Füllstand von nichtleitenden Flüssigkeiten ermitteln

**Kaiser-F** · 08.04.2006, 21:31

Hallo beisammen.

In einem hydrauischen System möchte ich ein Warnsystem einbauen.
Dieses Warnsystem soll immer den genauen Füllstand des Öles ermitteln
können und es als Zusatzfunktion an einem Bildschirm ausgeben.
Um das alles zu realisieren, muss es erstmal gelingen den Füllstand einer
NICHT-leitenden Flüssigkeit zu ermitteln.

Ich habe zunächst nach mechanische Wege gesucht. Doch leider gibt es
nur diese berümten Schwimmschalter. Die A viel kosten, und B nur VOLL
oder LEER aussagen können.

Die finale Methode wäre diese Idee:
Man setzt einen Plattenkondensator in den Öl-Tank. Das Öl muss dabei
zwischen den Platten steigen können. Das Öl ist nichtleitend, und bildet
somit ein Dielektrikum im Kondensator. Je höher der Ölstand ist, desto
mehr Dielektrikum befindet sich im Kondensator, was wiederum zu einer
höheren Kapazität des Kondensators führt. Diese Kapazität müsste man
messen.

Ein Kollege von mir ( Element115 ) hatte die Idee, den Kondensator nicht
in form zweier umständlichen Platten zu gestalten, sondern in Form eines
Zylinder-Kondensators. Diese Idee ist Spitze, denn solch ein Kondensator
ist sehr einfach zu bauen, ist stabil, und lösst sich gut befestigen!

Hier erst mal eine Skizze:

Bild hier
Sorry wegen der Größe...

Leider bin ich nicht so fit in analogen Schaltungen...
Man müsste nun eine Schaltung auf 5V Basis entwerfen, die
beispielsweise in Abhängigkeit von der Kapazität des Kondensators eine
Taktfrequenz erzeugt. Diese könnte man im Microkontroller per Timer
zählen und auswerten.

Leider bin ich wie gesagt in der Analogtechnik nicht besonders fit und
benötige daher eure Hilfe.

EDIT:
Hier wird ein solcher Taktgenerator beschrieben per NE555 und Verwandten. Was haltet ihr davon?
http://www.elektronik-kompendium.de/...t-lmc555cn.htm

Nach erhalt eurer meinungen werde ich einen Versuch starten.

**Manf** · 08.04.2006, 21:51

Die Schaltung ist für die Messung kleiner Kapazitäten, beispielsweise bei der kapazitiven Füllstandsmessung, gemacht:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...?p=22772#22772

Manfred

**PICture** · 09.04.2006, 00:07

Hallo Keiser-F!

Dein Messkondensator lässt sich (vielleicht) noch vereinfachen, wenn Du als eine Platte den Öltank selber nimmst. Die kapazität des Kondensators kann man rein digital messen, weil sie sich in eine Impulsdauer mit doppeltem Monoflop wandeln lässt. Man kann auch die Impulse danach in eine Gleichspannung wandeln und messen. Die ausgewählte Messmethode ist von der Kapazität des Kondensators und der benötigten Genauigkeit abhängig.

MfG

**Kaiser-F** · 09.04.2006, 10:39

Hallo PICture.

Leider ist mein Tank aus Kunststoff. Ich werde demnächst mal einfach einen solchen Kondensator bauen. Dann kann man den Kapazitätsbereich mal berechnen. Ich versuch dann auch die Kapazität mit meinem Multimeter zu messen, weiß aber nicht, in welchen Größen sich das ganze abspielt. Darum, einfach mal baun!

**BlackDevil** · 09.04.2006, 15:15

jop genauso macht man das auch. Ich kann dir, wenn du magst, eine Aufgabe für unsere Prüfungsvorbereitung geben, da ist eine Ähnliche Aufgabe

Unter anderem soll man da auch den Zusammenhang zwischen der höhe h und der kapazität C ermitteln und graphisch darstellen.

bei bedarf sag bescheid

**Madgyver** · 09.04.2006, 15:30

Ich würde meinen, dass die kapazitätsänderung sehr klein ist. Den Kondi selber zu bauen besonders nen zylindrischen ist ziemlich schwierig. Schwierig würde ich es finden, den so zu bauen,das er nicht seine Kapazität verändert wenn er schieff liegt oder so.

Meiner meinung nach wäre ein Streiben Doppelt kaschiertes Kupferblech besser geeigent, was Kapazitätsstabilität angeht.

**PICture** · 09.04.2006, 15:53

Hallo KeiserF!

Du kanst den "Rohrkondensator" auf dem Tankverschluss befestigen, damit er immer schön senkrecht bis zum Boden des Tanks ist. Zum messen wäre dann nur die Kapazität bei leerem und vollem Tank, da die Äbhängigkeit der Kapazität von dem Flüssigkeit Pegel linear ist. Wenn Du schon so weit bist, dann melde Dich, bitte, wieder und machen wir weiter.
Zu Beachten wäre, dass der Raum zwischen Platten im Tank mit Öldampf und nicht mit Luft gefüllt wird, was die min. Kapazität erhöhen würde. Na ja, aber bischen experimentieren ist achon angesagt.

MfG

**thoweiss** · 14.05.2006, 21:02

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an einer ähnlichen schaltung zur messung einer Regenwasserzisterne.

Ich verwende die folgende Schaltung:

hab sie auf einem Stück Lochraster nachgebaut, und sie scheint zu Funktionieren...

Leider sind die messwerte ein wenig instabil, mein sensor ist wohl ein wenig überarbeitungswürdig....

der sensor besteht aus einem kunstoffrohr um das ich ca 50m 1 adrige leitung mit 1,5 mm² gewickelt habe, und im rohr befindet sich eine aluminiumstange.

Bei einer eintauchtife von ca 40cm in wasser habe ich eine Kapazitätsänderung von 640 pF (tocken) auf 3200pF (3,2nF) gehabt.
Hab ich mit einem LCR Messgerät gemessen.
Die Schaltung zeigte dann auch einen sehr deutlichen Ausschlag, aber ich muss wohl noch an den messbereichen und dem sensor feilen...

wer ideen und bverbesserungen hat, immer her damit.

gruß, Thorsten.

**PICture** · 15.05.2006, 11:37

Hallo thoweiss!

Dein Wassersensor schaut sehr gut aus (grosse Kapazitätsänderung). Für Messung des Wasserpegels eignet sich so ein einfaches Kapazitätsmeesser nicht, weil die ermittlung des Pegels ohne Rechnen nicht möglich ist. Besser wäre eine Schaltung die nur den Unterschied misst. Es muss zuerst definiert werden wie das Wasserpegel angezeigt werden soll, danach könnte man eine Messschaltung entwerfen. Ich habe ein bischen Erfahrung damit und helfe gerne.

MfG