Sensor für Grundwasserbehälterstand

Ähnlich wie bei der Frage " Bester Weg, um festzustellen, ob ein 5-Gallonen-Wasserkrug leer ist ", suche ich nach einer Möglichkeit, Wasser in einem Behälter zu messen. Dies ist so, dass es für die Protokollierung und Berichterstellung mit einem Arduino verbunden werden kann. Aber es ist ein ganz anderer Behälter.

Ich habe ein Haus mit dem Haushaltswasser, das aus einem unterirdischen Betontank geliefert wird (ca. 11000 Liter). Obwohl es eine Schwimmerschalter-Abschaltung gibt, wenn sie leer wird (um die Pumpe zu schützen), würde ich gerne wissen, dass sie lange vorher niedrig wird (da es eine Weile dauert, bis ein Tanker eine frische Ladung liefert). Idealerweise genau oder schrittweise (mindestens in Achtelschritten), damit die Software anhand der durchschnittlichen Nutzung vorhersagen kann, wann sie nicht mehr ausreicht, und sie kann auch in Abwesenheit online überwacht werden.

Der Tank hat eine schwere Betonklappe und ein kleines Loch mit einem vorhandenen primitiven Ölmessstab, sodass der Zugang beschränkt ist. Es ist in einer rauen Wüstenumgebung, aber der Pumpenraum und die Stromversorgung sind nur wenige Meter entfernt.

Einige Ideen, die ich hatte:

• Hängen Sie eine Reihe von Schwimmerschaltern mit unterschiedlich langen Ketten von einer Leiste im Tank ab und verbinden Sie sie alle wieder mit einem Controller. Schwer zu installieren, hässlich, Low Tech. Oder ähnliches an einer senkrechten Stange.
• Kontakte (wie ein 2-poliger US-Stecker) an einem vertikalen Pol, die wieder mit einem Controller verbunden sind (wahrscheinlich mit einem Flachbandkabel). Korrosion / Anoden können ein Problem sein, obwohl die Stromversorgung manchmal nur ein kurzer Impuls sein kann. Kondensation, Spinnennetze und tote Käfer können zu falschen Messwerten führen.
• Führen Sie ein vollständig isoliertes Kabel senkrecht nach unten und verwenden Sie es als Antenne zum Senden eines Impulses. Berechnen Sie anhand des Unterschieds zwischen seiner Funktion als Antenne in der Luft und im Wasser (z. B. bei einem SWR-Messgerät), wie weit unten das Kabel liegt Wasser ist.
• Ultraschall (oder Licht?) Entfernungsmesser unter der Luke montiert. Die Reichweite muss bis zu 2 Meter betragen.
• Echolot auf einem Posen. Die größte Herausforderung besteht darin, das Signal abzugeben (lange Kabel können sich beim Befüllen des Tanks verwickeln).

Die letzten beiden wären sogar noch besser, wenn sie drahtlos wären (um zu sparen, dass ein Kabel verlegt wird, das beschädigt werden könnte), aber ich glaube nicht, dass ich die gewünschte Akkulaufzeit erreichen würde (1 Jahr oder länger).

Irgendwelche anderen Ideen? Hat das schon mal jemand gemacht?

Ich habe einen Hintergrund auf Schiffen, auf denen robuste und funktionsfähige Tankfüllstandsanzeigen einen großen Teil der verfügbaren Instrumente ausmachen. Wasser ist die fehlerverzeihendste und am einfachsten zu messende Flüssigkeit - es ist kühl, nicht zu viskos, an sich nicht ätzend und leicht zu reinigen. Es stehen Ihnen viele Optionen zur Verfügung.

Persönlich würde ich jedes System vermeiden, bei dem etwas in Flüssigkeit eingetaucht wird, wenn dies möglich ist. Abdichtung ist nicht einfach. Ich würde auch versuchen, bei einem bewährten System zu bleiben.

So können Sie Ihre Lösungen durchgehen:

1. Mehrere Schwimmerschalter - hat eine schlechte Auflösung. Wäre zuverlässig. Sie können Baugruppen mit LowLow-, LowHigh-, HighLow-, HighHigh-Schwimmendschaltern kaufen, um den Tankfüllstand zu halten. Dies ist jedoch Industriequalität zu Industriepreisen.

2. Dies würde funktionieren, aber Korrosion wird ein Problem sein. Die Auflösung ist abhängig von der Anzahl Ihrer Kontakte.

3. Interessante Idee, würde aber wahrscheinlich viel DSP-Arbeit erfordern. Keine bewährte Methode.

4. Ein Ultraschallsensor wäre meine bevorzugte Methode. Berührungslos, hohe Auflösung, Reichweite von 2 m ist einfach. Bewährtes System.

