Hallo! Ich möchte in einem Wassertank (vergleichbar mit einem Plastikkanister, nur größer) eines Wohnwagens den Wasserinhalt messen. Meine Recherchen gehen soweit, dass von Ultraschall abgeraten wird (da es im Wassertank wegen des Wasser zu Korrosion etc kommen kann), und stattdessen Drucksensoren zu nehmen. Allerdings wäre eine Idee meinerseits: Um dennoch mit Ultraschall und ohne Korrosionsprobleme messen zu können, und vor allem ohne ein Loch in den Tank schneiden zu müssen, wäre es denkbar, den Ultraschallsender und Empfänger auf den Tank aufzusetzten. Bei einer Messung würde ich nach dem Aussenden des Impulses eine große, sofortige Reflexion (wegen des Tankgehäuses) und später noch eine kleinere Reflexion wegen der Wasseroberfläche messen. Meine Frage hierzu ist: kommt wohl noch genug Ultraschall durch das Plastik (wenige mm Dicke) durch und wird vom Wasser reflektiert, dass es immer noch Messbar ist? Hat jemand Erfahrungen zu solch einer Konstruktion? Vielen Dank!
Naja, da man mit Ultraschall sogar in Baeuche schauen kann um zu entscheiden ob man besser in himmelblau oder in rosa haekelt, kann man das sicherlich machen. :-) Die Frage ist nur ob du dem Aufwand gewachsen bist. Olaf
Es gibt da in der Signalausbreitung mehrere Stufen: 1. Übergang von Wandler auf Luft: ohne Probleme, da vorgesehen 2. Übergang Luft, Wandung außen: sehr hoher Signalverlust 3. Übergang Wandung innen, Luft:sehr hoher Signalverlust 4. Messstrecken mit Echo in Luft: so wie vorgesehen, kräftige Verluste 5. Luft, Wandung innen : sehr hoher Signalverlust 6. Wandung außen-Luft:wie 2 7. Luft-Wandler:wie 1 1,2 und 6,7 lassen sich umgehen, wenn die Wandler fest auf der Wandung aufgeklebt sind. Aber solche Wandler sind nicht billig. Nur, die Stufen 3 und 5 bringen sehr hohe Dämpfung, da an diesen Grenzflächen der größte Teil des Schalls jedesmal reflektiert wird. Vielleicht ginge es mit den wetterfesten Schallwandlern, wie sie bei Einparksensoren an der Stoßstange von Autos verwendet werden. die sind einigermaßen gegen Feuchtigkeit geschützt. Eventuell ginge es mit Messung von unten, zur Grenzfläche Wasser-Luft hin. Aber wegen der in Wasser wesentlich höheren Schallgeschwindigkeit als in Luft ist die oft verwendete Messfrequenz von 40kHz da sicher unbrauchbar und es werden für Echolote übliche teure Wandler nötig.
Wenn es unbedingt Ultraschall sein soll, dann eher von unten. Die Wandler für Ultraschall in Luft sind recht kompliziert, weil Ultraschall nicht gerne in die Luft geht. Ultraschall im Wasser ist dagegen kein Porblem und die Wandler auch viel Effektiver und nicht unbedingt teuer. Vermutlich wäre aber ein Kapazitive Lösung einfacher.
Muss das gemessen werden oder reichen ein paar Schaltpunkte nicht auch?
5-6 Zustände wären ganz gut, genauer ist eher Luxus.
- Rohr, innen Reed-Kontakte, evtl. Widerstandsnetzwerk - aussen herum einen ringförmigen Schwimmer mit Magnet (z.B. durchbohrte Styropor-Kugel)
Und das Gewicht des ganzen Tanks messen ?
Ulrich schrieb: > Vermutlich wäre aber ein Kapazitive Lösung einfacher. Eben: eine Doppelstegleitung im Wasser (ist hoffentlich kein Trinkwasser) und ein NE555 mit einfacher Frequenzauswertung wasserdicht vergossen. Die Frequenz kann man dann leicht mit dünnem Kupferlackdraht durch den Deckel durchführen. Gruß Anja
Vielen Dank für die vielen Ideen auch abseits der Ultraschall-Idee. Das Wasser ist zwar nicht direkt zum trinken gedacht, aber nah dran (zum Beispiel Zähne putzen). Daher will ich den Eingriff in den Tank möglichst gering halten, man weiß ja nie was sich da von den verwendeten Materialien ablöst usw... Die Idee mit dem Wiegen des Tanks ist auch interessant, aber ich glaube, dass die Halterung dann unheimlich kompliziert würde, schließlich muss auch der volle Tank (um 50 Liter) bei der Fahrt noch gehalten werden, gleichzeitig muss aber alles so variabel sein, sodass es bei der Gewichtsmessung keine oder nur berechenbare Kraftanteile in der Festhaltekonstruktion eingehen.
