Датчик для прямого измерения спиритуозности

как ты будешь контролировать уровень жижи в правой трубке?Kotische, 17 Дек. 16, 19:52

да просто перелив с разрывом струи. Также и подача.
Вот данные эксперимента.
Собрал ячейку по схеме (рис ячейка цифр плотномера 3) но высотой в 25 см на силиконовых трубках с ф5 мм внутренний. Подача спиртоводной смеси перистальтическим насосом (примерно 100 мл/мин). Крепость менялась от 94% до 0%. Датчик дифференциального давления MPXV7002DP установлен внизу U-образной трубки. Порт + давления  подключен к нижней точке U-образной трубки через тройник. К датчику идет спираль в один виток силиконовой трубки 3,2х2,5. Минусовой порт открыт (атмосферное давление). На датчик подается напряжение от трех 1,5В батареек.

При пустой ячейке напряжение на датчике 2,18 В. При полной ячейке со спиртом 94% раствором датчик показывает 4,2 В. При полной ячейке с водой 0% датчик показывает 4,6 В. Получается дельта в 0,4 В при понижении плотности (крепости) с 94 до 0%. Показания на тестере менялись плавно без скачков в напряжении.

Вывод: изменение плотности с 94 до 0% приводит значимое давления в нижней точке U-образной трубки. Для измерений показаний изменений можно использовать и цифровые датчики дифференциального давления типа http://www.mouser.com/ds/2/261/MS4525DO-539991.pdf и http://80.93.56.75/pdf/0/5/8/4/7/05847728.pdf.

Могу сообразить как сделать ячейку с прикреплением датчиков давления и температуры (см эскиз ячейка цифрового плотномера 4).

Но у меня нет знаний как подключать цифровые датчики к "показометрам", преобразовывать цифры в значения и использовать выходной сигнал для управления исполнительными устройствами автоматики)))

Ок. Идея понятна.
Датчик как бы дифференциальный относительно атмосферы.
Только нужно не большое уточнение.
Капилляр с воздухом надо распологать СТРОГО горизонтально, чтобы загнанная туда давлением столба жидкость не искажала показания датчика.
Можно многовитковую спираль разместить в горизонтальной плоскости.

как подключать цифровые датчики к "показометрам",POLE, 18 Дек. 16, 09:31

1) почему не использовать датчики с аналоговым выходом если они для тебя удобнее ?
2) технически это не хитро (в конце концов можно и у китайцев купить готовый модуль индикации)
3) можно использовать готовый дифференциальный манометр (правда не изучал, есть ли такие подходящей чувствительности/точности за вменяемые деньги)

Датчик как бы дифференциальный относительно атмосферы.Kotische, 18 Дек. 16, 15:03

не только. И относительно вакуума тоже будет работать, если вакуум будет стабильный.

Капилляр с воздухом надо распологать СТРОГО горизонтально, чтобы загнанная туда давлением столба жидкость не искажала показания датчика.Kotische, 18 Дек. 16, 15:03

На аналоговом нет искажений, но это по десяткам вольт в дельте. Интересно ка будет в цифре.
Можно и горизонтально капилляр расположить. Эту и другие существенные детали можно отработать только при собранном макете на цифре. Тут другие головы лучше, что знают как.

у меня нет знаний как подключать цифровые датчики к "показометрам", преобразовывать цифры в значения и использовать выходной сигнал для управления исполнительными устройствами автоматики)))POLE, 18 Дек. 16, 09:31

Датчики прикольные, но я из этих даташитов не понял даже какая разрядность встроенного АЦП.
А получать данные особых сложностей нет.
I2C протокол синхронный, можно на базе любого usb-com переходника умеющего мотать ногами сделать интерфейс к компьютеру и считывать данные с датчиков непосредственно в ноутбук.
Но в этих даташитах не описана внутренняя структура регистров этих датчиков, поэтому нужно будет искать соответствующие даташиты.

