Показати повну версію : расчёт растворённого СО2 в проточном реакторе, идея
Есть идея расчёта растворённого СО2 в проточном реакторе. Как известно проводимость воды зависит от концентрации карбонат ионов. Таким образом если измерять проводимость воды до входа в реактор CO2 и после, по разнице значений можно получить концентрацию растворённого в воде газа. Единственный подводный камень который вижу это постепенное зарастание измерительных электродов :confused:
Как известно проводимость воды зависит от концентрации карбонат ионов. Ой ли?
В данной схеме измерения только от них. Вода на входе и на выходе отличается только концентрацией карбонат ионов. В общем то меня смущает простота решения, поэтому меня удивило что никто не использует, возможно я что то не понимаю.
Starcomputer
06.02.2012, 15:11
Как известно проводимость воды зависит от концентрации карбонат ионов
Не только. Ток проводит даже вода после обратного осмоса с показанием ТДС-метра 000.
по разнице значений можно получить концентрацию растворённого в воде газа
Каким образом ? кН воды будет одинаков до и после реактора.
Единственный подводный камень который вижу это постепенное зарастание измерительных электродов
Есть такая проблема.
Вообще-то концентрацию СО2 меряют через рН, так как они при постоянном кН линейно зависимы. Для этого ставят рН-электрод.
Вода на входе и на выходе отличается только концентрацией карбонат ионов
Вы меряли или думаете что это так ? Фильтр прогоняет 5 объемов аквариума в час.
В данной схеме измерения только от них.
В какой ?
kH возможно, но проводимость зависит от концентрации ионов которая увеличится. pH электроды тоже недолговечны и надо постоянно за ними следить.
Измерение проводить например мостовым методом. В одном плече входная цепь в другом выходная.
Starcomputer
06.02.2012, 15:27
проводимость зависит от концентрации ионов которая увеличится
Да, только вот она будет у всех разная, будет "плавать" от испарения воды (меняется жесткость), от подмен, от добавления удобрений, и многого многого другого.
Соотнести это только с изменением концентрации СО2 не выйдет.
И нам нужно знать не сколько СО2 мы подаем (это можно и без электродов посчитать, по количеству пузырьков в единицу времени), а концентрацию СО2 в воде.
Я же написал про метод измерения. Все параметры воды кроме карбонат ионов которые вводятся, вычитаются. Остаётся только дельта связанная с растворённым CO2. Эта штука нужна для реализации электронного редуктора. Концентрацию СО2 в банке можно мерить традиционными методами.
Xимик_UA
06.02.2012, 15:53
VVo, Имхо, принципиально можно и коня подковать, и блоху - инструмент токо разный нужен. Для этой задачи кондуктометр слишком грубый инструмент.
Starcomputer
06.02.2012, 16:02
Эта штука нужна для реализации электронного редуктора
Это как ?
VVo, Имхо, принципиально можно и коня подковать, и блоху - инструмент токо разный нужен. Для этой задачи кондуктометр слишком грубый инструмент.
Само собой измерительный инструмент самодельный(уникальный). С электронной схемой измерения у меня серьёзных вопросов нет, занимаюсь разработкой пром электроники уже давно. А вот с физико-химическими процессами есть.
Starcomputer
06.02.2012, 16:09
Да, с измерением как раз вопросов нет.
Только повторюсь, нам надо знать концентрацию СО2, а не то, сколько его подается, данный метод этого не даст.
Да, с измерением как раз вопросов нет.
Только повторюсь, нам надо знать концентрацию СО2, а не то, сколько его подается, данный метод этого не даст.
Отлично! Мне как раз надо знать сколько его подаётся. То есть серьёзных возражений нет!? Буду пробовать.
Starcomputer
06.02.2012, 16:18
Мне как раз надо знать сколько его подаётся. То есть серьёзных возражений нет!? Буду пробовать
Если цель такова, то нет.
Только лучше не мост ставить, а два канала АЦП Атмеги и брать разницу значений, затем через какую-то формулу пересчитывать на количество СО2.
Если цель такова, то нет.
Только лучше не мост ставить, а два канала АЦП Атмеги и брать разницу значений, затем через какую-то формулу пересчитывать на количество СО2.
Я не знаю насколько большая разница будет, может не хватить точности при измерении. Надо будет поиграться. Кстати зная приращение CO2 в общем то можно прогнозировать и его абсолютное значение в банке.
PS У меня плохое отношение к поделкам фирмы Atmel в качестве пром микроконтроллеров :)
Starcomputer
06.02.2012, 16:40
может не хватить точности при измерении
Входные усилители еще никто не отменял :)
Абсолютное значение сигнала может быть слишком большим по сравнению с разницей. Абсолютное значение может и будет меняться в широких пределах. То есть может не получиться задать достаточный уровень усиления что бы не упереться в границы питания и измерить нашу дельту.