Ich dachte eher an eine einfache Wiegeplatte. Oder ein Kissen, auf dem der Tank sitzt. Und Du misst den Druck in diesem Kissen. Ich hatte mal eine Füllstandmessung mit Ultraschall entwickelt. Frequenz im MHz Bereich. Sensoren waren am Boden. Ist aber sehr knifflig.
Wenn man keine so hohe Genauigkeit braucht, könnte kapazitiv auch noch von außen am Kanister gehen. Man muss dann aber ggf. dafür sorgen das außen herum sich nichts ändert. Je nach Messmethode kann man auch nach außen eine Abschirmung haben.
Kapazititve Sensoren von der Seite am Tank anbringen. Die können Wasser durch Plastik hindurch erkennen. Kostet natürlich, sofern man nicht selbst basteln will...
Kapazitiv dürfte auch innerhalb des kanisters kein Problem sein. Einfach ein Metallrohr(Trinkwassergeeignet) in den Kanister stellen. Durch das Metallrohr eine Metallstange(oder Draht) durchführen (Doppelrohr geht natürlich auch) und dann noch 2 Kabel anlöten und rausleiten. (Beim Lötzinn ebenfalls auf Trinkwassergeeignet achten) Eventuell mit kleine Kunststoffscheiben dafür sorgen dass der Innenleiter keinen Kontakt zum Außenleiter bekommt. Gruß Flashbanger PS: Ich meine sogar, dass ich mal ein Mofa-Tank in der Hand hatte, wo der Füllstand genau so gemessen wurde.
Martin S. schrieb: > wäre es denkbar, den Ultraschallsender und > Empfänger auf den Tank aufzusetzten. Das macht jeder through hull Sensor in der Sportschifffahrt auch nicht anders. Die schwimmen in einem Ölbad. Sie messen aber durch Wasser, nicht durch Luft. Bei deiner kurzen Messstrecke ist das auch nicht Mittel der Wahl da du mit sehr hoher Frequenz pingen musst und entsprechende Schwinger brauchst. Sonografie z.B. arbeitet im MHz Bereich Ein Wasserstandmesser aus einer alten Waschmaschine wäre 1.billiger und 2. das Messverfahren robuster. Dann hast du aber einen unhygienischen Schlauch im Trinkwasser und musst Luft einblasen. Eine prima Brutstätte. Ist der Tank einigermaßen transparent? Dann sind optische Verfahren (Brechungsindex oder Lichtschranke) evtl. besser. Ob kapazitive Verfahren stabil funktionieren wage ich zu bezweifeln. Camping ist m.W. Außeneinsatz ;-). Da gibt es Taupunkte Kondensation Luftfeuchte Verschmutzung etc. pp. Wenn alles nicht geht kannst du den Tank auch einfach wiegen.
Einen Schlauch mit Drucksensor und Aquariumsluftpumpe könnte man auch als Einperlsensor für den Füllstand betreiben.
Dehnungsmessstreifen auf den Boden kleben. Je mehr Inhalt, desto mehr wölbt sich der Boden. Gruß Jobst
Ich habe das hier mal mit einem kleinen Stück Leiterplatte probiert. Der kapazitive Sensor misst ohne Kontakt einen Wert von 168 (schwankt um -1) Die Fläche ist eigentlich auf der hinteren Seite der Platine (1.5mm FR4) wo sich auch der AVR befindet. mit dem Finger hochdrücken: 195 Den Verschluss (1mm dick) einer Plastikflasche hochstellen: 172 Wie dick ist die Wand des Behälters? Ich würde am Boden des Behälters ein Stück Alu oder Kupferfolie ankleben die mit GND verbunden ist. An die Seite müssten dann Kabel zu den Pads in den verschiedenen Höhen gelegt werden. Das dabei Problem ist wenn die Kabel zu nahe am Tank verlegt werden. Man kann die Kabel aber von AVR oben zu den Folien unten legen, dann ist es egal ab die Kabel schon einen Kapazitiven Kontakt zum Wasser haben. Bild: ---AVR-------| |--------------- | || | | || Luft | | || | | || _____ | | || | | | | ||_____________|_____| | | | |Wassertank |~ | ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| | | _____ | | | | | | | |______________|_____| | | | | | | Wasser | |__________________________________| --------------------------------------------zum GND des AVR
Wenn er sich doch Löcher in den Tank machen will, 5 abgestuft lange Stäbe aus Edelstahl auf eine Plastikscheibe montieren, den längsten als "Masse" verwenden und die anderen auf Leitfähigkeit/Durchgang überwachen, so kriegt er 4 Grenzstände ohne langwierige Logik.
