Датчик для прямого измерения спиритуозности

иметь тэнзодатчик в 20 грPOLE, 04 Февр. 17, 19:56

Вроде появились у китайцев load cell на 20 грамм, я хотел найти на 10.... цены не радовали....
При случае буду покупать на 20

Добавлено через 2мин.:

. Отобранную пробу помещаем на весы. В зависимости от от ожидаемой спиртуозности пробы, мы её либо поджигаем, либо испаряемТолько чай, 04 Февр. 17, 21:14

С таким алгоритмом измерения проблематично построить доступную систему автоматизации....

С таким алгоритмом измерения проблематично построить доступную систему автоматизации....Newocelot, 04 Февр. 17, 22:59

Согласен, но форум называется homedistiller.ru, а не "Бутлегеры всех мастей, соединяйтесь!"

Добавлено через 23мин.:

Хотя наверное, я не совсем прав. Я не бутлегер, но мне нужен "Датчик прямого измерения спиртуозности" ... барды, вернее того, что ещё на 100 мм выше, было флегмой (я стараюсь не возвращать флегму в куб). . Вот только я с большим трудом представляю, каким датчиком можно измерить спиртуозность (барды) в диапазоне 0-5%?

Вроде появились у китайцев load cell на 20 грамм, я хотел найти на 10.... цены не радовали....Newocelot, 04 Февр. 17, 22:59

ссылкой поделись плз, а то городить грузик в 100 грамм не хочется)))

а помочь написать скетч?POLE, 04 Февр. 17, 19:24

Скетчи писать не умею. Ардуину в руках не держал.
Я атмегу на прямую программировал.
Если в том что умею то помогу конечно.

проточная ячейка проста конструктивно, и там можно подобрать необходимый объем, чтобы оперативно отслеживать изменение плотности. Это может быть от 50 до 100 мл, а если использовать тензодатчик с чувствительностью 1 мг, то ячейку наверное можно сделать и в 10 мл.Apall, 04 Февр. 17, 19:29

Проблема в том что пикнометр на 100мл требует использовать датчик с пределом больше 100 грамм - вес колбы добавится к весу жидкости.
К тому же емкость в 100 мл будет дооолго наполняться/обновлятся - оперативность никакущая.
А поплавок весов Мора можно сделать хоть 5 литров .
Если поместить поплавок объемоми 5000 мл в ведро 5001 мл его выталкивающая сила всё равно будет считаться через объем поплавка.
А проточный объем ячейки будет 1 мл.
Т.е. ячейка будет быстро обновлятьсч а разрешение будет огого!
К тому же если плотность поплавка взять в середине диапазона плотности жидкости, то можно сильно растянуть динамический диапазон измерения, т.к. мерять будем только малые отклонения с гораздо большим разрешением.

Не спорю, что с Мором более изящный вариант. НО.Повторюсь, у проточной ячейки более простая конструкция, объем ячейки ( конкретно под  имеющийся у меня тензодатчик до 100 гр) может быть от 20 до 50 мл, так что объем вполне приемлемый для дистилляции, народ использует "попугаи" и с большим проточным объемом без особых нареканий.
Вес самой ячейки тоже будет небольшим, попробую сделать её из полипропиленового химического стакана на 50 мл. И не обязательно использовать весь объем.Так что все вместе будет менее критических 100 гр.
Ну и к тому же, мне удалось "запихнуть" формулу перерасчета в скетч.  Оказалось не сложно. Пока все предварительно и надо еще править, но уже есть надежда, что заработает.
На этой неделе постараюсь сделать ячейку и посмотрю, работает оно или нет.
А по поводу точности, для меня в этом отношении более перспективный вариант - регистрация хода поплавка ( типа спиртометра АСП) каким либо способом. Я уже упоминал, что пытался использовать ультразвуковой  датчик, но там еще много надо доделывать, пока не работает.
Так вот, подбирая диаметр узкой части поплавка, можно добиться очень хорошего разрешения. Правда конструкция будет весьма громоздкая. 

POLE,

с Мором более изящный вариант. НО.Повторюсь, у проточной ячейки более простая конструкцияApall, 05 Февр. 17, 23:00

А кто опять мешает делать "проточные весы Мора" ?

