Датчик скорости отбора на Arduino

С частью аргументов вполне соглашусь. А вывод, пожалуй, можно сделать такой: независимо от способа регулирования отбора, от прямых измерений скорости отбора и суммарного расхода, похоже, "отвертеться" не удастся. Всякие "подсчеты" по производительности исполнительного устройства (клапаны, насосы и т.п.) - можно рассматривать лишь в качестве временной меры. Точности таких "подсчетов" для наших задач вполне хватает. Но проблема в том, что в реальных условиях такая методика не учитывает возможные сбои исполнительного устройства (соринка в жиклере, трубка стала чуток "залипать" от химии и т.п.).

---

Ну вот таким естественным путем мы и вернулись к теме данной ветки :)

Предлагаю пока оставить за скобками вопросы температурной коррекции и спиртуозности жидкости. Это вещи следующего порядка малости. Понятно как их учесть, поэтому не стоит из-за них излишне "морщить моск".

Суть всех идей, которые здесь на ветке фигурировали - это периодическое наполнение некоторого фиксированного объема отбираемой жидкостью с последующим сбросом ее. Это и "качельки", с которых начал данную тему ее автор. Это и некий объем (шлюз), снабженный устройством сброса жидкости (клапан, насос или просто сифон). Суть их всех одна. Но у них есть один общий "генетический" недостаток - дискретность. При малых скоростях отбора, время измерения может оказаться слишком большим. Один из вариантов решения - поставить конструкцию (любую из перечисленных) на весы. Это позволяет получать промежуточные значения отобранной жидкости. Но весы сильно подвержены внешним шумам. Поэтому приходим к необходимости измерения промежуточных уровней жидкости в трубке-шлюзе.

Итак, задача свелась к классической задаче измерения уровня жидкости в сосуде (трубке). Варианты:
1. Прямые измерения положения границы раздела жидкость-газ. С поплавками или без - неважно.
 1.1. Дальномеры - определяется расстояние до границы раздела.
 1.2. Цифровое фотографирование трубки (можно совместно со шкалой), автоматическое распознавание границы раздела и оценка ее положения.
 1.3. Лазерные 1D-сканеры (типа сканеров штрих-кода).
2. Косвенные методы - специальная конструкция трубки для перевода высоты столба в другую физическую величину. Например, изготовление трубки в виде коаксиального конденсатора, емкость которого будет пропорциональна высоте столба. Для системы спирт-вода - вполне подходит.

Я что-нибудь упустил из того, что здесь фигурировало?

Я что-нибудь упустилOldBean, 07 Окт. 19, 06:09

Есть такой прибор - ротаметр (flow meter по-ихнему).
Нужно только подобрать подходящий по параметрам.
Один только минус - дёшево не получится...

Есть такой прибор - ротаметр (flow meter по-ихнему).Newocelot, 07 Окт. 19, 12:37

Исходя из условий задачи - не пойдет: в подавляющем большинстве случаев мы имеем дело с прерывистым потоком измеряемой жидкости, поскольку наиболее бюджетное оперативное регулирование скорости отбора - клапан. Ротационные краны на шаговиках (например), конечно, позволят использовать ротаметр. Но в совокупности с его собственной стоимостью узел получится непомерно дорогим. Овчинка не стоит выделки.

Sonologist,  в таком случае не пойдёт НИКАКОЙ (для измерения скорости в реальном масштабе времени, а знание средней скорости за неопределённый промежуток времени никому не нужно)
P.S. какой бы принцип прибора не использовался (качельки, трубка, буферная ёмкость, весы) это один фиг - ротаметр.

в таком случае не пойдёт НИКАКОЙ (для измерения скорости в реальном масштабе времени,Newocelot, 07 Окт. 19, 13:27

есть такие.  простые и дешевые варианты..   просто вы за ардуинами и микроконтроллерами - разучились думать и хоть что то соображать самостоятельно..

