требуется помощь: как определить агрегатное состояние воды
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Сб, 06/03/2021 - 23:35
Доброго времени суток всем!
ТЗ: необходимо выполнить систему, которая будет управлять дренажным насосом, установленным в канализационном колодце. по сути необходимо сделать интервальное реле зависимое от температуры. Насос должен откачивать воду с колодца с момента ее появления в этом самом колодце до момента почти полного осушения колодца. При этом все эти процедуры должны проходить: только в том случае, если температура "за бортом" более определенного порогового значения; в режиме 10 минут работа - 10 минут простой (чтоб насос подольше не сгорал); если вода внутри колодца имеет жидкое состояние; если труба выпускная труба не заморожена (этот момент решен).
Определение уровня воды отведено самому насосу - он имеет поплавковый выключатель.
А вот как определить растаяла ли вода в колодце - большой вопрос, аппаратный вопрос, который я, пока, не могу решить.
Пришел сюда, чтоб спросить: "Есть ли какие-либо датчики, костыли, готовые решения для определения агрегатного состояния воды (жидкое/твердое)?"
Была мысль использовать два электрода и на основании значения АЦП делать выводы о состоянии жидкости. НО, колодец глубиной около трех метров, верхние слои могут быть уже скованы льдом, а внизу вода будет в виде жидкости. Контроллер будет думать, что вся вода жидкая.
Контроль температуры различных слоев воды так же не могу контролировать ввиду того, что уровень воды постоянно изменяется, следовательно, если я буду видеть температуру, не удовлетворяющую условиям, в верхнем уровнем измерения, там может оказаться не вода, а воздух.
была идея взять с потолка значение - 1 сутки, таймерами считать время прошедшее с момента наступления удовлетворяющей условиям температуры, если это время было не меньше суток, то выдавать команду на включение нагрузки. Решение самое простое из всех возможных, но я не знаю сколько времени потребуется для размораживания объема воды, находящегося в колодце, особенно, учитывая тот факт, что объем воды в колодце значение не постоянное.
ПС: я гуглил, но возможно, что неверно формулировал вопрос, т.к. находил только курс физики за 7 класс.
Основной вопрос должен выглядеть так: в каком месте колодца я хочу определить агрегатное состояние воды?
Но мне, например, видится, что жидкая вода пройдет через водомер с крыльчаткой, а твердая - нет. Стало быть - если крыльчатка не крутится, значит то, что требуется откачать, отсутствует в данный момент.
Первое, что пришло в голову, это грузик на верёвке, который перед пуском насоса будет опускаться на дно. Если свободно проходит, то льда нет. Т.е. нужно считать длину верёвки и ловить момент, когда пропадёт натяжение от груза.
Если откачать воду, а наверху останется толстая корка, то при обрушении возможно что-то испортится.
Тогда задача выглядит нерешаемой.
Если пытаться определить состояние в направлении некоторого перепендикуляра, то можно попасть в проталину и при откачке все равно будет обрушение.
А нахождение датчика одновременно во всех точках объема похоже на фантастику.
ПС: я гуглил, но возможно, что неверно формулировал вопрос, т.к. находил только курс физики за 7 класс.
Вам правильно сказал Садман - как-то оценить агрегатное состояние можно в одной или нескольких фиксированных точках. Универсального решения для объема не существует.
Т.е. если Вы сможете свести решение задачи об объема к решению задачи в одной или нескольких точках - это реализуемо, а если не сможете, - реализация Вашей хотелки невозможна.
Можно, конечно, пытаться анализировать акустические свойства объема либо оценивать попытки перемешать воду в объеме, но вряд ли это очень надежно, зато сильно зависит от формы объема (т.е. опять же не универсально).
Как я понимаю, ТС нужно определять наличие корки льда. А значит поплавок, с датчиком температуры чуть ниже ватер линии. Не?
Или внутри корки льда. Или плещется вместе с фрагментами ледяной корки.
Это ж не море.) И там резких перепадов температуры быть не может. Если плюсовая, значит можно качать.
По-моему попытка изобрести велосипед.
Чем не подходит обычный датчик сухого хода? Есть вода - качаем, нет воды - стоим.
А если использовать подогрев жидкости или какой-нибудь химикат, чтобы жидкость не замерзала?
Несколько лет назад делал так. На входе насоса был короткий (см. 20) патрубок и в нём лежал нагревательный провод (какие в водостоки ставят). Т.е. в патрубке льда не было никогда - либо вода, либо воздух. Если последнее, то это значит либо, что воды нет, либо, что она замёрзла. Ну а дальше самый обыкновенный поплавковый включатель, как у всех скважинных насосов. Если вокруг жидкость - включится, если воздух, то нет. В случае льды - в патрубке и насосе будет воздух.
P.S. Вот как раз пока писал, тут уже идею подогрева предложили. Важно, чтобы греть было немного - иначе на этом нагреве разоришься.