5. Interessante Idee, würde viel Arbeit erfordern. Einfachere Messung der Lufttiefe nach 4 und einfache Berechnung.

Ein paar andere Methoden kommen in den Sinn:

1. Ein Drucksensor am Boden des Tanks. Dies wird häufig auf Schiffen verwendet, funktioniert gut, erfordert jedoch ein Eintauchen, das vermieden werden kann.

2. Zufluss- / Abflussüberwachung. Ein Durchflussmesser am Ausgang kann Ihnen mitteilen, wie viel Sie verbraucht haben. Derartige Rückschlüsse sind jedoch fehleranfällig.

Es gibt eine Million anderer Methoden, aber sie werden immer komplexer.

Der Ultraschall wäre eine großartige Möglichkeit, dies zu tun. Der allgemein erhältliche Parallax Ping- Sensor würde die Arbeit erledigen. In der Praxis müssten Sie höchstens einmal pro Stunde Messungen durchführen, um eine lange Akkulaufzeit zu erzielen. Der Beton dürfte eine Herausforderung für die Funkreichweite darstellen. Die meisten RF-Transceiver werden jedoch durch Beton durchdrungen. Stellen Sie den Empfänger in der Nähe auf.

Wenn Sie Ideen dazu haben möchten, wie es gemacht wird, suchen Sie bei Google nach Ultraschall- Ölstandsüberwachung - es gibt unzählige kabellose kommerzielle Lösungen.

http://playground.arduino.cc/Main/Waterlevel

Der obige Link hatte einen schönen Ansatz.

Das Prinzip ist das gleiche wie bei herkömmlichen pneumatischen Füllstandsanzeigern, mit der Ausnahme, dass die Messuhr durch einen Drucksensor ersetzt wird und die manuell betätigte Pumpe durch eine Aquariumluftpumpe ersetzt wird.

Wenn die Pumpe eingeschaltet ist, strömt Luft durch das beschwerte PVC-Rohr zum Boden des Tanks, wo Blasen auftreten. In diesem Moment entspricht der Luftdruck im PVC-Rohr dem hydrostatischen Druck am Boden des Tanks. Da der Wasserdruck am Tankboden direkt proportional zum Wasserstand ist, gilt dies auch für den Luftdruck im PVC-Schlauch. Der Luftdruck wird dann vom Druckwandler in eine analoge Spannung umgewandelt. Diese Spannung kann vom Arduino leicht abgelesen werden.

Ein großer Vorteil dieser Methode im Vergleich zu anderen vorhandenen Techniken besteht darin, dass keine elektronischen oder metallischen Teile in den Tank eingebracht werden müssen, wenn die Umgebungsbedingungen (hauptsächlich Feuchtigkeit) nicht günstig sind. Dies vermeidet jegliches Korrosionsrisiko.

Es ist schwierig, wenn Sie nur mit einem kleinen Loch arbeiten müssen. Daher ist es nicht ideal, nach innen zu gelangen, um eine Reihe von Schwimmern oder Kontaktstiften an der Seite zu installieren. Der Ultraschall ist eine gute Idee, aber ich weiß nicht, wie das erreicht werden würde. Persönlich würde ich das Kabel ausprobieren, da es einfach genug ist, um es in das Loch fallen zu lassen und auf Ihre Ergebnisse zu warten.

Wenn Sie versuchen möchten, ein Kabel durch das Kabel zu führen, können Sie diesen Wasserstandsensor verwenden oder zumindest Ihr eigenes Projekt darauf aufbauen.

Es ist nicht korrosiv und hat keine beweglichen Teile, was zu einer erhöhten Genauigkeit und einer geringeren Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls oder Ausfalls führen soll. Das Gehäuse ist wasserdicht, und Sie können eines mit einem Relais kaufen, das Ihren Überwachungsanforderungen entspricht. Das einzige Problem, das ich sehe, ist, dass es nicht drahtlos ist, aber ansonsten scheint es ziemlich funktionell zu sein.

Ich weiß, dass Sie das vor ein paar Monaten gefragt haben. Aber manchmal wird das Projekt mit etwas Technischem nie abgeschlossen, oder zumindest nicht in kurzer Zeit.

Darf ich Ihnen vorschlagen, während Sie Ihre neue Weltordnung mit einem Arduino aufbauen, ein Rohr in das Eintauchloch zu stecken und einen schwimmenden Ölmessstab einzuführen? 1,5 "Rohr. 1/4" Dübel auf eine Ping-Pong-Kugel geklebt. Fahne oben auf dem Dübel. Jetzt siehst du den Level, wann immer du vorbeigehst.

Ich verwende die Ultraschallmethode seit fast einem Jahr und das größte Problem ist, dass der Sensor aufgrund von Wasserinfiltration (Kondensation) ausfällt. Mein letzter Versuch dauerte ungefähr zwei Wochen. Ich habe Plastikspray verwendet, wie Sie es für Werkzeuggriffe verwenden. Ich habe das Wireless-Shield auch verwendet, um eine Website zu erstellen, auf der die Stufe auf jedem an meinen Router angeschlossenen Gerät angezeigt wird. Ich möchte, dass es mir eine E-Mail sendet, wenn der Level unter 10% liegt, aber nicht funktioniert.