разрядность встроенного АЦПKotische, 18 Дек. 16, 15:50

14digit

Не очень то много...
К аналоговому можно 24 бит подцепить.

А SM5852 вообще 11bit
( В подобных девайсах редко используют АЦП большой разрядности )
И кстати, согласно даташиту SM5852 имеет аналоговый выход (по напряжению)

В подобных девайсах редко используют АЦП большой разрядностиNewocelot, 18 Дек. 16, 16:32

В том то и проблема!
При работе с аналоговым датчиком можно нормирующими усилителями загнать нужный участок характеристики датчика в динамический диапазон АЦП, в этом случае можно ограничиться небольшим числов разрядов АЦП.
А в интегральном исполнении динамический диапазон АЦП жестко привязан к полному динамическому диапазону датчика давления, а нам нужен из этого диапазона только маленький кусочек. Поэтому для получения нужной точности нужно иметь фигову тучу бит АЦП большая часть которых не будет использоваться.

С аналоговыми датчиками правда встает вопрос шумов и дрейфа нуля, но их можно фильтровать, усреднять и всякими другими изврашениями заниматься...
А через ограниченное количество бит интегрального датчика вменяемыми методами перепрыгнуть никак не удастся

встает шумов, но их можно фильтровать, усреднять иKotische, 18 Дек. 16, 16:39

Некоторое время назад был причастен к разработке в чём-то аналогичного девайса (оцифровка очень слабого сигнала (электрический потенциал участка кожи головы) и последующий математический анализ) так оказалось технически проблем почти нет.
Но стоит ли
изобретать уже придуманное ранее ?

Сейчас попытаюсь сформулировать чем мне не нравится метод измерения плотности датчиком давления.

Чем хорош ареометр?
Тем что он имеет ОТНОСИТЕЛЬНУЮ шкалу плотности РАСТЯНУТУЮ в интересующем нас диапазоне.
Т.е. в некоторой эталонной жидкости шкала откалибрована в ноль, а небольшие отклонения плотности ОТНОСИТЕЛЬНО ЭТАЛОНА показаны в крупном масштабе.
Ареометру не нужна шкала с высоким разрешением от нулевой плотности до измеряемой.
На шкале отображен в крупном мастабе только интересующий нас участок плотностей.

Применительно к датчику давления мы имеем шкалу высокого разрешения на весь диапазон давлений от нуля до исследуемого, но в окрестностях рабочего давления разрешения как раз маловато, и растянуть этот участок никак не получится.

Далее, датчики рассчитаны на газ. Измерение давления жидкости газовым датчиком возможно только косвенное, а этот переход порождает трудно контролируемые погрешности.

Вобщем не утверждаю что так сделать нельзя.
Просто получается как то очень не просто

Чем хорош ареометр?
Тем что он имеет ОТНОСИТЕЛЬНУЮ шкалу плотности РАСТЯНУТУЮ в интересующем нас диапазоне.Kotische, 18 Дек. 16, 17:29

'nj Это реализовано за счет тонкого вытянутого стеклянного участка колбы. Ну чем не пример использования части объема стеклянной колбы ареометра.

Далее, датчики рассчитаны на газ. Измерение давления жидкости газовым датчиком возможно только косвенное, а этот переход порождает трудно контролируемые погрешности.Kotische, 18 Дек. 16, 17:29

вопрос - какие? Столб жидкости статичен как монумент. Скорость ее движения не оказывает влияние на изменение давления. Единственный минус в возможном заполнении + камеры датчика через капилляр, но подобные конструкции широко известны и работают. Важно в них не лазить или продувать периодически перед прогоном.
Я бы попробовал довести "механику", но нужна работающая связка датчик давления-дисплей + датчик температуры-дисплей (тот же).

