Перейти к содержанию
    

Cистема измерения CO2 на микроконтроллерах

21 минуту назад, vov4ick сказал:

Вы так и не написали, что хотите

Я хочу датчик СО2 за приемлемую цену, работающий в диапазоне концентраций 1%-5%.

21 минуту назад, vov4ick сказал:

При заметном потоке газа сомнительно что в небольшом термостате столько живности что концентрация CO2 на выходе сильно изменится. Или нет?

Термостат не герметичен, т.к. создавался не для таких целей, а для сушки лабораторной посуды :). Хотя и бывают термостаты для выращивания бактериальных сред, имеющие нужные характеристики, но они слишком уж дороги. Поэтому расход СО2 происходит не из-за поглощения живностью, а из-за рассеивания в атмосфере следствии негерметичности термостата. Однако требуемая точность поддержания концентрации СО2 невелика - даже ошибка на 0.5% вполне допустима. Тем более что непонятно отчего, казалось бы в одинаковых условиях, одну неделю живность растет бурно, а в другую почти не растет :).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Получается что сейчас концентрация CO2 определяется не столько его поступлением, сколько вентиляцией шкафа через щели, а она зависит от погоды, времени суток, движения воздуха в помещении и хождения людей вокруг. Потому и результаты всегда разные. В таком шкафу, думаю, датчик вам мало поможет. Надёжное решение - смешивание газа и осушенного воздуха двумя РРГ в нужной пропорции и подача его в ваш шкаф с избытком так чтобы наружный климат не влиял на концентрацию. И щели заделать. У нас при испытаниях датчиков газа делают именно так.

Также непредсказуемое движение воздуха изменяет распределение температуры внутри, а живность это хорошо чувствует. Ещё влияют бактерии, грибы и прочие микробы. Если у вас не спец. помещение с ламинарами и желательно контролируемой средой, то вы от этого не избавитесь и чистого опыта не будет. И наконец, когда мы работали с профессиональными выращивателями всякого (из одного НИИ) они говорили что бывает что ни с того ни с сего культуры не растут, чаще летом, поэтому даже в идеальных условиях нужно много опытов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В качестве наброска: Разбавлять концентрацию механически, к 1 объёму измеряемого газа подмешивать несколько объёмов воздуха. Небольшой поршневой насос + пара клапанов для переключения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 12.05.2023 в 16:08, dfomin сказал:

Дизайн эксперимента: почва 2 типов землепользования (пашня и лесная) и 4х типов строения (разной плотности) помещается в стаканы. Размер стакана 7 см в диаметре и 10 высоту. В половину стаканов добавляются растительные остатки, остальные — контроль. Со всеми повторностями получается порядка 50-60 стаканов.

    Конструкцию стаканов нужно доработать, либо изготовить их заново. Добавить в них трубку для отвода воздуха в самом низу стакана. В сам стакан нужно установить сетку, примерно по середине стакана, из капрона либо из другого инертного и долговечного материала. На нее насыпать фиксированное (по весу) количество исследуемого грунта, распределив его равномерно по сетке тонким слоем, в несколько сантиметров. Если необходимо - увеличить для этого диаметр стакана. Нужно, чтобы грунт закрывал всю сетку полностью, весь просвет стакана.
    Выделяющийся из почвы CO2 будет, в основном, опускаться вниз, поскольку он тяжелее воздуха, и скапливаться в нижней части стакана. Верхняя часть стакана должна быть открытой, чтобы максимально приблизиться к естественным условиям. Движения воздуха в стационарном состоянии, в шкафу где располагаются стаканы, быть не должно.
    Выходная трубка стакана подключается к воздушной магистрали, где имеется датчик концентрации CO2 и датчик расхода воздуха. В стационарном состоянии трубка должна быть закрыта запорным клапаном. Для измерения, запорный клапан открывается и стакан продувается очень слабым отрицательным давлением воздуха. Насос, скорее всего, для этого не потребуется. Достаточно будет обычного вентилятора к кожухе, работаюшего по центробежному принципу. Продувка выполняется до тех пор, пока концентрация CO2 не сравняется с его концентрацией в наружном воздухе. По измеренному расходу воздуха и профилю изменения концентрации CO2 вычисляется количество выделившегося углекислого газа.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 12.05.2023 в 16:08, dfomin сказал:

Проект: Я участвую в исследовательском проекте, посвященному взаимосвязи строения почвы и микробиологической активности почвы. Для решения этой задачи мы запускаем длительный лабораторный эксперимент по наблюдению за разложением растительных остатков.

А может быть все проще, поскольку живой процесс микробиологического  разложения растительных остатков  вроде бы сопровождается повышением температуры исследуемого образца  почвы? Ведь контролировать температуру с разрешением  в тысячную долю градуса наверное намного проще?  К тому же,  в эксперименте присутствует еще и  опорная температура окружающей среды? С высокой точностью можно измерять дельту,  строить выводы...  Находить корреляции  с температурой, влажностью,  давлением, состоянием суток,  магнитными бурями, ..........торсионными полями ))

Изменено пользователем Практик

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

42 минуты назад, Практик сказал:

А может быть все проще, поскольку живой процесс микробиологического  разложения растительных остатков  вроде бы сопровождается повышением температуры исследуемого образца  почвы?

