Определение объема жидкости

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

Стоит задача, определить фактический расход объема воды в канистре ~30 литров. Точность хочется получить от 1-10 мл.

Не могу определиться с наилучшим вариантом. Попробовал такие:

Акустический - измерение ультрозвуковым датчиком от поверхности (минусы - влажность портит датчик, температура влияет на точность, переотражения дают.

Кондуктометрический - измерение щупом по электропроводности затопления. (минусы, приходится считать сперва электропроводность раствора, точность падает экспотенциально по мере затопления измерительного щупа)

Всё осложняет то, что температура воды меняется в течении дня и соответсвенно объем тоже, но это вроде не сложно пересчитать по температуре, а вот деформация конистры уже наверно проблема.

andriano
andriano аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 20.06.2015

Вариант - взвешивать канистру.

Но заявка на точность в пятом знаке вызывает сомнения.

И еще: в данном разделе принято размещать готовые проекты либо проекты в стадии разработки. Т.е. автор размещает проект и отвечает на вопросы читателей. А самому задавать вопросы положено в других разделах.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

andriano пишет:

Вариант - взвешивать канистру.

Но заявка на точность в пятом знаке вызывает сомнения.

И еще: в данном разделе принято размещать готовые проекты либо проекты в стадии разработки. Т.е. автор размещает проект и отвечает на вопросы читателей. А самому задавать вопросы положено в других разделах.

Вариант со взвешиванием не подходит, по причине постепенного убегания тензометрических датчиков от нуля. Т.е. нужен механизм снятия нагрузки, установки на 0 и возврата нагрузки. При таком подходе самое точное решение, но кустарная реализация слишком заумна.

По поводу проекта, вот тут я изложил его суть: http://ru.gidroponika.wikia.com/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B....

Цель - создать максимально простое и легко повторимое устройство для использования в домашней гидропонике. Это измеритель электропроводности и уровня жидкости кондуктометрическим способом. Схема измерения максимально примитивна и легко повторяема, это было главное в задумке. Никаких лишних компонентов, кроме ардуины, темературного датчика и куска аллюминиевой проволоки (ну плюс внешняя температура и влажность).

Проект устройства которое измеряет электропроводность раствора и его уровень высокой частотой переменным током. Это нужно для того, чтобы исключить влияние поляризации (когда раствор с электродами представляет из себя гальваническую батарейку и создает разность потенциалов на электродах) и обеспечить сохранность электродов максимально долгое время за счет исключения электролиза.

Сопротивление двух электродов опущеных в электролит (вода с солями) зависит от собственно растворенных в нем солей, площади контакта электродов и температуры. Для расчета уровня сперва измеряем сопротивление/проводимость между постоянно погруженными электродами. Вычисляем проводимость раствора, а затем измеряем между электродоами погруженными частично в раствор в зависимости от уровня. Чем выше уровень, тем больше площадь контакта.

Ёж
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Объем емкости не важен. Если интересует точность расхода до 1мл. Тут только поможет поршневой насос, количество циклов на объем цилиндра. Недостаток пульсация гидрожиткости. Можно заменить на шестеренчатый насос или червячный но уменьшается точность измерения.

svm
Offline
Зарегистрирован: 06.11.2016

Ёж пишет:

 Если интересует точность расхода до 1мл. Тут только поможет поршневой насос, количество циклов на объем цилиндра. Недостаток пульсация гидрожиткости. 

На выходе можно поставить фильтр (дроссель и емкость). В пневматике и гидравлике это используется довольно часто.

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

ТС, судя по всему, говорит об одном из трех типов гидропоники, аэрируемый слой, питательный проточный слой или периодическое затопление.

Во всех случаях, для измерения уровня солей питательного раствора можно применить датчик, или, если самодельным способом, то нужна проточная или просто широкогорлая колба, размещенная НИЖЕ основного уровня раствора, заполняемая полностью через основную трубку, через обратку излишки раствора вернуться в емкость. Таким образом электроды в колбе будут всегда залиты полностью и уточнять их измерения будет не нужно. А уровень можно будет измерять отдельно. Если нужна точность, то тоже в связанной мерной колбе УЗ датчиком. Химическая посуда сейчас спокойно покупается в интернет магазинах и такое устройство под силу любому "садоводу".

