Всем привет,

есть небольшая коробка почти кубическая, объемом примерно 10л. В ней живет дорогущая электроника (компонент на 10 штук бакс), и живет оно все в трансформаторном масле, так как напряжения там до 40кВ достигают, а КЗ выведет из строя все компоненты...Так как образцы с такими коробками собираются в единичных экземплярах, часто начинку приходится менять или модифицировать, хочу поставить защиту от дурака - если масло не залил или недозалил, то система не запускается.

Основных проблем - три:
1. чем измерять,
2. где измерять,
3. чтобы после слива масла, но с остатками масла, при включении это тоже обнаружилось.

Думал применить:

1. датчик давления - может толком не заметить отсутствие масла если есть его остатки (тонкая пленка на поверхности).
2. сделать маленький ВВ генератор, и измерять сопротивление пробоя на 1мм, (не заметит, если электроды были уже в масле).
3. ИК/оптика тоже ничего не увидет, как я понимаю, так как масло прозрачно.

Склоняюсь поставить по краям коробки несколько маленьких пропеллеров и измерять падение напряжения на них, но не знаю что именно применить и разумно ли.

Помогите, пожалуйста, что придумать?

Спасибо

ИИВ

Погрузить в емкость две пластинки из металла, вот вам и конденсатор. При заполнении емкости маслом оно проникает между пластинками и емкость конденсатора меняется.
Ну или совсем просто - геркон в герметичной трубочке, погруженной в масло, и магнит в виде колечка на поплавке. Трубочку с герконом продеть в отверстие колечка. Регулируя положение геркона в трубочке, установить желаемый уровень масла в емкости - магнит вместе с маслом должен при заполнении емкости подняться и замкнуть геркон ...

Ход рассуждений может быть примерно таким: Какое главное требование к вашей системе? - Надежность работы. Поэтому датчики должны быть простыми по конструкции и надежными. Не помешает продублировать их. Я бы поставил обычные поплавковые датчики, реагирующие на наличие
необходимого уровня масла, 2-3 штуки в верхней части емкости. Можно обойтись обычными концевиками на замыкание, при всплытии поплавка.
Соединить их последовательно. Тоже хотел предложить герконы, вместо контакных датчиков, но не понятно, какая электромагнитная обстановка в вашем
ведре. По этим же причинам, всякие емкостные и прочие подобные методы непонятно как будут там работать.

Сообщение отредактировал @Ark - Jun 26 2012, 19:00

Огромное спасибо, друзья, за советы предложения!

Позвольте, пожалуйста, с Вами дальше эту тему пообсуждать!



да, правильно, именно надежность мне нужна. И, конечно хотелось бы иметь простоту конструкции... да и габариты немного поджимают. По 2х2х2см с каждого угла - это просто верхний максимум, который я могу выделить, хотя желательно вписаться и в меньшие габариты.

Ставить датчики надо в каждый угол, то есть 8 штук. Причина - ящик откровенно болтается в пространстве, ускорения до 5g в любом направлении - это печальная реальность. Боюсь, что поплавки тут тоже могут не сработать или глючить. Одна из причин возникновения датчиков - маслопотери при перегрузках - корпус очень колхозный, может где-то со временем потечь...

Электромагнитная обстановка внутри - 600кГц на 6кВ и 0.5А + что-то почти постоянное, но с 40кВ. Думаю, что про конденсатор, как бы он ни был прост, придется забыть. Есть конечно вариант временно отключать все эти килогерцы на киловольты, и мерить что там набежало на конденсаторах, но, боюсь, что мультивибратор на 1пФ-ном конденсаторе может тоже не выжить или очень сильно перекалиброватся...

С моторчиким (вернее с моторчиками), как я сам говорил в начале - тоже не все так просто - вязкость масла в рабочих диапазонах изменяется примерно в 1000 раз, так как рабочий диапазон системы от -30С до +70С.

А бывают поплавковые датчики не направленного действия?



классная идея, спасибо, очень бы хотелось бы применить, но... Пусть пластинки 15мм*15мм и расстояние 3мм (меньше нельзя, масло может не вытечь). Емкость такого кондера на воздухе 0.6пФ, а в масле 1.2пФ, так как у этого масла всего-то коэффициент диэлектрической проницаемости 2. Можно ли как-то сделать мультивибратор, который бы работал и не сдыхал, при моих ЕМ помехах? Пусть я даже на время измерения выключаю основную мою систему на несколько милисекунд?

Ага. Там, где поле тяготения вихревое.

Кстати, пока у меня внутри принудительной конвекции еще нет, но может появиться. А вихревое там поле только в центре, по краям вихрей не ожидается.

Хочется отрубать работу системы как только у меня появились пузырьки воздуха в системе, ну пусть сколько-то пузырьков... разумно... не придерайтесь, к этой моей кривой формулировке, пожалуйста!

Если ящик болтается в пространстве, то и уровень масла болтается вместе с ним. В таких условиях глючить будут любые датчики. Может подумать
в сторону какой-то хитрой обработки данных от восьми датчиков (сохранив все-таки их простоту)? Отличить болтанку в полном баке от болтанки
в баке со сниженным уровнем возможно, наверное.

