Определение уровня жидкости в колбе

[Mattur]

В стеклянный сосуд наполняется (или наоборот, вытекает) прозрачная жидкость. Задача: поднять шухер при определённом уровне жидкости в стеклянном сосуде. Погружать что-либо в жидкость нельзя.
Полагаю, можно использовать оптический датчик, реагирующий на изменение преломления света. Например, опустошение сосуда. Светодиод пусть светит на уровне барьера шухера вверх под углом. Рядом с ним фотодиод принимает блики от границы жидкость/газ. Как только уровень жидкости упадёт ниже этой пары, уровень сигнала резко понизится.
Однако, как избежать ложного срабатывания? В случае "электронной растяжки" луч кодируют и фотоприёмник следит только за ним. Но там всё просто - есть сигнал/нет сигнала. В моём случае вряд ли удастся такого добиться, сигнал не исчезнет, а просто уменьшится, т.е. надо следить за скачком. Если я правильно понимаю, скачок уровня можно поймать с помощью внутреннего АЦП МК. Но ведь сначала нужно выделить сигнал! При этом он оцифруется и потеряет амплитуду. Тут я в замешательстве. Как следить за амплитудой кодированного сигнала?
Может быть, я иду не в том направлении и есть какие-то другие надёжные способы точного определения уровня жидкости за стеклом?

[wws63]

В EEPROM МК пользователем заносится величина, соответствующая состоянию "жидкости нет". Далее МК программно сравнивает полученную и контрольную величины оцифрованного с помощью АЦП сигнала и при необходимости "сигналит". Всё очень просто. Достаточно простенького ПИКА, например, PIC12F675

[cyclone]

Можно определять уровень жидкости с помощью ультразвукового излучателя, покопайте в этом направлении

[Сэр Мурр]

Если сосуд прозрачный, то в момент пересечения светового потока уровнем жидкости будет резко меняться ток фотодатчика- именно в этот момент. К сожалению, в такой простой схеме трудно поймать разницу между процессами наполнения и опорожнения сосуда.
На инфракрасном фотодатчике можно работать и с непрозрачными жидкостями.
Схема используется в лабораторном оборудовании.

[luyulya]

Если известна плотность то можно определять вес, и если он больше допустимого то ...

[Soir]

...Однако, как избежать ложного срабатывания?...

Может вот такой вариант:
Фотоприемник принимает сигнал, АЦП его измеряет и запоминает. Это будет уровень фона. Затем включается светодиод, АЦП измеряет сигнал, сравнивается с записанным и при определенной разнице срабатывает сигнальное устройство. Можно установить два фотоприемника на разной высоте для отслеживания направления изменения уровня жидкости.

[Soir]

Для большей точности можно использовать лазерный излучатель.

[Invisible-Shadow]

Можно купить готовый модуль-АЦП, на его вход подать сигнал от датчика, а выход подключить к компьютеру. На компе установить соответствующее программное обеспечение, которое умеет обрабатывать данные от таких модулей, например LabView, и задать в программе определенный уровень сигнала, при достижении которого она должна будет подавать сигнал.
Достоинства такого метода:
1) не нужно париться и выдумывать какие-то схемы, всё собирается на основе готового оборудования и программного обеспечения. Отсюда вытекает следующее достоинство:
2) быстрота получения готовой работающей установки (что может быть важно, если подобная схема изобретается автором не для удовлетворения собственного любопытства, а для решения конкретных рабочих/учебных задач);
3) можно будет наблюдать за изменением сигнала датчика в реальном времени, что, конечно, не нужно для решения поставленной задачи, но может быть приятным довеском.
Недостатки:
1) бОльшие финансовые затраты по сравнению со сборкой схемы с нуля из кучки деталек;
2) громоздкость конструкции - вместо небольшой коробочки, которую поставил и забыл, пока она не начала сигналить, необходимо ставить комп или хотя бы ноут.

[Meteor]

Недостатки:
1) бОльшие финансовые затраты по сравнению со сборкой схемы с нуля из кучки деталек;
2) громоздкость конструкции - вместо небольшой коробочки, которую поставил и забыл, пока она не начала сигналить, необходимо ставить комп или хотя бы ноут.

