Датчик потока воды YF-S402

[Игорь]

Гонял сегодня датчик потока воды, предназначенный для измерения потоков от 0,3 до 6 литров в минуту (18-360 литров в час). Разочарован. При паспортной характеристике 4380 импульсов на литр, я получил совсем другие значения, причем для разных потоках разные.
При потоке 18 литров в час он выдал 2700 импульсов на литр.
30 литров в час - 3200 имп/литр.
45 л/ч - 3500 имп/л.
55 л/ч - 3550 имп/л.
72 л/ч - 3650 имп/л.
Все это очень далеко от паспортных 4380, но это не страшно. Хуже то, что  в рабочем диапазоне эти данные сильно меняются в зависимости от потока.

Сейчас погоняю при более мощных потоках, понаблюдаю за линейностью. Но пока  ясно одно. Для контроля потока браги в НБК мощностью 2-3 квт такой датчик мало пригоден.
Можно, конечно, сделать уйму замеров, вычислить и ввести в программу поправочные коэффициенты... но нет гарантии, что показания будут повторяемы.

Насторожило то, что на англоязычном Амазоне рабочий диапазон для такого-же датчика указан гораздо уже  - от 1 до 5 л/мин.

[andy]

Игорь, сегодня получил из Китая посылку, пока нет времени заниматься железками, в общем вот такой есть датчик 1-30 литров, могу отправить тебе для тестов, мне он недели 2-3 не понадобится.

[арик]

в диапазоне 45-80л работает достаточно нормально

[Игорь]

могу отправить тебе для тестов,

Спасибо, но у меня нечем будет его проверять. У меня водопровод не выдаст и 10 литров в минуту, не то что 30 :)
У наших датчиков производитель тот-же, данные будут аналогичными. Фуфло китайское.

[DimkaZho]

Мне бы 15-25 л/ч пригодился бы

[Игорь]

собрал еще данные...
Суть вот в чем.
Когда течет вода, пропеллер крутится, на его оси стоит магнит, который, вращаясь, заставляет замыкаться и размыкаться датчик Холла - полупроводниковый аналог геркона.
Производитель говорит, что если вода течет со скоростью от 0,3 до 6 литров в минуту (18-360 литров в час), датчик дает 4380 замыканий на каждый прошедший через него литр воды.
Я проверил эту информацию - пропускал через датчик воду с разными скоростями из паспортного диапазона и считал количество импульсов, которые датчик выдал "за литр".
Данные свел в таблицу, по таблице построил график
Синие точки и соединяющая их линия относится к измерениям потока, выдаваемого погружным аквариумным насосом. Красная линия и точки получены при измерениях на водопроводной воде.
О точности коэффициента 4380, который дает производитель, речь не идет. Датчик дает намного меньше импульсов на литр, но самое неприятное в том, что во-первых, этот коэффициент сильно зависит от скорости проходящей воды, а во-вторых, повторяемость не блещет - линии при одинаковой скорости от насоса и водопровода не совпадают.

Еще один неприятный момент - огромное гидравлическое сопротивление датчика.
Без датчика насос выдает 180 литров в час "на излив" и 120 при подъеме на 2 метра. Через датчик он смог протолкнуть на максимуме не больше 75 литров в час.. и это без подъема. Поток уменьшился более чем вдвое.
Полностью открытый водопроводный кран выдает у меня минимум 5 литров в минуту (300 литров в час). Через датчик при полностью открытом кране проходит втрое меньше.

Вот такой датчик...

[Игорь]

Допустим, по результатам многочисленных замеров будет составлена тарировочная таблица для определения коэффициента по скорости.
Но все равно остается некоторая сложность, связанная с дискретностью считывания.
Датчик считает воду порциями, объем каждой из которых немного изменяется при разных потоках и примерно равен 0,2 грамма. Возьмем для примера 0,21 грамма.
Тогда при потоке ровно 18 литров в час (как на 50-й НБК) за одну секунду датчик будет 4 раза выдавать 23 щелчка, потом 1 раз 24. И контроллер соответственно будет показывать не 17 литров в час, а 3 раза 17.4, потом 1 раз 18,1.
Можно, конечно, считать скорость не каждую секунду, а реже, уменьшая таким образом проблему, но не устраняя ее.

Другими словами, если менять значение объема можно быстро, хоть несколько раз в секунду, скорость нужно считать пореже- как минимум раз в несколько секунд. И все равно, даже при стабильной потоке, показания скорости потока могут скакать.
Можно считать скорость ежесекундно, собирая данные за несколько секунд в буфер и вычисляя среднее, но тогда после остановки показания скорости не обнулятся, а станут падать постепенно, и длительность спада будет равна размеру буфера. Попробую.

