Μέτρηση όγκου (κυβισμένης) δεξαμενής πετρελαίου

[manolena]

Η συσκευή Χρήστο δουλεύει αξιόπιστα για σχεδόν 2 χρόνια σε δύο δεξαμενές πετρελαίου. Η ακρίβειά της εξαρτάται απο τις διαστάσεις της δεξαμενής (όσο πιο μεγάλη είναι, τόσο σφάλμα εισέρχεται). Παρά ταύτα όμως, φαντάσου πως σε μια δεξαμενή περίπου 2200 λίτρων έχει ακρίβεια +/- 20 λίτρα! Είναι αξιοθαύμαστη η ακρίβειά της για τέτοιο μέγεθος! Έχει δοκιμαστεί η γραμμικότητά της σε κάθε ανεφοδιασμό αλλά και σε περσινό καθαρισμό της δεξαμενής, κατά τον οποίο έπρεπε να αφαιρεθεί το υπολειπόμενο καύσιμο.
Δεν κάνει σίγουρα για ρεζερβουάρ αυτοκινήτου, κρίμα! Ο λόγος είναι γιατί το σχήμα ενός ρεζερβουάρ δεν είναι τέλεια κυβισμένο για να γίνουν οι πράξεις στο πρόγραμμα που εκτελεί η συσκευή. Θα μπορούσε να γίνει αυτό αλλά απαιτεί πολύπλοκες πράξεις ολοκλήρωσης (υπολογισμοί εμβαδού με ολοκληρώματα κ.τ.λ.), πράγμα που θέλει μεγάλη επεξεργαστική ισχύ.
Ο σκοπός εδώ ήταν να υπάρχει μια σαφής ένδειξη της ποσότητας καυσίμου σε μια κυβισμένη δεξαμενή, σαν κι αυτές που συνήθως κατασκευάζονταν απο λαμαρίνα. Επίσης, να δίνει μια ένδειξη τέτοια που να μπορεί να γίνει κατανοητή με αριθμούς απο τον καθένα, χωρίς να χρειάζεται να μπαίνουν βέργες μέτρησης, αλφαδολάστιχα, κομπιουτεράκια και άλλα τέτοια που φρικάρουν τους παππούδες που αντιμετωπίζουν μερικούς μάγκες πετρελαιάδες...

[manolena]

...Φαντάζομαι μπορεί να μπει και σε ρεζερβουάρ αυτοκινήτου ... ! ίσως ειναι πιο χρήσιμο απο δεξαμενή σπιτιού !!!
Κάποιος φιλος μου ειχε πει οτι το αυτοκινητο του μέτραγε λίτρα όταν έβαζες βενζινη , ενα megane ήταν νομίζω αλλα δεν το εχω ψαξει ....

Χρήστο, για να είναι εφαρμόσιμο σε μια τέτοια περίπτωση, θα πρέπει να γίνουν κάποιες αλλαγές στο ρεζερβουάρ, καθώς και στο σύστημα με το οποίο γίνεται η μέτρηση. Η δική μου συσκευή, έχει τη φιλοσοφία της μη φυσικής εμπλοκής με το καύσιμο με κανέναν τρόπο οποιουδήποτε ηλεκτρικού τμήματος, τάσης, εξαρτήματος για προφανέστατους λόγους (κίνδυνος πυρκαγιάς απο ηλεκτρική αιτία).
Μπορεί λοιπόν να εισαχθεί στο ρεζερβουάρ ένα μετρητικό στέλεχος με χωρητική μεταβολή, δηλαδή ένας "πυκνωτής", που θα χρησιμοποιεί το ίδιο το καύσιμο σαν διηλεκτρικό. Με αυτό τον τρόπο, η μεταβολή της στάθμης του καυσίμου θα μεταβάλλει και τη χωρητικότητα του "πυκνωτή", οπότε με μια εξωτερική διάταξη που θα επεξεργάζεται αυτή την είσοδο (signal conditioner) και με μια απλή καταγραφή ακριβείας για πολλές στάθμες καυσίμου που αντιστοιχούν σε διαφορετικές χωρητικότητες, θα δίνει μια ένδειξη καυσίμου που πρακτικά θα είναι ανεξάρτητη απο το σχήμα του ρεζερβουάρ.
Όλο αυτό βέβαια, προϋποθέτει σοβαρή μελέτη και ενασχόληση γιατί όπως καταλαβαίνεις, μπλέκει πολλή επιστήμη!

