Füllstand Regentonne ermitteln

  • Hat jemand schonmal einen Luftdrucksensor BMP180 zweckentfremdet, um damit z.B. Denn Füllstand der Regenwassertonne zu messen?


    Ich meine etwa: Luftdrucksensor in deinen Luftballon wasserdicht verpacken und auf den Boden der Tonne runterlassen.


    Geht das? Reicht der Messbereich aus für sagen wir mal 1.5 Meter Wassersaeule?

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  • Würde theoretisch nicht auch ein normaler Drucksensor, also für mechanische Drücke, am Boden des Behälters funktionieren? Dieser würde die Masse der darüberliegenden Wassersäule messen. Je nach Behälter ist die Umrechnung in ein Volumen dann entsprechend komplizierter. Aber so grundsätzlich sollte das doch funktionieren..zumindest in meinem Kopf. :D

  • Ultraschall-Messung kann ungünstig sein, wenn der Behälter schmal und tief ist wegen der Reflexionen innerhalb des Behälters...


    Aber es geht einfacher:
    Ein unten offenes Rohr (luftgefüllt, an dem oben der (Luft-)Drucksensor befestigt ist und der den Druckanstieg der im Rohr stehenden Luftsäule bei der Füllung des Behälters mißt.
    Vorteil: Technik im trockenen, leicht zugänglich und robust(/langlebig, wenn das Messrohr aus Kunststoff ist...

  • Naja, ich suche -- wie immer -- die einfachste Lösung, also wenig Bauteile, wenig Justage, lieber etwas mehr Software... Und diese Luftdrucksensoren sind genau, billig und man kann sonst kaum etwas damit anfangen.... Nur ist halt fraglich ob sie auch 2000 oder 3000 hPa noch anzeigen....


    Man kann die Tonne auch wiegen, aber dann steht sie wackelig, die Tonne wird vielleicht auch mal verrueckt, dann muss man sie immer genau so wieder hinstellen.
    Das mit dem Rohr klingt ganz gut. Aber was ist, wenn die Luft langsam entweicht. dann Stimmt die Wasserhöhe nicht mehr. Beim Luftballon waere das kein Problem bis gar keine Luft mehr drin ist. Andererseits, wenn die Tonne auch mal leer wird (und das Rohr nicht zu dünn ist) dann kommt ja immer mal wieder Luft ganz automatisch rein. Ein Nachteil beim Luftballon ist auch, dass das Gummi ja einen zusaetzlichen Druck erzeugt, der wieder rausgerechnet werden muss und der ggf. sogar temperaturabhaengig waere. Beim Rohr ist das kein Problem. Statt Luftballon würde man dann vielleicht lieber eine Luftgefüllte Plastiktüte nehmen.

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  • Eine weitere, zugegebenermaßen sehr mechanische Variante, wäre ein Schwimmer der über ein Laufrad am Boden zu einem Sensor führt der auf irgendeine Art und Weise die Bewegung des Seils misst an dem der Schwimmer befestigt. Abnahme der Seillänge im Behälter gleich sinkender Wasserstand. Aber natürlich auch sehr fehleranfällig.


    Bei einem Luftballon oder einer Luft gefüllten Plastiktüte sehe ich das Problem der starken Temperaturabhängigkeit. Bei sehr kaltem Wasser wird die Luft ebenso runtergekühlt, was wiederum zu verändertem Luftdruck führt, obwohl die Wassermenge sich vielleicht nicht geändert hat.


  • Bei einem Luftballon oder einer Luft gefüllten Plastiktüte sehe ich das Problem der starken Temperaturabhängigkeit. Bei sehr kaltem Wasser wird die Luft ebenso runtergekühlt, was wiederum zu verändertem Luftdruck führt, obwohl die Wassermenge sich vielleicht nicht geändert hat.


    Bei einem eingetauchten Ballon sollte der Luftdruck im Inneren dem umgebenden Wasserdruck entsprechen - dessen Temperaturabhängigkeit liegt m.W. im Promillebereich.

