Tilt hydrometer versie 2

hansHalberstadt · 10-12-2016 10:13 u

Wat verder nadenkend over het tilt principe kwam ik tot de volgende oplossing. (Kan bij deze dus geen patent meer op verleend worden omdat hij hierbij is gepubliceerd via het forum en valt waarschijnlijk niet onder het bestaande patent van de tilt hydrometer omdat het op kunt vatten al 2 gekoppelde apparaten en zo de claim mbt verschillende zwaartepunten waarschijnlijk kunt omzeilen)

Het ding bestaat uit een bolvormige drijver met volume V1 met daarin de zender+G sensors. Vanwege de bolvorm heeft deze geen voorkeur voor richting als het zwaartepunt in het centrum van de bol ligt.

Daaraan zit een gewichtje met massa M2 en volume V2. Hiermee krijg je het verband tussen hoek en draaimoment op V1 drijver. evt kun je hetzelfde bereiken door het zwaartepunt niet in het centrum van V1 te leggen. M2,V2 is dan overbodig.

Horizontaal zit een massa M3 met volume V3 op een afstand d vanaf de verticale lijn door het midden van V1, waarmee je de opwaardse kracht maakt om het SG te meten. M3 en V3 leveren bij een bepaald SG, bv SG=1000 precies een zwevend bolletje M3, V3 op. bij hoger SG gaat krijg je een kracht omhoog op het bolletje, bij lager SG krijg je een kracht naar beneden. M3 zit op een afstand d1 vanaf de verticale lijn door V1. Daardoor ontstaat een moment op V1 waardoor V1 gaat roteren. Daardoor komt M2 uit zijn evenwichtpositie en levert een horizontaal koppel evenredig met de sinus van hoek alfa.

Je krijgt dus een hoek aplfa= k x sin (SG-SGref).

Je kunt het ding dus ijken op alfa=0 voor SG=1000 bijvoorbeeld en alfa= bijna 90 ºC voor SG= bijvoorbeeld 1150.
Daarvoor is het wel handig om de constructie zo te maken dat V3, M3 bijna op een hoek van 90 ºC zit tov V1.

Het grote voordeel tov de al bestaande tilt hydrometer is dat je met de nieuwe versie kunt kiezen door het juiste zwaartepunt van de elektronica+batterij binnen V1 en daarmee kun je het bereik van de G sensor optimaal uitnutten. En de curve altijd de zelfde vorm heeft, namelijk een deel van een sinus.
Het ding is ook niet gevoelig voor schuim omdat het schuim geen mechanisch koppel op V1 kan veroorzaken en de SG bepalende zaken volledig onder de vloeistof zitten.

Door V1 met bijvoorbeeld 2 dunne nylon draadjes aan een drijvend ringetje te maken wat net iets groter is dan de uitslag van V3 voorkom je dat het ding vastloopt tegen de wand van je gistingsvat, dus altijd optimaal kan blijven meten.

hansHalberstadt · 10-12-2016 10:21 u

Met update tekening

seed7 · 10-12-2016 10:56 u

Citaat van: hansHalberstadt op 10-12-2016  10:13 u(Kan bij deze dus geen patent meer op verleend worden omdat hij hierbij is gepubliceerd via het forum en valt waarschijnlijk niet onder het bestaande patent van de tilt hydrometer omdat het op kunt vatten al 2 gekoppelde apparaten en zo de claim mbt verschillende zwaartepunten waarschijnlijk kunt omzeilen)

Helaas, wie het eerst komt wie het eerst maalt, gepubliceerd of niet. Als je je rechten wilt hebben moet je aanmelden, doet iemand anders het dan moet je naar de rechter, levert uiteindelijk niemand iets op anders dan advocaten. Het onderzoek dat door het "patent bureau" wordt gedaan is marginaal,

