Электронный спиртометр.Концепция.

Для непрерывного контроля спиртуозности продукта сейчас широко применяются попугаи и спиртометры типа АСП. Уэтой композиции имеется ряд недостатков - громоздкость,хрупкость АСП,большой объем,требуется измерение температуры для коррекции.Эти недостатки мешают ряду применений - автоматика по спиртуозности,ввод спиртуозности в систему автоматики и др.Предлагаю такие решения - замена ареометра на допустим,цилиндр небольшого размера и определенного веса.Цилиндр прикреплен к типа электронным весам ,достаточной точности ,скажем тягой.Как выглядит - коробочка размером 50 х 50 х 30 мм из которой выходит трубка ф15мм длиной 50мм ,тонкостенная ,с отверстием вверху для выхода воздуха.Внутри трубки находится цилиндр и датчик температуры.Сам измеритель веса имеет табло спиртуозности и разъем входа - выхода.Питание внешнее или батарейное.Табло или светодиодное или жк соответственно.Размеры условные.Точность весов позволяет измерять плотность раствора в широких пределах даже при применении небольшого погружного тела с пересчетом в спиртуозность с температурной коррекцией.Устройство вполне можно сделать очень миниатюрным с отделением электронной части,или полностью перенести ее в автоматику.

Добавлено через 1ч. 14мин.:

Эскизик конструкции с системным разъемом для ввода в автоматику или измерительную часть.Термистор - два вывода.Тензодатчик два вывода.

Добавлено через 12мин.:

Погружное тело жестко закреплено на тензодатчике.

Добавлено через 16ч. 23мин.:

Сылка на разборку ювелирных весов - ,с 3 минуты показан измерительный тензодатчик.Для нашего случая он может быть раза в два меньше.К сожалению ,сам мало шарю в микроконтроллерах.
Ну и напоследок - спиртометр такого типа прекрасно будет работать внутри ВАКУУМНОЙ инсталяции.

Добавлено через 7ч. 56мин.:

Спиртометр,при массовом производстве не дороже пары АСП и мензурки,имеет табло на три разряда,три кнопки.Вкл.Калибровка - два режима,вес непогруженного цилиндра и вес цилиндра в воде.Третья - спиртуозность,температура раствора,удержание показаний.

Добавлено через 15ч. 37мин.:

Ссылка на тензодатчик - https://aliexpress.ru/...4a-19e96b348f60

Добавлено через 1ч. 16мин.:

Подключение тензодатчика к ардуино - https://arduinomaster.ru/...rduino-i-nh711/

Добавлено через 22ч. 44мин.:

По физической формуле определим выталкивающую силу на погруженный в жидкость объем,допустим 1см х 1см х 2см = 0,01 х 0,01 х 0,02 =0.000002 метра кубических.Действующая сила в ньютонах – плотность жидкости х g х объем.Итого для воды – 1000 х 9,8 х 0,000002 =0,0196 Н,для спирта – 0,015484 итого 0,004116 Н.Итого диапазон зменения выталкивающей силы в граммах -0.4116гр.Увеличив объем грузика грубо в 2,5 раза получим 1гр.При разрешающей способности 0,01гр(я думаю она реально больше и зависит от разрядность ацп )получим на один градус – 0,01 гр ,что очень реально,размеры грузика при этом – ф18мм х 20мм.

Добавлено через 1ч. 41мин.:

Выталкивающую силу легко рассчитать по онлайн калькулятору.При диаметре грузика ф16мм х 50мм разница выталкивающей силы при 90гр и 100 гр спиртуозности спирта будет 0,21 гр ,что при разрешении 0,01 гр составляет пол градуса спиртуозности .При разрешении 0,001 гр (как на хороших ювелирных за 900 рублей) количество делений будет 200 ,т е через 0,05 градуса спиртуозности – вполне достаточно даже для онлайн определения (в процессе отбора,автоматически) четкого перехода от голов к телу.Соответственно увеличивая объем погружного тела можно еще более повысить точность.