[p.gabr]

Μάνο με όλο το θάρρος ,άλλη μια παρεμβολή


Επειδή οι καιροί είναι δύσκολοι, έχουμε και αυτήν την επιλογή






















Από το βιβλίο επιβίωσης της SAS
Εσύ θα φτιάχνεις τα ΜΙΧ

[aktis]

Μάνο , επειδή είχα ασχοληθεί στο παρελθόν με διακρίβωση σε γεφυροπλάστιγγες , η ακρίβεια μετριέται σε πολλαπλάσια της υποδιαίρεσης που έχει το όργανο σου
Αν λες λοιπόν οτι έχεις ακρίβεια 0.1 cm / 1 m μέτρησης ( κλαση ΙΙΙ , 1000 υποδιαιρεσεις ) σε μια δεξαμενη 1χ1χ2 σημαίνει οτι μετράς με μονάδα τα 2 λίτρα και το σφάλμα σε αυτη την περίπτωση
για να παρει το οργανο διακρίβωση για εμπορικη χρήση αν δεν κανω λάθος θα έπρεπε να ειναι 3 ως 5 υποδιαιρεσεις , δηλαδη 3 - 5 χ 0.1 cm
Αν αναφέρεις ως υποδιαίρεση μέτρησης το 1cm , ξεπερνάς αυτο το πρόβλημα με τις υποδιαιρέσεις αλλα αλλάζεις κατηγορία ακριβείας ...
Δεν ξέρω τι ειδους σφάλματα μπαίνουν από τις ανακλάσεις υπερήχων αλλά πιστεύω επειδή εχθρός του καλού ειναι το καλύτερο !!! θα μπορούσες να δοκιμάσεις πιθανόν και με
microcontroller μεγαλύτερης ταχύτητας ( πχ 100 Μhz ) και με αισθητήρα θερμοκρασίας +/- 0.5 C.

Οσο για το είδος της δεξαμενής , άσχετα με το σχήμα της , αν ειναι γραμμική η μεταβολή ανάμεσα στα σημεία α, β , c κλπ , μπορείς να κάνεις "linearisation"
λες πχ στα χ cm a , στα y β , στα z cm c lt κλπ και για μετρήσεις ανάμεσα στα b kai c πχ κάνεις αναγωγή στην κλίμακα y - z .
Εμπορικής χρήσης γεφυροπλάστιγγες έχουν linearisation σε 10 τουλάχιστον σημεία ( βοηθάει και την διόρθωση του μη γραμμικού σφάλματος του αισθητηρίου σε αυτές )
Οι υπερηχοι πιθανόν να μην εχουν μη γραμμικο σφαλμα αλλά μπορεις να μετρησεις μη standard δεξαμενες με αυτο το τροπο .




edit: σχετικα με τη χρήση σε αυτοκινητα επειδη δεν μπορώ να διασταυρώσω τι στο καλό είχε το megane .... ψάχνοντας βρήκα αυτό
που περιέργως φαινεται να μετράει απο κάτω προς τα πάνω ...
http://www.alibaba.com/product-gs/58...ank_gauge.html

[manolena]

Χρήστο, καλημέρα.

Η κατασκευή αυτή δεν είχε απο την αρχή εμπορικό χαρακτήρα για αυτό και δεν σχεδιάστηκε για ανάλογη χρήση. Αν υποτεθεί οτι θα προχωρήσει για αυτό το σκοπό,
είναι σίγουρο οτι θα πρέπει να γίνουν προσαρμογές πάνω στις απαιτήσεις του νόμου για conformity και στο hardware και στο software. Προς το παρόν, αν σκεφτείς
οτι μεγάλοι άνθρωποι κοντράρουν στα ίσια με ακρίβεια το πολύ 10 λίτρων στον τόνο τους πετρελαιάδες που πάνε τσαμπουκαλεμένοι για κλοπή, είναι μια χαρά και
έχεις και κέρδος.

[manolena]

Αυτό που γράφεις: http://www.alibaba.com/product-gs/58...ank_gauge.html δουλεύει με υπέρηχους αλλά με διαφορετικό μηχανισμό απο ένα απλό σύστημα με πομπό και δέκτη transduser σαν π.χ. το SRF04. Στην προκειμένη περίπτωση, ο tranduser εκπομπής/λήψης έρχεται σε επαφή με το ρεζερβουάρ απο την κάτω πλευρά και εκπέμπει συνεχώς υψίσυχνη παλμοσειρά. Λαμβάνει την ανακλούμενη απο την επιφάνεια του υγρού καυσίμου ηχώ αλλά μέσα απο τον όγκο του που βρίσκεται στο ρεζερβουάρ και όχι χρησιμοποιώντας σαν μέσο μετάδοσης τον αέρα πάνω απο την ελεύθερη επιφάνεια του καυσίμου μέσα στο ρεζερβουάρ. Με τον ίδιο τρόπο φαντάσου, δουλεύει ένα σύστημα Thickness Inspection με υπερήχους που έχουν οι νηογνώμονες για να μετρούν τα πάχη του κύτους πλοίων. Με κάποιο ανάλογο probe σαν και αυτό που δείχνεις, σε επαφή με το κύτος, εκπέμπεται ένα σήμα και η ανακλώμενη απο την εσωτερική επιφάνεια της λαμαρίνας ηχώ είναι ανάλογη σε καθυστέρηση χρόνου με το πάχος της λαμαρίνας.

