Хроматографический электронный дропчекер :)

[Maksimiks]

У меня есть вопрос, собственно с него и началось мое обращение и к Владимиру, и к Сергею.
Суть вопроса такова, какова концентрация Со2 в процентных долях в воздушной смеси в дропчекере при различном уровне насыщения воды Со2?

Вопрос имеет практическое значение, имеются влагоустойчивые датчики, которые могут производить измерения Со2 в воздухе, возникла мысль использовать их в любых аквариумах, как с осмосом, так и без оного через водяной затвор.

[Starcomputer]

Ну да. ppm это же 1/1 000 000

[an-2]

Допис від Starcomputer

Цитата:
Сообщение от an-2
сильная чувствительность к загрязнениям

Каким и откуда ?

Цитата:
Сообщение от an-2
малая величина изменения,

Что это значит ?

Цитата:
Сообщение от an-2
зависимости измерений от температуры

Зависимость чего от чего ?

Можно посчитать. Возьмем не плохой фотодиод для видимого света:
http://www.datasheetcatalog.org/data.../124797_DS.pdf
и светодио: http://www.vishay.com/docs/83005/tlhg420.pdf . Допустим что минимальный измеряемый ток 1микроампер (хотя это не очень важно) и максимальный на 20% больше – 1.2 микроампера, я не думаю, что изменение прохождения света привысит эту величину или поправте меня. Температурный диапазон работы 20...30 градусов (комнатная температура).
Начнем...
Источник питания леда даст нам ошибку в токе питания леда 3% (это не плохой источник питания) значит ошибка в свете та же.
Интенсивность света леда при изменении температуры на 20 градусов, ведь светодиод греется, изменится примерно на 10 % (datasheet fig. 22)
При измерении вы просвечиваете виртуальный цилиндр раствора с площадью сечения примерно 7.3 мм2 (светодиод 7.5 лед 7), если в это просвечиваемое пространство попадет пылинка 0.2 мм (площадь 0.04мм2) она внесет погрещность -0.5%. Направленность фотодиода 50 градусов и если наша пылинка попадет в этот конус она своим отражением то же даст ошибку (уже плюсовую), но это совсем мало. Боротся с пылинками в черном ящика будет тяжело, ведь наш ящик светонепроницаем, что бы не засветить светодиоды внешним светом.
Фотодиод, ошибка от температуры +/-5 градусов (калибровка при 25 градусах раб. темп. 20..30) равна 0,25%.
Всего 3+10+0.5(направление ошибки не важно)+0.25=13.75%, но это при измерении 1 микроампера, а мы помним, что наш сигнал 20% от 1 микроампера. То есть точность измерения 13.75.20*100=68.75%. Это по каждому каналу, у нас их 3... Точность электроники уже не интересно.
Проблемы по измерению есть, но они решаемы. Камерой можно получить не плохой результат, освещять две емкости каким-то источником и получать картинку , с одной стороны емкость с реагентом, а с другой свет от того же источника как контрольный. На картинке не важно что есть маленькая точка от пылинки это можно отинтегрировать по площади, и даже пылинка с пол экрана не помешает нам, лишбы она не была цветной. Мы сможем сравнить образцовый цвет с цветом света прошедшим через раствор, изменение в источнике света одинаково отразятся на обоих половинках экрана и скомпенсируются, даже смещенный баланс белого в камере не помешает, так как он одинаков для обоих частей экрана.
Извиняюсь за ошибки, убегаю...

[boba88]

Судя по индикаторам, все заинтересованные уже в теме. Подведя итог обсуждения, хочу заметить, что на вопрос Максима так никто и не ответил. Сергей свернул на контроллер подачи СО2 (хотя и очень интересный подход, но этой теории нужна отдельная тема, ИМХО), а остальные пытаются этот метод математически опровергнуть. Так какие мнения по использованию датчиков в дропчекере, всё-таки?

[Starcomputer]

Допис від boba88

Так какие мнения по использованию датчиков в дропчекере?

Дорого.
Если брать тот датчик, что предлагал Максим, то нужно еще:
1. Контроллер с АЦП и системой термокомпенсации датчика.
2. Система тарировки.
Если брать датчик со встроенным АЦП, то нужен толко контроллер, самый простой, но датчик стоит 750-800 грн.
Далее - все это НЕ ДАСТ мало-мальской точности измерений, т.к. меряется СО2 над поверхностью, а как проградуировать ? Тем паче, что градуировка будет зависеть от температуры, параметров воды и т.д.
Инерционность системы останется в любом случае.

[Maksimiks]

boba88, в соседней теме уже дали ответ на нужную мне информацию.
Сейчас в изучении элементной базы.

[boba88]

Допис від Starcomputer

Ага, не просек, прога незнакомая
Ну где то так:

А поправки на температуру и глубину?

[Xимик_UA]

Имхо, если и будет работать, то зеленый датчик лишний - нет зеленого цвета в этом растворе - есть желтый (максимум поглощения 433нм) и синий (м.п.617 нм) в разных соотношениях.

[Maksimiks]

Допис від boba88

А поправки на температуру и глубину?