Михал Стаканыч, вообще, довольно интересно. Сейчас разобрал свои бытовые весы, там аж целых четыре тензодатчика стоит(на каждой ножке)! По три провода с каждого тензодатчика к процессору идут. Сразу разобраться в назначении всей проводки не удалось(там чёрный/красный/жёлтый провода, вероятно что это питание и шина данных). Весы эти, точно взвесили две монеты 5 рублей/13 грамм. Легко бы ввязался в этот прожект, нету у меня тензодатчика понятного. Али закрыли/закрывают... Можно ещё неисправные весы на Авито поискать...

Попробуем просчитать требуемый объем спирта ,для погружного тела ф16мм х 50мм.Пусть с каждой стороны будет слой 5мм. Объем в гр – 0,5 х 2 х 3,14 х 5 +1,3 х 1,3 х 3,14 х 1=15,7 + 5,3 = 21 мл.

Михал Стаканыч, готов впрячься в прожект, если найду тензодатчики и считаю с них удачно показания.

Добавлено через 4мин.:

21 млМихал Стаканыч, 04 Февр. 20, 19:17

Думаю, надо измерительный стакан /взвешиваемое тело брать побольше в разы(может и на порядок). Точность будет выше.

Все про тензодатчики и программы ,как где чего - все это есть на ютюбе и в поисковике.Разборки различных ювелирных весов.Не проблема купить и тут и на али.Но сам я в микроконтроллерах не шарю но могу клише сделать (фунты нравятся) фотолитографией со всеми вытекающими - другая специализация.Самое главное ,что бы тема была воплощена в жизнь.Может китайцы увидят и быстро наделают - вещь то нужная.

Добавлено через 5мин.:

готов впрячься в прожект, если найду тензодатчики и считаю с них удачно показания.IvanAltay, 04 Февр. 20, 19:19

Выше была ссылка - https://arduinomaster.ru/...rduino-i-nh711/ С объемом согласен,но начать то с чего то нужно.

Михал Стаканыч, не совсем вник в методику, измеряем вес взвешиваемого тела плавающего в жидкости?
ДЫК может просто измерять точно вес попугая на весах, в котором находится жёстко закреплённый ареометр некий спиртовый(на внешней штанге)? Там довольно линейные формулы все. И исходники калиброванные уже(и попугай, как ёмкость и ареометр, как погружное тело).

Кстати есть онлайн калькулятор выталкивающей силы - https://planetcalc.ru/975/.

Добавлено через 5мин.:

Да ,измеряется сила ,с которой выталкивается полностью погруженное тело.

Добавлено через 6мин.:

Попробуем просчитать требуемый объем спирта ,для погружного тела ф16мм х 50мм.Пусть с каждой стороны будет слой 5мм. Объем в гр – 0,5 х 2 х 3,14 х 5 +1,3 х 1,3 х 3,14 х 1=15,7 + 5,3 = 21 мл.Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 19:17

Грубо говоря - в минимальном объеме,можно встроить в систему,размеры никакие,не бьется,выводит показания в автоматику,а та решает "УСЕ".В том числе при разрешении 0,001гр ,а это 0,05градуса спиртуозности,даже окончание голов,подход хвостов и прочую лобуду.

Да ,измеряется сила ,с которой выталкивается полностью погруженное тело.Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 19:48

Ну это понятно. Не совсем мне понятна метода определения плотности/спиртуозности.

Добавлено через 7мин.:

Михал Стаканыч, предлагаю поставить на весы попугай(в котором будет примерно одинаковый объём), в него погрузить спиртометр, жёстко закреплённый на штативе(который прикрутим к земле/фундаменту). Чем выше будет спиртуозность в попугае, тем меньше будет выталкивать спиртометр из попугая(тем меньше будет вес попугая итоговый). По довольно простым линейным формулам, высчитываем плотность жидкости(через финальную массу попугая). Нарисовать?

