Bottom float: alternatief voor tilt hydrometers

[hansHalberstadt]

Ik loop al een tijdje met dit idee rond en heb, dacht ik ook al eens hierover iets gepost op het forum.
Het idee is een drijver met daarom een beweegbare massa waarvan de positie voor horizontaal evenwicht afhankelijk is van het SG.
hieronder zie je de positie voor SG=1000 en SG=1060

 
het idee is om via een micro motortje met schroefdraad en een moer een gewichtje te verplaatsen en via een ingebouwde hoeksensor en een regelaar door de positie van het gewicht af te regelen, zodat het ding horizontaal gaat drijven.
Het ding ligt vlak boven de bodem en bevat aan een kant een scharnierpunt zodat je niet de nadelen hebt van schuim en hopharsen die eraan kleven zoals bij de tilt hydrometers die aan het oppervlak drijven. 
op het motortje zit ook een positie sensor en een zender die de positie doorgeeft aan de ontvanger net zoals bij de tilt hydrometer.
Voordeel is dus dat dit veel nauwkeuriger kan werken.
Met schroefdraad bv m³ en een opto sensor kun je heel nauwkeurig de positie bepalen.
(Dit is gelijk een publicatie dus kan het idee bij deze niet meer gepatenteerd worden)

[hansHalberstadt]

De gevoeligheid in dit voorbeeldje is ca 2 cm per 100 SG punten. M3 schroefdraad heeft ca 20 gangen per cm en je kunt vrij makkelijk 4 posities per omwenteling onderscheiden dus kun je vrij makkelijk een resolutie halen beter dan een halve SG punt. Voordeel tov tilt is ook dat de positie lineair verschuift met het SG. 

[hansHalberstadt]

Hier nog een zijaanzicht van het scharnierpunt.

Plaatje is alleen om het principe even te laten zien. Het echte ding wordt natuurlijk een stuk netter.

[tdp]

Hans, je blijft me verbazen! Mooi project, ben benieuwd naar de praktijk!

[thepsych]

Inderdaad verbazingwekkend die ontwikkellust!
Ik denk dat je dit vast moet maken in je vergistingsvat? Hoe doe je dat? Of moet t door het gewicht blijven liggen? Of maak je een rekje waarmee het in het gistingsvat gaat? En het moet ook weer schoon gehouden worden, lijkt me? Als je iets maakt dat uit het gistingsvat kan dan is reinigen ook wel makkelijker dunkt me
Neemt niet weg dat het principe wel handig is en blijkbaar nauwkeurig werkt. Hoe bruikbaar het zal blijken als de randvoorwaarden voor gebruik goed zijn. Ik ben benieuwd hoe het verder gaat.

[pivo]

Misschien een float  switch ?
https://www.fluidswitch.com/2019/01/28/understanding-specific-gravity-float-switch-selection/

[hansHalberstadt]

Misschien een float  switch ?
https://www.fluidswitch.com/2019/01/28/understanding-specific-gravity-float-switch-selection/

Dat is een nivo detectie volgens mij

[hansHalberstadt]

inderdaad verbazingwekkend die ontwikkellust!
Ik denk dat je dit vast moet maken in je vergistingsvat? Hoe doe je dat? Of moet t door het gewicht blijven liggen? Of maak je een rekje waarmee het in het gistingsvat gaat? En het moet ook weer schoon gehouden worden, lijkt me? Als je iets maakt dat uit het gistingsvat kan dan is reinigen ook wel makkelijker dunkt me
Neemt niet weg dat het principe wel handig is en blijkbaar nauwkeurig werkt. Hoe bruikbaar het zal blijken als de randvoorwaarden voor gebruik goed zijn. Ik ben benieuwd hoe het verder gaat.

Het idee is dat je het op de bodem zet net zoals een soort wip. De basis staat dus op de bodem en het kantelende stuk zweeft in de vloeistof.

[Edwin brouwt]

Mooi idee Hans. En inderdaad ligt er altijd rommel op mijn Tilt waardoor de meting een aantal punten afwijkt.

Maar al mijn gistvaten hebben geen vlakke bodem, daar kan eigenlijk niets op staan.
Nog iets slims op verzinnen.

Kan dat ding niet gewoon midden in de vloeistof "hangen' door 'm precies het juiste gewicht te geven?

[tdp]

En ben je niet bang dat gist uitzakt en alsnog op die meter 'valt' waardoor er een afwijking ontstaat?

[hansHalberstadt]

Mooi idee Hans. En inderdaad ligt er altijd rommel op mijn Tilt waardoor de meting een aantal punten afwijkt.

Maar al mijn gistvatten hebben geen vlakke bodem, daar kan eigenlijk niets op staan.
Nog iets slims op verzinnen.