ИМХО, гораздо более простое и надежное решение проблемы - не допускать замерзания воды в дренажном колодце. Банально закрыть его крышкой и набросить что-нибудь сверху. У меня дренажный колодец (принимает сток из отсекающего заглубленного дренажа цокольного уровня) 5 колец закрыт стандартной пластиковой крышкой. Крышка в одном уровне с поверхностью. Насос на уровне 1,5 колец от дна. Вода от фундамента бежит постоянно. Часть фильтруется в грунт, остальное откачивается в поселковый дренаж. Подмосковье. В -30 ничего не замерзло.
На мой взгляд попытка построить хитрый алгоритм обречена на провал. Тут нужно бороться с причиной
И еще момент. Большинство погружных насосов не очень любят частое включение. Они охлаждаются от прокачиваемой жидкости, а пусковые токи им сокращают жизнь.
Ну и такой момент. Если лед прихватит насос, даже если вы вычислите это при помощи хитрой наноинженерии - это все равно провал! Лично у меня в такой ситуации поплывут бутылки по винному погребку ))
Всем спасибо за комментарии и идеи!
теперь по порядку:
...в каком месте колодца я хочу определить агрегатное состояние воды...
Вы правы, я не полностью сформулировал свой вопрос. Определять жидкое состояние воды необходимо в объеме воды, находящейся в непосредственном контакте с дренажным насосом. т.е., условно, в столбе жидкости диаметром, равным диаметру насоса+10см и высотой с насос вместе с поплавком.
Зачем я хочу это контролировать? За тем, чтоб понимать, что поплавок не застыл в верхних слоях льда и не застыл в таком положении. За тем, чтоб понимать, что вокруг насоса жидкость и ее можно откачать.
...грузик на верёвке...
Достаточно интересное решение с точки зрения полета фантазии. Данное решение имеет право жить и имеет свои плюсы. Но, среди плюсов есть один очень большой в моем случае минус - человеческий фактор.
Я не указал, что данную систему буду эксплуатировать не я, а постоянно меняющийся штат малокомпетентных электрослесарей, который за один-два визита по какой-либо причине в этот самый дренажный колодец угробят весь этот механизм просто своими неаккуратными действиями.
Если откачать воду, а наверху останется толстая корка, то при обрушении возможно что-то испортится.
Вот об этом даже не задумывался. Теперь еще одной проблемой стало больше.
... с датчиком температуры чуть ниже ватер линии. Не?
Нет. По причине того, что эта самая ватерлиния находится не на постоянной высоте. Высота этой самой варерлинии зависит от множества факторов, половина из которых мне, к сожалению, неизвестны.
Чем не подходит обычный датчик сухого хода?
Спасибо за идею. Сам не догадался. Изучу данный девайс.
...подогрев жидкости или какой-нибудь химикат...
Никак. Вообще никак. Теоретически можно засунуть обогрев, но зачем нагревать пару кубов воды, которую в дальнейшем перекачаем в канализацию? Вопрос экономии электроэнергии не стоит, но тратить на это 30кВт*ч в день - экономически не целесообразно, хоть и цены на электроэнергию оптовые.
...На входе насоса был короткий (см. 20) патрубок ...
Достойное инженерное решение. У меня, правда насос такой, к которому штатно на втягивающее отверстие никакую трубку не приделать. На буднях со сварщиком обсудим идею, может быть чего получится приколхозить.
...Банально закрыть его крышкой и набросить что-нибудь сверху....
Согласен. Но это делается не для себя, а на объект, где работают малоквалифицированные работники. Они просто забудут вовремя выполнить эти мероприятия, а со временем вообще забудут, что это надо делать. Еще Более правильное решение - соединить дренажную систему подстанции и ту же самую ливневую канализацию, принадлежащую городу. Но, в свое время, проектировщики или строители накосячили и теперь получается так, что проблемная ДК находится ниже, чем городская канализация. следовательно, нет возможности объединения систем.
Еще раз всем спасибо. Попробую учесть все идеи при реализации проекта. Пойду дальше осуществлять мозговой штурм.
Ну тогда самое простое решение, если малоквалифицированные работники сломают насос, то будут платить за новый.
Ну тогда самое простое решение, если малоквалифицированные работники сломают насос, то будут платить за новый.
Зщема ругаешса нащальнеке? Насосама сам ислам принял! ))
они не материально ответственные...
Ну, думаю, без контроля, автоматизированная система по любому даст сбой, что там не придумывай. Вот тот самый человеческий фактор. Проще чтобы они сами вычерпывали вёдрами.
У вас вода замерзает в колодце? Точно? Выше Rumata написал, что не замерзает. У меня тоже не замерзает. У меня вот проблема в другом - иногда поплавок может "залипнуть" и насос крутит в холостую. Сейчас просто вручную включаю на время, откачал- выключил. Планирую установить датчик тока и поплавок собрать, чтоб отслеживать уровень воды и как-то увязать с показаниями датчика тока. Т.е. если уровень воды не меняется какое-то время, а мотор крутится - Alarm. Ну как-то так)).
Смешная тема :)
Положите один электрод на дно, а второй на поплавок. Как сопротивление приблизится к "налю", так и значит - лёд.