Jump to content

    

Контроль уровня воды

RST7, да вовсе я не хочу ругаться. Особенно на личностном уровне, поверьте.

Просто есть Иван Иваныч, краснодеревщик и Петр Петрович, плотник. Оба хорошие, работящие мужики, и живут по-соседству дружно.

Но когда Иван Иваныч предлагает по-быстрому прошлифовать шкуркой и покрыть в три слоя лаком забор, а Петр Петрович сколотить без глупостей из горбыля стулья гвоздями-сотками у них возникают богословские споры....

Вот и Вы, отнеситесь к этому с улыбкой. Давайте жить дружно...

А пионернетовские поделки - не стоило жирным шрифтом. Да, я их выпускаю. Не вижу в этом ничего зазорного. Работа, как работа. Был спрос на другое - делали и другое. И зажигалки можно делать хорошо или плохо, не только бортовую аппаратуру.

Share this post


Link to post
Share on other sites
RST7, да вовсе я не хочу ругаться. Особенно на личностном уровне, поверьте.

 

Не хотите - хорошо. Тогда постарайтесь воздержаться от комментирования моих постов в таком иронично-пренебрежительном тоне. До сего момента я Ваши посты старался комментировать предельно нейтрально, однако, извините, не сдержался.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сообщение модератора. Что-то пошел явный оффтопик. Напоминаю, что оффтопик является нарушением п.3.1 Правил форума. Личные отношения выясняем приватно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это еще зачем? Нужно измерить уровень, давление от него завист строго линейно, значит надо мерять давление на уровне дна резервуара.

Да работатать будет... но с рядом ограничений.

 

1. точность/цена - дешевые датчики типа MPX не дадут высокой точности, но 0.5% выжать из них можно (по крайней мере для НУ)

2. при небольшом высоте столба воды погрешность возрастет очень прилично (зависит от датчика, но это добавка от 50 до N00% от основной погрешности)

к примеру, получить точность 1-2мм на высоте столба ниже 1-1.5м серьезная проблема, для широкого диапазона температур (к воде это не относится) нижня граница дополнительных погрешностей будет еще выше (от 3-х м).

3. датчики давления имеют смещение (погрешность) нуля, которая дрейфует со временем и от температуры, ее компенсация отдельная задача

Для датчиков у которых эта погрешность незначительна (менее 0.01%) цена улетает за N00$.

4. для дешевых датчиков типа MPX встанет вопрос защиты п/п мембраны и рабочего порта (можно применить заполнение маслом).

 

Т.е. остается взять и зделать, если речь идет о цене в ~1000-2000р (учитавая нижнюю границу на сам датчик в районе 500р), или купить готовое решение, но эт будетет гораздо дороже. :rolleyes:

 

И из всего выше сказанного получается нужно или придумывать самому или искать практическую реализацию датчиков:

- сопротивления;

- емкостных датчиков.

методы могут быть и другими, но то что или самому или ... это одназначно, других методов медицина... :biggrin:

 

... то скорее всего насос я буду отключать датчиком сопротивления: сопротивление между тросом насоса и пластиной (медь, латунь, нержавейка) прикрепленной чуть выше насоса.

А чтобы не было электролиза - полярность после каждого измерения будет менятся.

Про медь, латунь и т.п. сплавы забудьте - пленка коррозии убъет датчик очень быстро.

- как вариант емкостной сигнализатор с компенсацией влажности, температуры и т.п., аналогично таким, которые делает Turck, т.е. брать принцип, но делать самому (готовые мне не известны).

 

Посмотрите на analog.com, там много чего есть, умеющего ёмкость мерять и в цифре результат отдавать.

Да там есть занятные игрушки типа AD7746(7), но применять их в быту, а уж тем более в промрешении я б не рискнул.

- слишком малый дипазон изменения рабочих емкостей, большой сенсор будет из него постаянно вываливаться из-за всяких примесей и грязи.

- конструкция стабильного сенсора не может быть очень простой (и дешевой) при таком решении - слишком большая чувствительность.