  • Wenn die Luft kalt wird macht das nur mittelbar was, naemlcih wenn dadurch das Luftvolumen im Rohr kleiner wird, dann steigt das Wasser unten etwas auf, un dann misst man den Druck eben an der Stelle, wo die Luft im Rohr unten anfaengt.
    Im Luftballon sollte das nix machen. Wenn der Sensor auch unter wasser ist, dann kann der sogar die Temperatur des Wassers messen (weil er sowohl Luftfruck wie auch Temperatur ausgibt) für Korrekturen. Das geht aber nur beim Luftballon, wo es gar nicht nötig ist... Verflixt, es gibt doch viele Vor und Nachteile fuer die eine oder andere Lösung.

  • Hallo Wend,


    meiner Meinung nach wird das nicht funktionieren.


    Die Luft diffundiert durch das Material des Luftballons. Man spricht hier von Permeation. Je höher die über dem Luftballon stehende Wassersäule, umso höher ist der hydrostatische Druck, um so größer der Effekt der Permeation. Irgendwann ist der Luftballon leer (schätzungsweise nach sehr wenigen Tagen). Dann ist keine Luft mehr drin. Dann ist im wahrsten Sinne des Wortes die Luft raus.


    Dann hast Du im Prinzip einen Sensor im offenen Noch-nicht-einmal-Schrumpfschlauch, der allerdings nicht wasserdicht ist, d.h. Wasser dringt ein. Ob der Sensor das auf Dauer aushält? Für Messen des Wasserdrucks ist er jedenfalls ungeeignet (Datenblatt).


    Aber das Tolle an der Sache ist: Versuch macht kluch!



    Füllst Du den Ballon dagegen mit Schwefelhexafluorid (das schwerste bekannteste Gas), dann dauert die Permeation deutlich länger (schätzungsweise 1 Monat gegenüber wenige Tage mit Luft). Das Zeug kannst Du auch einatmen - und sorgt für eine Stimme, für die sonst Hektoliterweise Whiskey den Schlund hinunterfließen muss.



    Was allerdings funktionieren könnte: Sensor in eine Metallkiste einschweißen, Leitung durch Gehäuseöffnung führen, mit Heißkleber gut abdichten. Dann dringt kein Wasser hinein (wenn das größte Loch kleiner als ca. 3 µm ist). Auf einer Seite der Kiste ist ein Loch, das mit einer Folie (Frischhaltefolie) absolut dicht verschlossen wird. Die Frischhaltefolie ist so dicht, dass Sauerstoff und Stickstoff nicht permeieren können (das meiste also dauerhaft drinnen bleibt). Die Poren in der Frischhaltefolie sind so klein, dass auch kein Wasser eindringen kann.


    Was aber dagegen spricht: Diese Konstruktion ist sehr temperaturabhängig und hat deswegen immense Auswirkung auf den Messwert. Temperatur-korrigiert sollte es aber reproduzierbar messen können.



    Berichte bitte!



    Beste Grüße


    Andreas
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    Hi Zentris,


    Dein Rohr ist oben geschlossen? Dann funktioniert das - zumindest prinzipiell (mal). Du musst aber einmalig eine Kalibrierung durchführen.


    Das Blöde ist, dass Luft ein Gemisch von rund 79 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, knapp 1 % Argon, 0,03 % Kohlendioxid ist. Diese Luftbestandteile sind in Wasser unterschiedlich löslich. Das Kohlendioxid ist als erstes weg, dann folgt Sauerstoff. Das heißt Du misst tendenziell einen erheblich geringeren Druck als der Realität entspricht. Die Absweichungen sind zunächst unmerklich, schleichend, dann heftig (demzufolge um 21 % zu gering, wenn der Sauerstoff weg ist.


    Auch hier sollte ein Gas verwendet werden, dessen Affinität zu Wasser nicht so ausgeprägt ist.


    Beste Grüße


    Andreas
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    Hallo Manul,


    nach dem allg. Gasgesetz, Gay-Lussac, Avogadro und wie sie alle heißen, folgt immer eine Abhängigkeit Druck bzw. Volumen zu Temperatur von 1/273 K. Bei 10 ° Temperaturänderung, die Du nachts % tags hast, sind das dann schon rund 4%.