[manolena]

Επανέρχομαι:

Για να υπολογίσουμε τον όγκο μιας κυλινδρικής δεξαμενής χρειάζεται κατ' αρχήν να ξεκαθαρίσουμε απο την αρχή,
το πως αυτή η δεξαμενή στηρίζεται, αν δηλαδή είναι κάθετα στερεωμένη ή οριζόντια στερεωμένη:



Για τον μεν πρώτο, τα πράγματα για τον υπολογισμό του όγκου είναι αρκετά εύκολα γιατί ανταποκρίνονται
στις αρχές της Γεωμετρίας που μαθαίναμε στο γυμνάσιο με απλοϊκούς τύπους και σε εφαρμογή σε κύλινδρο, τον εξής:

V = π*(D/2)²*L

δηλαδή, (ακτίνα βάσης)² επί ύψος επι 3,14.

Στη δεύτερη περίπτωση, τα πράγματα δεν είναι και τόσο εύκολα. Και αυτό γιατί ο "ξαπλωμένος"
κύλινδρος μπορεί να μεταβάλει το ύψος του ρευστού που περιέχει, αλλά τα επίπεδα που σχηματίζονται
σε κάθε ύψος έχουν διαφορετικό εμβαδόν. Ο τύπος για τον υπολογισμό του όγκου ενός τέτοιου κυλίνδρου
είναι ο εξής:

V = L * (D/2)^2 * (acos(s)-(s*sqrt(1-s^2))) όπου s = 1-(2*d/D)

Μπορείτε να δείτε τον παραπάνω τύπο με αριθμούς:



αλλά και με το ίδιο αρχείο σε λογιστικό φύλλο, όπου μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε όπως είναι
και για δικούς σας, "σπιτικούς" υπολογισμούς...Τον πιο πάνω τύπο λοιπόν, επεξεργάζομαι στις ρουτίνες
του προγράμματος και τη συγχώνευσή του στα μενού, ώστε πλέον, ο τίτλος του θέματος να γίνει
"Μέτρηση όγκου (κυλινδρικής και κυβισμένης) δεξαμενής πετρελαίου".

Για καλή μας τύχη, στις include/header βιβλιοθήκες του Arduino ("math.h"), υπάρχουν οι ρουτίνες
acos(x) και sqrt(x) που κάνουν τη ζωή μας με τους υπολογισμούς πολύ ευκολότερη...

Οι εξελίξεις στον κώδικα θα αναφερθούν με νεότερο.-

[manolena]

Καλημέρα σε όλους.

Πάλι μετά απο καιρό και μετά απο απαιτήσεις καινούριες που προέκυψαν, έρχεται η δεύτερη, πιο ανανεωμένη έκδοση του μετρητή που περιλαμβάνει την αποστολή των δεδομένων που μετράει ασύρματα μέσω ενός RF module σε μια ίδια που διαθέτει δέκτη και την παρουσίαση των δεδομένων σε οθόνη. Επίσης, προστέθηκε και ένας rotary encoder για πιο απλό user interface χωρίς μπουτόν, καθώς και USB επικοινωνία για εύκολο προγραμματισμό και ανάκτηση πληροφορίας σε υπολογιστή. Τέλος, προστέθηκαν δύο ρελέ μιας επαφής 8Α για ενεργοποίηση εξωτερικών φορτίων όπως μια σειρήνα ή ένα κινητήρα αντλίας (αν το σύστημα χρησιμοποιηθεί σε μια δεξαμενή ομβρίων για παράδειγμα, να μπορεί να υπάρχει ειδοποίηση υπερχείλησης ή δυνατότητα εξάντλησης περιεχομένου). Ο λόγος που έγιναν αυτά, είναι γιατί οι δεξαμενές πετρελαίου συνήθως βρίσκονται σε ταράτσες ή υπόγεια και για να δεί κάποιος στάθμη πρέπει να φτάσει ώς εκεί. Με αυτή τη version και με το τερματικό τοποθετημένο κάπου εσωτερικά στο σπίτι, θα μπορεί κάποιος να δεί ανα πάσα στιγμή όλη την πληροφορία χωρίς να χρειάζεται να κατέβει σε υπόγεια ή να ανέβει σε ταράτσες, ασύρματα εννοείται. Απο το ebay έρχονται τα modules για να κάνω τα πρωτότυπα.

Το σχηματικό (V2.0):



Η επικοινωνία κατ' αρχήν θα είναι για μια απόσταση των 15 μέτρων (απο εξωτερικό χώρο σε 2ο όροφο). Για το τερματικό θα χρησιμοποιηθεί η ίδια πλακέτα αλλά χωρίς κουμπιά πλοήγησης και ultrasonic module.

[limas]

τι να πω. Μπράβο.

[Scotty]

Πολυ καλο....και χρησιμο..ΕΥΓΕ