То это в корне меняет условия задачи. Можно в таком случае массу бака мерить, если не ожидается, что она будет меняться в процессе эксплуатации.
Наконец, можно вывести из бака трубку с ярким поплавком (по принципу сообщающихся сосудов). Поплавок будет виден, и гораздо проще будет контролировать его той же оптопарой или чем-то подобным ...

Спасибо за интересное обсуждение, позвольте, пожалуйста, продолжать возрожать

1. с массой - проблема. Вес системы - примерно 30кг, вес масла 10кг 7-8кг, вытекание уже одного литра - очень критично. У меня вдоль одной грани ящика идет ВВ умножитель, если он окажется на воздухе, то 15кВ между каждой его ступенью пробъет сразу, а там всего-то 3см на ступень. После его пробоя вся система сразу сгорит... Измерять массу - не знаю как. Ящик можно одеть как рюкзак, положить на танк, БМП, самоходку, вертолет. И как я его массу измерю?

2. вывести трубку и контроллировать - технически сложно. Пользоваться системой будет солдат, или чернорабочий. Если из ящика что-то будет торчать, оно будет сломанно.

Про то, что в моих условиях будут любые датчики глючить - я согласен. И уже готов табулировать вязкость масла и заниматься аппроксимацией результатов со всех датчиков, но, хочется это делать максимально безболезненно...

Как я понимаю, емкость герметична. А маслом заполняется не до конца, чтобы была возможность изменения его объема, при смене температур.
Эту проблему по другому можно решить - каким-то механическим вытеснителем, демпфером. Ну, в самом простом случае, резиновый шар (мячик из маслостойкой резины) помещаете в эту емкость, и заполняете ее полностью, без воздушных пробок. Теперь у вас в баке всегда только масло, при нормальной работе, а воздух изолирован. В случае течи или недолива - появится воздух, на него и должны датчики реагировать. Как только один из восьми датчиков "оголился" - прекращаем работу. Правда, масло еще может закипеть, да и при нормальной работе могут какие-то газы образоваться или выделиться ранее растворенные, чисто теоретически. Так что задача не проста, но подумать в эту сторону можно...

Сообщение отредактировал @Ark - Jun 26 2012, 21:04

В задаче не хватает данных. Вы бы хоть чертеж или рисунок бака привели ...

Немного не так...

Емкость герметична. Есть сливное-заливное отверстие. Есть две проблемы:

1. редко, но в полевых условиях, необходимо залезть в нее, перепрограммировать режим, например, поменять одну из плат (есть разные платы под разные задачи). Это может произойти очень далеко от места производства, и это должен сделать человек с интеллектом обычного солдата. Понятно, этот солдат может забыть залить масло, или попросту его недозалить, или забыть закрутить заливную крышку, или ее не до конца закрутить. Еще можно залить с пузырьками...

2. расширение масла при нагревании компенсируется наличием с пол-литра маслостойкой резины, которая, по идее должна сжиматься. Но ее усилий не хватает, и остальное отрабатывает корпус из пластика. Корпус могут уронить на камень, вся электроника внутри отпружинит по резине, но перегрузка в десятки ж на корпусе будет. Корпус самопальный, бывает, подтекает в месте стыков или контактов, у меня нет рычагов исправить ситуацию с корпусом.

Итак, остается два кандидата:

1. ne555 + 0.6пФ конденсатор + счетчик в 16к раз, результат на ногу МК. Это добро работает всегда, но реально во время работы системы игнорируется результат, а включается только во время технологических перерывов. Эти перерывы я могу организовать по 20милисекунд примерно раз в 10 секунд. Чаще масло не успеет вытечь.

2. моторчик с щеточным (не ШИМ) движком, непрерывный мониторинг его тока. Оттабулированная таблица значений тока при разных температурах масла и наличии пузырьков.

Подскажите, пожалуйста, что разумнее? Или поставить и то, и другое, а потом по месту смотреть?


Предыдущая версия бачка с картинками обсуждалась здесь Сейчас бачек подрос, и стал 355х255х180мм. Живет в рюкзаке 385х385х210мм. Функциональность начинки не изменилась, только мощность в несколько раз подрасла.

При стоимости потрохов в 10000$ разумнее привлечь грамотного конструктора и разработать соотв. корпус, а не сплавить его паяльником из пластиковых бутылок. Корпус - краеугольный камень всей этой уконструкции. Вы сейчас пытаетесь компенсировать серьезные недостатки корпуса своей изобретательностью, а это не есть гут. Так задачи не решаются. Варианта два. Или ваш работодатель переделывает корпус (дает "добро" и деньги на такую переделку), или же не переделывает, но тогда вы обязаны предупредить его, что корректно решить задачу при таких начальных условиях не получится, и за возможные повреждения этого прибора вы ответственности не несете ...

Оба решения, на мой взгляд, не проходят по надежности. Конденсатор Вы сами раскритиковали. А коллекторный двигатель - это щетки, со всеми возможными вытекающими... Что-то другое нужно искать...
P.S. Теперь хотя бы понятно, что достаточно обнаружить пузырь в масле на одном из восьми датчиков...

Сообщение отредактировал @Ark - Jun 26 2012, 21:30

Ага, и все это в подтекающем баке. А вот он еще влаги наберет из атмосферы, то-то тогда грохнет ...