Starcomputer
06.02.2012, 16:56
Согласен. Тогда использовать оба входа операционника, на выходе получим разницу сигналов, усилением ее можно довести до необходимого для точного измерения уровня.
Что то типа того :)
С учётом что измерение проводимости должно производиться на переменном сигнале, что бы продукты электролиза не накапливались на контактах.
PS возникла мысль периодической "очистки" измерительных контактов, можно кратковременно пустить через них сравнительно большой ток, пузырьки кислорода и водорода сорвут плёнку органики :)
Starcomputer
06.02.2012, 17:10
А как они накопятся ? Течение же постоянное, а при его отсутствии и мерять нечего.
Я использую кондуктивные датчики в системе автодолива.
Датчики из углепластика (карбона), он используется в авиамоделировании.
Проводимость хорошая, не окисляется.
Кстати вот данные по сопротивлению воды:
0.5…1.5 Кислота, щёлочь, расплавленные металлы
5…15 Вода техническая, молоко, пищевые продукты
50…150 Вода водопроводная, слабые растворы солей
400…600 Вода очищенная
Мои измерения подтверждают правильность таблицы.
Я использую кондуктивные датчики в системе автодолива.
Почитал о кондуктивных датчиках. Датчики контактные или бесконтактные? Что то мне кажется что бесконтактные уж совсем слабо чувствительные, только есть вода - нет воды, ни о каких точных измерениях говорить не приходится.
Starcomputer
06.02.2012, 17:34
Контактные. Просто два стержня.
Бесконтактные не пробовал, но что-то мне подсказывает, что Вы правы.
Starcomputer
06.02.2012, 18:02
Наверно фокус с операционником не получится. Нужна гальваническая развязка электродов.
В такой схеме включения мы будем мерять сопротивление не между датчиками А и B, С и D, а суммарную проводимость между датчиками A, С и D и между датчиками А, С и В.
Если расстояния между датчиками равны, то она будет одинаковой, если нет - разной, но разница = const.
Мостик, в верхних плечах датчики, в нижних резисторы (один из них подстроечный, либо цифровой). На один вход мостика подаётся переменка (через конденсатор), на другой вход подключается инструментальный дифференциальный усилитель. В результате имеем ноль на выходе инструменталки, либо переменку если сопротивления датчиков не равны. Vrms пропорционально разности сопротивлений (проводимостей). Цифровым сопротивлением можно скорректировать разность проводимостей возникшей из за бактериального налёта и т д, в ночное время, когда подача CO2 отключена.
Starcomputer
06.02.2012, 19:09
VVo, схему можно ?
Xимик_UA
06.02.2012, 19:18
VVo, Так уж получилось, что растворы на постоянном токе ведут себя не вполне соответственно закону Ома.
Starcomputer
06.02.2012, 19:32
растворы на постоянном токе ведут себя не вполне соответственно закону Ома.
Поэтому все ТДС-метры работают на переменном токе. :)
Принципиальная схема:
http://s002.radikal.ru/i197/1202/b6/83c531f6e078t.jpg (http://radikal.ru/F/s002.radikal.ru/i197/1202/b6/83c531f6e078.png.html)
Инструментальный усилитель можно собрать и на отдельных операционниках, рисовал для ina118:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina118.pdf
- на вход через конденсатор можно от PWM микроконтроллера;
- два разъёма к датчикам;
- на выходе будет переменка, поэтому её ещё надо выпрямить;
- переменный резистор желательно цифровой, например AD5161.
Xимик_UA
07.02.2012, 16:03
Сегодня перемерял бытовым TDS-метром воду на очистных до и после нейтрализатора. До (рН 9,6-9,8) - 641 ппм, после (рН 7,6) - 650 ппм. Нейтрализация проводится только растворением углекислоты. Т.ч. вопрос о чувствительности метода таки открыт...
Starcomputer
07.02.2012, 16:11
Принципиальная схема:
Нижние по схеме электроды датчиков будут замыкаться между собой через воду.
Сопротивление этого соединения неизвестно и не постоянно, а от него будет зависеть разность потенциалов на датчиках.
Я думал об этом, проводимость по этому пути будет в сотни раз меньше, можно пренебречь.
ТоптуновПотапов
20.03.2012, 14:32
ИМХО такой геморрой легко обходится обычным газовым расходометром (ротаметр). Представаляет собой конусную трубку с "парящим" в потоке газа конусом.
100% энергонезависимость, простота и надежность конструкции. Постоянство измерительных параметров.
Непосредственное измерение любой величины завсегда лучше косвенного. Меряйте расход газа по обьему и будет вам счастье.
http://www.alaxa.nl/images/L_big.jpg
http://img-fotki.yandex.ru/get/4514/ukrsad-org.6d/0_55968_5ccaf9c8_XL
vBulletin версії 3.8.7, © 2000-2025, Jelsoft Enterprises Ltd.
Переклад: © Віталій Стопчанський, 2004-2010