Wasserstandserkennung, wenn das Wasser etwas verschmutzt ist und erhebliche gelöste Salze enthält

Angesichts der Arbeitsparameter ist die Ultrasonic Ranging-Lösung die beste wartungsfreie Option. Je nach gewünschter MTTF muss es auch keine teure Lösung sein.

Der Budgetansatz umfasst Module wie dieses:

_{( Von eBay, für unter $2 )}

Anstatt das Modul so einzusetzen, wie es ist, kann das Modul mit Epoxid-Vergussmassen vergossen werden , die alles außer den Oberseiten des Ultraschallsenders und -empfängers und den Anschlussstiften bedecken. Besser noch, es können passende wetterfeste Kabel angeschlossen und die Abzweigung auch vergossen werden. Das verspricht eine angemessene Langlebigkeit.

Mit einem größeren Budget können andere Ultraschall-Entfernungsmodule gefunden werden, die IP67-zertifiziert sind und von Grund auf für extreme Umgebungen entwickelt wurden.

Es gibt mehrere effektive Schemata, mit denen Sie versuchen könnten, den Wasserstand im Tank zu erfassen. Hier sind zwei Schemata, mit denen ich in der Vergangenheit gearbeitet habe. Beachten Sie, dass dies interessante Technologieideen sind, mit denen man arbeiten kann, und einige Designarbeiten erfordern, aber ein lustiges Projekt sein könnten, an dem man arbeiten kann.

1) Eine Baugruppe, auf der mehrere Thermistoren montiert sind, wird in den Tank gehängt. Die Thermistoren sind mit einigen Stromquellen verdrahtet, die bewirken, dass sich jeder Thermistor um einen bestimmten Betrag selbst erwärmt. Die Thermistoren sind entlang der Baugruppe auf verschiedenen Ebenen angeordnet. Wenn der Wasserspiegel ansteigt und einen Thermistor bedeckt, kühlt er die Komponente ab, wodurch sie den Widerstand ändert. Eine Messschaltung, die den Spannungsabfall an jedem Thermistor misst, kann feststellen, ob eine bestimmte Komponente von Wasser bedeckt ist oder nicht.

2) Sie können Kunststoffstangen platzieren, die in unterschiedlichen Tiefen in den Tank ragen. Jeder Kunststoffstab hat sein Ende in einem 45-Grad-Winkel von jeder Seite abgeschnitten und dann zu einem sehr glatten Finish poliert. Ein Lichtstrahl scheint von oben in die Stange (kann eine sichtbare oder infrarote LED sein, je nachdem, was für die verwendeten Materialien geeignet ist) und wird normalerweise von den beiden Abschrägungen am Ende der Stange reflektiert und nach oben reflektiert die Spitze des Stabs, wo eine Fotodiode oder ein Fototransistor verwendet wird, um das reflektierte Licht zu erfassen. Wenn Wasser im Tank aufsteigt und das abgeschrägte Ende des Stabs bedeckt, ändert es den Brechungsindex am Ende des Stabs und das herunterfallende Licht wird nicht mehr vollständig zum Detektor zurückreflektiert. Das Rutensortiment kann Ihnen sagen, wo sich der Wasserstand befindet. Das folgende Bild zeigt das entsprechende Konzept. Es würde Spaß machen, mit diesem Konzept unter Verwendung eines billigen Laserpointermoduls als Lichtquelle zu experimentieren. (Als ich vor Jahren mit diesem Konzept gearbeitet habe, gab es noch keine Laserpointer!!)

Sie erwähnen einen Schwimmerschalter und befürchten, dass mechanische Komponenten blockiert werden könnten. Sie könnten jedoch einen Schwimmerschalter bauen, bei dem sich alle kritischen Komponenten über Wasser befinden, im Stil eines klassischen Toilettentankfüllers: Platzieren Sie den Schwimmer am Ende einer langen Stange, die sich drehen kann, und codieren Sie den Winkel am Drehpunkt (über einen absoluten Drehgeber oder ein Potentiometer) zur Bestimmung des Wasserstandes. Der Drehpunkt muss sich nicht in der Nähe des Wassers befinden. Wenn die Stange nicht besonders schwer ist, können Sie sogar eine normale Toilettenschwimmerkugel verwenden .

Da Sie sagen, dass Sie nur 4 Wasserstände benötigen, benötigen Sie keine Ausgangslinearität, sondern nur 4 Schwellenwerte, und der Schwimmerarm und der Drehpunkt können geformt und platziert werden, wo immer es bequem ist – solange der Arm frei ist, sich über einen ausreichenden Bereich im Inneren zu bewegen Ihr Behälter. Wenn der Behälter beispielsweise hoch und schmal ist, benötigen Sie möglicherweise stattdessen einen linear beweglichen Schwimmer, der schwieriger gegen Reibung robust zu machen und zu messen ist.