Ingo

hansHalberstadt · 10-12-2016 11:28 u

Citaat van: seed7 op 10-12-2016  10:56 uHelaas, wie het eerst komt wie het eerst maalt, gepubliceerd of niet. Als je je rechten wilt hebben moet je aanmelden, doet iemand anders het dan moet je naar de rechter, levert uiteindelijk niemand iets op anders dan advocaten. Het onderzoek dat door het "patent bureau" wordt gedaan is marginaal,

Ingo

Dat klopt niet volgens mij. Als wij op het werk een idee hebben wat niet zodanig waardevol voor ons is dat we het zelf patenteren dan is de overweging soms om het bewust te publiceren ipv patenteren, om zo te voorkomen dat anderen het kunnen patenteren. Als iets gepubliceerd is is het niet meer patenteerbaar. Misschien kun je er nog wel patent op krijgen, maar als achteraf blijkt dat het idee op de filing datum al bekend was dan is het patent alsnog niet geldig. Om diezelfde reden mag je niets aan klanten melden over je idee voor de filing datum om patenteerbaarheid niet in gevaar te brengen.

In dit geval is dat allemaal niet belangrijk, want de hobbybrouwers kunnen gewoon alles wat gepatenteerd is nabouwen zonder gevolgen.

hansHalberstadt · 10-12-2016 12:05 u

Citaat van: hansHalberstadt op 10-12-2016  10:13 uWat verder nadenkend over het tilt principe kwam ik tot de volgende oplossing.

Ipv een bolletje met volume V1 kun je ook een cylinder nemen. Dat is misschien makkelijker, dan kun je gewoon een zelfde soort buisje nemen als nu al gebruikt wordt. De draairichting is dan rondom de cilinder.

hansHalberstadt · 18-12-2016 21:22 u

Hier nog een andere idee.
Tilt hydrometer op de bodem van het gistingsvat met principe via een bewegend asje,

Volume V op afstand r van het draaipunt met daarin de elektronica
haaks daarop een contragewichtje wat zorgt voor de juiste schaalfactor.
Het bolletje moet juist zweven bij het minimale te meten SG, bv SG=990, hoek is dan 90 ºC met de vertikale as, contragewicht hangt dan loodrecht naar beneden . bij SG=1100 oid bereik je dan de minimale hoek met de verticale as.

hier een voorbeeldje met verschillende contragewichtjes (10,20,40,80 gram op 2.5 cm van de as en volume V=100ml op 10 cm van de as, curves zijn berekende hoeken bij verschillend SG 990-1150).

Het zenden onder water kun je doen met near field communication met spoel van koperdraad op zendfrequentie van bv 1 MHz, ontvanger zit dan op de rand van het gistingsvat aan de buitenkant. Simpel proefje heeft al aangetoond dat dit werkt.

Vanaf de ontvanger kun je dan weer naar wifi of direct naar de computer.

Sander van Dijk · 19-12-2016 04:54 u

Citaat van: hansHalberstadt op 18-12-2016  21:22 uHier nog een andere idee.
Tilt hydrometer op de bodem van het gistingsvat met principe via een bewegend asje,

Volume V op afstand r van het draaipunt met daarin de elektronica
haaks daarop een contragewichtje wat zorgt voor de juiste schaalfactor.
Het bolletje moet juist zweven bij het minimale te meten SG, bv SG=990, hoek is dan 90 ºC met de vertikale as, contragewicht hangt dan loodrecht naar beneden . bij SG=1100 oid bereik je dan de minimale hoek met de verticale as.

hier een voorbeeldje met verschillende contragewichtjes (10,20,40,80 gram op 2.5 cm van de as en volume V=100ml op 10 cm van de as, curves zijn berekende hoeken bij verschillend SG 990-1150).

Het zenden onder water kun je doen met near field communication met spoel van koperdraad op zendfrequentie van bv 1 MHz, ontvanger zit dan op de rand van het gistingsvat aan de buitenkant. Simpel proefje heeft al aangetoond dat dit werkt.

