Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik suche Füllstandssensor/Entfernungssensor für Druckkessel


von Paul F. (zwanni)


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Guten Tag,

Ich will den Füllstand von einem Druckkessel wie im Bild zu sehen 
messen. Wahrscheinlich ist das einfachste und billigste den Abstand zur 
Wasseroberfläche zu messen. Gerne aber auch andere Vorschläge. Habe 
schon länger nach einem entsprechenden Sensor gesucht, bei der 
Druckbeständigkeit landet man da schnell im Industriellen Bereich. Das 
Teil sollte natürlich keine hunderte Euro kosten. Vielleicht hat jemand 
etwas ähnliches schon gemacht oder kennt sich zufällig auf dem Gebiet 
besser aus.

Randbedingunen

Min Entfernung: <~100mm
Max Entfernung: 1000mm
Genauigkeit: <10mm
Druck: >=6bar
Medium: Wasser / Sensor im Luftbereich
Temperatur Medium: 5-15°C
Sensorart: offen
Schnittstelle: am besten in irgendeiner Form direkt digital auslesbar, 
kein "Füllstand erreicht Sensor"
Montage: 1/2" ist oben am Tank, sollte also irgendwie darauf passend 
gemacht werden können
Preis: <~100EUR

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Paul F. schrieb:
> Randbedingunen

Da fehlt noch was:
Was ist in dem Druckkessel für ein Medium und was befindet sich darüber?
Temperatur im Druckkessel?

von Paul F. (zwanni)


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Danke hab ich ergänzt. Es ist ein Druckkessel von einem Hauswasserwerk. 
Soll natürlich keiner für mich googl'n, vielleicht kennt sich jemand in 
dem Bereich aus oder kennt Seiten wo man sowas findet.

: Bearbeitet durch User
von Bastian W. (jackfrost)


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Differenzmessung über zwei Drucksensoren.

Der Rest wird dein Budget leider übersteigen.

Gruß JackFrost

von Otto (Gast)


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Lidar light in ein wasserdichtes Gehäuse packen.

von Paul F. (zwanni)


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Für diesen Einsatzzweck nicht so einfach, das war auch meine Erkenntnis. 
Die Sensorgrenzwerte und Schnittstelle könnte man noch abspecken, aber 
das ändert wahrscheinlich nicht viel....

von Pandur S. (jetztnicht)


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So nebenbei, Ein Boiler ist fuer nur Wasser gedacht, da darf nicht oben 
Luft, oder Dampf sein.

Ein Drucksensor geht offensichtlich nicht. Aber ein kapazitiver Sensor 
wuerde gehen.

von Paul F. (zwanni)


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Das ist kein Boiler ^^ da müsste man wohl kaum den Füllstand messen...

Differenzdruck habe ich schon aufgenommen, habe noch nicht überprüft ob 
das überhaupt umsetzbar wäre von der Montage.

Ultraschall wäre als Distanzsensor für den Messbereich nach meinen 
Erkenntnissen der am ehesten geeignete Sensortyp. Druckbeständig macht 
die Angelegenheit aber wohl kompliziert.

Denke mittlerweile eine Füllstandssonde ist für den Bereich eher 
geeignet.

: Bearbeitet durch User
von W.A. (Gast)


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Oh D. schrieb:
> So nebenbei, Ein Boiler ist fuer nur Wasser gedacht, da darf nicht oben
> Luft, oder Dampf sein.

Bei 5-15°C und 6bar wird wohl kaum irgendetwas nennenswert erhitzt oder 
gar kochen. Ohne Druckpolster wird es außerdem schwierig, den Druck 
halbwegs zu halten.

Ein gewisser Dampfdruck (Luftfeuchte) ist natürlich immer vorhanden.

von Paul F. (zwanni)


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@W.A. genau so ist. Stichwort Hauswasserwerk sollte eigentlich alles 
sagen. Es geht ja genau darum das Luftpolster zu messen, bzw. Verhältnis 
Wasser/Luft, nicht wirklich um den Inhalt des Kessels.

Füllstandssonde scheint mir das richtige Stichwort, finde aber keine 
Preise.

sowas hier:
http://www.negele.ch/industrie-elektronik/produkte/fuellstand-kontinuierlich/nsl-m-00/

: Bearbeitet durch User
von Der andere Helmut (Gast)


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Man sieht an der Seite 2 1/2" Anschlüsse, dort kommt im Regelfall ein 
Glas- oder PVCröhrchen ran.
In diesem Röhrchen kann man dann den Füllstand ablesen.
Einige Bastler haben dort einen Schwimmer eigesetzt, den man dann 
kapazitiv oder auch mit US auswerten kann.
Gibt es auch mit Magnet und Reedkontakten drum herum.
Wenn Du schweissen kannst bau Dir das nach, setze ganz oben einen 
US-Kopf ein.
Link auf so etwas:
https://portal.endress.com/wa001/dla/5000282/1996/000/00/CP015Fde_Bypass.pdf
http://www.kobold.com/de/product/detail/~id.127~nm.61~nc.19/Bypass-Niveaustandsanzeiger-NBK-03...NBK-33.html

von Paul F. (zwanni)


