Füllstand mit Ultraschallsensoren überwachen

Hi,
In meiner Wasseraufbereitung würde ich gerne den Füllstand der Tanks überwachen. Eine Idee dazu ist es Ultraschallsensoren zu benutzen die oberhalb des Tanks angebracht den Abstand zur Wasseroberfläche messen. Meine Frage daher, weiß jemand ob die Teilchen unempfindlich gegen Kondensat sind ? Ich kann ja wohl schlecht eine Folie davor machen… (Oder gar doch ? )

Falls jemand Erfahrungen hat bin ich dankbar.

Tom

Welche Ultraschallsensoren? Da gibt es viele. Sowieso wird dieses Thema mindestens einmal im Monat angesprochen hier im Forum.

Die billigen Teile HC-05, 06 oder wie die heißen, sind dafür keinesfalls geeignet.

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=29533.0 http://forum.arduino.cc/index.php?topic=132283.15 http://forum.arduino.cc/index.php?topic=216837.0 http://forum.arduino.cc/index.php/topic,29470.0.html

Danke ! Ich dachte ich wäre der einzige mit so einer Idee. Wie Mann sich doch täuschen kann.

Tom

Es gibt wasserfeste Sensoren die kosten aber dann über 100€. Außerdem ist der Tank drucklos oder steht er unter Druck?? Wenn der Ultraschallsensore selbst Ultraschell sendet können Echos die Messung verfälschen. Ich weiß nicht was eine einfache, billige und sicher auf Dauer funktionierende Lösung ist.

Grüße Uwe

Hallo,

Ideen und Suchbegriffe: kapaztiver Näherungsschalter ( nicht induktiver !! ) Schwimmerschalter Pegelschalter Niveauschalter

Gruss Kurti

Bei US-Sensoren hast du noch dazu das Problem, das du Refektionen von den Tankwänden bekommen kannst. Auf Arbeit (ich habe in einer Galvanik gearbeitet) wurden die US-Sensoren in Plastikrohre gesteckt, die in den Tanks standen und unten schräg angesägt waren. Das sollte auch Wellen im Tank beim Umpumpen verhindern und so für ruhigere Messergebnisse sorgen. Du kannst den Füllstand auch mit Thermistoren bestimmen. Der Thermistor wird so niederohmig in einem Spannungsteiler betrieben, das er sich durch den durchfließenden Strom erwärmt (das versucht man ansonsten zu vermeiden) wenn er in der Flüssigkeit steckt, wird er gekühlt und ändert somit seinen Widerstand und die Spannung des Spannungsteilers ändert sich :) Ansonsten gibt es neben den bereits erwähnten Schaltern auch noch Modelle mit einem kegelförmigen Dom aus transparentem Plastik. Die Dinger haben ein ganz pfiffiges Funktionsprinzip. Eine Lichtschranke verwendet die Oberflläche des Plastikdoms als Reflektor (Totalreflektion) an der Luft. Ist der Sensor in einer Flüssigkeit, dann ändert sich der Brechungsindex der Oberfläche (Grenzschicht) und das Licht wird nicht mehr reflektiert und die Lichtschranke unterbrochen. Jeder Sensor hat so seine Tücken, die man kennen sollte. Kapazitive Sensoren kann man nur auf eine Flüssigkeit abgleichen. Fließt durch die selbe Leitung z.B. abwechselnd DI-Wasser und Säure dann ignoriert er das DI-Wasser, wenn er auf die Säure kalibriert wurde. Umgekehrt schaltet er nach der Säure nicht mehr ab, wenn er aufs Wasser calibriert wurde. An den optischen Sensoren haften sich manchmal Luftblasen an und sie zeigen fälschlich "leer", US-Sensoren spinnen bei einer schäumenden Flüssigkeit. Bei sollchen Dingen kann der Teufel im Detail stecken ]:)

Gruß Gerald

Na das nenne ich Informationsfluss, ich weiß garnicht wo ich mich als erstes bedanken soll. Also an alle ein fetteres Dankeschön. Zum Hintergrund : Ich werde ab Februar 2015 Selbstversorger sein was die Wasseraufbereitung angeht. Weniger aus Lust als viel mehr weil es bei uns kein städtisches Leitungsnetz gibt. (Asien) Ich habe bereits einen 40 Meter Brunnen bohren lassen so wie 5 Tanks aus Schachtringen mit ca. 10.000 Litern in der Erde D=100cm. Hinzu kommen 2 weitere Tanks mit 4000 Liter, überirdisch, die in meine Wasseraufbereitung eingebunden sind. Was eigentlich nur als Dusch, Garten und Toilettenwasser gedacht war, entwickelte sich aber im Verlauf der Planung zu vollwertigem Trinkwasser (KEINE Umkehrosmose !!!) . Das ganze nicht über ein Null acht 15 filtersystem mit diesen pisselfiltern sondern diverse vollwertiger Stufen bis hin zu UV Bestrahlung.

Das liegt zum einen daran das ich eben nicht nur 200 l am Tag brauche und zum anderen das Brunnenwasser zumeist erstmal diverse Problem mit sich bringt (eisen, Mangan, sauerstoffarm, etc. etc... ) sprich es bedarf zusätzlich noch einer INSITO Anlage welche das Brunnenwasser zwischendurch mit Sauerstoff anreichert, ausgasen lässt CO2 und dann zurück in den Brunnen leitet um das Eisen dort aus zu Fällen (Aufbau eines Polsters). Ist also keine ganz so triviale Sache.

