Датчик проводимости в системе управления отбором. Перспективы и реальность.

Итак, собрал в кучу полезную информацию, которой я располагаю, по использованию датчика проводимости в низу колонны.

Смысл идеи прост, как две копейки.

Пока колонна полна спирта практически полностью (до низа, где установлен датчик) - проводимость флегмы низкая. Когда на смену спирту приходит вода (или другая примесь, неважно) - проводимость флегмы РЕЗКО (по предположениям, которые и хотелось проверить) растет.

Рост проводимости флегмы - это сигнал к тому, что отбор нужно уменьшать.

НА срез сегодняшнего дня в качестве сигнала используется рост температуры флегмы (пара)
Мною была предпринята попытка сравнить чувствительность термометра и датчика проводимости.
Попытка, на мой взгляд, увенчалась полным успехом, были проведены две полноценные ректификации.
Однако были выяснены и некие негативные подробности, а также способы их устранения.

Я намерен, при наличии некоторого свободного времени, пойти дальше в этом направлении.
Для желающих присоединиться - выкладываю инфу из удаленной в начале мая (по неотносящимся к данной информации причинам) ветки.

Итак, вот краткий анонс от "прародителя"))

Эта идея возникла еще год назад. Я про нее писал, просто не все обратили на нее внимание!
[сообщение #11482484]
alekslug только!

А суть в чем: при опускании в колонну группы датчиков у меня не получилось тогда нормально изолировать их от попадания спирта. И вот когда колонна была наполнена спиртом - линия работала нормально, все 32 датчика опрашивались без сбоев.
При увеличении отбора(и как следствие поднятие границы раздела спирта и воды снизу) сначала пошли ошибки, а затем и вовсе связь пропала.
Когда я посмотрел линию - она была "просажена" до 1 вольта!
При закрытии отбора датчики снова начали работать.
Вот и появилась идея  взять силиконовую трубку, срезать у нее половину (чтобы получилось как корыто, чтобы стекающая флегма там задерживалась и не было ложных сработок), положить на низ 2 проволочки нержовые, залить силиконом. (про "гвозди - это личное мнение 223-го!!! )
Подключить на базу транзистора, а в коллектор реле, которое выключает отбор.
Вставить этот "датчик" в 20 см от низа.
Как будет течь спирт - сопротивление высокое и реле не сработанное - спирт течет в отбор.
Пошла вода - сработка и останов отбора.

Заострю внимание на то что данное предложение не опробовалось и не планируется мною опробоваться! Если кто желает - делайте! Никаких отчислений за авторство не требуется!   
Только отпишитесь - получилось или нет!!!
V_B, 19 Мая 13, 00:30

Вот структурная схема "автоматики".
Принципиальную дам чуть позже, счас лень перерисовывать и номиналы смотреть (будь они неладны).
Понятно, что на процессоре можно наворотить все изящно и не парясь.
Но пока это не актуально.
Пока...

Хотя - вот и принципиальная схема.
В реалиях после датчика добавлен еще интегратор - резистор и конденсатор. Что позволило отфильтровать помехи и увеличить чувствительность раз в пять (резистор обратной связи увеличен до 2МОм)

НА половине  ЛЕ5 сделан генератор переменки, основа - схема Алекслуга.
На второй половинке - генератор ШИМа клапана.
Переменник (делитель сигнала переменник/датчик) регулирует порог сработки.
На компараторе собрана схема подавления дребезга (гистерезис подбирается резистором обратной связи).
Из того, что есть на фото, но нет на схеме - блок питания и вольтметр, который стоит параллельно ноге 2 микросхемы компаратора - просто показометр, но очень удобно.

Конечно, все было бы гораздо приятнее сделать на восьмилапом процессоре...и работало бы четче, и гибче...но этож надо программу писать)))


Вот фотографии датчика, малой царги, и установки первого во второй. В реалиях после первого включения была вварена перегородка для слива флегмы прямо на датчик - как в двуперегородочном дефлегматоре. Включение показало необходимость того, чтобы флегма ГАРАНТИРОВАННО попадала на датчик))

Датчик - это такое "корытце", в котором плавает штырь.
Корытце это один электрод, штырь - второй.
Промежность сделана из силикона, который является изолятором.

Вопрос в том, нужно ли изолировать датчик от колонны?
Если да - то одна из трубок малой царги имеет внутреннй диаметр 8мм, сам датчик - 6мм. Могу термоусадку одеть, или тонкий силикон 5х1, есть у меня такой.
Если нет - то и нет, очевидно - опять же, включение покажет...

