Датчик для контроля жидкости в стелянном капиляре Опции

[Microwatt]

Оптика - первое, что лежит на поверхности. Однако, с такими линейными размерами придется повозиться. И, как уже отметили, без объектива тут вряд ли обойдешься.
Второе, более простое, надежное и дешевое - автогенератор с емкостным датчиком. Проницаемость стекла 8-10, проницаемость воды - порядка 80. Должно, по идее, четко срабатывать . Площадь маловата.....опорный кварц придется , наверное, ставить.
Потрудиться над датчиком придется все равно, но это решение не зависит от пыли-грязи и посторонних засветок. С трубкой сопрягается по механике легко. В серийном производстве не так капризно при настройке. Размеры - меньше трудно представить.

[Herz]

Несмотря на большую разницу в диэлектрической проницаемости воды и стекла я бы поостерёгся однозначно определить емкостной способ здесь, как более простой, надёжный и дешёвый. Это смотря в каких условиях. Приходилось проверять похожую конструкцию - слишком чувствительна к внешним воздействиям. Вот если бы толщина стекла была поменьше, а воды - побольше...

[Microwatt]

Несмотря на большую разницу в диэлектрической проницаемости воды и стекла я бы поостерёгся однозначно определить емкостной способ здесь, как более простой, надёжный и дешёвый. Это смотря в каких условиях. Приходилось проверять похожую конструкцию - слишком чувствительна к внешним воздействиям. Вот если бы толщина стекла была поменьше, а воды - побольше...

Да ясно. что тут не так просто, как в баке со 100см.кв пластинами. Но эффект 1/0 должен быть.
При хорошей опорной частоте можно обнаружить, наверное. Во всяком случае, проверить бы не мешало. По конструкции это компактнее и проще оптики.
Хм... другие эффекты что-то не вспоминаются.... Можно пощупать механический резонанс еще.... От высоты столба частота должна плавать. Хотя, масса воды тоже мала по сравнению с трубкой и градуировать тяжело.

[147]

Несмотря на большую разницу в диэлектрической проницаемости воды и стекла я бы поостерёгся однозначно определить емкостной способ здесь, как более простой, надёжный и дешёвый. Это смотря в каких условиях. Приходилось проверять похожую конструкцию - слишком чувствительна к внешним воздействиям. Вот если бы толщина стекла была поменьше, а воды - побольше...

Доброго дня.
Я хочу сказать, что емкостной датчик по сравнению с оптическим будет проще в изготовлении. Наш вопрошающий , похоже, не оптик и ему будет трудно грамотно сделать самому оптический датчик.
Из своего опыта могу рекомендовать подобные емкостные датчики в двух вариантах: сбалансирванный мост содержит емкость (электроды нанесенные на сухой каппиляр). Когда заполнялся капиляр - мост разбалансировался, что и отлавливалось. Чувствитеьность очень высокая, термостабильность тоже приличная. На порядок менее чувствительна схема , в которой капиляр является емкостью колебательного контура емкостной трехточки. По частотной модуляции , мы определяли уровень жидкости в капиляре. Частота лежала около 1МГЦ (в нашем варианте). Термостабильность , конечно, ниже предыдущего случая.
Можно еще поизголяться с ультраразвуком - так измеряют/отлавливают в жидкости мелкие пузырки и иные неоднородности. Но , похоже , нашему уважаемому коллеге будет трудно реализовать подобный девайс самостоятельно.

[INT1]

Мне всегда хочется прикрутить к таким вещам TDR, не знаю, реализуемо ли в данном сл. это технически. Т.е., какие будут количественные х-стики- отклик(отраженный сигнал), временные - существует ли элементная база для таких значений времЕн, в качестве зонда обычно применяется коаксиал и т.п. Но разрешающая способность и независимость от других характеристик среды для существующих образцов очень заманчива (правда и стоят они немало). А может существуют и оптические рефлектометры?- надо рыть. Картинки приведены для наглядности но не рекламы.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ramus]

Доброго дня.
Я хочу сказать, что емкостной датчик по сравнению с оптическим будет проще в изготовлении. Наш вопрошающий , похоже, не оптик и ему будет трудно грамотно сделать самому оптический датчик.
Из своего опыта могу рекомендовать подобные емкостные датчики в двух вариантах: сбалансирванный мост содержит емкость (электроды нанесенные на сухой каппиляр). Когда заполнялся капиляр - мост разбалансировался, что и отлавливалось. Чувствитеьность очень высокая, термостабильность тоже приличная. На порядок менее чувствительна схема , в которой капиляр является емкостью колебательного контура емкостной трехточки. По частотной модуляции , мы определяли уровень жидкости в капиляре. Частота лежала около 1МГЦ (в нашем варианте). Термостабильность , конечно, ниже предыдущего случая.
Можно еще поизголяться с ультраразвуком - так измеряют/отлавливают в жидкости мелкие пузырки и иные неоднородности. Но , похоже , нашему уважаемому коллеге будет трудно реализовать подобный девайс самостоятельно.

