Αισθητήρας χαμηλού κόστους για διαχείριση πόσιμου ύδατος
Creators: name: Βουτσής, Γεώργιος Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Αισθητήρας στάθμης νερού
Χαμηλή κατανάλωση
Χαμηλό κόστος
Water level sensor
Low power
Low cost

description: Ένας τρόπος που χρησιμοποιεί ένα απλό αισθητήρα διαφορικής πίεσης για τη μέτρηση της στάθμης του νερού, παρουσιάζεται σε αυτήν την εργασία. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για τη μέτρηση των επιπέδων του νερού σε υγρά. Η επιλογή του αισθητήρα ποικίλλει ανάλογα με την τεχνική που είναι η πιο κατάλληλη για κάθε εφαρμογή. Το μέγεθος της δεξαμενής νερού, οι περιορισμοί στο χώρο, η κατανάλωση ενέργειας και το κόστος είναι μερικές μεταβλητές. Σε αυτό το έργο το κύριο μέλημα ήταν η κατανάλωση ενέργειας και το κόστος. Οι αισθητήρες που ελέγχθηκαν ήταν ένας αισθητήρας υπερήχων και ένας απλός αισθητήρας διαφορικής πίεσης που χρησιμοποιείται με ένα μη συμβατικό τρόπο. Η προτεινόμενη μέθοδος για τη μέτρηση χρησιμοποιεί ένα μη-αδιάβροχο αισθητήρα διαφορικής πίεσης και ένα σαφές σωλήνας PVC με το επιθυμητό μήκος. Σε αντίθεση με τις εμπορικά διαθέσιμες λύσεις αισθητήρα, δεν υπάρχει ανάγκη για στεγανοποίηση του αισθητήρα, καθώς δεν είναι σε επαφή με το νερό. Η μέθοδος πραγματικά δεν μετρά την απόλυτη ύψος του νερού, αλλά την απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και την επιφάνεια του νερού. Γι 'αυτό μετρά παρόμοια με τους αισθητήρες υπερήχων. Και οι δύο αισθητήρες έδειξαν πολύ καλά αποτελέσματα στην ακρίβεια και στην γραμμικότητα με το προτεινόμενο σύστημα να πληρεί όλες τις προδιαγραφές. Υπήρχαν ορισμένοι περιορισμοί στον αισθητήρα υπερήχων όσον αφορά την μέγιστη μετρούμενη απόσταση και έτσι κρίθηκε ακατάλληλος για έναν αισθητήρα χαμηλού κόστους για διαχείριση πόσιμου ύδατος. Μετά την επιτυχή δοκιμή της προτεινόμενης μεθόδου, δημιουργήθηκε ένα πλήρες σύστημα. Με διαχείριση ενέργειας ώστε να μειωθεί περαιτέρω η κατανάλωση ενέργειας, επιτυγχάνοντας κατανάλωση ισχύος κάτω από 1mW. Με δυνατότητα καταγραφής δεδομένων και σε περίπτωση διακοπής τροφοδοσίας ικανότητα ανάκτησης δεδομένων. Το κόστος του συστήματος είναι 10 φορές χαμηλότερο σε σύγκριση με εμπορικά διαθέσιμα υποβρύχια αισθητήρια πίεσης και ενώ έχουν την ίδια ακρίβεια, προσφέρει καλύτερη ενεργειακή απόδοση και μεγαλύτερη λειτουργικότητα.
description: A way of using a normal differential pressure sensor to measure water levels, is presented in this work. There many ways of measuring water levels in liquids. The selection of the sensor varies depending on the technique that is most suitable for each application. The size of the water tank, limitations in space, power consumption and cost are some variables. In this work the main concern was in power consumption and cost. The sensors that were tested was the ultrasonic ranging module and a normal differential pressure sensor used with a non conventional way. The proposed measuring method uses a non-waterproof differential pressure sensor and a clear PVC tube of the desired length. In contrast to commercially available sensor solutions, there is no need for waterproofing the sensor as is not in contact with water. The method actually does not measure the absolute height of the water but the distance between the sensor and the water surface. So it measures similarly to the non contact ultrasound water level sensors. Both sensors showed very good results in accuracy and linearity with the proposed system meeting all of the specifications. There were some limitations to the ultrasonic ranging module concerning the range, and thus making not suitable for a low cost sensor for drinking water management. After successfully testing the proposed method, a complete system was created. With power management to further decrease the power consumption, achieving power consumptions below 1mW. Ability of data logging and in case of power failure data recovery. The cost of the fabricated system is 10 times lower comparing to commercially available submersible pressure sensors and while having the same accuracy, offers better power efficiency and more functionality.