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@Der andere Helmut ja, eine visuelle Füllstandsamatur ist vorhanden. Zu 
kompliziert sollte das Ganze allderings nicht werden. Letztes Jahr hat 
der Netzbetreiber die Phasen gedreht und die Pumpe lief trocken. Seit 
dem bin ich dran die Anlage besser abzusichern und zu überwachen. Den 
Füllstand digital zu erfassen mag Spielerei sein, aber so hat man alles 
einfacher im Blick und die Haussensorik kann Meldungen absetzen.

Etwas am Füllstandsröhrchen zu basteln kam mir auch kurz in den Sinn, 
aber ich will keine mega Bastellei veranstalten die dann selbst ständig 
ausfällt.

: Bearbeitet durch User
von Der andere Helmut (Gast)


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von Paul F. (zwanni)


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@Der andere Helmut: der Ansatz ist schon recht interessant. Auf jeden 
Fall sicherer als irgendwelche optischen Auswertungen. Müsste man aber 
selbst bauen, sonst wird es auch nicht billiger als ein richtiger 
Sensor.


Das Auktionshaus zeigt, dass es Preislich möglich ist:
http://www.ebay.de/itm/Endress-Hauser-Fuellstandssensor-Kapazitiv-Multicap-T-DC11-TES-AF11A1BCL1-/141965617935

: Bearbeitet durch User
von Der andere Helmut (Gast)


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Davon gehe ich aus, sonst erscheint es hier ja auch nicht ;-)

pack einen kleinen Magneten in ein passende luftgefüllte Kugel, bau um 
das
Füllstandsröhrchen Magnetfeldsensoren, fertig.

Das kostet nicht die Welt

von Otto (Gast)


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Ultraschall bei 5...6bar Luftdruck wird nix bzw. Falsche Ergebnisse 
bringen.

von Bastian W. (jackfrost)


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Wenn es dir um den Pumpenschutz geht dann dürfte ein Grenzwertschalter 
wie z.B. ein Liquiphant reichen. Wenn der kein Signal liefert dann läuft 
die Pumpe nicht an. Mit zwei oder drei weitren Sensoren kannst du dann 
grob den Inhalt "messen".

Gruß JackFrost

von Paul F. (zwanni)


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@Otto: ja, die Idee hab ich auch abgeschrieben. Vielleicht komme ich 
irgendwann günstig oder gebraucht an eine passende Füllstandssonde.

@Bastian Werner: Pumpenschutz ist mittlerweile "mechanisch" mit einem 
Zeitrelais gelöst. So ist zumindest ein dauerhaftes Trockenlaufen 
verhindert. Füllstandsensor wäre eher Komfort zur 
Luftpolsterüberwachung. Könnte zwar auch absichern, dass der Pegel 
steigt wenn die Pumpe läuft, aber dazu würde auch eine Drucküberwachung 
reichen.

von Wolfgang (Gast)


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Otto schrieb:
> Ultraschall bei 5...6bar Luftdruck wird nix bzw. Falsche Ergebnisse
> bringen.

Und warum hast du da Bedenken?

Vom Druck hängt die Schallgeschwindigkeit kaum ab und grundsätzlich 
würde ich die Ausbreitung von Ultraschall in Luft bei 5..6bar erstmal 
nicht anzweifeln.

von Mark W. (kram) Benutzerseite


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I habe vor, bald etwas Aehnliches zu bauen. Im Prinzip genau wie bei 
Dir, nur ohne Druckanforderung. Bei mir handelt es sich um einen 2 m^3 
Wassertank in zylindrischer form.
Dazu wollte ich dieses EVM hernehmen(75 USD):
http://www.ti.com/tool/tdc1000-tdc7200evm

Du braeuchtest den Piezo nur am Boden befestigen und mit zwei Draehten 
die Wand durchbrechen. Mittels Druckdurchfuehrung z.Bsp., sollte fuer 6 
Bar nicht so das Problem darstellen.
Dann misst Du ueber die Ultraschallgeschwindigkeit vom Piezo zur 
Wasseroberflaeche die Zeit und rechnest das in Distanz um, fertig. Druck 
und Temperatur haben zwar Einfluss auch die Ultraschallgeschwindigkeit, 
sollten da aber eine untergeordnete Rolle spielen. Ich habe jetzt zwar 
nicht nachgerechnet, aber 1cm Aufloesung sollten drin sein.

Fuer mich hatte ich mir zwar auch noch ueberlegt, den Druck am Boden 
direkt zu messen, aber dann muesste ich einen Drucksensor finden, der 
1mBar aufloesen kann. Mal sehen. Bei Dir koennte das schwierig werden, 
da Dein Kessel ja schon unter Druck ist.

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