впрочем мог кто занает как с этими бедами бороться, мне самому лень было городить огород вокруг подобного девайса, а в лоб это скорее средство для общепрома (в станках и т.п. для энкодеров, например). :laughing:

Edited by Dimy

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ладно. Рассказываю, как профессионалы делают емкостные датчики и в чем есть проблемы.

...

 

Весь пост не цитирую.

Вот только измерение уровня воды не тоже самое что измерение подтоварной воды! )))

Ни один емкостной датчик (сегментируемый) серийно выпукаемый для нефтепродуктов не будет нормально измерять голую воду (правда и его задачи другие).

Технология описываемая автором поста не нова - не менее 20 лет.)))

Реально работающие датчики на этой технологии STICK (Enraf), ULTRA, СИ ИГЛА работают по схожему принципу, но вот реализованны немного по другому:

- измерительные сегменты значительно меньше 8-15 мм (и это не бзик конструкторов а требования условий измеряемой среды)

- никто уже давно не хранит абстрактные коэффициенты - это не оптимально,

- краевые эффекты устраняются групповой обработкой всех (или скользящего окна отсчетов) сегментов датчиков

- собственно в формулах расчета не участвует напряжение, точнее нет смысла его вычислять (ну это уже мелочи)

Ну и конечно надеюсь никому не придет в голову использовать такую технологию для измерения уровня воды в бочке на даче, и дело даже не в дороговизне,

а в том что такие датчики разрабатывались целыми отделами институтов, а потом технология и конструкция доводились годами.)))

 

З.Ы. Правда в жизни всегда есть исключения, и кто нибудь делает это впервые))).

Edited by Dimy

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы мне будете рассказывать как и что там сделано?

Еще господину

Herz'у можете рассказать. Его тоже повеселит :)

 

- измерительные сегменты значительно меньше 8-15 мм (и это не бзик конструкторов а требования условий измеряемой среды)

 

Для топлива делать такого размера участки смысла нет. Слишком много коммутации и лишней электроники. Для воды их действительно уменьшают, чтобы использовать тот же зарядовый усилитель, с теми же номиналами в обратных связях. Потому что в воде эквивалентная емкость больше в

20-40 раз. Но с другой стороны, диапазон датчика ПТВ всего миллиметров 300 максимум. Если точить уровнемер только под воду, то нужно уменьшить усиление и пользовать полновесные участки миллиметров по сто.

 

Знаем мы и "нехранителей" коэффициентов некоторых. Ну так они и точности заявленной не обеспечивают.

 

И напряжения в расчетах не участвуют. Никто у.е. АЦП в вольты не переводит.

 

Про краевые эффекты - отдельный разговор.

 

Короче, молодой человек, не учите нас жить. Технологию эту НПО "Меридиан" (тогда еще НПО, сейчас уже нет) уже 40 лет пользует. И поверьте, подводных камней там куда больше, чем Вам кажется, и чем я тут описал/опишу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да там есть занятные игрушки типа AD7746(7), но применять их в быту, а уж тем более в промрешении я б не рискнул.

- слишком малый дипазон изменения рабочих емкостей, большой сенсор будет из него постаянно вываливаться из-за всяких примесей и грязи.

Ага, похоже на измерение размеров зрительного зала школьной линейкой. ;) Тем не менее - вполне возможно.

У AD есть и более широкодиапазонные вещи, ну не 24-битные, а всего 12 (а толку с тех 24 бит?)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кстати, мы тут фаллососравнением начали заниматься и чуть ли не подрались, но совсем не вспомнили про чудный способ измерения уровня, с приличной точностью и достаточно бюджетный.

 

Способ заключается в измерении веса трубы, заглушенной с двух концов и висящей в резервуаре. Для простоты конструкции труба подвешивается на балку весов сверху.

 

Как господам инженерам такой вариант?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще господину

Herz'у можете рассказать. Его тоже повеселит :)

 

Технологию эту НПО "Меридиан" (тогда еще НПО, сейчас уже нет) уже 40 лет пользует.