Это - просто копия одного из удаленных постов, первое включение, так сказать))

игорь223 - 02 Мая 2013, 15:03:
В-Б если не поленится, опять же - расскажет про свой "контроллер отбора" из двух гвоздей, транзистора и реле.

Кстати говоря идея суперовская, и лежит на поверхности - однакож никто не догадался до сих пор. Мне "не треба", как говорится, но может кому и пригодится - ежели напишет)))

V_B - 02 Мая 2013, 16:44:
Вот и появилась идея  взять силиконовую трубку, срезать у нее половину (чтобы получилось как корыто, чтобы стекающая флегма там задерживалась и не было ложных сработок), положить на низ 2 проволочки нержовые, залить силиконом. (про "гвозди - это личное мнение 223-го!!! )
Подключить на базу транзистора, а в коллектор реле, которое выключает отбор.
Вставить этот "датчик" в 20 см от низа.
Как будет течь спирт - сопротивление высокое и реле не сработанное - спирт течет в отбор.
Пошла вода - сработка и останов отбора.

игорь223 - 03 Мая 2013, 23:56:
если показания будут на порядок изменяться на хвостах (даже на 20-30%) - все будет работать .
Если нет - то и нет.
alekslug - 04 Мая 2013, 09:30:
Будет работать.

И таки да, работает!!)))

Причем намного лучше, чем я ожидал - В-Б был совершенно прав в своих оценках возможностей такого метода год назад. Счас заканчивается полная ректификация по датчику проводимости, встроенному в низ колонны рядом с термометром.
НА термометре уход температуры (на максимальной чувствительности двух гвоздей) - 0,2С! причем термометр БОЛЕЕ ИНЕРЦИОНЕН, чем гвозди.

Одна беда, которая омрачает удовольствие...не, даже две...не, одна, и следствия из нее.)
А именно - схема аналоговая...блядь, это просто непередаваемое удовольствие, настраивать такую СРАНЬ.(((
Теперь я понимаю профессиональных железянщиков, которых я "заставлял" пару лет назад делать такое...

Завтра выложу схему с пояснениями, и видео небольшое с работой этой "электроники".
Вот установка датчиков

малая царга, конструкция изменена - двуперегородочный узел

вот в коробочке от блока питания - ШИМ регулятор отбора и система старт-стопа по измерению проводимости флегмы

один резистор - настройка чувствительности, второй - электронный регулятор отбора.

Выше на 20 см установлен ЕЩЕ ОДИН термометр в колонне, который показывает, что там делается при регулировке

П.С. Всех причастных к оному - с ДНЕМ РАДИО, господа.  
Последнее редактирование: 07 Мая 2013, 22:47 от игорь223

Это копия от восьмого мая, кусок моего же поста

Сегодня поигрался полдня связкой датчик-колонна.

Выяснились ПРОСТО ОФИГЕННО ИНТЕРЕСНЫЕ подробности!))
На одних режимах работы датчик проводимости НАМНОГО чувствительнее термометра....термометр вообще не видит изменений, а старт/стоп по датчику проводимости уверенно рулит!  На других - НАМНОГО менее чувствителен, чем термометрический.

Причем уже есть ПРАКТИЧЕСКИ полное понимание того, как на практике использовать сильные стороны датчика, легко устранив слабости.
Получив в итоге именно РЕГУЛЯТОР отбора, при котором температура в теле колонны ВСЮ ДОРОГУ БУДЕТ СТОЯТЬ КОЛОМ (термометр с десятками будет показывать одни и те же цифры, без изменений), а величина отбора при этом будет ВСЕ ВРЕМЯ МАКСИМАЛЬНА (по отношению к испаряемому из куба спирту), и очень плавно меняться в течении всей ректификации.

1. При ФЧ выше минимального датчик проводимости ЧУВСТВИТЕЛЬНЕЕ термометра. ТЕ, кто повторят эксперименты - увидят сами как срабатывает старт/стоп при неизменных показаниях термометра. Прикольно, в первое время.