Можно использовать датчик давления уровня жидкости 0-40 кПа

По мне так проще и дешевле чем у ТС сложно сделать.
Именно про расходомер.
Ардуинки рублей по 150 вроде.

---

Есть такой прибор - ротаметр (flow meter по-ихнему).
Нужно только подобрать подходящий по параметрам.Newocelot, 07 Окт. 19, 12:37

Я Вам даже больше скажу: есть еще более общий термин - Датчик ;) А "подходящий по параметрам", по простоте изготовления и стоимости как раз и подбираем...

Можно использовать датчик давления уровня жидкости 0-40 кПаGennady73, 07 Окт. 19, 14:04

Боюсь, что могут возникнуть те же проблемы с шумами, что и с весами.

---

Вот только что, "на скорую руку" провел простенький "школьный" эксперимент, чтобы оценить трудоемкость варианта 2 (по емкости коаксиального конденсатора). Просто взгляд упал на маленький стеклянный холодильничек (см. первый снимок в приложении к топику). Это стакан с двойными стенками, между которыми гонялся хладагент. От каких-то древних экспериментов остался. Целый. Вполне подходящая штучка: можно заливать между стенками стакана разное количество спирта и посмотреть как изменяется емкость. Стакан снаружи и изнутри обмотал фольгой - получились обкладки конденсатора. Ну а их, естественно, к С-метру (см. второй снимок в приложении). График зависимости емкости от количества налитого между стенками стакана спиртом см. на третьем рисунке в приложении.

Вполне измеримые величины даже на такой "кондовой" конструкции. Красные точки - мертвые зоны снизу стакана и конец обкладок сверху стакана. Хороший линейный участок посредине. Никаких чувствительных механических и оптических сенсоров не требуется. А частота (емкость) измеряется очень просто. А о простоте конструкции и стоимости вообще смешно говорить.

Простая задачка оказалась...

для измерения скорости в реальном масштабе времени, а знание средней скорости за неопределённый промежуток времени никому не нужноNewocelot, 07 Окт. 19, 13:27

Вообще не понял, что сказано. Как раз RealTime measurement мне не нужно. Такая оперативность излишняя. Нужно измерение того времени, за какое накапало определенный объем. Если этот объем достаточно мал, то время будет небольшим, что вполне достаточно для адекватной скорости отбора.

Вообще все проблемы и головняки - на этом форуме - происходят от косноязычия и не умения поставить задачу..
люди элементарно трех фраз связать не могут.. 

начнем с простого..  читаем заголовок...  нужен датчик!!!  ДАТЧИК !!! 

А вы начинаете городить - измерители и расходомеры..

Просто взгляд упал на маленький стеклянный холодильничек (см. первый снимок в приложении к топику). Это стакан с двойными стенками, между которыми гонялся хладагент. От каких-то древних экспериментов остался.OldBean, 07 Окт. 19, 14:43

Сергей, я совсем не химик, но по моему у каждой хим.посуды есть наименование. Как этот холодильник называется?
Иначе трудно найти, иначе придется осваивать навыки стелодува...
И еще, мысли в слух...
Тут на форуме не раз обсуждалась тема сортировки по замером именно "датчиком проводимости" или  диэлькометром (мы с тобой не так давно так же это обсуждали).
Как то не складывается у меня в голове нормальный конструктив.
Линейность да и сам график будет сильно плавать в зависимости от того, что течет по трубкам. Будет сложно словить тарированный предел объема. И температура продукта будет так же влиять фактический объем...
Сортировку еще можно словить на таких датчиках, а вот объем... не уверен, честно говоря. Трамвайная остановка будет.