Ну, чуть поменьше сорока, всё-таки. :)

 

Как господам инженерам такой вариант?

Хорош. Только трубу побольше диаметром желательно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только трубу побольше диаметром желательно.

 

Думаете? Я бы вообще взял просто алюминиевый стержень. При плотности алюминия ~2700кг/м3 полное погружение его в воду приведет к потере ~30% веса. Весы с точностью 0.1% (не особо сложная конструкция) уже позволят измерять уровень с точностью порядка 0.3% в полном диапазоне измерения. Это меньше, чем изменение плотности воды (в диапазоне 0...40 градусов примерно на 1%; у алюминия, кстати, раз в 20...40 меньше, можно не учитывать). Для дома, для семьи вполне подходящая конструкция.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Думаете? Я бы вообще взял просто алюминиевый стержень.

.... Для дома, для семьи вполне подходящая конструкция.

Дайте в комплекте тензометр за три рубли и люди к Вам потянутся. Нелохая идея. Это перепевы поплавка, но на более высоком уровне.

Только алюминиевый (еще похлеще магниевый) стержень - явно по-эмбеддерски. Достаточно обычной стальной трубы, заглушенной с двух концов. Плавать не будет при правильном выборе, а удельный вес (плотность) можно выбрать достаточно широко.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только алюминиевый (еще похлеще магниевый) стержень - явно по-эмбеддерски.

 

Зато не ржавеет. И дешевле трубы из нержавейки. Тут вы неправы. Нет, конечно, если черная труба устроит - то по цене это непобедимо... Но, блин, щас черняха - вообще ужасна. Дырявая уже с завода :(

 

Дайте в комплекте тензометр за три рубли и люди к Вам потянутся.

 

Ну не за три рубля... Но и не так уж это дорого по современным меркам. Сейчас лень насиловать себя гуглением через жпрс, завтра на работе гляну, чего нам нынче из тензодатчиков недорогих предлагают...

 

PS и оффтоп - опять - "по-эмбеддерски" :( Ну договорились же вроде уважительнее относиться друг к другу...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы мне будете рассказывать как и что там сделано?

Еще господину

Herz'у можете рассказать. Его тоже повеселит :)

...

Короче, молодой человек, не учите нас жить. Технологию эту НПО "Меридиан" (тогда еще НПО, сейчас уже нет) уже 40 лет пользует.

Может и повеселит - вместе посмеемся. )

 

Короче, молодой человек, не учите нас жить. Технологию эту НПО "Меридиан" (тогда еще НПО, сейчас уже нет) уже 40 лет пользует.

Знакомая фраза где-то я ее уже слышал.

Мои посты адресованы не вам лично, а уважаемым форумчанам, которых эти вопросы могут интересовать.

Похоже о возрасте вы судите исключительно по количеству постов... без обид ))

 

Немного меньше - данная технология в конце 80-х передавалась из НПО ИТ (НИИ ИИТ)г.Королев в Харькiв (Харьков) как на производственную базу.

 

Для топлива делать такого размера участки смысла нет.

"Нет смысла" это как раз для мономолекулярных жидкостей (типа спирта или воды) они не расслаиваются,

а НП из-за фракционного состава расслаивается и два соседних сегмента имеют разные коды топлива.

Зз-за этого переданная в Харьков конструкция датчиков не работала стабильно

(секции по 250 мм и обеспечить точность 1/250 на нефтепродукте в условиях НБ не реально - это вам не топливный бак изделия с чистым продуктом

(вот откуда ноги растут! ))), затем сами разработчики в НИИ ИИТ стали уменьшать сегменты в 1996-98г (для УИП-9602) - 125 мм,

позже до 64мм, но и этого ИМХО не достаточно. К томуже при 32-8 мм электроника упрощается т.к. требования к относительной точности снижаются.

 

Слишком много коммутации и лишней электроники.

Не ужто до сих пор используется матричная коммутация? Не верю, ведь это точно прошлый век (в прямом смысле)!

Для коммутации достаточно 2-х проводов (не считая питания и общего электрода).

