Nieuws:

Help mee aan het verbeteren van het forum via een donatie. Klik hier,

Hoofdmenu


Alweer een alternatief om het CO2 volume te meten

Gestart door Albertus, 28-03-2015 17:10 u

Vorige topic - Volgende topic

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

Albertus

In dit topic beschreef ik mijn mislukte poging voor een alternatief van de "balonnenmeting". Ik was op zoek naar een solid state oplossing zonder mechanische delen als kleppen en balonnen.

Nadat bleek dat meting van het drukverschil van een venturi niet voldeed (bereik niet genoeg) heb ik nog een poging gedaan om het SG te meten door een gweicht in het wort. De proef slaagde maar de nauwkeurigheid van de meetsensor was niet voldoende en de opstelling was niet temperatuurstabiel.

Ik hab nog wat gestoeid met de drukverschilsensor uit het eerste experiment, wat driewegkleppen en een vast meetvat. Ik ben er mee gestopt omdat ik tegen wat anders aanliep. Toen ik bij Farnell wat wilde bestellen en daarbij tegen een minimum ordergrootte aanliep moest ik er iets bijnemen.
Mijn oog viel toen op de FS1 flowsensor met. volgens de specificaties, een bereik van 0 tot 100 m/s. Later kwam ik er achter dat zo'n ding een "thermische anemometer" heet.
De sensor is heel simpel: een klein plaatje met aan de ene kant een temperatuurgevoelige weerstand en op de ander kant een weerstand die warmte afgeeft. Je verwarmt het plaatje en houdt het op een constante temperatuur. Wanneer het plaatje in een luchtstroom staat dan koelt het af en heb je meer vermogen nodig om het weer op te warmen.
Verrassend zijn de afmetingen, het plaatje is 4X2,4x0,2 mm! Geplaatst in een houdertje van ruim een centimeter is het een heel geavanceerd stuk techniek, datasheet hier.     
 
Ik heb een drieweg-slangpilaar uitgeboord op 6 mm en daar kan ik het houdertje zo in kwijt dat de lucht (CO2) er langs stroomt. Een beetje lijm aan de buitenkant om de zaak vast te zetten.



Op de datasheet staat een voorbeeldschakeling van de meetopstelling (boven). Die heb ik nagebouwd (onder).
 


De zaak werkte maar de uitlezing in Volt beviel me niet. Ik heb de schakeling aan de Arduino gehangen die op een LCD schermpje een grafiekje laat zien. Naarmate de vergisting vordert wordt automatisch overgeschakeld van seconden op minuten op uren op dagen. Rechtsonder is het aantal liters CO2 per uur te zien dat langs de sensor stroomt.



Het gebied waarin gemeten wordt geeft een lineaire uitlezing, dat maakt het wat makkelijker.
De ijking is met lucht, ik moet nog omrekenen wat dit voor CO2 betekent.
De data gaan nu nog verloren. Ik ga er een geheugenkaartje aanhangen zodat ik er later wat meer uit kan halen.

Mooi zo'n hobby in een hobby.

Bert

William

Mooi Bert om weer een nieuwe poging voorbij zien te komen. Hopelijk voor jouw de laatste omdat deze naar tevredenheid werkt.  ;)

De spec die jij noemt van 0 tot 100 m/s is dat eigenlijk 0 tot 100 m3 gas/s.m2  waarbij de oppervlakteterm het oppervlak van de sensor is? Het principe lijkt een beetje op het principe van een differentiële calorimeter.

Als ik het goed begrijp meet je nu iets van de thermische geleidbaarheid in de sensor. Dit zal afhankelijk zijn van de temperatuur, de samenstelling van de gasfase (incl alcohol) en de waterdampspanning.

Ik ben benieuwd of dit voldoende nauwkeurig gaat werken. Houd ons op de hoogte.

Henielma

Interessant Bert. Zo'n losse sensor had ik nog niet gezien. Wel wanneer ze ingebouwd zijn maar dan is de prijs minder interessant. Iets van EUR 200 als ik het me goed herinner. Wat me toen opviel was dat de chemische bestendigheid beperkt was. Afhankelijk van het soort gist je toepast kunnen er best agressieve gassen tussen zitten.

Die EUR 27 (ex BTW) van een losse sensor is nog best interessant. Succes met de test en houd ons op de hoogte.

seed7

Mooi ding, kijkt zo te lezen heel erg op het sensor deel (in de by-pass) van een Mass Flow Controller,



en als ik het zo lees kun je er ook vloeistofstromen mee meten. 

:denken: Als je de sensor een exact gedefinieerde vloeistofstroom kunt aanbieden dan kun je aan de hand van het temperatuurverval toch ook het SG van de vloeistof bepalen ... ? ? ?