Kan dat ding niet gewoon midden in de vloeistof "hangen' door 'm precies het juiste gewicht te geven?

Het juiste gewicht is afhankelijk van het huidige SG. maar het ding is afgesloten dus kun je het gewicht niet wijzigen om het zwevend te houden. Wat wel kan is het volume wijzigen om hem bij een vast gewicht zwevend te houden. Dat zou kunnen met een soort micro compressor (bv een injectiespuit met een motor die wat lucht in die spuit samenperst) en een drukdetector die het ding op een bepaalde hoogte onder het oppervlak houdt. Maar dan heb je het dus over een ander idee. Er zijn dus meerdere wegen naar Rome meer er is maar een makkelijkste weg uiteindelijk en die moet je dus vinden. 

[hansHalberstadt]

En ben je niet bang dat gist uitzakt en alsnog op die meter 'valt' waardoor er een afwijking ontstaat?

Dat zal zeker gebeuren, maar wat je wint zijn de oppervlakte effecten zoals aanklevende hopharsen en schuim. Hoeveel je daarmee wint zullen we dan na moeten gaan. Daarbij speelt ook een rol wat de dichtheid is van gist tov die van gistende wort.   

[pivo]

het idee is dat je het op de bodem zet net zoals een soort wip. De basis staat dus op de bodem en het kantelende stuk zweeft in de vloeistof.

maar dan is de hoogte van de vloeistof kolom van invloed.

[hansHalberstadt]

maar dan is de hoogte van de vloeistof kolom van invloed.

Die zie ik nog even niet. Het gaat om het verschil in druk tussen de bovenkant en onderkant die de opwaartse kracht oplevert. dat komt dan weer neer op een opwaartse kracht gelijk aan de verplaatste hoeveelheid vloeistof. en die is niet afhankelijk van de waterkolom erboven. 

[pivo]

zelfde als met een onderzeeer die op een bepaalde diepte blijft hangen,verplaatste vloeistof versus opwaartse kracht.  de vraag is Wordt de vloeistof hoogte minder ,aangezien er altijd wel iets verdampt ,door het water slot. 
laat je iets drijven maakt het niet uit , ga je op een diepte wel.
Aangezien de dichtheid veranderd ,ik zie dit hier vaak in grote hoeveelheden , dichtheid op de bodem is altijd anders dan de dichtheid op de top.
(indien er niet continu wordt geroerd tot de vloeistof geheel gemixt is)
Al zal dit misschien wel heel weinig invloed hebben , toch leuk om over na te denken.

[seed7]

@hansHalberstadt Ik zie die noodzaak voor dat motortje niet. Je meet een hoek, brengt die hoek terug naar "0". Als je de hoek al weet waarom dan nog dat motortje? Om het gewichtje op de juiste plaats te krijgen heb je weer regelkringen nodig. Is het niet overmatig complex? Vergroot die complexiteit niet de meetonzekerheid? Wat voegt die complexiteit toe als je uiteindelijk toch met de dobber of refractometer moet meten. De meetonzekerheid van hoekmeetsensoren is vele malen groter dan die van een refractometer.

ingo

[Captain Hatteras]

@hansHalberstadt Ik zie die noodzaak voor dat motortje niet. Je meet een hoek, brengt die hoek terug naar "0". Als je de hoek al weet waarom dan nog dat motortje? Om het gewichtje op de juiste plaats te krijgen heb je weer regelkringen nodig. Is het niet overmatig complex? Vergroot die complexiteit niet de meetonzekerheid? Wat voegt die complexiteit toe als je uiteindelijk toch met de dobber of refractometer moet meten. De meetonzekerheid van hoekmeetsensoren is vele malen groter dan die van een refractometer.

ingo

Als ik het goed begrijp moet je het regelen op een vaste hoek om een krachtenbalans te houden. Zodra er geen krachtenbalans is blijft de hoek gewoon toenemen, ongerelateerd aan de dichtheid (als de opwaarts kracht niet gelijk is aan de neerwaartse kracht zinkt of drijft het voorwerp). Door de arm te vergroten of verkleinen (gewicht verplaatsen) zorg je voor dat de krachten in balans blijven en het dus niet zinkt of drijft*.

En ben je niet bang dat gist uitzakt en alsnog op die meter 'valt' waardoor er een afwijking ontstaat?

Je zou het draaipunt ook aan de zijkant van je gistvat kunnen bevestigen, wel natuurlijk volledig in het vloeistof.

