Sensor para nivel de tanque de agua subterránea

De manera similar a la pregunta "la mejor manera de determinar si una jarra de agua de 5 galones se está vaciando ", estoy buscando una manera de medir el agua en un recipiente. Esto es para que pueda conectarse a un Arduino para iniciar sesión y generar informes. Pero es un contenedor muy diferente.

Tengo una casa con el agua del hogar suministrada por un tanque subterráneo de concreto (alrededor de 3000 galones estadounidenses, 11000 litros). Aunque hay un corte del interruptor de flotador cuando se vacía (para proteger la bomba), me gustaría saber que se está agotando mucho antes (ya que lleva un tiempo antes de que un camión cisterna entregue una carga nueva). Idealmente, algo que mida exactamente o en pasos (al menos en ocho de una carga), para que el software pueda predecir cuándo se agotará en función del uso promedio, y se puede monitorear en línea cuando esté fuera.

El tanque tiene una escotilla de concreto pesado y un pequeño orificio que tiene una varilla de medición primitiva existente, por lo que el acceso es limitado. Se encuentra en un duro entorno desértico, pero la sala de bombas y la energía están a solo unos metros de distancia.

Algunas ideas que tuve:

• suspenda una serie de interruptores de flotador con cadenas de diferentes longitudes desde una barra dentro del tanque y conéctelos a un controlador. Difícil de instalar, feo, de baja tecnología. O algo similar en un poste vertical.
• contactos (como un enchufe de 2 clavijas de EE. UU.) en un poste vertical que nuevamente se conectan a un controlador (probablemente usando un cable plano). La corrosión / ánodos podría ser un problema, aunque la energía podría ser solo un pulso corto a veces. La condensación, las telarañas y los insectos muertos pueden dar lecturas falsas.
• pase un cable completamente aislado verticalmente hacia abajo, y úselo como antena para enviar un pulso, y use la diferencia entre cómo funciona como antena en el aire y en el agua, (como un medidor SWR) para calcular qué tan lejos agua es.
• Buscador de distancia ultrasónico (¿o ligero?) montado debajo de la escotilla. El alcance debe ser de hasta 2 metros (6 pies).
• Buscador de profundidad (sonar) en un flotador. El mayor desafío aquí es obtener la señal (el cable largo puede enredarse cuando el tanque se llena).

Los dos últimos serían aún mejores si fueran inalámbricos (para ahorrar el tendido de un cable que podría dañarse), pero no creo que tenga la duración de la batería que me gustaría (1 año o más).

¿Alguna otra idea? ¿Alguien ha hecho esto alguna vez?

Tengo experiencia en barcos donde los medidores de nivel de tanque robustos y viables son una gran parte de la instrumentación disponible para usted. El agua es el líquido más tolerante y fácil de medir: es fresco, no demasiado viscoso, no es corrosivo en sí mismo y es fácil de limpiar. Hay muchas opciones disponibles para usted.

Personalmente, evitaría cualquier sistema que implique sumergir cualquier cosa en líquido si es posible. La impermeabilización no es fácil. También intentaría quedarme con un sistema probado.

Entonces, para analizar sus soluciones:

1. Múltiples interruptores de flotación: tiene una resolución pobre. Sería confiable Puede comprar conjuntos con interruptores de límite de flotador LowLow, LowHigh, HighLow, HighHigh ya en ellos para mantener los niveles de los tanques, pero estos son de calidad industrial con precios industriales.

2. Esto funcionaría, pero la corrosión será un problema. Resolución limitada por la cantidad de contactos que tiene.

3. Idea interesante, pero probablemente requeriría mucho trabajo de DSP. No es un método probado.

4. Un sensor ultrasónico sería mi método preferido. Sin contacto, alta resolución, el alcance de 2 m es fácil. Sistema probado y probado.

5. Una idea interesante, requeriría mucho trabajo. Es más fácil medir la profundidad del aire según 4 y hacer las matemáticas simples.