перспективный вариант - регистрация хода поплавкаApall, 05 Февр. 17, 23:00

По этому поводу давно бродит мысль - хвостовик ареометра из ферромагнитного материала движется внутри торроидальной катушки.....

А кто опять мешает делать "проточные весы Мора" ?Newocelot, 05 Февр. 17, 23:25

Да в общем никто не мешает.
А относительно тороидальной катушки, тоже хорошо и возможно это лучший вариант. Но пока никто не взялся за это. Как делать калибровку, где взять скетч?
А для ультразвукового датчика есть уже готовый модуль для Arduino и какой-никакой скетч для начала.

мне удалось "запихнуть" формулу перерасчета в скетч.  Оказалось не сложно. Пока все предварительно и надо еще править, но уже есть надежда, что заработает.Apall, 05 Февр. 17, 23:00

хорошие новости!
Если заработает, то останется вотнуть в скетч формулу коррекции значений по температуре. Коллега М16 дал такой полином - S20   =   S - (0,158850330 + 0,011048403*S - 0,000137384*S^2 + 0,000000303*S^3) * (T - 20).
Теперь некоторые соображения по конструкции проточных весов Мора с тэнзодатчиком 100гр. Этот датчик выдерживает 200%  перегруза (паспортное значение, по некоторым данным 150%). Условно если подвесить груз 200 гр и объем в 200 мл, то в воде груз будет весить 0 гр, а в спирте (94%) - 40 гр. Груз должен быть полностью погружен и на жесткой сцепке с датчиком чтобы не болтался (как верно писал ранее Kotische). Зазор между стенками груза и колбы должен быть более 2 мм. Иначе начнут действовать капиллярные силы (хотя не уверен, что они настолько мощные).
Если заблуждаюсь поправьте плз.

Капиллярные силы имеют значение только при изменении свободной поверхности.
Для полностью погруженного неподвижного поплавка ими можно пренебречь.
Имхо.

Проблема в другом. Текущая в проточной ячейке жидкость будет создавать гидродинамические силы на поплавок.
Для получения высокой точности придется на время измерения останавливать ток жидкости.

груз 200 гр и объем в 200 мл,POLE, 06 Февр. 17, 10:18

Я прикинул - при таких размерах паразитный объём получается 750мл.
Для "домашних" скоростей перегонки инерционность неприемлема. (Да и точность в районе воды никакая)
Видать придётся продолжать поиски сенсора на 10-20 грамм

Добавлено через 6мин.:

Текущая в проточной ячейке жидкость будет создавать гидродинамические силы на поплавокKotische, 06 Февр. 17, 10:36

При условно постоянной скорости перегонки эти силы будут постоянны, а по величине они такие-же как и в классическом попугае, а там смещение поплавка не более 0,5мм.,

Относительно точности, небольшое уточнение. К примеру изменение плотности в районе 22-20 %об.  будет составлять 0.97360 - 0.97145=0.00215 гр на мл
На 100 мл это будет 0,21 гр, что вполне можно уловить при цене деления весов в 0.01. А при 750 мл изменение будет уже  в 1.61 гр.
Тут еще такой момент.Тензодатчик с ценой деления в 0.001гр потребует очень аккуратного обращения.  Например на датчике с 0.01 гр любое шевеление проводов вызывает резкий скачек показаний в любую сторону, хотя провода эти и залиты компаундом.
POLE, а что означает в формуле S20 и Т?

Да , конечно поплавок на 750 мл будет великоват, но на 200мл вполне подойдет

.Тензодатчик с ценой деленияApall, 06 Февр. 17, 11:25

Что ты называешь ценой деления в данном контексте ?

Точность с которой измеряется вес и которая отражается на индикаторе

Еще добавлю, вот ссылка на видеообзор китайских весов ,  так там весы на 20 гр  чувствительны даже к легкому дуновению воздуха.

которой измеряется вес и которая отражается на индикатореApall, 06 Февр. 17, 11:40

Это же разные вещи !
И между собой могут вообще не коррелировать !

что означает в формуле S20 и Т?Apall, 06 Февр. 17, 11:25

  S20 - спиртуозность приведенное к 20 гр. S - текущее значение спиртуозности, Т - текущая температура.