*Edit: met drijven bedoel ik aan het oppervlakte

[hansHalberstadt]

@hansHalberstadt Ik zie die noodzaak voor dat motortje niet. Je meet een hoek, brengt die hoek terug naar "0". Als je de hoek al weet waarom dan nog dat motortje? Om het gewichtje op de juiste plaats te krijgen heb je weer regelkringen nodig. Is het niet overmatig complex? Vergroot die complexiteit niet de meetonzekerheid? Wat voegt die complexiteit toe als je uiteindelijk toch met de dobber of refractometer moet meten. De meetonzekerheid van hoekmeetsensoren is vele malen groter dan die van een refractometer.

ingo

het is net als met een balans. die slaat of naar de ene kant door of naar de andere. alleen bij exact het juiste gewicht bijft hij in balans. dat betekent dus dat de overdracht van een delta in positie van het gewicht naar een delta hoek oneindig is. dus dan is de enige nauwkeurigheid bepaald door hoe goed je de positie kunt definieren. en dat kan heel nauwkeurig met een schroefdraad. De overdracht van SG naar hoek bij de optimale positie is ook oneindig en de overdracht van SG naar positie is dan constant. dan heb je dus een mooi lineair meetprincipe.

Het principe wat jij noemt kan ook, zit veel dichter tegen het tilt principe aan, maar heeft als voordeel dat je niet het oppervlak wort-lucht gebruikt om de hoek te maken. Dan leg je het draaipunt iets boven het zwaartepunt maar het grheel wel helemaal onder de vloeistof en krijg je een overdracht van positie van het contragewicht naar hoek met een bepaalde waarde en ook een overdracht van SG naar hoek met een bepaalde waarde. je kiest de positie dan  vast en dan is het ding bij een bepaald SG in evenwicht (horizontaal) is en dan gaat hij een hoek maken bij een andere SG.
Dan kun je de hellingshoek sensor gebruiken, maar is de overdracht van SG naar hoek niet lineair net zoals bij de tilt.
Nadeel is dat de afstand van zwaartepunt tot draaipunt een belangrijke rol speelt en niet nauwkeurig te maken is, maar dat kun je oplossen met calibreren.
Maar voordeel is dan nog steeds dat je geen last hebt van oppervlakte effecten als je het hele ding helemaal onder het vloeistofnivo laat werken.     
Dus beide methodes kunnen werken. 2e idee heeft als voordeel dat je de tilt inhoud vrijwel helemaal kunt hergebruiken.Het eerste idee zal waarschijnlijk nauwkeuriger zijn, maar vraagt meer ontwikkelingstijd.

[hansHalberstadt]

Als ik het goed begrijp moet je het regelen op een vaste hoek om een krachtenbalans te houden.
 Je zou het draaipunt ook aan de zijkant van je gistvat kunnen bevestigen, wel natuurlijk volledig in het vloeistof.

klopt helemaal. evt kun je ook nog een doorvoer maken aan de zijkant van je gistingsvat zodat je het ding gelijk kunt regelen zonder noodzaak voor een zender en batterijen.

[seed7]

Om horizontaal te bepalen heb je toch iets van een hoekmeting nodig in je motortje concept? Al is het maar twee reed contacten links en rechts, bij geen aan is het horizontaal. Dan nog steeds moet je bijvoorbeeld de interval tussen aan en uit meten om te weten of je horizontaal bent.

Ik zie nog steeds geen winst tov een tilt die je aan een vislijn en een stevige RVS moer onder "water" trekt. Ben wel benieuwd wat er uit komt.


ingo

[Edwin brouwt]

Ik zie nog steeds geen winst tov een tilt die je aan een vislijn en een stevige RVS moer onder "water" trekt. Ben wel benieuwd wat er uit komt.


ingo

Precies, daar zat ik ook  aan te denken: een draad en een klein gewicht er aan hangen.

Eigenlijk zouden ze de Tilt iets zwaarder moeten maken, zodat ie onder water of desnoods op de bodem hangt.

[hansHalberstadt]

Ik zie nog steeds geen winst tov een tilt die je aan een vislijn en een stevige RVS moer onder "water" trekt.

waar ga je dat lijntje en contragewicht precies vastmaken? want dat bepaalt de overdracht van SG naar hoek dus de gevoeligheid.

[Edwin brouwt]

waar ga je dat lijntje en contragewicht precies vastmaken? want dat bepaalt de overdracht van SG naar hoek dus de gevoeligheid.

Zou dat niet zoiets kunnen zijn (ik ga  niet in mijn Tilt boren, maar voor het idee ;-) )

[hansHalberstadt]

Om horizontaal te bepalen heb je toch iets van een hoekmeting nodig in je motortje concept? Al is het maar twee reed contacten links en rechts

Er was al eerder veel werk verricht hier.
Ik vond deze link weer terug.
https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php?msg=503065
https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php?topic=32970.0

[hansHalberstadt]

Zou dat niet zoiets kunnen zijn (ik ga  niet in mijn Tilt boren, maar voor het idee ;-) )

Zou kunnen, maar waarom daar?