohr, ~3m lang) unten zugelötet. Dann hab ich einen PVC-Schlauch gewählt, der gerade in das Rohr hineinpaßt. Im Schlauch an dünner Litze befindet sich dann in diesem Falle alle 12cm ein Reedschalter (insges. 16). Die Reedschalter liegen an einem gemeinsamen Bezugspotential. Oben am Rohrende ist mit Wasserdichter Verschraubung ein ebenso Wasserdichtes kleines Elektronikgehäuse angesetzt. Im dem Gehäuse ein Multiplexer und ein Spannungsregler. Ein mehradriges Kabel wird durch eine wasserdichte Verschraubung nach außen geführt und endet im Haus. Dort befindet sich eine kleine Displayeinheit mit Taktgenerator und Demultiplexer, etwas Logik und je Schalter einer LED.
Außen am Rohr befindet sich ein Schwimmer. Er besteht aus einer Kunstofflasche durch die ein 20mm Iso-Rohr gesteckt ist - also durch den Flaschenhals und zentrisch durch den Flaschenboden. In der Flasche am Boden ist ein Ringmagnet befestigt. Das ganze ist mit Heißkleber dich versiegelt.
Der Schwimmer gleitet also mit wechselndem Wasserstand am Cu-Rohr auf und ab und betätigt mit seinem Magnet die Reedschalter. Der Multiplexer/Demultiplexer arbeitet so, daß die Schalter nur abgefragt werden, wenn ein Schalter wirklich geschlossen ist. Befindet sich der Schwimmer zwischen zwei Schaltern,kann er ja nicht erkannt werden. So lange wird der zuletzt "gültige" a
Aufenthaltsort angezeigt. Kommt der Schwimmer dann am nächsten Schalter an, wird der neue Wert in die Anzeige übernommen. Das hat fast 10 Jahre funktioniert, jetzt schalten allerdings zwei Reedschalter nicht mehr. Es ist ein weiterer Schacht dazugekommen, und der Aufwand für den Sensor war mir zu hoch. Also Schläuche durch die Leerrohre ins Haus gezogen, Manometer ran und fertig )
Interessant zu dem thema sind übrigens auch die Seiten von www.afriso.de - ein weiterer Hersteller für Füllstandssenoren.
Grüße
Hartwig |
triti
18.07.2009, 21:44
@ gustavmanfred
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Wasserstandsanzeige |
Hi,
>> Bei mir geht es darum, einen Regenwasser-Sickerschacht zu überwachen. Ein Überlaufen des Schachtes kann unangenehme Folgen haben...
So ein Problem hat ein Nachbar auch mal gehabt. Lösung: Eine NIRO-Pumpe mit Schwimmer in 1m Tiefe reinhängen (Zgonc, billig!) und wenn das Wasser zu hoch ist pumpt die automatisch das Wasser raus. Loch in die Wand gemacht und ein Rohr in Richtung Bach.
Im Deckel ist noch ein Schalter mit Schwimmer und einer alten Autohupe. Wenn die Pumpe kaputt ist und das Wasser zu hoch steigt schreit die Hupe.
lg
Triti |