......

ЗЫ: вот у меня как-то раз аэратор отклеился от дна (присоски) и раствор перестал аэрироваться. Чуть не сгнили все растишки. А я - ни сном ни духом. Не видно же в горшках ничего. Вот бы этот момент как-нибуть отследить? Датчик кислорода - сразу к чертям! - тогда салат дешевле всю жизнь в "Азбуке Вкуса" покупать!

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

wdrakula пишет:

ЗЫ: вот у меня как-то раз аэратор отклеился от дна (присоски) и раствор перестал аэрироваться. Чуть не сгнили все растишки. А я - ни сном ни духом. Не видно же в горшках ничего. Вот бы этот момент как-нибуть отследить?

По той, же причине отказася от DWC (когда используется компрессор) и перешел на периодику (насос качает из большой емкости в маленькую с растениями поднимая уровенть, а потом отключается и всё стекает назад в большую, надежнее).

А датчики кислорода уже довольно упали в цене и есть уже дешевле 5 тыс.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

Кто пробовал вот такой датчик:

https://ru.aliexpress.com/item/EYEWINK-Sharp-IR-Sensor-GP2Y0A21YK0F-Measuring-Detecting-Distance-Sensor-10-to-80cm-with-Cable-for-Arduino/32807725538.html

Думаю задействовать его так:

Труба канализационная с заглушкой. В заглушку смонтировать этот датчк, что-бы он светил вниз. Внутрь трубы вложить кусок плоского пенопласта вырезанного по внутреннему диаметру этой трубки с зазором, чтобы он свободно перемещался внутри. Трубка ставится вертикально в бак с раствором и жестко фиксируется. Пенопласт всплывает в трубе на поверхность. Датчик светит на пенопласт - получаем уровень.

Что думаете по такой схеме? С звуковым так не получилось из-за переотражений в трубе.

п.с. или лучше взять GY-530? Кто-то пробовал его в деле, точность до 1 мм обещают.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

В общем удалось добиться от обычного уз нужной точности за счет фильтрации Кальмана.

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

wdrakula пишет:

ЗЫ: вот у меня как-то раз аэратор отклеился от дна (присоски) и раствор перестал аэрироваться. Чуть не сгнили все растишки. А я - ни сном ни духом. Не видно же в горшках ничего. Вот бы этот момент как-нибуть отследить? Датчик кислорода - сразу к чертям! - тогда салат дешевле всю жизнь в "Азбуке Вкуса" покупать!

Такой вариант не пойдет? 
Следить за электропроводностью раствора над аэратором. ЕС раствора с пузырьками воздуха значительно ниже, чем просто раствора. 

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

Pyotr пишет:
Следить за электропроводностью раствора над аэратором. ЕС раствора с пузырьками воздуха значительно ниже, чем просто раствора.

Откуда такая информация? Очень сомнительно. В воде растворяется не больше 10-15 мг на литр кислорода. Это вообще ничтожное значение и никак на электропроводность не влияет в значимой степени, что-бы это можно было измерить и сделать выводы.

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

siv237 пишет:

Pyotr пишет:
Следить за электропроводностью раствора над аэратором. ЕС раствора с пузырьками воздуха значительно ниже, чем просто раствора.

Откуда такая информация? Очень сомнительно. В воде растворяется не больше 10-15 мг на литр кислорода. Это вообще ничтожное значение и никак на электропроводность не влияет в значимой степени, что-бы это можно было измерить и сделать выводы.

Выделил главное... раствор с пузырьками воздуха (у воздуха электропроводность = 0 мСм/см, у раствора 1-4 мСм/см), а не растворенным в растворе...

Я представляю аэрацию раствора по аналогии с аквариумом. Так или нет?

Если так, то можно еще проще. Использовать разницу в плотности раствора без пузырьков и раствора с пузырьками, у последнего она меньше. 
Подвесить к микропереключателю грузик с плотностью чуть меньше 1 и поместить его в раствор. Есть пузырьки в растворе есть-он тонет, нет-всплывает.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Pyotr пишет:

Выделил главное... раствор с пузырьками воздуха (у воздуха электропроводность = 0 мСм/см, у раствора 1-4 мСм/см), а не растворенным в растворе...