Ingo

David Steeman

Zo da's nog es een alternatieve invalshoek voor CO2-meting! Ik volg met interesse.

Albertus

Citaat van: William op 28-03-2015  17:29 uDe spec die jij noemt van 0 tot 100 m/s is dat eigenlijk 0 tot 100 m3 gas/s.m2  waarbij de oppervlakteterm het oppervlak van de sensor is? Het principe lijkt een beetje op het principe van een differentiële calorimeter.

Die m/s is de "windsnelheid" . Dit type meters wordt ook gebruikt om de windsnelheid te meten.
Om uit te rekenen of deze sensor het zou doen in een buisje van 5 mm doorsnede heb ik in feite ook omgerekend naar m3/s.m2. De oppervlakteterm was daarbij niet het oppervlak van de sensor maar het oppervlak van de inwendige doorsnee van het buisje.

Bert.

Zooms

Hou ons op de hoogte! Als het werkt wil ik zo'n sensor aan een WiFi kaartje hangen en de data naar internet loggen. (dat doe ik inmiddels met de temperaturen van mijn brouwproces).

Ronald

Albertus

De opstelling heb ik aangesloten op een actief gistvat en daarbij gemerkt dat er inderdaad een klein verschil is tussen lucht en CO2 bij het meten.
Door de uitgang even af te sluiten kreeg de gelegenheid een nulmeting uit te voeren met CO2, iets bijstellen met de instelpotmeter was voldoende.

Bert

Nozem

Leuk initiatief. Ik heb een windmeter die met een vergelijkbare sensor werkt (kom ik net achter), nooit aan gedacht om deze voor het meten van CO2 te gebruiken. Zou mooi zijn als dit een goed resultaat geeft omdat op deze manier je geen beveiligingen hoeft te gebruiken omdat je het vat niet afsluit.
De sensor lijkt me wel gevoelig voor vervuiling, wat als het schuim tijdens vergisten meer is dan gedacht en uit het waterslot komt, is dit dan einde sensor?

Albertus

Citaat van: Nozem op 29-03-2015  23:53 uDe sensor lijkt me wel gevoelig voor vervuiling, wat als het schuim tijdens vergisten meer is dan gedacht en uit het waterslot komt, is dit dan einde sensor?

Schuim zal niet het einde van de sensor betekenen, er zit een kunststof laagje op. Zover wil ik het niet laten komen, ik denk aan een tussenvaatje (potje) met de in- en uitgang bovenop. Schuim komt dan in het tussenvaatje en je kunt dan tijdig ingrijpen.

Bert

Henielma

Een groter gistvat helpt ook goed om schuim in de sensor te voorkomen. Dat is ook mijn advies bij gebruik van de ballonkoolzuurproductiesensor.

Nozem


hansHalberstadt

Mooie methode. Heb je al geprobeerd de flow te ijken met een bekende flow?

Albertus

Citaat van: hansHalberstadt op 30-03-2015  22:56 uMooie methode. Heb je al geprobeerd de flow te ijken met een bekende flow?

Ja, in een gistvat laat ik gecontroleerd water lopen en meet dan de lucht die er uit komt (bij 2, 5 10 en 20 l/h.
Bij CO2 moest ik het nulpunt wat bijstellen. Wellicht dat ik hem nog een keer ijk met CO2.
Ik heb nog een flowmeter voor zuurstof liggen (mechanisch met een kogeltje in de stroom), ik ga daar ook nog een keer mee vergelijken.

Bert

Albertus

Nadat ik ruim een jaar gebruik heb gemaakt van de CO2 volumemeting met behulp van een flowmeter (zie hiervoor) kon ik de hand leggen op een gasmeter (voor het aardgas thuis, zo'n metalen grijs ding). Ik wist dat daar balgen in zaten die ik wellicht kon gebruiken voor een CO2 volumemeter. Een gasmeter werkt als een stoommachine met twee dubbelwerkende cilinders en stoomschuif die een wiel aandrijven (zie b.v. hier nl.wikipedia.org/wiki/Balgenmeter voor de werking). Natuurlijk heb ik eerst geprobeerd of de meter ook werkt op de kleine druk en volume van een vergisting. Dat ging totaal niet, de druk is te laag om het mechaniek in bewehing te krijgen.

Nadat ik het ding had gesloopt hield ik een witte kunststof kast over waarin twee balgen zaten en een roterende klep er boven op. De klep heb ik verwijderd en vervangen door een pvc schijf waarin ik slangaansluitingen had gemaakt. Nu kon ik de balg heen en weer laten bewegen door op de ene of de andere slangaansluiting te blazen , de balg bedient een as die daardoor heen en weer gaat. Zonder de as te belasten was 1 mm waterdruk genoeg om de balg te bewegen. Ik maak maar gebruik van een van de twee balgen.

