Sensor für Füllstandsmessung in einer Flasche?

[Gnom67]

Hallo!
Ich hätte da noch ne Idee... Du könntest einen Schwimmerstab (wie schon oben vorgesehen) mit einem Code versehen und mit Lichtschranken auslesen.
Entweder ein einfacher Code, der mit zwei versetzten Lichtschranken ausgelesen wird (im Bild links) - das Signal würde dann wie bei einem Drehgeber ausgewertet werden und könnte nur eine relative Position angeben, müsste also fehlerfrei gelesen werden.
Oder mit drei oder mehr Lichtschranken, die einen binären Code auslesen (im Bild rechts) - die Anzahl der Lichtschranken bestimmt die Auflösung der Messung. Mit 3 Lichtschranken hast du 8 Messstufen, bei 10 Liter Volumgen also eine Abstufung von 1,25 Litern. Mit zusätzlichen versetzten Lichtschranken übereinander an der ersten Bitposition könnte man die Auflösung noch erhöhen. Das ist extrem zuverlässig, weil sich auch nach dem Entfernen und Wiedereinsetzen des Messrohres ein eindeutiger Messwert ergibt, der nicht (wie beim Drehgeber) davon abhängt, einzelne Schritte verlustfrei zu verfolgen.
Für die Anordnung der Lichtschranken gibt es unzählige Möglichkeiten mit Gabel- oder Reflexlichtschranken. Da müsstest du mal überlegen, wie es möglichst kompakt und zuverlässig gebaut werden kann.
Die Elektronik wäre einfach und könnte im Fall des binären Codes sogar mit Messungen in langen Intervallen auskommen (z. B. einmal pro Stunde). Du könntest sie also mit einem sparsamen µC und einem Funkmodul sogar kabellos bauen und sie würden mit ner Knopfzelle viele Monate laufen. (Vielleicht können dir Nurazurs Tino-Platinen dabei nützlich sein. Oder du baust das mit einem ESP mit WLAN.)

[Moppi]

Das ist doch mal eine interessante Idee!
Finde ich gut.

MfG

[Gnom67]

Wenn ich gerade nicht falsch kombiniere, geht es mit diesem Muster (abgeleitet aus einem Greycode) auch mit 4 Lichtschranken paarweise übereinander - dann ist die Auflösung 15 Stufen. (Die vier weißen Felder gehören auch dazu.) Man könnte die Lichtschranken am oberen Ende eines Rohres anbringen, das man mit einem Stopfen auf die Flasche setzt oder am Rand eines Gefäßes befestigt. Das Rohr müsste so lang sein, dass es den Schwimmstab sicher führen kann, 10 cm Länge und 1-2 cm Durchmesser müssten reichen. Der Schwimmstab (eine durchsichtige, starre Plastikleiste) müsste so lang sein wie das Gefäß hoch ist plus die Rohrlänge, unten eine Styroporkugel oder sowas für den Auftrieb haben und die Markierungen müssten so skaliert werden, dass sie den oberen Teil des Schwimmstabes über eine Länge bedecken, die der Füllhöhe des Gefäßes entspricht. Die Lichtschranken könnten zugleich als mechanische Führung dienen. Eine weitere Führung müsste am unteren Ende des Rohres sein. Der Schwimmstab ist sehr leicht, es genügt also ein relativ kleiner Schwimmer und es gibt kaum Reibung, so dass der Mechanismus recht zuverlässig sein dürfte. Die Markierungen und die Lichtschranken kommen nicht mit Wasser in Berührung und es kann somit auch keine Beeinflussung durch Wasser geben (höchstens durch Kondenswasser). Das Ganze wäre recht kompakt und die Elektronik könnte man auch noch seitlich an dem Rohr unterbringen.
Probleme gibts erkennungstechnisch am Übergang zwischen den Codes - hier kann es sein, dass ein völlig falscher Wert angezeigt wird. Das lässt sich aber auf Plausibilität prüfen, denn es ist ja bekannt, welche Werte benachbart sind. Nur wenn Werte übersprungen werden, kommt diese Plausibilitätsprüfung aus dem Tritt (beim Auffüllen des Gefäßes zum Beispiel oder wenn die Zeitabstände zwischen den Messungen so groß sind, dass mehr als ein Messschritt auftaucht - z. B. bei einem Leck). Wenn die Elektronik eine Art Messhistorie führt, kann sie plausible und unplausible Werte identifizieren. Nach dem Auffüllen würde sie erkennen, dass der Messwert nicht plausibel ist (weil plötzlich am anderen Ende der Skala). Wenn der Pegel wieder langsam sinkt, kommen Werte, die ausgehend von dem "unplausiblen" Messert dann wieder plausibel sind.
Bei vier Lichtschranken nebeneinander mit einem echten Greycode ist das Problem geringer, weil jeder Messwert immer plausibel ist und im Grenzbereich immer nur zwischen den beiden tatsächlichen Werten schwanken kann. Die Erkennung eines völlig falschen Wertes ist ausgeschlossen. Allerdings lässt es sich kaum so kompakt bauen.

[oberallgeier]

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