Ich habe mir einen Lautsprecher/Mikrofon auf meinen Computer-Kühler-Tank geklebt und fahre einen sweep, wobei ich die Resonanz messe. Ist hochgenau.
... den Tank würde ich auch nicht anbohren, den Deckel schon, weil man den ggf. nachkaufen kann. Zwei Edelstahlröhren rein, Anschlüsse draussen usw. Man könnte bei Wasser ja auch mit Konstantandraht vorgehen. Draht reinhalten, guten Strom durchschieben und den Durchgangswiderstand messen. Das würde auch mit isoliertem Konstantandraht funktionieren, solange man keine Teflonisolierung nimmt. Gruß an den Camper
Wieder sehr viele interessante Ideen, danke! Ich habe einen schnellen Versuch mit einer Kapazität gemacht, die aus 2 parallelen Metallrohren bestand (hatte gerade nichts besseres, aber Edelstahlstreifen oder ähnliches währen natürlich eleganter). Dabei war ich doch recht positiv überrascht, wie gut die Kapazitätsänderung beim Eintauchen ins Wasser funktioniert. Die Kapazität hat sich stetig mit der Eintauchtiefe erhöht, aber merkwürdigerweise kam es bei weiterer naher Näherung zum Boden zu einer Verkleinerung der Kapazität Ich nehme an, dass dieser Effekt vielleicht mit dem stetig geringeren Widerstand beim Eintauchen zu tun hat und gar nicht die Kapazität als solches darstellt.
hi, du hast es getroffen, der Innenwiderstand des Wassers beeinflusst deine Schaltung. Die kapazitive Variante ist schon recht genau in Auflösung und Empfindlichkeit. Wir messen damit Füllstände in Ölbehältern, da ist das schon bissl schwieriger wegen der sehr geringen Dieelektrizitätskonstante des Öls (ca. 2, Luft 1, Wasser ca. 80). Es sollte reichen, die Elektrodendrähtchen aussen am Kanister anzubringen und gut zu isolieren, damit Tau oder die Luftfeuchtigkeit die Messung nicht verfälschen. Die Kapazitätsänderung sollte allemal groß genug sein, um gemessen werden zu können. Bei Öl habe ich 30% Änderung bei einer Füllhöhe von 30cm, bei Wasser kann's nur mehr sein. Grüssens, harry
Den original-Wassertank habe ich leider gerade nicht zur Verfügung, ich schätze die Wandstärke auf vielleicht 3 mm. Ich habe gerade einen weiteren (sehr groben) Versuch mit einem Papierkorb gemacht: An den Papierkorb (Durchmesser ca 25 cm) ca. 15 cm breite Alustreifen senkrecht angeklebt, die einen Kondensator bilden. Auf meiner (Mikrocontroller-)Auswerteelektronik ist durchaus noch ein Wert anzeigbar, aber der Schwankt doch mächtig (der Wert ist im 2-steiigigem Piko-Farrad-Bereich, und meine Elektronik mag eigentlich lieber etwas größere Werte...). Es ist aber eine Ansteigen des Bereiches erkennbar, wenn man den Papierkorb mit Wasser füllt. Die Werte, die die beiden parallelen Rohre ausgespukt haben waren schon deutlich angenehmer, zumal ich nicht so recht weiß, ob das ganze System bei so kleinen Werten nicht furchtbar störanfäliig wird (Ich denke hier an andere Verbraucher sowie an die Tatsache, dass um den Wassertank herum Stauraum ist, und vielleicht kann man ja Sachen so ungeschickt daneben legen, dass der Kondensator beeinflusst wird.) @Mike J: Ich habe hierzu auch einen Versuch gemacht: Es würde grundsätzlich gehen, um in mehreren diskreten Werten zu messen, aber die Werte der Auswertelektronik sind auch hier gefährlich klein...
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