Вот что писал  makh, на соседнем форуме:
"...По первому рассуждаю вслух (MS 4525 DO -DS5AI001DP (ценник - 2800 руб на Али) ).
1PSI = 6.895КПа = 70 cм воды.
АЦП 14 бит выдаст число в диапазоне до 16383.
На самом деле в два раза меньше, ибо дифференциальная версия сенсора будет показывать середину диапазона (8191) при одинаковом давлении на портах.
Отклонения от 8191 в большую или меньшую сторону будет разница между портами.
Т.е. имеем 8191 попугая (13 бит) для работы с водно-спиртовым столбом, цена попугая -- 0.842 Па.
Допустим, высота столба 50 см, 3.91 КПа спирт, 4.9 КПа вода. Интересующая нас разница между спиртом и водой 0.99 Па.
Т.е. можно гордо показать на большом красивом семисегментном индикаторе цифру %об с десятыми. ..."

окрестностях рабочего давления разрешения как раз маловато, и растянуть этот участок никак не получитсяKotische, 18 Дек. 16, 17:29

а кто мешает взять дифференциальный датчик с маленьким диапазоном и на второй вход подать постоянное компенсирующее давление ?
( например слева столб спиртосодержащей жидкости , справа - столб воды )

 

а кто мешает взять дифференциальный датчик с маленьким диапазоном и на второй вход подать постоянное компенсирующее давление ?
( например слева столб спиртосодержащей жидкости , справа - столб воды )Newocelot, 18 Дек. 16, 18:48

Классная идея. Спасибо.
Только не воды а спирта.
Рабочий диапазон определяется изменением веса столба дистиллята.  Увеличивая высоту столба дистиллята - увеличивается рабочий диапазон и количество АЦП попугаев)))

только вот для столба 25см диапазон составит 5мБар
а приборы для малых давлений недёшевы

http://products.naganokeiki.co.jp/...30J20130402.pdf
http://www.digitron.com/media/import/dig19-ISmanometers.pdf

Добавлено через 5мин.:

Только не воды а спиртаPOLE, 18 Дек. 16, 19:00

а если не воды, не спирта а их смеси в пропорции примерно соответствующей крепости получаемого дистиллята - разница давлений будет порядка +- 1 мБар и теоретическая точность будет вообще избыточна !

а если не воды, не спирта а их смеси в пропорции примерно соответствующей крепости получаемого дистиллятаNewocelot, 18 Дек. 16, 19:16

попробую проверить завтра на аналоговом датчике MPXV7002DP.
Думаю увеличить высоту столба, чтобы приростом массы "растянуть" давление на 2 кПа (половина шкалы).

приборы для малых давлений недёшевыNewocelot, 18 Дек. 16, 19:16

Их можно использовать, но нашему народу нужно на дисплее показывать данные в % и желательно иметь выход на исполнительные устройства и комп.

увеличить высоту столбаPOLE, 18 Дек. 16, 20:02

метр делать ?!

и напряжение на выходе надо будет измерять с приличной точностью   

метр делать ?!Newocelot, 18 Дек. 16, 20:11

да)))
Полагаю, что вольты измерять достаточно до второго знака после запятой. Хотя бы на этапе опыта.

Коллеги,
А если взять лист прозрачной пленки, на которых раньше презентации печатали. Напечатать на нем полоски с шагом аналогичным шагу ареометра (ок 1 мм) отрезать такую полоску и закрепить её вдоль измерительной части ареометра. Получится такой гребешок на ареометре в полосочку, которые перпендикулярны оси ареометра. Это собьёт показания данного ареометра, но нам это не важно. Затем на попугае закрепить щелевой оптический энкодер таким образом, чтобы в его щель был вставлен наш гребешок на ареометре с полосками. Главное ограничить люфт ареометра так, чтобы полоска не выпадала из створа датчика. Далее система потребует только задания текущего значения, после чего считаем импульсы и увеличиваем или уменьшаем показание на единицу измерения.
Датчик например такой
http://promvpk.ru/Catalog/Document/5097b35f118d651f48a76824