Что значит лишняя электроника? В новых изделиях все больше и больше электроники - она что вся лишняя?

 

Для воды их действительно уменьшают, чтобы использовать тот же зарядовый усилитель, с теми же номиналами в обратных связях.

Потому что в воде эквивалентная емкость больше в 20-40 раз. Но с другой стороны, диапазон датчика ПТВ всего миллиметров 300 максимум.

Не обязательно, структура датчика может быть регулярной и менять ни размеры сегментов, ни расстояние измерительного зазора нет необходимости,

то же касается каскадов электроники, т.е. структура датчика может быть регулярной. Эквивалентная емкость тут не помеха.

(...мдя тут аргументация слабовата... ладно добавим диаграммку для наглядности) ))

 

Ну а 300мм это для подтоварки на бензине и ДТ, а на подготовленной нефти требуется до 3000мм, там же требуется измерять и уровень самой нефти,

так что датчик лучше иметь совмещенный, а не выделенный подтоварник.

 

Если точить уровнемер только под воду, то нужно уменьшить усиление и пользовать полновесные участки миллиметров по сто.

...вариантов много. Но основная проблема заключается не в усилении,

- при уменьшении уровня отсчеты сегментов не будут иметь сухих кодов т.к. сегменты не будут сухими (они будут "не высохшими"), и это было бы полбеды,

но сенсор в таком состоянии банально начинает "шуметь" и пока сегменты не высохли об уровне вообще речи не идет.

Вполне возможно что данная проблема лечится схемотехникой, но тривильный усилитель заряда здесь не годится ИМХО.

С подтоварной (под нефтепродуктом) водой проблем нет, т.к. эффект "демпфируется" находящимся сверху топливом.

 

Знаем мы и "нехранителей" коэффициентов некоторых. Ну так они и точности заявленной не обеспечивают.

Речь не о "не хранениии". Воспользуюсь выше приведенным выражением:

h=l*(U(n)-K0[n]*U(n-1))/(K1[n]*U(n+1)-K0[n]*U(n-1)),

подставляя в него значения K1[k]=Uf(k)/Uf(k+1) и К0[k]=Ua(k)/Ua(k-1) при k=n получаем h=l*U(n)-Ua(n)/Uf(n)-Ua(n),

где Ua - "сухой", Uf - "мокрый" код рабочего сегмента, т.е. получаем тривиальное линейное соотношение.

Отсюда вывод хранить имеет смысл именно сухие и мокрые коды - разрядность 8 (char) или 16 (int) бит, вместо соотношения (float).

Остальное по букварю...

 

Про краевые эффекты - отдельный разговор.

Да, пожалуй не здесь, надо же что то и на ноу-хау оставить )) и так уж весь датчик почти расжевали.

 

И поверьте, подводных камней там куда больше, чем Вам кажется, и чем я тут описал/опишу.

Не сомневаюсь и с удовольствием послушаю о них. Люблю когда учат жить!:))

Вот будете у нас в г.Королеве милости просим, тут и погутарим.

 

Способ заключается в измерении веса трубы, заглушенной с двух концов и висящей в резервуаре. Для простоты конструкции труба подвешивается на балку весов сверху.

Как господам инженерам такой вариант?

Зачетный вариант - называется сей тип - буйковый уровнемер.

Но некоторые сомнения в легкости реализации попробую озвучить (может кому нибудь это сэкономит несколько месяцев).

В нем требуется использовать датчик силы , т.е. сделать "практически" весы. Реализация самих весов в 1000-5000 отсчетов не вопрос.

Лучшие экземпляры доводят эту величину до 10000-20000 (метрологических!). Вот только у них есть пренеприятнейшее свойство:

Долговременная стабильность "0" никакая. Боюсь ошибиться но нормируется дрейф в первые 20мин, а дальше...

Попробуйте сами поставить на электронные весы (пусть даже самые крутые лабораторные) гирю в 1кг и подождать 1час и снять ее.

Что вы увидите на дисплее весов? Правильно все что угодно только не ноль! Для того чтобы "0" воостановить нужно нажать на пустых весах кнопку >0<.