Пока я сделал такой цикл. Прошедший объем вычисляется 2 раза в секунду, скорость потока  вычисляется каждые 10 секунд.
Отображение происходит таким образом. 6,5 секунд отображаются растущие показания скорости, затем на 0,5 секунды экран гаснет, после этого 2,5 секунды отображается замершее значение скорости, затем- снова пауза 0,5 секунды, и цикл повторяется. Удобно это или нет - не знаю, поиграюсь- увижу. Играться со сравнением объемов по "таксометру" и по весам предстоит много.
Пока заметил, что отображение ничем не отличающихся цифр скорости и объема не совсем удачно. Склоняюсь к тому, чтобы объем отображался мерцающей цифрой, а скорость - яркой, стабильной.

[DimkaZho]

Пока заметил, что отображение ничем не отличающихся цифр скорости и объема не совсем удачно. Склоняюсь к тому, чтобы объем отображался мерцающей цифрой, а скорость - яркой, стабильной.

может проще точкой/запятой ?
т.е. смысл измерять объем до десятых или сотых, пусть будет целое число, а скорость с точкой/запятой

по поводу точности - может есть смысл несколько последовательно и вычислять среднюю по ним ?

[Игорь]

Пока я отображаю и скорость и объем с плавающей точкой. Пока насчитано меньше 10 литров (или скорость меньше 10 литров в час), отображается 2 десятичных знака, 9.32. От 10 до 100 отображается 1 десятичный знак , 58.4. И только после сотни литров или сотни литров в час десятичные знаки перестают отображаться.

Вечером поиграюсь с другим способом определения скорости - по периоду прихода импульсов, то есть по времени между двумя соседними импульсами. Тогда скорость можно будет видеть "онлайн", не накапливая данных за несколько секунд.  Хотя и тут могут быть подводные камни.

[Игорь]

[Игорь]

Наигрался вволю. Погонял воду с разной скоростью и насосом, и из водопровода. Сделал 4 группы замеров.
Построил график. К своему удивлению заметил, что частота на выходе приблизительно равна скорости потока в литрах в час. Особенно близкие к истине значения получаются в диапазоне от 30 до 80 литров в час. При меньших и больших потоках картина не такая радужная.
Так, например, если датчик выдает частоту 20 герц, фактический поток составляет около 23 литров в час, погрешность 15%.
При частоте на выходе датчика 125 герц, поток равен 114 литров в час, погрешность 9%.

График показывает, что зависимость потока от частоты (или частоты от потока) все же линейная, нужно только учесть "зону слепоты" - тот поток, при котором пропеллер только начинает вращаться. Поиграюсь с расчетами и поколдую над программой. Выведу формулу, наиболее близко совпадающую с полученными экспериментальными данным. Думаю, толк от этого датчика будет, возможно даже на потоках, меньше заявленных в паспорте.

[Nick.Mih.]

   Давно хотел, используя проточную часть от обычного бытового водосчётчика на 2.5 или 4 куба, приспособив к ней индукционный или холла датчик, посмотреть, как расходомер. Игорь, по-сути это уже сделал. Осталось у себя и для себя это промоделировать, составить поправочную таблицу, и ... отложить до светлого будущего, поскольку мне это сейчас не надо. А поскольку будущее призрачно, то эти наработки пропадут, как и более значимые мои. Я к этому привык.  :)

[Игорь]

Беру свои слова обратно. Датчик не дерьмо. Дерьмо - инструкция по его использованию.
Запустил алгоритм вычисления объема и скорости не по количеству оборотов вала, а по скорости его вращения.
Теперь получаю неплохие результаты измерений даже за пределами рекомендованного диапазона. Напомню, датчик предназначен для измерения потоков от 0,3 до 3 литров в минуту (от 18 до 360 литров в час)
Я испытал такой датчик с новым алгоритмом пересчета в диапазоне от 9 до 120 литров в час. Вес воды определял по кухонным весам, объем - по своему счетчику. Получил такие результаты.
За 5 минут прошло 768 грамм воды. Счетчик показал 0,77 литра. Погрешность с пределах округления. Поток 9,2 литра в час.
4 минуты. 998 грамм. 1,03 литра. Ошибка +3%. Поток 15 литров в час.
2 минуты. 945 грамм. 0,94 литра. Погрешность в пределах округления. Поток 28 литров в час.
2 минуты. 1184 грамм. 1,17 литра. Ошибка -1%. Поток 35,5 литров в час.
1 минута. 1036 грамм. 1,01 литра. Ошибка -2,5%. Поток 61 литр в час.
1 минута. 1998 грамм. 1.98 литра. Ошибка -1%. Поток 120 литров в час.

Можно еще поиграться, но я такой необходимости не вижу.

[DimkaZho]

отличная погрешность которая особо погоды не сделает
а можно сделать прибор на два датчика ?

[Игорь]

А что нужно измерять - скорость потока, объем, или и то, и то?
Наверное будет неудобно на одном индикаторе отображать 2 значения потока и 2 значения объема.