А во сколько обойдется разработка своей аппаратной части, в рамках работы с той же LabView? Думаете дешеле стоимости "минимального" модуля от компании L-Card?

[Invisible-Shadow]

Что значит своей аппаратной части? По сути ничего разрабатывать не надо. Модуль берется готовый, а в LabView нужно будет просто виртуальную схему измерений создать, чтобы прога знала какими модулями и как обрабатывать сигнал, и как его на монитор выводить. Да и вообще я LabView только в качестве примера привел, можно использовать и любой другой готовый подходящий софт.

[MIF]

1. Если сосуд допустимо размещать на амортизаторах, то определять переполнение можно по его весу.
1.1. Так же, при наличии некоторой амортизации, можно вибрировать сосуд и измерять инетрное сопротивление этой вибрации по наполнению массы сосуда.
2. Если на горловину сосуда одеть ВЧ индуктивность, задающую частоту генератора, то можно определять уход этой частоты по заполнению жидкостью диэлектрического пространства вблизи катушки.
3. В ряде случаев, звук струи, заполняющей ёмкость, так же меняется от степени заполнения сосуда. То есть можно измерять шум пролива, его давление.
4. Бесцветную жидкость можно подкрасить внешним освещением.
5. На поверхности заполнения можно создать стоячую волну легко вибрируя ёмкость и использовать фотодетекцию.
5.1. Можно совершать слабые сейсмоточки сосуда и измерять инерционные отклики.
6. В ряде случаев можно использовать эффект давления жидкости на стенки сосуда. На противоположных сторонах располагаются зеркала, через которые пропускается лазерный луч. Он же, кстати, будет заметно рассеиваться, переотражаться при прохождении через жидкость.
7. Есть методы неразрушающего контроля при помощи СВЧ.

Погружать что-либо в жидкость нельзя.

Это не корректная форма. Стекло же используется в качестве сосуда!? Значит, в стекло может быть вплавлен магнитик, пузырёк с воздухом, какая-нибудь метка. Так же, в сосуд можно опустить стеклянную трубочку или стержень. Такое включение уже может быть предусмотрено в сосуде при его изготовлении.

[Mattur]

Всем спасибо. Много интересных мыслей. Придется скорректировать цель. Не важно, наполняется сосуд или опорожняется. Модифицировать имеющееся оборудование (что-либо вплавлять в стекло) мне просто не дадут. Колба закрепляется в штативе а также шлифовым соединением - вариант с измерением массы отпадает. На главный терзающий меня вопрос ответ дал тов. Soir - замер внешнего шума, похоже, именно то, что мне нужно.

[diesel170]

В журнале Радио была простая схема для контроля уровня расплавленного стекла.
Источник света светит на поверхность под углом, отражённый луч попадает на фоторезисторы. Уровень в норме - луч светит между фоторезисторами, уровень поднялся - луч попал на один фоторезистор, опустился - на другой.
Сама схема - резистивный мост, поляризованное реле и выпрямитель. Всё! И никаких АЦП и МК - просто и надёжно

[olegators68]

Ну а куда дорогущеи "метраны", "сапфиры" "м2000" и т.п. пьезеки делись, точные заразы, если не бултыхать .
Токо по первому посту, ну если жуткая температура расплава , тады глаза, как датчик.
Сигнал токовый, стандартный, заточен под АЦП МК.

[Gwynble1dd]

Здравствуйте!!! подскажите, пожалуйста, как лучше собрать устройство для измерения уровня жидкости в лабораторном сосуде не более 250мм высотой и внутренним диаметром 42 мм.
диапазон измерений: от 0 (!) до 240мм
5% погрешности
выходной сигнал: 8-разрядный последовательный код

не пойму какой лучше датчик использовать: ёмкостной, поплавковый, гидростатический, акустический.....
может есть функциональная или принципиальная схема, удовлетворяющая этим требованиям?



Тема дубль.
Сюда перенес.

aen