Vorteil: Ihre Verunreinigungen könnten die Kalibrierung leicht verändern, wenn sie am Schwimmer haften bleiben, aber den Mechanismus nicht deaktivieren, bis sie ihn vollständig am Schwimmen hindern.

Nachteil: Die Kosten für robuste kundenspezifische mechanische Komponenten können einen ausgefallenen Sensor durchaus übersteigen.

(Dies kam mir in den Sinn, als ich Ihre Frage las, weil ein dekorativer Brunnen / Pool in meiner Heimatstadt genau einen solchen Schwimmerschalter verwendete.)

Wenn Sie einen Differenzdrucksensor verwenden, können Sie eine Lösung bauen, die sehr robust ist, da sie keine beweglichen Teile hat, nicht von Temperatur/Feuchtigkeit beeinflusst wird, die Wasserreinheit irrelevant ist (sowohl in Bezug auf Salze als auch Transparenz) und keine elektrischen Sensoren enthält Kontakt mit der Flüssigkeit haben (wenn Sie also den Füllstand in einem Säuretank messen möchten, kein Problem).

Vor einigen Jahren (hm, das Ausgraben der Notizen offenbart 2008) habe ich für meine Eltern ein System geplant, um den Wasserstand in einem Brunnen 100-150m von ihrem Haus zu überwachen. Aus der Projektbeschreibung geht folgendes hervor:

Mein Vorschlag ist, einen Differenzluftdrucksensor zu verwenden, der in einem an einem Ende verschlossenen und mit Luft gefüllten Rohr montiert ist und teilweise in das Wasser abgesenkt wird, um den Wasserstand zu messen.

Gehen Sie zunächst davon aus, dass der Luftdruck 1,0 ATM beträgt. Dann beträgt der Druck im Wasser 1 m unter der Oberfläche 1,1 ATM. Durch Absenken eines mit Luft gefüllten und oben abgedichteten Rohrs 1 m tief in das Wasser komprimiert der Wasserdruck am Boden des Rohrs die Luft im Rohr auf 1,1 ATM.

Durch die Befestigung des Rohrs an einer festen Position führen unterschiedliche Wasserstände zu unterschiedlichen Drücken im Inneren des Rohrs. Da es sich bei dem Sensor um einen differentiellen Sensor handelt, werden Schwankungen des Luftdrucks den Sensor nicht beeinflussen. Ich habe keine spezielle Vorliebe für den zu verwendenden Sensor, aber der MPX2050DP -Sensor scheint brauchbar zu sein.

Das einzige, was die Robustheit dieser Lösung schwächen könnte, wäre, wenn die Flüssigkeit große Gegenstände enthalten würde, die möglicherweise die untere Öffnung des Rohrs blockieren und verschließen könnten, da der Druck jedoch unabhängig vom Volumen ist, können Sie ein beliebig breites Rohr verwenden möchte.

Der Großteil der Kosten dafür wird der Sensor sein (die Preise für solche Sensoren scheinen im Bereich von 10-20 EUR zu liegen). Für den Rest können Sie jedes Plastik- / Metallrohr verwenden, das Sie herumliegen haben, ein Seil und einen Stock, wenn Sie Kosten sparen möchten.

Verwenden Sie oben eine kleine Luftquelle und führen Sie das Rohr nach unten, sodass die Luft sanft aus dem Rohr sprudelt. Wenn Sie Ihren Druckwandler oben auf den Druck im Rohr blicken, können Sie die Höhe des Wassers über dem Boden des Rohrs berechnen.

Zu viel Druck und das Rohr ist verstopft.

Zu wenig Druck und etwas stimmt nicht mit Ihrer Luftquelle oder Ihrem Rohr. Es wäre also sehr zuverlässig und schwer zu brechen/blockieren. Du hast Schlick und so erwähnt, bedeutet das, dass da nicht nur Wasser drin sein kann?

Wenn ja, kann alles, was auf Druck beruht, aufgrund unterschiedlicher Dichten nicht genau sein, aber ich habe den Gedanken, dass Sie, wenn Sie diese Bubbler-Technik und vielleicht einen Ultraschall-Oberflächendetektor koppeln, tatsächlich auch eine prozentuale Kontaminationszahl für das Wasser angeben könnten, insbesondere Zeug wie Öl, das oben schwimmt.