Поправка на глубину особого значения не имеет, т.к. датчик будет установлен снаружи, т.е. в аквариум будет погружена трубка с запаянным в нее датчиком, т.е. 1-2 см погружения в максимуме. Углублять его на глубину дропчекера смысла, фактически, нет. А оставив ее около поверхности, мы имеем возможность самоколибровки датчика при подменах воды, когда он будет связан с воздухом, минуя водяной затвор.

[Starcomputer]

Xимик_UA, цвета меняются не мгновенно, есть переходные цвета (желто-зеленый и сине-зеленый), лучше заложить возможность настройки.

[Xимик_UA]

Starcomputer, есть мысля, что при идеальном несовпадении (самый худший вариант - примерно 525 нм), зеленый, относительно монохроматичный свет вообще не покажет изменения цвета раствора.
Цвет формируется поглощением дополняющего оттенка, а не всех остальных, как принято думать.

[an-2]

Допис від boba88

а остальные пытаются этот метод математически опровергнуть

О... нее... неужели я так выгляжу, срочно надо менять имиджю
Я хотел сказать, что измерять количесто света это сложный подход и предлагал перейти на камеру, но идея не нашла отклика в сердцах. Не хочется хоронить очень интересную идею, давайте чуть изменим подход и будем менить сколько света прошло через раствор, похоже на жонглирование словами, но это имеет смысл.
посмотрите на рисунок
Леды(1) по очереди светят на экран(2) (два или три как на рисунке), часть света после экрана проходит через емкость с раствором(3) на фотодиод(4), вторая часть напрямую на второй фотодиод, фотодиоды смонтированы на массивной теплопроводной пластине для уменьшения теплового градиента между фотодиодами.
Что получаем?
Например измерили -- низ 250 единиц(вольты, люмены, амперы любые), верх 230 (часть поглотилась). Свет образцовый (нижний) примем за 100%, 230/250*100=92% дошло или 8% поглотилось, теперь свет поменялся уменьшился в 2 раза, низ 125, верх 115, 115/125*100=92% . Далее еще интереснее. Во-первых, сейчас фотодатчик снимает сигнал с бОльшей площади и пылинки меньше влияют на результат. Во-вторых, даже если пылинка закроет половину экрана, то вместо измерений например крас. -92%, син. -40%, зел. -80%, получим 46,20,40, то есть мы получим более темный цвет, но того же оттенка.

Допис від Starcomputer

а как проградуировать ?

Можно попробовать взять емкость литров 20 наполнить ее смесью газов известной концентрации и медленно выдуть всю над раствором, газа хватит часив на 20. Потом тоже с другой концентрацией.

[Starcomputer]

Допис від an-2

что измерять количесто света это сложный подход

Да никто не предлагает измерять его
Идея была следующая:
Синий свет при прохождении через зеленую воду должен (по идее) сильно ослабнуть, если это так, то можно отрегулировать уровень чуствительности фотоэлемента - усилителя таким образом, что он будет срабатывать только если жидкость синяя. Также и для остальных двух цветов.
Всего-то надо провести простой эксперимент:
Взять обычный зеленый ЛЭД, фотоэлемент, плоскую тонкую кювету (на крайняк просто кусок прозрачной цветной пленки) и проверить НАСКОЛЬКО падает световой поток при зелном, синем и желтом светофильтрах. Если окажется, что он падает серьезно, то можно пробовать.
Тут вся идея в том, что монохромный свет должен сильно поглощаться светофильтром ДРУГОГО цвета.

[Skif]

можно и я пофантазирую по теме со светодиодами?

ИМХО, лучше взять не несколько светодиодов и фотодатчиков, а по одному. Один RGB светодиод и датчик видимого спектра. Так мы исключим затенение одного из цветов какой-то пылинкой и тем самым ложное определение цвета.
Старение раствора сопровождается понижением цветовой насыщенности, да и при замесе никогда не получится отмерять одинаковое количество воды и красителя. Т.е. светопропускание по всем цветам будет плавать, по этому настраиваться на кокой-то уровень бессмысленно.
Лучше вывод о оттенке делать по соотношению сигналов с фотоэлемента при последовательном переборе цвета РЖБ светодиода. Получится такая вот цветная оптопара.
Для того чтоб понять как заставить определять оттенки управляющий контроллер надо сделать серию экспериментов - снять зависимости изменения сигнала по каждому цвету в зависимости от оттенка жидкости. Для эксперимента нужна вертикальная ёмкость с двумя параллельными стенками, залить воды, щепотку соды и подкапывать уксус. На графике зависимости делать отметки о цвете раствора, "на глаз". Эксперимент повторить при разных концентрациях красителя.
Думаю кривые на графиках подскажут как научить контроллер узнавать где какой цвет.

П.С. Желающим поиграться могу выслать в конверте чуток красителя-индикатора рН (бромтимоловый синий)

[Anov]

Чем дальше тем больше прихожу к выводу что легче анализировать картинку (например с WEB-камеры) на которой будут и образцы цветов (белый, черный, красный, синий.... какие нужны)...