А если предположить такую конструкцию:
Не смог нормально вставить изображение в галерею...
Предположим, имеем датчик на основе данного рисунка. Можно ограничиться только одной трубкой, без увеличенного объема, но как то так, для наглядности.
Порядок по циклам
1.1. Открываем клапан заполнения.
1.2. Ожидаем пока не сработает верхний датчик.
1.3. Закрываем клапан заполнения.
1.4. Открываем клапан слива.
1.5. Ожидаем пока не сработает нижний датчик (Ожидаем опустошение объема).
1.6. Закрываем клапан слива.
1.7. Скинули +1 в счетчик циклов.
2.1. Открываем датчик заполнения.
и т.д...
Думаю, если попадет воздух в датчик, он успешно удалится через ТСА, не искажая замеры.
Если еще плотнее заморочиться достоверности объема в зависимости от температурного расширения, то ставим градусник и ведем коррекцию с поправкой на температуру.
Управляем всем эти "хозяйством одной ардуинкой...
ps Ща Сергей меня умоет...

Если еще плотнее заморочиться достоверности объема в зависимости от температурного расширенияBogAD, 07 Окт. 19, 17:04

Я так понимаю, что к этому все и сводится: определить время заполнения определенного объема. Конкретное же решение задачи (количество клапанов, форма сборника, сама величина объема, последовательность операций, программная обработка...) - уже вопрос второй, и чем изящнее он будет решен, тем лучше. Касательно температурного расширения - мне кажется, это уже перебор: если заполняемый объем представлен неким капилляром (как в градуснике), то да, температура будет играть роль. Если же этот объем представлен хотя бы трубкой диаметром 2-3 мм, то температурное расширение пренебрежительно мало: согласитесь, что разница в скорости отбора, исчисляемая, скажем, одним-двумя процентами, на результат (в смысле качества продукта) не повлияет никак. От слова "вааще":).

Линейность да и сам график будет сильно плавать в зависимости от того, что течет по трубкам.BogAD, 07 Окт. 19, 17:04

Их куба в колонну - поступает пар.  и следовательно нам измерять надо - объем пара - идущий на конденсацию в холодильник отбора..  
для этого есть дроссельная шайба под дефом - имеющая два отвертия, для дефа и отбора.   И датчик давления пара - под шайбой..
и получите абсолютно точный датчик отбора (так сказать) - имеющий абсолютно линейную характеристику..  
И имеющий абсолютную надежность.. в отличие от клапанов и перистальтики..))

датчик давления пара -Zapal, 07 Окт. 19, 17:20

получите абсолютно точный датчикZapal, 07 Окт. 19, 17:20

Плотность пара в процессе перегонки сильно меняется (теоретически раза в три)
Это если НЕ рассматривать пар вверху РК, где практически всегда почти чистый спирт имеющий известную плотность насыщенного пара.
Не говоря уже о том что сенсоры малых давлений достаточно дороги.

Плотность пара в процессе перегонки сильно меняется (теоретически раза в три)Newocelot, 07 Окт. 19, 17:42

Никогда не понимал людей - бессмысленно усложняющих простые вещи..  Вот нахрена нам нужна эта информация?  что она дает?
Если изначально речь идет о чистом продукте - идущем в отбор?

да и вообще, зачем писать то - о чем не понимаешь?  Разница потока пара в колонне - от плотности спирта, до плотности водяного пара - всего около 5%..
ахулиард раз писали и считали... 

Не говоря уже о том что сенсоры малых давлений достаточно дороги.Newocelot, 07 Окт. 19, 17:42

Такова жизнь.. рукожопым вообще тяжело и дорого живется. )))  Это их карма..  пусть идут в  магазин за казенкой - наше хобби не из дешевых игрушек..

что касается низких давлений - нет нужны мерять под дефом.. это ведь очевидно..

надо делать замеры там - где давление на 100% - держится стабильным на всем протяжении отбора..  достаточно опустить зону измерения на полметра - ниже дефлегматора..

ЗЫ.. и не надо лохматить бабушку, что там в кубе что то изменяется и какие то параметры плавают..  это вообще не наш случай - для поставленной задачи.
 

Есть только вопросы к пластмассе: не повлияет ли она на качество спирта?Sonologist, 20 Сент. 19, 16:56

Вот!!!