Vanaf de ontvanger kun je dan weer naar wifi of direct naar de computer.

Ik heb hier echt bewondering voor! Al deze vernieuwende ideeën. [emoji106]

hansHalberstadt · 19-12-2016 09:25 u

Doel is om het nog net een stapje beter te maken dan de bestaande tilt hydrometer
- grotere gevoeligheid (hoekveranderering per SG punt)
- onder de vloeistof en op vaste plek, daardoor geen verstoring tgv schuim en rand effecten

hansHalberstadt · 20-12-2016 14:53 u

Nog even verder gekeken. De hoek loopt gewoon door bij 90 graden dus kun je het bereik van 90-180 graden ook nog benutten. De grootste gevoeligheid kun je dan bv bij SG=1050 leggen.

Nog een 2e idee is gebaseerd op het contragewichtje plaatsen binnenin in het volume V. dan kun je met een klein stappenmotortje het gewichtje verplaatsen en op die manier de hoek altijd op 90 graden houden. Daardoor krijg je dat de afstand van het gewichtje tot het draaipunt recht evenredig is met het SG. Die plek kun je uit de stand van de stappenmotor afleiden en oversturen naar buiten.
Dat geeft een SG bepaling die minstens even nauwkeurig kan als een echte hydrometer.

bjorri · 20-12-2016 15:19 u

Creatief.

Alleen zou ik de grootste nauwkeurigheid juist willen zien aan het eind van de vergisting. Dan wil je weten of er überhaupt nog verandering is en ook wil je de eindwaarde zo nauwkeurig mogelijk weten. De beginwaarde wist je toch al en in het begin is het voornamelijk interessant of er iets veranderd.

Of denk ik weer te simpel?

_{edit: typo veranderd en gelijk vet gemaakt.}

hansHalberstadt · 20-12-2016 16:04 u

Citaat van: bjorri op 20-12-2016  15:19 uCreatief.

Alleen zou ik de grootste nauwkeurigheid juist willen zien aan het eind van de vergisting. Dan wil je weten of er überhaupt nog verandering is en ook wil je de eindwaarde zo nauwkeurig mogelijk weten. De beginwaarde wist je toch al en in het begin is het voornamelijk interessant ofer iets veranderd.

Of denk ik weer te simpel?

Nee je denkt precies goed. Het punt is dat bij zowel de standard tilt hydrometer alsook bij mijn 1e 2 voorstellen de achterliggende curve de vorm heeft van een arctan functie. die loopt het steilst in 1 punt waar de tilt hydrometer een hoek maakt van 90 graden en dan vlakker naar de uiteinden.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Arctangens

bij de standaard tilt ligt dat steile stuk helaas buiten het normale bereik, zie ook http://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,32885.msg502551.html#msg502551
en bij mijn voorstel er middenin omdat bij mij het ding volledig onder het oppervlak zit dus ook horizontal kan liggen . Je kunt het steile punt daarom wel kiezen rond SG=1010 bijvoorbeeld.

Met het principe van verschuivend gewichtje ga je in feite steeds op het steillste stuk zitten (je regelt het gewichtje zodat het geheel horizontal blijft) en kun je het zelfs oneindig steil maken. gewichtje klein beetje naar 1 kant en hij gaat helemaal op +180 graden staan of op 0 graden. door het terugkoppelen en regelen van de hoek naar 90 graden via het gewichtje ga je over van de arctangens vorm naar een simpele rechte lijn (niet de hoek geeft dan meer de informatie over SG, maar de plek van het contragewichtje), maar zo blijft het geheel wel maximaal gevoelig.

bjorri · 21-12-2016 09:44 u

Citaat van: hansHalberstadt op 20-12-2016  16:04 uMet het principe van verschuivend gewichtje ga je in feite steeds op het steillste stuk zitten (je regelt het gewichtje zodat het geheel horizontal blijft) en kun je het zelfs oneindig steil maken. gewichtje klein beetje naar 1 kant en hij gaat helemaal op +180 graden staan of op 0 graden. door het terugkoppelen en regelen van de hoek naar 90 graden via het gewichtje ga je over van de arctangens vorm naar een simpele rechte lijn (niet de hoek geeft dan meer de informatie over SG, maar de plek van het contragewichtje), maar zo blijft het geheel wel maximaal gevoelig.