Op de as heb ik een kunststof vlak gemaakt die door twee IR lichtsluizen gaat (de as is nu onbelast), met behulp van een Arduino kon ik twee driewegkleppen sturen die de CO2 al naar behoefte naar de ene of de andere zijde van de balg stuurt en daarbij het aantal bewegingen telt.
De proefopstelling staat hieronder.




Nadat bleek dat de proefopstelling functioneerde heb ik het geheel ingebouwd in een kastje. De Arduino heb ik vervangen door een ESP8266 zodat ik de waarden ook via WiFi kan aflezen. De ESP8266 is een klein wondertje, zo groot als een dobbelsteen kan hij de gegevens van diverse sensoren verwerken en daarnaast functioneren als client of als host voor de WiFi.
De actuele waarden zijn af te lezen op een display. Via het WiFi netwerk krijg ik een grafiek (meting per uur van CO2 en temperatuur) die ik op PC of telefoon kan bekijken.
De uiteindelijke uitvoering staat hieronder.



De ESP8266 bevat te weinig geheugen om zelf een grafiek te maken en op een HTML pagina te laten zien daarom heb ik gebruik gemaakt van Google Chart om de meetgegevens weer te geven. Ook de actuele waarden van het display staan op de webpagina.
Webpagina hieronder.


De grafiek is niet van een vergisting maar van een proefopstelling.

Uiteindelijk is dit niet helemaal wat ik een tijd geleden wilde maken, een Solid State CO2 meter zonder bewegende delen. Maar dit bevalt mij tot nu toe heel goed.
Wellicht is de gasmeter ook bruikbaar in andere ontwerpen.

Bert

tdp


hansHalberstadt

Mooi project met gasmeter en hoe je eea moet aanpassen.

Nozem

Interessant project.

Wat is het grootte voordeel t.o.v. je massastroom meter? Waarschijnlijk kan je nu werkelijk al het flow meten, je hebt hierbij geen last van de drempelwaarde die je wel hebt bij de massaflowmeter?

Waarom het waterslot?

Nozem

Citaat van: Nozem op 08-09-2016  20:41 uWaarom het waterslot?

Lucht inlaat 'klep' indien je gistvat lucht aanzuigt (tijdens het afkoelen)?

Albertus

Citaat van: Nozem op 08-09-2016  20:41 uWaarom het waterslot?

Het waterslot gebruikte ik om de minimum druk te bepalen waarbij de balg nog beweegt. Dit bleek +/- 1 mm waterdruk te zijn.

Bert

Henielma

Leuk idee Albertus.  :duimop:

Zoiets is denk ik ook goed te koppelen aan de Tcontrol-IO print. Een kleine aanpassing op het Pulse stretcher printje van de ballon koolzuurproductiesensor en die driewegklep kan ook aangestuurd worden. Ik zal mijn ogen eens open houden voor zo'n aardgas volume meter.

Albertus

Na wat experimenteren met de "Lightblue Bean" om de Brew-o-Meter te gebruiken (zie desbetreffend draadje) bedacht ik mij dat de gegevens om de SG te meten al aanwezig zijn bij de CO2-volume-meting. De software van de ESP8266 heb ik aangepast zodat op basis van de hoeveelheid wort en de begin-brix de actuele brix berekend wordt, met bijbehorend SG.
De invoer van het volume en begin-brix doe ik direct na het opstarten handmatig met een encoder-potmeter (op de foto in de rechterzijwand).

Bij de nu lopende vergisting klopt de gemeten brix (6,0) met de door de CO2-meter berekende brix (6,1).

Zie foto's hieronder.

Bert

Op het scherm wordt de actuele SG vermeld:



De webpagina met de actuele gegevens:

hansHalberstadt

Citaat van: Albertus op 04-12-2016  11:49 uNa wat experimenteren met de "Lightblue Bean" om de Brew-o-Meter te gebruiken (zie desbetreffend draadje) bedacht ik mij dat de gegevens om de SG te meten al aanwezig zijn bij de CO2-volume-meting. De software van de ESP8266 heb ik aangepast zodat op basis van de hoeveelheid wort en de begin-brix de actuele brix berekend wordt, met bijbehorend SG.
De invoer van het volume en begin-brix doe ik direct na het opstarten handmatig met een encoder-potmeter (op de foto in de rechterzijwand).

Bij de nu lopende vergisting klopt de gemeten brix (6,0) met de door de CO2-meter berekende brix (6,1).
Prima manier, doe ik ook zo.
http://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,28917.msg449331.html#msg449331

Vergelijkbare Topics (7)


Zoeken met Google op deze site.
Brouwspullen zijn ook te koop via Bol.com.
Als je iets bestelt bij Bol.com (ook andere zaken dan brouwspullen) via deze link steun je het forum.


Het boek van de beheerder van deze site.