    Beste Grüße


    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
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  • Das mit dem Drucksensor wird nicht gehen wenn du den in einen Luftbalon steckst. Erstens ist das niemals wasserdicht, zweitens verfälscht es den Messwert. Das einfachste analoge wären zwei Schwimmerschalter. Billiger gehts nicht und einfach an die GPIOs anzuschließen. Hab eine Schaltung dieser Art, funktioniert fehlerfreier als mit Ultraschall und füllt mir mein Technikbecken vom AQ nach.


    Du hast einen Oberflächendruck von 1bar bei einer Höhe von normal Null. Der Druck nimmt im Wasser bei jedem Meter tiefer um 0.1 bar zu. Das ließ sich sicher verarbeiten, jedoch müsste der Drucksensor sehr genau arbeiten. Wenn dein Fass geschätzt 1,20m tief ist hast du eine Differenz von 0.12 bar. zu bewältigen. Kann man versuchen aber ob das taucht? ;)

  • https://www.conrad.de/de/druck…15-psi-print-1526125.html


    ist ein 1 Bar Drucksensor. Der löst 0,1bar mit Sicherheit ausreichend genau auf... warum auch nicht ?
    Der hat einen I2C / SPI Interface ... läuft mit 3,3-5V ... was will man mehr (außer etwas preiswerter... aber das ist sicherlich machbar..)


    Ansonsten einen noch sensibleren suchen...


    Den Luftstutzen oben an des Rohr (alles gut abdichten...) und gut :-)

  • Ich sehe gerade im Datenblatt zum BMP180 (https://cdn-shop.adafruit.com/…s/BST-BMP180-DS000-09.pdf) folgendes Problem:
    Messbereich 300 bis 1100 hPa. Und 1.20 m Wassersaeule machen ja schon 120mBar. Da kommen wir leicht aus dem Messbereich raus.
    Aber vielleicht gibt es eine Lösung: Das Rohr füllen wir ganz mit Wasser (oben kleine Luftblase, wo der Sensor ist). Dann messen wir bei voller Tonne 1000hPa (also den normalen Luftdruck, und bei leerer Tonne (jedenfalls darf die Tonne nicht ganz leer werden, so dass das Wasser im Rohr drinbleibt.) dann vielleicht 880 hPa. Das wuerde dann bis zu 7m grosse Tonnen funktionieren, die Luftballon-Lösung scheidet aber aus.

  • wend:
    Der BMP180 ist für sowas ungeeignet, der ist für barometrische Messungen gedacht.
    Deinen Vorschlag kriegt man nicht dauerhaft und reproduzierbar kalibriert...
    Außerdem wird die kleine Luftblase durch den entstehenden Unterdruck immer kleiner (die Luft geht ins Wasser über...)
    (Zu sehen in manchen Heizungsanlagen, wo der (hermetisch dichte) Druckausgleichsbehälter ebenfalls ab und zu mal aufgepumpt werden muß, wenn die Gummimembrane kaputt ist und das Wasser direkt mit der Pufferluft in Kontakt kommt...)

  • Hm, daran habe ich noch nicht gedacht... Aber löst sich die Luft auch noch bei sehr grossem unterdruck? Alles kann sich ja nicht lösen. sonst würde das Wasser ja in allen Kapilaren, die oben zu sind immer weiter hochsteigen.

  • Quote from wend


    Naja, ich suche -- wie immer -- die einfachste Lösung


    Machs doch wie die Industrie. In Hebeanlegen wird einfach ein "Aquariumschlauch" reingehangen, an deren Ende (im trockenen oder sogar im Schaltkasten erst) der Drucksensor sitzt. Der Schlauch muss so befestigt werden, dass er nicht aufschwimmt. Steigt der Wasserpegel an, steigt auch der Luftdruck im Schlauch an. Als ich das erste mal mit solch einer Anlage zu tun hatte, bekam ich nen Flash wegen der Einfachheit.

    Edited once, last by flyppo ().