Все проблемма в датчике силы, покупка датчика с малым дрейфом будет разорительно для дачи, а все что меньше 200$... в этом плане мягко говоря не очень.

В весах как уже сказано это решается ОСНОВНЫМ ПРИНЦИПОМ ВЕСОВ - периодичностью взвешивания (и нажатием кнопки >0< ))) ).

Вот если разгружать периодически тензодатчик (приподнимать буй) то можно реализовать на стоковых датчиках ~200-500р

 

Насколько мне извесно на дешевых датчиках решить проблему не удалось даже солидным весовым фирмам

(Тензо-М, МИЭТ - работали как то по этому вопросу с ними года 3 подряд задачка была получить хотябы 2-х месячную стабильность)

производящих эти самые датчики.

Хорошие новости: датчики такого типа выпускаются, например Сапфир-22ДУ цена около 17000р.

__________________.pdf

Edited by Dimy

Share this post


Link to post
Share on other sites
Зато не ржавеет. И дешевле трубы из нержавейки. Тут вы неправы. Нет, конечно, если черная труба устроит - то по цене это непобедимо... Но, блин, щас черняха - вообще ужасна. Дырявая уже с завода :(

Ну не за три рубля... Но и не так уж это дорого по современным меркам. Сейчас лень насиловать себя гуглением через жпрс, завтра на работе гляну, чего нам нынче из тензодатчиков недорогих предлагают...

 

PS и оффтоп - опять - "по-эмбеддерски" :( Ну договорились же вроде уважительнее относиться друг к другу...

Эмбеддерство - узаконенная и достаточно уважаемая профессия, отнюдь не какое-то унижающее название, чего ж Вы обижаетесь? В конце-концов, Вы можете совсем не иметь к этому отношения, просто выглядит данное решение по-эмбеддерски, наспех, с характерным упущением реальности в доступных силах и средствах. Не обращайте внимания!

Ваша идея очень интересна, нетривиальна. Давайте попробуем несколько ее доработать и довести до практической пригодности.

При всей простоте принципа, тут будет мешать НЕЛИНЕЙНОСТЬ. Сила будет меняться по 1/x, если я сходу не ошибся. То, что это работа чисто для МК - полбеды, но калибровать датчик проблематично.

Такой датчик будет лишен нелинейности, если его плотность будет равна 1. Технически сделать это можно, если взять пластиковую трубу, заглушить дно и подсыпать на дно груз (песок, не жемчуг или урановую дробь!) так, чтобы труба начала тонуть. Если бы мы имели колодец наполненный доверху, то так бы и откалибровали, утопив трубу до дна . При некоторой сноровке, имея достаточно точную стандартную трубу, можно и простыми вычислениями обойтись, зная погонное водоизмещение трубы и плотность ее материала. Отвесить калибровочную массу и ссыпать в трубу.

Имеем силу, меняющуюся от нуля при полном колодце до веса калиброванной трубы при практически пустом. Труба не ржавеет и нафиг никому в металлолом не нужна. Полдела сделано. Что-то нужно делать дальше.

Хватит обижаться, вспоминайте датчики! Что-то из весоизмерений простое и дешевое... Просто - пружина+ рычаг, далее - дифференциальный датчик линейного перемещения на двух катушечках. Но кто ж ее, калиброванную пружинку, навьет?

Share this post


Link to post
Share on other sites
данная технология в конце 80-х передавалась из НПО ИТ (НИИ ИИТ)г.Королев в Харькiв (Харьков) как на производственную базу.

 

Ничего не путаете?

 

При всей простоте принципа, тут будет мешать НЕЛИНЕЙНОСТЬ. Сила будет меняться по 1/x, если я сходу не ошибся

 

Ошиблись.

 

просто выглядит данное решение по-эмбеддерски, наспех, с характерным упущением реальности в доступных силах и средствах.

 

Я смотрю, для Вас что embedded, что bullshit - синонимы. Еще раз повторюсь, такими высказываниями Вы оскорбляете людей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this