Процесс разложения органики, в конечном итоге, сводится к окислению образующих ее углеводородов кислородом воздуха с образованием H2O и CO2. Естественно, с выделением теплоты и кучей сопутствующих химических реакций и с выделением кучи других, сопутствующих веществ. В том числе - газообразных. Выделяемое тепло теоретически посчитать можно. В отличие от теплоемкости почвы, которая будет зависеть от кучи параметров. Влажности, например. Поскольку нагрев будет медленный и будет сопровождаться таким же медленным естественным охлаждением - на сколько поднимется температура и поднимется ли вообще - можно только гадать...

P.S. Прямые методы измерения интересующий величины всегда предпочтительнее косвенных.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, quark сказал:

Поскольку нагрев будет медленный и будет сопровождаться таким же медленным естественным охлаждением

А вот естественное охлаждение в эксперименте как раз и  должно быть сведено к минимуму)).  Как я  понимаю, исследователей интересует время разложения.  В этом случае, температура - это  признак,  что процесс идет,  а разница температур (аналогично,  концентрация СО2) - показатель интенсивности этого процесса.  И позвольте поправить, выделяющийся СО2- это не результат прямого химического окисления почвы,  а продукт,  выделяемый бактериями,  "пожирающими"  органику почвы.  Ну,  как-то так.  Добавьте в исследуемые образцы  дрожжей и процесс пойдет еще интенсивнее)).

 

Изменено пользователем Практик

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 12.05.2023 в 17:18, dfomin сказал:

Хранить на компьютере, который стоит рядом

Плохая идея. У такого стенда должно быть резервированное питание (небольшая свинцовая АКБ 12 В) и энергонезависимая память (уже есть в каждом втором микроконтроллере), а компьютером лишь считывать из неё журнал.

5 часов назад, quark сказал:

Конструкцию стаканов нужно доработать ... запорный клапан открывается и стакан продувается очень слабым отрицательным давлением воздуха

Это не то, автор расходомер мастерит, поэтому изначальный его метод правильный — продуть датчик и стакан (авторские 2 минуты на это — сильно перебор), зафиксировать уровень газа снаружи, затем закупорить его им, отмерить 5 минут и зафиксировать уровень газа внутри.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 hours ago, Xenia said:

Тем более что непонятно отчего, казалось бы в одинаковых условиях, одну неделю живность растет бурно, а в другую почти не растет :).

Рльлму что одну неделю поливают, а вторую - забухали и забыли полить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 минут назад, Plain сказал:

... продуть датчик и стакан... , зафиксировать уровень газа снаружи, затем закупорить его им, отмерить 5 минут и зафиксировать уровень газа внутри.

Я думаю, что так не получится. За 5 минут CO2 выделится мизерное количество. Измерить будет сложно. Нужна накопительная система...

22 минуты назад, Практик сказал:

Добавьте в исследуемые образцы  дрожжей и процесс пойдет еще интенсивнее)).

Они там и так всегда присутствуют в каком-то количестве. )))

В 12.05.2023 в 23:40, quark сказал:

Возможно, что ТС учтет в своем эксперименте ваше "ценное указание". А то, вдруг, без него результат будет не достоверным? :biggrin:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 5/14/2023 at 6:11 PM, quark said:

Я думаю, что так не получится.. Измерить будет сложно.

Они там и так всегда присутствуют в каком-то количестве.

Краткое содержание трех первых страниц:

Стр. 1: бла-бла-бла..

Стр. 2: бла-бла-бла..

Стр. 3: бла-бла-бла..

 

Напомнило:

Quote

„В каждой естественной науке заключено столько истины, сколько в ней есть математики.“ —  Иммануил Кант

PS. Шутка, есичо..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 минуту назад, blackfin сказал:

PS. Шутка, есичо..

Коллега, Вам сюда всю сопутствующую математику "вывалить"? А, за одно, и физику с химией? Не поплохеет? ))))

Шутка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 5/14/2023 at 6:40 PM, quark said:

Коллега, Вам сюда всю сопутствующую математику "вывалить"?

А сможете? Сомневаюсь.. 🙂

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 минуту назад, blackfin сказал:

А сможете? Сомневаюсь.. 🙂

Провоцировать не нужно... :acute:

Можете попросить об этом топикстартера. У него, как специалиста, это лучше получится. )))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

49 минут назад, blackfin сказал:

Краткое содержание трех первых страниц:

Стр. 1: бла-бла-бла..

Стр. 2: бла-бла-бла..

Стр. 3: бла-бла-бла..

То, что написано, топикстартер может использовать как техусловия для проектирования своей системы. Какую математику ожидаете увидеть?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...