Грубо говоря еще раз - при спиртуозности 96гр, изменение температуры кипения(пара)раствора на 0,1градуса цельсия вызывает изменение спиртуозности на 1 градус,а у нас разрешение 0,05 градуса.Прыкинь?

выводит показания в автоматику,а та решает "УСЕ".В том числе при разрешении 0,001гр ,а это 0,05градуса спиртуозности,даже окончание голов,подход хвостов и прочую лобуду.Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 19:48

Вот тут, не соглашусь. Есть точность/разрешающая способность датчиков, дальше точность измерения процессора аналогового сигнала от датчиков...
Чем лучше мы сделаем все компоненты системы, тем точнее всё будет на выхлопе.

предлагаю поставить на весы попугай(в котором будет примерно одинаковый объём), в него погрузить спиртометр, жёстко закреплённый на штативе(который прикрутим к земле/фундаменту). Чем выше будет спиртуозность в попугае, тем меньше будет выталкивать спиртометр из попугая(тем меньше будет вес попугая итоговый). По довольно простым линейным формулам, высчитываем плотность жидкости(через финальную массу попугая). Нарисовать?Посл. ред. Сегодня, 20:05 от IvanAltayIvanAltay, 04 Февр. 20, 19:59

Зачем нам вообще попугай с его гиганскими размерами,как точно измерить вес раствора (его объем )?Когда есть только один показатель - вес и все из 304 нержи,прямо на колоне и размер ф25 х 80 мм,имеет паразитный объем спирта 21 мл + непрерывное измерение (для допустим случая 90 - 100 гр спиртуозности).

Добавлено через 4мин.:

Прикольно и то ,что при неизменном объеме тела ,простым коэффициентом в программе ,можно одной кнопочкой менять диапазон онлайн измерения спиртуозности - 0 - 100 или 10 - 50,или 95 - 98, как,холодного раствора,так и горячей флегмы(термометр не дремлет).Ваще бомба.

Прыкинь?Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 20:08

Сразу понятен подход к измерениям, человека ни разу не делавшего даже простой градусник на микропроцессорах.
Вот бывает простой термостат(вкл/выкл при достижении порогового значения температуры). Есть PID регуляторы, которые выравнивают этот гистерезис классического термостата(при помощи математических вычислений/более точной регуляции). А есть Нейронные сети самообучающиеся, им нужны итоговые результаты(не правильных/фатальных обучений). Не так всё просто, в простой системе взвешивания. С хреновыми датчиками/не правильным методом измерения, ничего не получится. Кому нужен спиртометр, с погрешностью 5..10%....

Добавлено через 11мин.:

Зачем нам вообще попугай с его гиганскими размерами,как точно измерить вес раствора (его объем )?Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 20:16

Вся фишка попугая, что объём жидкости в нём постоянный примерно(в некоторых диапазонах струи). Именно поэтому, попугай и применяют как резервуар с постоянным объёмом для измерения спиртоузности ареометром.

Концептуально будет решить нужно ли во время всей сгонки иметь точную информацию по содержанию спирта в отборе(струе). Я считаю не нужно. Для меня во время простой сгонки есть две точки когда нужно точно знать содержание спирта в струе. Это переход на отбор хвостов - 60%. И завершение сгонки - это 1-2%. Эти моменты прекрасно определяются по t. Зачем усложнять процесс?
Написал не в осуждение. Это мой взгляд на этот вопрос.