Ah, dus de sensor alleen gebruiken om het evenwicht te herstellen tussen het drijvend deel en het zinkende deel. De plaats van je ballast is dan een maat voor de SG. Klinkt aannemelijk.

Nog ff sparren: Je hebt de drijver en de zinker in een hoek van 90 graden geplaatst. Wat gebeurt er als je die bijna 180 graden te maakt. Dan lijkt mij het kantelpunt nog nauwkeuriger en het compenseert beter eventuele neerslag van gist e.d. als je tenminste de zelfde vorm en materiaal voor de drijver en de zinker gebruikt. Een afdakje ontkomt je ook niet aan vrees ik.

hansHalberstadt · 21-12-2016 11:05 u

Citaat van: bjorri op 21-12-2016  09:44 uNog ff sparren: Je hebt de drijver en de zinker in een hoek van 90 graden geplaatst. Wat gebeurt er als je die bijna 180 graden te maakt. Dan lijkt mij het kantelpunt nog nauwkeuriger en het compenseert beter eventuele neerslag van gist e.d. als je tenminste de zelfde vorm en materiaal voor de drijver en de zinker gebruikt. Een afdakje ontkomt je ook niet aan vrees ik.

Dit is het idee

Het contragewichtje hangt verticaal en bepaalt de schaalfactor.

Het gewicht van de grote bol (kan trouwens ook een andere vorm zijn dan een bol) tune je af zodat deze bij bv SG=1020 net zweeft. Met een verplaatsbaar gewichtje in de grote bol maak je het punt waarbij hij zweeft tov het draaipunt variabel. dan kun je daarmee de zaak afregelen zodat hij juist drijft (aphha=90 graden tov verticale as) en zonder contragewicht heb je dan zeer grote gevoeligheid.
hoe kleiner het contragewicht, hoe gevoeliger hij wordt.

laagje neergeslagen gist zal wel invloed hebben. maar weet nog niet precies hoeveel. Bij 180 graden (of 0 graden) hangt de grote bol verticaal naar beneden (of omhoog) en is de gevoeligheid 0.

Contragewicht op straal=2.5 cm 10g, 20g, 40g en 80 g.
grote bol van 250 ml zit op straal=10cm in dit voorbeeld.

hansHalberstadt · 21-12-2016 14:37 u

Misschien enige verwarring over de betekenis van de hoek eea is niet helemaal consequent in de 2 figuren.
In het grafiekje heb je bij SG=1020 de evenwicht situatie. De hoek alfa in het grafiekje is dan 90 graden. Alfa is de hoek tussen de verbindingslijn (straal R) van draaipunt naar bol met volume V en de verticale as. in het plaatje is de hoek dus een graad of 80 de alfa in het vorige plaatje is fout.

bjorri · 21-12-2016 15:02 u

Ik dacht juist aan een horizontale wip. Maar als ik daar langer over nadenk dan is die juist minder nauwkeurig dan die 90 graden hoek tussen de bollen. Sorry, zie het als enthousiasme voor je ontwerp.

hansHalberstadt · 21-12-2016 15:53 u

Citaat van: bjorri op 21-12-2016  15:02 uIk dacht juist aan een horizontale wip. Maar als ik daar langer over nadenk dan is die juist minder nauwkeurig dan die 90 graden hoek tussen de bollen. Sorry, zie het als enthousiasme voor je ontwerp.

