Датчик для прямого измерения спиритуозности

Нашел табличку:

Скорость звука в газах, жидкостях и твердых телах. 20-20000 Гц. Краткая таблица. Продольная волна.

Газы при атмосферном давлении
Наименование	Скорость звука (м/с)
Азот 0 °C	334
Азот 300 °C	487
Водород ( 0 °C )	1284-1286
Гелий ( 0 °C )	965-972
Воздух ( 20 °C )	343
Воздух ( 0 °C )	331
Кислород 0 °C	316
Оксид углерода IV (СO2) 0 °C	260
Оксид углерода IV (СO2) 100 °C	300
Пары воды 0 °C	401
Пары воды 100 °C	405
Пары спирта 0 °C	230
Пары эфира 0 °C	179
Хлор	206
Жидкости при атмосферном давлении и температуре 25 °C
Наименование	Скорость звука (м/с)
Азот жидкий -199°C	962
Бензин 17 °C	1170
Глицерин	1904
Глицерин 20 °C	1923
Вода морская	1533
Вода пресная	1493
Вода -//- 0 °C	1403
Вода -//- 20 °C	1483
Вода -//- 30 °C	1510
Вода -//- 74 °C - максимум	1555
Вода -//- 100 °C	1543
Вода тяжелая 20 °C	1400
Водород жидкий -256°C	1187
Гелий жидкий -269°C	180
Керосин 20 °C	2330
Кислород жидкий -182,9°C	912
Метиловый спирт	1143
Олово расплавленное 232°C	2270
Раствор поваренной соли (NaCl) 20% по массе 15 °C	1650
Ртуть	1450
Свинец расплавленный 330 °C	1790
Четыреххлориcтый углерод (хладагент R10)	926
Эфир	985
Этиловый спирт 20 °C	1180
Твердые вещества при температуре 25 °C
Наименование   Скорость звука (м/с)
Алмаз	12000-18350
Бетон	4250-5250
Графит	1470
Дерево дуб	4115
Дерево пробка	430-530
Дерево сосна	5030
Стеарин 20 °C	1380
Стекло (борсиликатное)	5640
Стекло оптическое флинт	4450
Стекло оптическое крон	5220
Железо, сталь	5130
Алюминий	5100-6250
Бронза, в зависимости от состава	3500-4750
Каменная соль	4400
Кирпич	3600
Латунь	4280-4700
Лед -4°C	3980
Медь	3560
Золото	3240
Оргстекло	2550-2680
Свинец	1322
Резина	1600
Шифер	4510
Чугун	3850
Эбонит 20 °C	2400

Нас собственно интересуют выделенные красным строчки.
Дума надо завязывать с этими извращениями - измерением давлений, и делать акустический резонатор из трех трубок заполненной водой, спиртом и исследуемым раствором.
Прямое изменение частоты - это самый простой и в тоже время самый точный метод измерения в современной физике.
Думаю надо проработать именно это направление.

Тож думал про скорость звука.,.
Как обычно не всё в нашу пользу
А) готовые сенсоры не дёшевы
Б) функция скорости звука от состава тож пока неизвестна
Цэ) малогабаритный сделать не получится..,

малогабаритный сделать не получится..,Newocelot, 21 Дек. 16, 02:35

223ий цитировал с чужих слов (спеца по акустике):

можно получить точность 0.1% в приборе размером с обычный карандаш

враньё или нет - судить сложно, но 223ий об источнике информации отзывался с доверием.

Прямое изменение частоты - это самый простой и в тоже время самый точный метод измерения в современной физике.Kotische, 21 Дек. 16, 02:26

Дельта та же что и в плотности -0,2%. Посчитайте какую дельту измерять при понижении крепости с 96% до 0%. ИМХО выйдем на те же цифры.

если удасться найти датчик с приличным разрешением, не боящийся прямого контакта чувствительного элемента с водой и спиртом, то это будет крутоKotische, 20 Дек. 16, 23:12

По даташиту внутри датчиков в плюсовой камере фторсиликоновая заливка.

Придется датчик по уровню устанавливать. Ибо при наклонах могут появляться значимые погрешности.Kotische, 21 Дек. 16, 01:48

это от чего вдруг уровень нужен? На глаз достаточно выставить вертикаль. ИМХО пока больше чем на 10 гр не наклонишь ничего в показаниях не поплывет.

Олег, а почему не использовать капиллярный эффект для определения плотности раствора и его состава?
Это очень интересная тема, в советское время капиллярные трубки использовались в космосе для регенерации мочи в воду, установка называлась "Роса"), думаю что и капиллярная низкотемпературная ректификация рядом зарыта.
http://files.school-collection.edu.ru/...78820260770.htm

в космосе для регенерации мочи в водуAsus, 21 Дек. 16, 14:14

разве там не осмос использовался?

Asus, есть такие плотномеры для вина. Но какой нужен датчик, чтобы  подъем дистиллята в капилляре преобразовать в цифру. Народу цифру подавай. Аналог уже прошлый век)))
Еще вопрос в оперативности выдачи показаний. ИМХО думается что капиллярный эффект способствует застаиванию дистиллята.

застаиванию дистиллятаPOLE, 21 Дек. 16, 15:39

Олег, я думал об этом, застой можно ликвидировать периодической прокачкой жидкости по каналу отбора - по принципу водоструйника.
Капилляр взять тонкий, чтобы сила поверхностного натяжения гарантированно превосходила вес столба дистиллята.