по этой логике проводимость перфорированного медного листа и такого же без дыр должна сильно отличаться :)

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

b707 пишет:

Pyotr пишет:

Выделил главное... раствор с пузырьками воздуха (у воздуха электропроводность = 0 мСм/см, у раствора 1-4 мСм/см), а не растворенным в растворе...

по этой логике проводимость перфорированного медного листа и такого же без дыр должна сильно отличаться :)

Почему должна? Она и отличается;)

Уточню. Кондуктометр показывает\измеряет удельную электропроводность раствора.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

В общем предположение о пузырьках и изменении проводимости раствора ошибочно, по причине того, что растворенный кислород, это не пузырьки воздуха. Растворение происходит на другом уровне. Пузырьки, это как раз не растворенный кислород.

При этом растворимость кислорода в воде настолько мизерная, что влияние на электропроводность оказывается на несколько порядков меньше, чем погрешности измерения бытовыми средствами.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

Продолжаю эксперимент по балконной установке в виде короба от вентиляции и бака.
Методика - периодика/протока.
Наполнение короба на 3/4 высоты, затем сброс примерно до 1/4. Получасовыми циклами, т.е. полчаса идет циркуляция, тонким слоем через гофрошланг от слива стиральной машины, для насыщения кислородом, пол часа слив. Ночью слито.
В пики солнца с 15-17 часов, интервал слива сокращен до 10 минут.

Добавлены датчики влажность и температура воздуха, температура бака и корней и датчик уровня раствора и ЕС в баке. Все показания довольно точные, а огурцы достигли фазы начала цветения и соответственно уже потребляют около 1/3 литра в час в пики потребления.
Точность определения уровня бака 1-10 мл. При статичном уровне по ночам, это особенно заметно. На измерения влияют: температурная деформация бака, изменение плотности раствора от температуры, изменение скорости звука при изменении температуры, но это все еще можно скомпенсировать. Но как скомпенсировать не повторяемость циклов наполнения/слива.

Есть желание, попытаться вычислить часовое потребление раствора, но все осложняется тем, что слив обраткой каждый раз отличается на 0.5-1 литр из-за непредсказуемости момента разрыва обратного потока, да и при достижении точки перелива через шланг наблюдаются некоторые различия (сливается то больше, то меньше).

Как мне рассчитать точно остаток раствора в системе, куда еще датчики воткнуть или что-то можно сделать с этими данными?

График измерений: http://forum.ponics.ru/imagehost2/images/8266weblog.png

Видео самой установки: https://youtu.be/2CVo3_EfF2I
 

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

Pyotr пишет:

siv237 пишет:

Pyotr пишет:
Следить за электропроводностью раствора над аэратором. ЕС раствора с пузырьками воздуха значительно ниже, чем просто раствора.

Откуда такая информация? Очень сомнительно. В воде растворяется не больше 10-15 мг на литр кислорода. Это вообще ничтожное значение и никак на электропроводность не влияет в значимой степени, что-бы это можно было измерить и сделать выводы.

Выделил главное... раствор с пузырьками воздуха (у воздуха электропроводность = 0 мСм/см, у раствора 1-4 мСм/см), а не растворенным в растворе...

Я представляю аэрацию раствора по аналогии с аквариумом. Так или нет?

...

Сейчас проделал опыт.
Замерил удельную электропроводность водопроводной воды в стакане ЕС=650 мкСм/см.
Начал подавать воздух через керамический наконечник под кондуктометром. Прибор показывал ЕС=400-600 мкСм/см в зависимости от интенсивности подачи воздуха.

Растворенный в воде газ конечно не сказывается на ЕС воды. 

Я выращиваю на перлите и аэрацию пит. раствора не провожу. При Т=20-22 С в растворе достаточно растворенного кислорода. При Т>25C - уже дефицит кислорода.

siv237
Offline
Зарегистрирован: 17.05.2018

В чем смысл опыта? С таким-же успехом можно было вынимать и окунать прибор в раствор и пытаться судить по показаниям о скорости этого процесса.