Добавлено через 16мин.:

Я прикинул - при таких размерах паразитный объём получается 750мл.Newocelot, 06 Февр. 17, 10:57

чего-то много у тебя получилось.
По моим прикидкам при поплавке диаметром в 2,6 см и высотой в 38,5 см, что помещается в трубу диаметром 3см и высотой 38,5см объем жидкости составляет - 72 мл.
Величина не большая, но немного настораживают объемы девайса.

Проблема в другом. Текущая в проточной ячейке жидкость будет создавать гидродинамические силы на поплавок.
Для получения высокой точности придется на время измерения останавливать ток жидкости.Kotische, 06 Февр. 17, 10:36

Погрешность может быть, но не более чем в обычном "попугае". При расходе дистиллята на работе аппарата с укреплением может быть вполне приемлемо. А для СС эл.попугай излишество.

Временное сообщение

высотой 38,5смPOLE, 06 Февр. 17, 12:52

У тебя явное пристрастие к высоте, то столб жидкости в 1 метр, то попуай почти в пол метра.,..

Объём - пересчитаю, мог с горяча и ошибиться

У тебя явное пристрастие к высотеNewocelot, 06 Февр. 17, 23:45

могу и стакан сделать (налить)

трубу диаметром 3см и высотой 38,5смPOLE, 06 Февр. 17, 12:52

чуть меньше 100 мл паразитный объём получается
всё равно многовато по-моему

Продолжаем разговор. Собрал предварительный вариант проточной ячейки, в Arduino Nano записал  весьма «сырой», но уже работающий скетч. На экран выводятся температура, масса, концентрация в % и концентрация после температурной коррекции. На прилагаемом фото показана вся конструкция. В статичном  варианте ( нет протекания через ячейку)  концентрацию тестовых растворов  отображает с ошибкой в пару – тройку процентов.  
Какие проблемы на этом этапе? По конструкции: в том варианте ячейки, который я использовал, меня не устраивает ,как происходит слив жидкости. В динамическом варианте, если приток более или менее равномерный, то из-за поверхностного натяжения слив происходит как бы порциями. Возникают скачки по массе, хоть и незначительные, но изменяющие показания концентрации до 10%. Т.е нужна конструкция, обеспечивающая равномерный слив.
По скетчу: повторюсь он весьма «сырой» из-за моей безграмотности в программировании.
Я замучился компилировать разные варианты в  Arduino ID. Она все время ругается , как сварливая теща и отказывается записывать скетч, а я не могу понять что ей надо ! Так как скетч сделан по принципу « я его слепила из того, что было», то там наверняка много чего нужно править.
Из того что «на поверхности» для исправления в скетче в первую очередь, это как решить проблему « плывущих» показаний. Если оставить в ячейке раствор, то уже через несколько минут  показания по массе начинают  медленно изменяться в сторону уменьшения и соответственно концентрация в сторону повышения. За час показания уходят  процентов на 7-8.  Скорее всего это особенность самого тензодатчика, но можно ли этот дрейф скомпенсировать с помощью программы? Это сейчас основная проблема. А из мелочи, как вывести показания концентрации с одним знаком после запятой, а то грубовато округляет, и сделать обновление показаний немного почаще.
В общем, если кого-нибудь заинтересовала эта тема и он разбирается в программировании, то буду признателен за помощь  в редактировании скетча и по предложениям  относительно конструкции ячейки.
Скетч и библиотеку прилагаю, а также дополненный график зависимости  концентрации от плотности, т.к все же есть небольшие расхождения в табличных и формульных значениях.

За час показания уходят  процентов на 7-8.  Скорее всего это особенность самого тензодатчика, но можно ли этот дрейф скомпенсировать с помощью программы? Это сейчас основная проблема.Apall, 11 Февр. 17, 11:17

возможно что дело в самом hx711. документация на него по китайски х.вая.

Current consumption including on-chip analog power supply regulator:
normal operation < 1.5mA, power down < 1uA

имхо
первое выкинь из программы постоянный power down тудасюда .так электричество много не сэкономить это лишнее.
второе обычно автоноль и автокалибровка дельтасигмы делается при резете по включению питания.уплывание нуля может возникать при длительной работе при х.вой опоре и дрейфе дифусилителя. отсади питание чипа отдельную на ногу арду и дрыгай ей в ноль периодически или каждый раз перед измерениием.
ps
возможно поможет вставленая в void loop
Call set_scale();// with no parameter.