В емкостном датчике, для моего случая, при перемещении столбика жидкости, емкость будет меняться, наверное, где-то 0.1 пф/мм? Подойдет ли для этих целей схема http://imlab.narod.ru/Electron/EP_C/EP_C.htm?

[147]

В емкостном датчике, для моего случая, при перемещении столбика жидкости, емкость будет меняться, наверное, где-то 0.1 пф/мм? Подойдет ли для этих целей схема http://imlab.narod.ru/Electron/EP_C/EP_C.htm?

Мы делали интелектуальный датчик уровня жидкости в каппиляре на AD7745 + Atmega8. Далее все "вязали" в сеть на RS-485. Ну это так, для общей информации.
Схемы с сайта с интересом смотрели, но не повторяли.
В принципе, можно и на "рассыпухе" все сваять!

[Microwatt]

В емкостном датчике, для моего случая, при перемещении столбика жидкости, емкость будет меняться, наверное, где-то 0.1 пф/мм? Подойдет ли для этих целей схема http://imlab.narod.ru/Electron/EP_C/EP_C.htm?

Ввиду малых линейных размеров данного капилляра, мосты Вина, ОУ и 100кГц не дадут требуемой чувствительности, как мне кажется навскидку. Ищите радиотехническую емкостную трехточку с частотой мегагерц 5-10.

[Dmitron]

а ёмкостные датчики "прикосновения"от AD, которые ф-форады меряют, работать не будут? они тама многопозиционные есть....
(1. например считать вашу трубку - конденсатором, между пластинами которого либо есть диэлектрик (e=81 - это очень много) либо его там нет
2 считать раствор - одной из пластин, кольцо на поверхности трубки - цилиндрическим конденсатором.)

А триангуляционный датчик от AD никак не прилепить?

[Rst7]

2 считать раствор - одной из пластин, кольцо на поверхности трубки - цилиндрическим конденсатором.)

Вот это, кстати, самое грамотное решение. Только нужно раствор заземлить. А пластину кратчайшим путем подключить ко входу инвертирующего зарядового усилителя, а на вход + операционника, на котором этот усилитель построен, подать сигнал возбуждения (ну скажем, 10-100кГц, в зависимости от желания). Потом разность между выходом зарядового усилителя и напряжением возбуждения будет линейно зависить от входной емкости. Т.е. это напряжение будет равно , где - емкость в обратной связи зарядового усилител, - емкость конденсатора, - напряжение возбуждения

[Microwatt]

Дак с мокрым электродм - легко и просто.
Я так понимал. что по условиям задачи влезть внутрь капилляра не дозволено.

[Rst7]

Дак с мокрым электродм - легко и просто.
Я так понимал. что по условиям задачи влезть внутрь капилляра не дозволено.

Если первый метр капилляра обернуть заземленной фольгой, то лезть не надо будет

[Oldring]

Диаметр столбика жидкости 1мм, стенки 1.5мм.

Требуемая точность?

[xemul]

В тесламетрах ЯМР (типа Ш1-1, Ш1-9) в качестве рабочего вещества использовалась и вода (в стеклянной ампуле). Если магнитное поле мало/стабильно, то и резонанс искать не придется, а сразу да/нет на выходе.
Размеры капилляра вполне соответствуют. ЯМР в домашних условиях в конфе уже обсуждали где-то год тому. Пуркуа бы и не па?

[147]

Ввиду малых линейных размеров данного капилляра, мосты Вина, ОУ и 100кГц не дадут требуемой чувствительности, как мне кажется навскидку. Ищите радиотехническую емкостную трехточку с частотой мегагерц 5-10.

Мостик Уинстона в классическом построениии в радиочастотных измерительных схемах не используют: проблемы с паразитными емкостями и экранировкой. Для этих частот уже лет 50 сушествуют трансформаторные измерительные мосты и 2-Т мосты. Последние будут препочтительны , т.к. их сажают на общую землю. Измерительные схемы с измерительными трансформаторами и 2Т мостами легко позволяют отлавливать 0,1пФ. Правда делать измерительную схему придется на "рассыпухе".
Однако, почему Вам не нравятся преообразователи емкость-код от Analog Device. Мы в 90-х делали на рассыпухе или когда нужно что-либо уникальное померять. Сейчас для массовых задач эксплуатируем преобразователи от AD.