вот рабочая идея [сообщение #13606450]
так же есть тензодатчик и поплавок но добавлена переливная трубка, измерение крепости и количества продукта, 2 в 1

тензодатчик что-то около +-1%

электроника тензодатчик + HX711 + arduino, корпус думаю отпечатать на 3Д принтере но все руки не доходят

Вся фишка попугая, что объём жидкости в нём постоянный примерно(в некоторых диапазонах струи). Именно поэтому, попугай и применяют как резервуар с постоянным объёмом для измерения спиртоузности ареометром.IvanAltay, 04 Февр. 20, 20:25

Допустим вместо того что бы измерять только ОДИН параметр(выталкивающая сила)нам нужно контролировать ВЕС И ОБЪЕМ (для разрешения по спиртуозности 0,05 - точность должна быть,без изменения от температуры,от струи по стенкам)- всего два.Зачем?

Для меня во время простой сгонки есть две точки когда нужно точно знать содержание спирта в струе. Это переход на отбор хвостов - 60%. И завершение сгонки - это 1-2%.Kolew, 04 Февр. 20, 20:41

Воттттт!!! Это нужный параметр, для начала расчётов. Диапазон измерений. Нужно ориентироваться на Главные диапазоны. Техническое задание любого измерительного прибора, должно содержать диапазон измерений с некоторой точностью. Измерять точно всё в галактике Млечный путь, не получится.

вот рабочая идея [сообщение #13606450]
так же есть тензодатчик и поплавок но добавлена переливная трубка, измерение крепости и количества продукта, 2 в 1dee, 04 Февр. 20, 20:41

Тоже вариант.Как было обозначено выше,основное назначение моего варианта онлайн измерение в процессе работы как горячей флегмы,так и отбора.Датчик за 3$ и минимальный объем спирта 21 мл позволяют на диапазоне 90 - 100 получить разрешение 0,05 градуса с коррекцией по температуре.Перелив (отверстие ) тоже есть.

Допустим вместо того что бы измерять только ОДИН параметр(выталкивающая сила)нам нужно контролировать ВЕС И ОБЪЕМ (для разрешения по спиртуозности 0,05 - точность должна быть,без изменения от температуры,от струи по стенкам)- всего два.Зачем?Михал Стаканыч, 04 Февр. 20, 20:51

Конструкция будет сильно проще, если взвешивать ёмкость с постоянным объёмом жидкости. Жёстко закреплённый поплавок в взвешиваемой ёмкости, тоже упростит конструкцию/точность. Вес спирта в попугае будет давить на весы вниз, поплавок вверх. Получается надёжное устройство с линейными формулами вычисления. Если измерять силу давления поплавка через рычаг, будет всё сильно сложнее. Думаю, надо нарисовать мою идею(чтоб было понятнее).

Добавлено через 4мин.:

вот рабочая идеяdee, 04 Февр. 20, 20:41

Сразу, сложная конструкция. Проще поплавок установить жёстко на кронштейн к земле. Поплавок будет давить с некоторой силой на ёмкость с жидкостью, а уже вес ёмкости и измерять.

Концептуально будет решить нужно ли во время всей сгонки иметь точную информацию по содержанию спирта в отборе(струе). Я считаю не нужно. Для меня во время простой сгонки есть две точки когда нужно точно знать содержание спирта в струе. Это переход на отбор хвостов - 60%. И завершение сгонки - это 1-2%. Эти моменты прекрасно определяются по t. Зачем усложнять процесс?Kolew, 04 Февр. 20, 20:41

Есть у меня два штангеля,простой и японский,электронный - с последним совсем другой кайф,все видно и слепому.Здесь же решается весь спектр старых проблем ,а также и следующая ,описанная выше про разницу спиртуозности кипящего спирта в десятку цельсия - 1гр или 0,05 градуса и что это дает.Тем более температура кипения зависит от давления,что существенно.

Ладно. Оба метода измерения имеют право на жизнь. Теперь углубимся в детали. Если измерять массу попугая(которая сильно выше массы поплавка), будет меньше разброс показаний/значений измеряемой величины. Если измерять характеристики лёгкого поплавка, дельта будет сильно выше и нужно будет математически вычислять середину показаний(не исключён фактор воздействия струи на поплавок). Как будем калибровать оба прибора?