Anyhow, obwohl das meiste gelöst ist keimt der Wunsch in mir das ganze im Zuge der Hausautomation mit ein zu binden. Für mich sinnvolle Funktionen wie Wasserstände, Temperatur, Zustände der Motorschutzschalter, und warntimer für Filter / UV-C Röhre wären schon toll. Die insito Anlage (Sauerstoffanreicherung) erhält einen eigenen Arduino mit Display und ich erhoffe mir damit die Ausbeute des verbesserten Brunnenwassers zu optimieren (Intervalle sauber einstellbar und auf die Nutzung abstimmbar). Der Rest der Anlage funktioniert mit Schwimmschaltern etc. etc. selbständig ganz gut auch ohne Arduino.

Wie ich o.g. Funktionen abdecke ist mir soweit (hypothetisch ) klar. Nur die prozentuale Messung der Pegelstände IST das Problem. Ich möchte eben mehr als nur voll, halbvoll oder leer wissen. Soweit zum Hintergrund.

Wenn das mit US so problematisch ist wende ich mich wohl eher einer anderen Lösung zu. Ich danke daher sowohl für die Suchbegriffe als auch die sehr spannende Ausführung zu den sensortypen.

Mir schwebte noch eine Lösung vor die auf einer Scheibe basiert worüber ein Gewicht mit Gegengewicht geführt ist (funtionsweise ähnlich eines Aufzuges). Der Wasserpegel hebt das Gewicht und das Gegengewicht senkt sich. Die Scheibe dreht sich und wird über eine Untersetzung auf ein Poti geleitet. Alternativ erinnerte ich mich an meinen Distanzlaser. Wenn ich diesen auf eine im Rohr geführte Kapsel /Kugel leite müsste ich auch eine saubere Messung durchführen können. Aber das sind nur Gedankenspiele.

Ich geh jetzt mal bei Googel suchen nach Pegelstandsmessern.

Tom

Nettes Projekt. Tank oberirdisch? Wie wäre es dann mit richtigen Druckumformer im Boden der Tanks? Die Sache mit der Kugel stelle ich mir allein mechanisch relativ schwierig in solchen Behältnern vor. Problem ist, dass doch die Auflösung sehr gering und ungenau bleibt. Es gab hier vor eingen Wochen eine Schaltung, wie man einen Druckumformer am Arduino nutzt, der ein HART 4-20mA Signal rausgibt.

Mag doff klingen aber was verstehst Du unter einem “HARTen” Signal ?
Ich bin nach einigem hin und her auf diese Lösung gestoßen.
http://playground.arduino.cc/Main/Waterlevel

Klingt ganz gut, bis auf die Sache mit der Pumpe und offenem Ausgang.
Wenn ich mir am Ende des Schlauches nun eine art luftgefüllte Blase vorstelle
und vernünftige diffusionsdichte Schläuche verwende sollte es doch auch funktionieren
Über eine gewisse Zeit ein halbwegs präziseres Delta auszuwerten.

Oder meintest Du das gar mit Druckumformer ?

Wenn ich mir jetzt noch vorstelle anstatt des MPX5050 (0-5) Bar ein MPX irgendwas mit 500 mbar
zu verwenden dürfte das um den Faktor 10 genauer funktionieren bei meinem 2-3 Meter tankraum.

Weist Du zufällig ob ich mit den Teilen auch direkt Wasserdruck messen kann ? Sprich in meine Druckwasserleitung reinhängen ? Oder sind die nur für Luftdruck geeignet. Wäre ja nicht zum aushalten :wink: und ich könnte so die Analogen Manometer vor den Druckwasserfiltern auswechseln. Die benötige ich um den Verschmutzungsgrad zu ermitteln und die Filter zu tauschen /rück-/zu Spülen .

Edit: Man könnte die Füllstandsanzeige mit Blase sogar noch selbstkalibrierend aufbauen. In dem Fall zwar wieder Luftpumpe (mit Rückschlaglösung auf Wasserbasis und diesem Aquariumventiel (ähnlich Wasserpfeife) + referenzschwimmschalter auf der Hälfte des Tanks.
Sinnbildlich :
If Refschalter==0 && Refschalter vorherstatus == 0 && differenzialdruck << solldruck → Starte Luftumpe
If differenzialdruck == solldruck → stoppe Pumpe → Refschalter vorherstatus = 1
If Refschalter =1 → Refschaltervorherstatus =0

Tom

HART 4-20mA ist ein typischer Industriestandard für erfassen physikalischer Größen.

Wenn du zB. einen Drucksensor hast, der für den Bereich 1 - 10barfindest, gibt Sensor je nach anliegendem Durck einen bestimmten Strom von sich, denn du erfasen kannst. Bei 1 bar liegt dieser bei 4mA, bei 10bar entsprechend bei 20mA. 0mA gibt es hier nicht, (es gibt das System auch mit 0 - 20mA), sodass auch ein Drahtbruch erkannt wird.

Danke für die Erklärung. Stehe jetzt aber etwas auf dem Schlauch wie ich mit der veränderten Stromstärke den Analogeingang Auslese am Arduino. Ich hatte das so verstanden das hier die anliegende Spannung von 0-5v ausgelesen und als Wert von 0-1023 dargestellt wird. Sorry, bin erst in der dritten Arduino Woche.Na ich suche mal nach dem Bericht den Du ansprachst, vielleicht wird es dann klarer für mich.

Tom