Nu snap ik wat je bedoelt volgens mij:
Je bedoelt dan Mextra in het verlengde van r geplaatst dus krijg je een echte wip. Daarmee maakt je de gevoeligheid heel groot. hij is dan in evenwicht voor 1 bepaald SG en gaat naar 0 graden voor hoger SG en naar 180 graden voor lager SG. Je maakt dan dus eigenlijk een SG vergelijker ipv een SG meter.

Die 90 graden heb je dus nodig om een bepaald meetbereik te krijgen.

hansHalberstadt · 22-12-2016 15:44 u

Citaat van: bjorri op 21-12-2016  09:44 ueventuele neerslag van gist e.d. als je tenminste de zelfde vorm en materiaal voor de drijver en de zinker gebruikt. Een afdakje ontkomt je ook niet aan vrees ik.

Nog even gekeken naar evt effect van gistneerslag op het drijvertje.
Stel dat je drijver een volume heeft van 200 ml. Dan is 1 SG punt een extra gewicht van 200 x 0.001=0.2 gram. Dat is bv 0.2 ml water met SG=1000. Gist heeft bijna hetzelfde SG als het wort, dus stel gist heeft SG van bv 1020 en wort is op dat moment 1030. dan heb je 10 SG punten verschil. In die wort weegt die gist dus maar 10/1000=1% van het zelfde volume water. Om hetzelfde effect te krijgen als 0.2 gram verstoring heb je dus 20 ml neergeslagen gist nodig op je drijvertje. Dat ga je in de praktijk niet krijgen, dus zal evt gistneerslag veel minder dan 1 SG punt fout kunnen veroorzaken volgens mij.

hansHalberstadt · 23-12-2016 21:27 u

Voor het overzicht nog even een tekening van het principe met verplaatsbaar contragewicht.

Stand bij laag SG

stand bij hoog SG

grafiekje stand van het verplaatsbaar gewicht bij verschillend SG

Stand van het gewichtje kun je regelen met stappenmotortje en meten via potmeter, inlezen in bv Arduino en dan oversturen datapatroon via zend en ontvang spoel (NFC principe)

hansHalberstadt · 25-12-2016 08:44 u

Nog wat verder nagedacht over de sensor om de drijver naar horizontale positie te kunnen regelen.
Idee is om dit te doen met een rondgebogen slangetje gevuld met wat soda oplossing voor de geleidbaarheid. 3 dunne RVS staafjes erin als weerstand sensor. Sensor sluit je aan op een AC signaal (anders krijg je waterstof vorming aan de elektrodes, kan bv blokgolf zijn uit Arduino bordje met AC coupling via condensator) detectie gaat via analoge input. zo kun je 3 bereiken detcteren:
1) linksom gekanteld
2) horizontaal binnen +/- hoek alpha
3) rechtsom gekanteld
Op basis van die info kun je de motor aansturen die het gewichtje verplaatst. Kan bv simpel DC motortje zijn met stukje M3 schroefdraad, met daarop moertje met contragewichtje. Motortje stuur je dan aan met korte pulsen zodat die kleine stukjes linksom of rechtsom kan draaien afhankelijk van de sensor info. Zo gaat het geheel rondom de evenwichtsstand staan en kun je via de plaats van het contragewicht het SG berekenen.

hansHalberstadt · 30-01-2017 21:55 u

Citaat van: hansHalberstadt op 25-12-2016  08:44 uNog wat verder nagedacht over de sensor om de drijver naar horizontale positie te kunnen regelen.
Idee is om dit te doen met een rondgebogen slangetje gevuld met wat soda oplossing voor de geleidbaarheid. 3 dunne RVS staafjes erin als weerstand sensor. Sensor sluit je aan op een AC signaal (anders krijg je waterstof vorming aan de elektrodes, kan bv blokgolf zijn uit Arduino bordje met AC coupling via condensator) detectie gaat via analoge input.