Algunos otros métodos vienen a la mente:

1. Un sensor de presión en el fondo del tanque. Esto se usa a menudo en barcos, funciona bien pero necesita inmersión que se puede evitar.

2. Monitoreo de entrada / salida. Un medidor de flujo en la salida puede decirle cuánto ha usado. Sin embargo, un nivel de inferencia como este es propenso a errores.

Hay un millón de otros métodos, pero se vuelven cada vez más complejos.

El ultrasonido sería una excelente manera de hacer esto. El sensor Parallax Ping comúnmente disponible haría el trabajo. Siendo realistas, solo necesitaría realizar mediciones como máximo una vez cada hora, para que pueda lograr una gran duración de la batería. Es probable que el concreto presente un desafío de alcance inalámbrico. Sin embargo, la mayoría de los transceptores de RF pasarán a través del concreto, así que coloque el receptor cerca.

Si desea ideas sobre cómo se hace, busque en Google para el monitoreo ultrasónico del nivel de aceite : hay muchas soluciones comerciales inalámbricas.

http://playground.arduino.cc/Main/Waterlevel

El enlace de arriba tenía un buen enfoque.

El principio es el mismo que el medidor de nivel neumático tradicional, con la excepción de que el indicador de cuadrante se reemplaza por un transductor de presión y la bomba de operación manual se reemplaza por una bomba de aire de acuario.

Cuando la bomba está encendida, el aire fluye a través de la tubería de PVC con peso hasta el fondo del tanque, donde aparecen burbujas. En este momento, la presión de aire en la tubería de PVC es igual a la presión hidrostática en el fondo del tanque. Como la presión del agua en el fondo del tanque es directamente proporcional al nivel del agua, lo mismo ocurre con la presión del aire en el tubo de PVC. El transductor de presión convierte la presión de aire en un voltaje analógico. Este voltaje puede ser leído fácilmente por el arduino.

Una gran ventaja de este método con respecto a otras técnicas existentes es que no es necesario colocar piezas electrónicas o metálicas en el tanque, donde las condiciones ambientales (principalmente la humedad) no son favorables. Esto evita cualquier riesgo de corrosión.

Es complicado cuando solo tiene un pequeño orificio para trabajar, por lo que intentar entrar para instalar una serie de flotadores o pasadores de contacto en el lateral no es lo ideal. El ultrasonido es una buena idea, pero no sé cómo se lograría. Personalmente, probaría el cable, ya que es lo suficientemente simple como para dejarlo caer en el agujero y esperar sus resultados.

Si desea intentar pasar un cable a través de él, es posible que desee utilizar este sensor de nivel de agua , o al menos basar su propio proyecto en él.

No es corrosivo y no tiene partes móviles, lo que se supone que conduce a una mayor precisión y menos posibilidades de que falle o se rompa. El gabinete es resistente al agua y puede comprar uno con un relé conectado para satisfacer sus necesidades de monitoreo. El único problema que veo es que no es inalámbrico, pero aparte de eso, parece ser bastante funcional.

Sé que preguntaste esto hace unos meses ... pero a veces con algo técnico, el proyecto nunca se completa, o al menos no en poco tiempo.

Entonces, mientras está construyendo su nuevo orden mundial con un Arduino, ¿puedo sugerirle que coloque una tubería en el orificio de inmersión e inserte una varilla de inmersión flotante? Tubo de 1.5 ". Clavija de 1/4" pegada a una pelota de ping-pong. Bandera en la parte superior de la espiga. Ahora verás el nivel cada vez que pases.

He estado utilizando el método ultrasónico durante casi un año y el mayor problema es la falla del sensor debido a la infiltración de agua (condensación). Mi último intento duró aproximadamente dos semanas. Utilicé spray de plástico como las cosas que usas en los mangos de herramientas. También utilicé el escudo inalámbrico para crear un sitio web que mostrara el nivel en cualquier dispositivo conectado a mi enrutador. Me gustaría que me lo envíe por correo electrónico cuando el nivel sea inferior al 10%, pero no puedo hacerlo funcionar ... No está mal, pero aún necesita trabajo para la estabilidad ...