2. НО, если сделать ФЧ явно ниже рабочего (под рабочим я понимаю такую величину отбора, при которой колонна находится в квазистационарном режиме, количество отбираемого спирта не превышает количество испаренного, с учетом возврата в куб)
...так вот, если резко начать отбирать спирт из дефлегматора, происходит следующее
а) Флегма резко сокращается как вверху колонны (выбывающего спирта много), так и внизу. Граница спирта ползет вверх, место спирта начинают занимать высококипящие фракции - это приводит к тому, что ПЕРВОЕ ВРЕМЯ практически нет возврата в куб. Давление падает, пар конденсируется низкоспиртуозный, давая малый обьем флегмы...но я не об этом.
Короче говоря, раз флегмы некоторое время нет, то датчик проводимости ОСУШЕН - и, соответственно, не дает команду на закрытие отбора.
ЭТО ПРИВОДИТ К ТОМУ, что если при медленном изменении химсостава он сверхчувствителен по отношению к термометру, то при резком осушении колонны он перестает временно работать.
Это приводит к залетам температуры, и довольно серьезным, к концу процесса.
Повторяю - ЕСЛИ ДЕРЖАТЬ ФЧ НЕИЗМЕНННЫМ, то наступает момент, когда оно становится недостаточным.

Вывод проще пареной репы:
корректируя ФЧ в процессе работы, мы получаем возможность не только пользоваться более чувствительным  датчиком, но и поддерживать режим отбора максимально большой величины, при максимальном качестве спирта.

Вывод второй.
Можно доработать схему, выложенную выше.
Поставить ШИМ, управляемый напряжением (например предложенный В-Б вариант с таймером 555). И подобрать параметры ПИ регулятора таким образом, чтобы снижать ШИМ (точнее держать изменением скважности импульсов открытия клапана заданый диапазон разрешенной проводимости на квалификационном участке колонны). И все будет работать без осушения.
НО! Задача эта нетривиальная и требует времени, которого у меня нет.
НАМНОГО проще такая схема реализуема на микроконтроллере.

Итак, опробованный и УЖЕ РАБОТАЮЩИЙ вариант использования датчика проводимости в управлении отбором - выложен.

Ограничения метода - выложены.

Варианты получения более совершенной автоматики - выложены.

Дело за малым - сделать контроллер, и провести серию экспериментов, программно изменяя обработку сигнала с датчика.
Возможно, правильнее будет поставить его в RC генератор в качестве частотозадающего элемента, и смотреть на изменения частоты - может быть так сможем увеличить чувствительность датчика.
А может быть, она и так (а по ощущениям так и есть) достаточно велика, и нужды в этом нет...кто знает?

Возможно, правильнее будет поставить его в RC генератор в качестве частотозадающего элемента, и смотреть на изменения частоты - может быть так сможем увеличить чувствительность датчика.игорь223, 19 Мая 13, 14:19

я проделал такое. искал правда немного другое (электронный аналог спиртомера).использовал емкостной датчик и датчик проводимости.эксперемент оказался отрицательным но чувствительность генератора с датчиком проводимости получается очень большая. на побочном эффекте (разности частоты воздуха и жидкости)можно сделать неплохой автономный датчик уровня без ацп и контроллеров.

я проделал такое. искал правда немного другое (электронный аналог спиртомера).torch-vi, 19 Мая 13, 17:19

Если  у меня была бы такая приблуда(цифровая -аналог спиртометра),давно бы сделал всю автоматику на ней.Крепость спирта не главный показатель,но все же...И можно было отказаться от многих датчиков,в том числе проводимости,Т,Д.

По поводу спиртрометра - такие приборы есть, просто погугли маленько))


По поводу двух датчиков.

НА самом деле - думаю что нет.
Хотя пока плаваю в потемках. Точнее даже не плаваю, а собираюсь плавать.

Вот смотри, еще кусок восстановленного, чтобы не напрягаться заново
Ответ #254: 07 Мая 2013, 15:49
"работает" - это значит на самом деле, есть только повод к обсуждению.
С какой частотой?
Конструкция датчика?
Уровень напряжения на нем?
Нужна ли помехозащита?
Чем мы в итоге управляем?
и так далее, и тому подобное.

Из того, что не выложил (просто забыл)

Температура в колонне зависит от мощности нагрева (давление) и атмосферного давления.

Проводимость в колонне (пока ИМХО) не зависит от давления, по крайней мере атмосферного.