Kan nog simpeler, gewoon een fotocel met LED een een plaatje wat altijd vertikaal hangt en deels het lichtpad onderbreekt.

hansHalberstadt · 27-08-2019 08:05 u

Hier de laatste inzichten mbt een evt prototype wat kan drijven aan het oppervlak met een drijvend bolletje, maar de bol waarmee gemeten wordt zit ca 10 cm onder het oppervlak dus heeft geen last van verstoringen zoals schuim. Een intern contragewicht regelt de zaak precies horizontaal via een klein stappen motortje intern. Communicatie naar buiten van de positie van de stappenmotor is dan de SG info.

hans_nwk · 27-08-2019 08:16 u

Citaat van: seed7 op 10-12-2016  10:56 uHelaas, wie het eerst komt wie het eerst maalt, gepubliceerd of niet. Als je je rechten wilt hebben moet je aanmelden, doet iemand anders het dan moet je naar de rechter, levert uiteindelijk niemand iets op anders dan advocaten. Het onderzoek dat door het "patent bureau" wordt gedaan is marginaal,

Ingo

Je hoeft het zelfs niet te publiceren. Als je iets hebt bedacht en toepast waarvan je niet wil dat de concurrenten het weten (omdat een patent met een kleine variatie te omzeilen valt) moet je zelf goed vastleggen gedateerd etc dat je op die manier produceert.

Zo voorkom je als je al een aantal fabrieken hebt die het toepassen 20 jaar later iemand opeens met een patent jouw proces blokkeert.

Wordt regelmatig toegepast.

Groet,
Hans

lier · 27-08-2019 08:35 u

Hoe compenseer je voor het feit dat de drijver ook steeds dieper in de vloeistof zakt namate het bier verder is uitgegist

hansHalberstadt · 27-08-2019 09:59 u

Citaat van: lier op 27-08-2019  08:35 uHoe compenseer je voor het feit dat de drijver ook steeds dieper in de vloeistof zakt namate het bier verder is uitgegist

De drijver aan het oppervlak zal iets zakken, maar blijft nog steeds drijven en functioneert alleen maar als een soort wrijvingsarm lager. Hoe diep dat ligt makt dus niet uit zolang het maar drijft. De bol onder de vloeistof zal willen zakken als het Sg afneemt. daardoor verandert de hoek en een interne sensor detecteert dat en stuurt via een interne stappenmotor het rode contragewicht iets meer naar links net zolang tot de zaak weer horizontaal staat. In de praktijk zie je dan dat tijdens de gisting het geheel steeds horizontaal staat maar dat het contragewicht zich langzaam naar links verstelt.

hansHalberstadt · 27-08-2019 10:10 u

Citaat van: hans_nwk op 27-08-2019  08:16 uJe hoeft het zelfs niet te publiceren. Als je iets hebt bedacht en toepast waarvan je niet wil dat de concurrenten het weten (omdat een patent met een kleine variatie te omzeilen valt) moet je zelf goed vastleggen gedateerd etc dat je op die manier produceert.

Zo voorkom je als je al een aantal fabrieken hebt die het toepassen 20 jaar later iemand opeens met een patent jouw proces blokkeert.

Wordt regelmatig toegepast.

Groet,
Hans

Om iets niet meer patenteerbaar te maken moet het door anderen in theorie te vinden zijn. Het maakt niet uit of het lastig of minder lastig te vinden is. Als je het dus vastlegt en goed documenteert, maar dat op een plek doet die niet toegankelijk is voor derden, dan is het nog steeds patenteerbaar voor derden. Maar in dit geval staat het uitgebreid op het forum, dus voor de hele wereld te vinden, dus niet meer patenteerbaar. Een high tech bedrijf doet dat door iets te publiceren (als ze het wel zelf willen gebruiken) of zelf te patenteren (als ze niet willen dat anderen het gebruiken). Door iets in productie te brengen of aan derden te tonen heb het je het ook openbaar gemaakt en is het niet meer patenteerbaar, maar kan nog wel lastig zijn om te bewijzen voor jou, dus dan kun je het beter publiceren.