Yo iría con un detector ultrasónico como Cybergibbons sugiere junto con un monitor de uso / flujo ( http://www.ebay.com/bhp/water-flow-sensor ) para entender si hay pérdidas por fugas, etc. d use un YUN o Ethernet o un escudo para llamarle o enviarle un correo electrónico con un informe mensual / llenar una base de datos, así como hacer el pedido directamente al proveedor de agua y enviarle un correo electrónico.

Me viene a la mente el método del tubo de burbuja ( http://dexautomation.com/?p=9 ).

También la medición capacitiva es factible ( http://olimex.wordpress.com/2012/02/02/duinomite-project-tank-fluids-level-metering-by-capacitance-measurement/ ) pero más difícil. Si puede usar el acero dentro del concreto, puede hacerlo completamente sin contacto.

Tenga en cuenta que si el agua está destinada al consumo sin filtrado ni purificación, es posible que desee abstenerse de los métodos de contacto directo.

Buscar en Google "arduino de medición de nivel de tanque" produce muchos resultados potencialmente útiles.

Además, ¿el consumo es tan errático que no se puede predecir cuándo se necesita llenar el tanque?

El problema de acceso limitado es difícil ... Si fuera a utilizar la idea flotante, sería difícil instalarlo realmente. El otro problema es impermeabilizar los componentes y asegurarse de que no se corroan y causen lecturas falsas, lo que anula el propósito de instalar el sistema. Aunque es un escenario diferente, uso este sensor de nivel de agua para monitorear el acuario de mi casa. El sensor está totalmente aislado y, por lo tanto, es resistente al agua. Además, el sensor en sí es de aproximadamente 1 mm de ancho, por lo que probablemente cabe en su depósito. Por lo que he visto hasta ahora de mi uso es que es bastante preciso, y funciona tanto en mis tanques de agua salada y agua dulce. ¡Espero que esto ayude!

He utilizado el cable de antena FM con éxito como sensor de humedad del suelo y como sensor de nivel de fluido. Sumerja el extremo inferior en una barra de pegamento derretido para aislar. Para la instalación permanente en un tanque de agua, también sumergiría el cable en una lata de pintura y lo colgaría para secarlo para obtener un aislamiento adicional. Se usó un cable de antena sin impermeabilización adicional para medir la humedad del suelo durante 3 años sin problemas. El extremo superior está conectado a dos partes de un LM393. El primero es un gatillo Schmitt con retroalimentación 470K y serie 1M. El lado neg se retroalimenta con 220K. El segundo es simplemente un inversor, y la salida retroalimenta a través de un 220K. Los dos 220ks se conectan al cable del sensor y a una tapa paralela de 100pf. El cable se excita de manera diferencial. El ciruit oscila según la capacitancia del cable del sensor. La frecuencia se mide con tu micro favorito. Los 100pf adicionales solo están ahí para mantener la frecuencia en un rango donde las oscilaciones pueden alimentarse a través de una línea. Un balde de agua es suficiente para calibrar la configuración.

Puede tomar un trozo de cable de 2 conductores en forma de U que se pesa en la parte inferior de la "U" para descansar en la parte inferior del tanque. (La razón para usar un cable en forma de U en lugar de un cable recto es para evitar tener que aislar un extremo del agua). Luego mediría la capacitancia del cable, donde cierta capacitancia de línea de base es el cable cuando está seco y cualquier cable que esté mojado aumentaría la capacitancia proporcionalmente a la longitud que está mojada. Cualquier cable que esté clasificado para operación al aire libre, es decir, que no absorba agua, lo haría y, en realidad, cuanto más gruesa sea la cubierta, mejor será la capacidad de referencia.

La capacitancia podría medirse de la misma manera que un sensor táctil capacitivo o un convertidor de capacitancia a frecuencia (a veces llamado "oscilador").