Ich würde mich für einen Ultraschalldetektor entscheiden, wie Cybergibbons zusammen mit einem Verwendungs- / Durchflussmesser ( http://www.ebay.com/bhp/water-flow-sensor ) vorschlägt, um zu verstehen, ob es Verluste durch Lecks usw. gibt. ' d Verwenden Sie ein YUN oder Ethernet oder ein Schild, um einen monatlichen Bericht anzufordern oder Ihnen eine E-Mail zu senden / eine Datenbank zu füllen.

Die Bubble-Tube-Methode ( http://dexautomation.com/?p=9 ) fällt mir ein.

Auch kapazitive Messungen sind möglich ( http://olimex.wordpress.com/2012/02/02/duinomite-project-tank-fluids-level-metering-by-capacitance-measurement/ ), jedoch schwieriger. Wenn Sie den Stahl im Beton verwenden können, kann er vollständig berührungslos gemacht werden.

Bitte beachten Sie, dass Sie auf direkte Kontaktmethoden verzichten sollten, wenn das Wasser zum Verbrauch ohne Filterung oder Reinigung bestimmt ist.

Googeln für "Tankfüllstandsmessung Arduino" liefert viele potenziell nützliche Ergebnisse.

Ist der Verbrauch auch so unregelmäßig, dass Sie nicht vorhersagen können, wann der Tank gefüllt werden muss?

Das Problem des eingeschränkten Zugriffs ist schwierig ... Wenn Sie die Float-Idee verwenden würden, wäre es schwierig, das Ding tatsächlich zu installieren. Das andere Problem ist das Abdichten von Komponenten und das Sicherstellen, dass diese nicht korrodieren und falsche Messwerte verursachen, was den Zweck der Installation des Systems zunichte macht. Obwohl es ein anderes Szenario ist, verwende ich diesen Wasserstandsensor , um mein Heimaquarium zu überwachen. Der Sensor ist vollständig isoliert und somit wasserdicht. Der Sensor selbst ist ungefähr 1 mm breit und passt daher wahrscheinlich in Ihr Reservoir. Was ich bisher von meiner Verwendung gesehen habe, ist, dass es ziemlich genau ist und sowohl in meinem Salzwasser- als auch in meinem Süßwassertank funktioniert. Hoffe das hilft!

Ich habe FM-Antennenkabel erfolgreich als Bodenfeuchtesensor und als Flüssigkeitsstandsensor eingesetzt. Tauchen Sie das untere Ende zum Isolieren in einen geschmolzenen Klebestift. Für die dauerhafte Installation in einem Wassertank habe ich das Kabel auch in eine Farbdose getaucht und zum Trocknen aufgehängt, um eine zusätzliche Isolierung zu erhalten. Antennenkabel ohne zusätzliche Abdichtung wurden 3 Jahre lang problemlos für die Bodenfeuchtemessung verwendet. Das obere Ende ist mit zwei Teilen eines LM393 verbunden. Der erste ist ein Schmitt-Trigger mit 470K-Rückkopplung und 1M-Serie. Die negative Seite wird mit 220K zurückgemeldet. Der zweite ist einfach ein Wechselrichter, und der Ausgang wird über 220 K zurückgespeist. Die beiden 220k werden an das Sensorkabel und eine parallele 100pf-Kappe angeschlossen. Das Kabel wird somit differentiell erregt. Der Stromkreis schwingt entsprechend der Kapazität des Sensorkabels. Die Frequenz wird von Ihrem Lieblingsmikro gemessen. Die zusätzlichen 100pf dienen nur dazu, die Frequenz in einem Bereich zu halten, in dem die Oszillationen über eine Leitung eingespeist werden können. Ein Eimer Wasser reicht aus, um das Setup zu kalibrieren.

Sie können ein Stück 2-adriges Kabel in U-Form nehmen, das am Boden des "U" gewichtet ist, um am Boden des Tanks zu ruhen. (Der Grund für die Verwendung eines U-förmigen Drahtes anstelle eines geraden Drahtes besteht darin, nicht ein Ende vom Wasser isolieren zu müssen.) Sie würden dann die Kapazität des Drahtes messen, wobei eine Grundkapazität der Draht ist, wenn er trocken ist, und ein Draht, der nass ist, die Kapazität proportional zu der Länge, die nass ist, erhöhen würde. Jeder Draht, der für den Betrieb im Freien ausgelegt ist, dh kein Wasser aufnimmt, ist ausreichend. Je dicker der Mantel, desto besser ist die Grundkapazität.

Die Kapazität könnte auf die gleiche Weise wie ein kapazitiver Berührungssensor oder ein Kapazitäts-Frequenz-Wandler (manchmal als "Oszillator" bezeichnet) gemessen werden.