застой можно ликвидировать периодической прокачкой жидкости по каналу отбора - по принципу водоструйника.Asus, 21 Дек. 16, 17:37

пока не представляю как это выглядеть может

Капилляр взять тонкий, чтобы сила поверхностного натяжения гарантированно превосходила вес столба дистиллята.Asus, 21 Дек. 16, 17:37

посчитал на калькуляторе, что по твоей ссылке
При капилляре в 0,5мм 94% спирт поднимется на высоту в 74,4 мм, вода 0% поднимется на 59,7 мм. Дельта в 14,7 мм. Какой цифровой или аналоговый датчик приспособить?

Увы, простых решений не вижу. Фотометрический, по изменению светового потока на мишени из-за преломления луча, или ёмкостной, по изменению ёмкости от заполненности капилляра диэлектриком, но всё дорого получится.

капилляре в 0,5мм ......... Дельта в 14,7ммPOLE, 21 Дек. 16, 18:17

А если меньше сделать диаметр ?
А то полтора сантиметра точно измерить - никаких идей кроме штангельциркуля не возникло.

P.S. а почему бы и нет? Никто не разбирал "цифровой" штангель? Как там датчик устроен?

Как там датчик устроен?Newocelot, 22 Дек. 16, 03:04

Одна гребенка из печатных проводников движется относительно другой гребенки из печатных проводников.
Специальная микросхема - емкостной детектор. Действует аналогично описанному выше оптическому энкодеру, только вместо оптопар используются переменные конденсаторы.

Допустим подберем оптоцифродатчик и выведем на комп (хотя с этим тоже проблемы), а с инерцией замены жидкости в капилляре как бороться. Там только диффузия. Может получиться, что датчик покажет 60%, а в трубе уже все 10%.

подберем оптоцифродатчикPOLE, 22 Дек. 16, 10:43

Думается мне что если подберём такой - приделаем его к ареометру а не к капилляру.

А почему мы отошли от простой идеи определять %ное содержание по температуре пара ?!

А почему мы отошли от простой идеи определять %ное содержание по температуре пара ?!Newocelot, 22 Дек. 16, 11:23

всё просто!
История вопроса - как измерять плотность дистиллята по температуре в вакууме, когда показания не стабильны? Те использовать имеющийся цифровой термометр-спиртометр 223 го пока не получилось. Зашел разговор о цифровом датчике плотности, показания которого не зависят от скачков давления в аппарате.

показания не стабильныPOLE, 22 Дек. 16, 12:29

Скачут показания манометра(вакууммера) ?

Скачут показания манометра(вакууммера) ?Newocelot, 22 Дек. 16, 12:33

скачут показания температуры. Давление дергается от кипения на тарелках + брага разная + система "слишком" герметичная, что уходит в минус вакуум по мере отбора дистиллята.

POLE,
Может имеет смысл поискать место установки датчика ?

А почему мы отошли от простой идеи определять %ное содержание по температуре пара ?!Newocelot, 22 Дек. 16, 11:23

 с температурой пара например под вакуумом  хреново, лучше по температуре куба и давлению.  я тут в выходные  с  вакуумом баловался по ходу записал показания спирометра , температуры , давление. брага виноградная.  вот что получилось:

 где S20 - крепость дистиллята приведённая к 20°С , Vp - крепость пара вытащенная из VLE-calc. заметное расхождение к концу перегона связана с тем что я спирт для ареометра сливаю из шлюза с ручным управлением. слить нужно три дозы. так вот за это время температура куба успевает увеличиться на 1-2 десятки.
 причём температуры куба при которой нужно отбирать головы и заканчивать процесс при заданной спиртуозности тоже были взяты из таблиц . с головами получилось всё красиво - после  разгона температура куба была застабилизированна на отбор голов.  головы  отбирались почти по-капельно. с окончанием перегона вышла промашка вместо запланированных 40-ка в струе получил 34.
 результаты трёх погонов практически не отличаются при том что атмосферное давление менялось от 750 до 767мм. для коррекции давления в кубе(mpx5100) я добавил mpx4115.
 итого : теоретические расчёты с приемлемой для меня точностью соответствуют практическим выкладкам что открывает путь к полной автоматизации вакуумной дистилляции. таблицы для давлений 10-100мм ртути  абс , спиртуозности сырца от 2 до 63% и температуры куба с шагом 0,1 занимают 23к флэши. ну это я перестарался . для диапазона давлений 60-90 она уменьшиться в 3 раза.
 
 

Добавлено через 3мин.:

скачут показания температуры.POLE, 22 Дек. 16, 13:27

пара в кубе - да. температура сырца в кубе стабильно-убывающая

Красивый опыт.

результаты трёх погонов практически не отличаются при том что атмосферное давление менялось от 750 до 767мм. для коррекции давления в кубе(mpx5100) я добавил mpx4115.m16, 22 Дек. 16, 14:00

вот и ответ на вопрос об относительном а не абсолютном датчике вакуума.

что открывает путь к полной автоматизации вакуумной дистилляцииm16, 22 Дек. 16, 14:00

путь будет не проще чем у фродо) Впрочем если есть крылья опыта)

пара в кубе - да. температура сырца в кубе стабильно-убывающаяm16, 22 Дек. 16, 14:00

правильно. Только при укреплении не линейная зависимость убывания температуры.
Теперь по эксперименту. Диапазон плотности дистиллята от 60 до 34% достаточно мал. Интерполяция данных для диапазона от 94 до 10% может быть с большими погрешностями.
Попробуй методу повторить с царгой укрепления. Тогда совсем понятно станет можно ли применять электронный термометр-попугай и как.