игорь223, Тема засохла, а зря! ТО, что предлагается, это не панацея, но зашибенная штука. Новый параметр это всегда хорошо. Скажу как биолог - оценивая воздействие на параметр двух факторов, а не одного реально круче. Спасибо Игорю что как всегда проверил САМ, прежде чем отвергать (зная тяготение Игоря к "нелюбви" к усложнениям). Я понимаю тебя, Игорь, - людям нужно то, что запороть не реально - и вопросов меньше!  Но есть ведь перфекционисты.. Их мало и для коммерции они не вариант. Но ты все оцениваешь трезво - то, что ты берешь за "золотую середину" обычно оказывается достаточным))).
Колонна с насадкой 2*2 и регулирование  дельтой 0,1 градуса - идеальное сочетание цены и качества (ха! в моем варианте)))) Пока пользуя хд3-1500 с насадкой 4*4 и грустно понимаю, что достиг предела... Но предел этот качеством радует всех моих друзей. Я же (как все люди) стремлюсь к совершенству.
Писал в подпитии, но от души!
PS/ Забавно наверное видеть жизнь веток увявших год назад!!!
Блин, люблю историю, и она развивается пор законам биологии - не по спирали, как многие думают, а при одинаковых стартовых задачах возникают подобные решения! Люблю и знаю и историю и биологию, но как они похожи!))))
С уважением!

С прошедшим днем учителя (ты учитель для многих, только не задавайся!)!
И прости за флуд (=пространное выражение мыслей)....

игорь223, Здраствуйте Игорь. Начал ректификацию СС, это моя первая рект-я. Колонна ХД 4-1200, 3,5 часа поработала на себя. Выставил клапан на 100 мл. в час., через час обнаружил что скорость отбора голов снизилась в 1,5 раза. Вновь прибавил, однако вышло меньше выставленного уровня. Головы медленно, но отобрал. Выставил клапан па полное открытие, измерил, скорость отборасоставила около 1050 мл. в час. Уехал на работу. Приехал, в емкости около 2х литров спирта. Замарил скорость отбора, составила 400 мл в час. Что я делаю не так?

1. НА трубке связи с атмосферой нет ли бублика из силиконовой трубки?
2. С какой радости пишешь вопрос в совершенно непрофильной ветке?

игорь223,

1. НА трубке связи с атмосферой нет ли бублика из силиконовой трубки?игорь223, 22 Окт. 14, 13:50

Да, бублик есть, там небольшая пробка из жидкости, несколько раз ее сливал.

2. С какой радости пишешь вопрос в совершенно непрофильной ветке?игорь223, 22 Окт. 14, 13:50

Вечно я не туда пишу,  мне бы проше всего было бы задавать вопросы в ветке - Вопросы Игорю на любые темы. Если Вы не против?

1. Бублик убери, отбор перестанет плавать
2. Пиши в ветку с вопросами и ответами.

работает" - это значит на самом деле, есть только повод к обсуждениюигорь223, 19 Мая 13, 20:37

Вчера закончил вторую в саоей жизни ректификацию, использовал управление отбором от датчика проводимости

,впечатления более чем положительные . Датчик- отрезок нержавеющей проволоки с надетым фторопластовым кембриком. Прорези в кембрике в рабочем варианте повернуты наружу- к царге, а не внутрь ,как на фото выше. Один электрод - проволока, другой внутренняя поверхность царги.

Осушить его практически невозможно. По управлению:6
За основу взял электрическую схему предложенную Игорем223. Из доработок- обязательно двоичный счетчик после генератора меандра(симметрирует).Ну и клапан отбора у меня из темы "Клапан отбора спирта - за 20 минут"

Добавлено через 342дн. 4ч. 11мин.:

Тема засохла, а зряЧапаев1945, 07 Окт. 14, 14:19

ведь управление отбором по датчику проводимости логичнее (измеряет состав флегмы) управления по дельте t (косвенный параметр). К тому же быстродействие датчика проводимости не сравнимо с инерционномтью любого термодатчика.
Уже год я пользуюсь УпрОтб по ДатчПров (УОДП), провел за это врнмя около десятка ректифиеаций и ниразу не пожалел , он меня ни разу не подвел. Более того я постепенно отказался от почти отвсех (кроме кубового) термометров так как они ИМХО показывают "вчерашний день" их быстродействие сравнимо со временем пролета пара через всю колонну. За прошедший год я много чего изменял в мооей колонне (доп царга, спн, царга пастеризации, УНО), но к УОДП у меня ни разу претензий не возникло. Умом понимаю ,что нужно бы поэкспериментировать, но рука не поднимается.
В планах на двух ДатчПров (ДП) в царге пастеризации и компаратора сделать индикатор или автоматический клапан отбора голов(тела).

Можно доработать схему, выложенную выше.игорь223, 19 Мая 13, 14:14

Привет Игорь. А что если вместо датчика, разобрать электронный термометр, то есть дастать датчик из кожуха, контакты датчика до корпуса залить силиконом и поставить в царгу, получиться термометр без инерции, а точнее с малым инерции.