Добавлено через 1ч. 21мин.:

Заказал себе вчера такой датчик расхода жидкости.
https://ru.aliexpress.com/....675433edTGPgPC
На воду охлаждения хочу поставить, чтоб воду экономить.

Заказал себе вчера такой датчик расхода жидкости.IvanAltay, 07 Окт. 19, 23:04

писали про такой на ЛабСпирите..  полное фуфло..  на разных потоках - показывает разные данные..
чисто из за тормозящего влияния - пристеночных завихрений... 
чем меньше поток - тем выше погрешность..  
был сделан вывод - полное Г...

Как этот холодильник называется?
...
Как то не складывается у меня в голове нормальный конструктив.BogAD, 07 Окт. 19, 17:04

Холодильник нестандартный, "самодельный". Можно взять любой прямой. Лишь бы были две коаксиальные трубки на которых можно было бы организовать обкладки конденсатора и была возможность пустить спирт между трубками. Но суть-то не в этом. Стекляшка случайно под руки попалась, когда рылся в старом хламе. Мне просто интересно было оценить порядок емкости конденсатора со спиртом внутри обкладок. Стекляшка идеально подошла для этой цели. А конденсатор совсем не обязательно делать в стекле. Можно взять две алюминиевые трубки подходящего диаметра, анодировать их (чтобы исключить всякую электрохимию за счет протекания токов проводимости) и организовать течение так, чтобы зазор между трубками как раз и образовывал накопительную (измерительную) емкость. Например, так, как уже использовалось при измерении проводимости ([сообщение #11375803]). Вы же сами эту ссылку как-то приводили.

Проблема пороговых устройств с накоплением жидкости, которые обсуждались на данной ветке, заключается в том, что, при малых расходах, время измерения может оказаться слишком большим. Например, при типичной скорости отбора голов 50 мл/час и объеме приемной емкости 5 мл время наполнения емкости (т.е. время измерения расхода) будет порядка 6 мин. Т.е. о том, что у вас подзасорился жиклер или измочалился шланик перистальтики вы в лучшем случае узнаете лишь через 6 минут. А в худшем - не узнаете. Т.к. емкость наполняться не будет. Поэтому желательно измерять скорость отбора непрерывно. Т.е. - в процессе ее накопления в накопительной емкости, которую, в свою очередь, тоже нужно периодически опорожнять. Тогда мы и мгновенную скорость отбора получаем и общий расход за большой промежуток времени.

Ну в общем-то, я все это подробно нарисовал и написал на рисунке в приложении к топику. Мне кажется, вполне рабочая и недорогая конструкция получается. Ну и в заключение еще несколько комментариев:
1. Линейность обеспечивается качеством трубок и анодирования.
2. Тепловым расширением для данной задачи в такой конфигурации вполне можно пренебречь.
3. Спиртуозность должна влиять, т.к. у спирта и воды разные диэлектрические проницаемости. Степень влияния нужно проверять экспериментально. Но меня, в основном, интересует ректификация. А там мы всегда отбираем почти чистый спирт.
4. Поскольку мы измеряем емкость, а не проводимость, то влиянием примесей тоже можно пренебречь (если их объемы на уровне процентов и меньше). Т.е. вклад примесей в емкость будет пропорционален их относительному объему.

На воду охлаждения хочу поставить, чтоб воду экономить.IvanAltay, 07 Окт. 19, 23:04

Как Вы собираетесь экономить воду? Это просто показометр - сколько примерно воды прошло через него. Я тоже прошел через такой расходомер. Надо чем-то регулировать поток, чтобы экономить.

Надо чем-то регулировать поток, чтобы экономить.surami56, 08 Окт. 19, 08:39

Мне кто то подсказывал на форуме, есть термостаты от моторных лодок - у них открытие клапана пропуска есть от 40 градусов..    Идеальная вещь - на систему слива избытка тепла самотеком..  саморегулируемая..