Modifiera krets efter önskemål, luftflödesmätning

[Åsa]

Hej!
Jag har som tanke att bygga en luftflödesmätare enligt principen av:
http://www.circuitstoday.com/air-flow-detector-circuit

Jag tror att själva tekniken fungerar bra men skulle behöva råd med att förstå hur jag skulle kunna få LEDlampan att börja lysa när en viss avkylning uppstått. Tillämpningen är ungefär som vid en alkoholmätare, när en person har blåst tillräckligt ska en signal ges (ljud eller ljus). Jag undrar med andra ord vilka faktorer i kretsen i länken som har betydelse för mängden luft (avkylningen).

Förlåt om det är rörigt, det var länge sedan jag läste elektronik i skolan och jag känner mig djupt förvirrad.

Alternativt till att ha en ljud eller ljussignal som lyser så skulle det vara bra att koppla in en display som visade hur mycket luft som passerat (volym).

Alla idéer är välkomna.

Tack på förhand
/Åsa

[Icecap]

Varför gör du två inlägg om samma sak? Spam i forumet är inte populärt!

Men den krets du länkar till kan i grunden bara visa att det är luftflöde.

Ett sätt att mäta på som faktisk kan mäta på riktigt är att ha ett styrd flöde (rör) där man mäter temperaturen före och efter ett värmeelement. Värmeelementet ska såklart vara temperaturreglerat.

Då kan man matematisk räkna ut, medelst temperaturskillnader, vilket flöde som finns och med tiden som faktor kan den totala mängd integreras.

Men är det för att mäta blåsning ska alla sensorer ha mycket låg värmeinerti, något som är mycket svårt att uppnå.

Jag vet att SAAB har en luftflödesensor med en värmetråd i (platinum?). Mätprincipen kan alltså fungera ytterst bra - men för mätning av en "spritblåsning" är en glödande tråd inte att önska, den påverkar mätresultatet och kräver alldeles för mycket energi för en handhållen enhet på batterier.

[Åsa]

Jag gjorde två inlägg för att det inte skulle bli rörigt. Det ena handlade mer om hur jag skulle kunna bygga en själv medan det andra inlägget var en förfrågan om var jag kan beställa färdiga kretskort. Men om det klassas som spam så ber jag om ursäkt. Har nu tagit bort det andra inlägget.

Tack i alla fall för svaret.

Jag tänker ändå att jag skulle kunna använda mig av samma teknik som i en alkoholmätare fast utan alkoholsensor. Det enda jag vill är att den efter en viss tid alternativt volym luft skall ge ifrån sig en signal (ljud eller ljus)

Några tips på kretsar?

[Icecap]

* Batteridrivet eller med "ström i mängder"?
* Hur snabb reaktion behövs?
* Vilka flöden rör det sig om?

Vill du ha vettiga svar får du börja med att ge vettig information.

[Åsa]

Intressant, vettig information säger du?

Det jag vill ha:

Ett munstycke eller liknande (rör) där en person andas ut i, diametern på inloppet skulle kunna vara ca 35mm. I munstycket/röret sitter någon form av sensor som känner av luftflöde. Det optimala vore att mäta volym eftersom olika personer har varierad lungkapacitet vilket innebär att till exempel tid inte är en bra parameter att mäta. Till exempel skulle någon form signalering (ljud/ljus) inträffa när personen andats ut ca 20L.


Volymflödena som andas ut ligger runt 0.2-0.9L/s och är ca 32 grader C och innehåller ca 32 mg vatten/l.

Önskad reaktionstid skulle kunna vara <1s och ja batteridriven enhet skulle vara fördelaktigt, typ 9V batteri.

[Icecap]

Med ett 9V batteri som energikälla faller alla enheter med varm tråd och liknande, de är alldeles för energikrävande.

Kvar är en sorts propeller som kan mäta strömningshastigheten. Den måste vara mycket lätt för att accelerationen inte ska påverkas mätnoggrannheten.

Möjligen kan man ha en sorts cellmatare som mätpropeller - men kanske en "paddel" som sitter på tvären kan fungerar, den kan vara fjäderbelastat så att luftströmmen får den att luta och lutningen ger flödet.

[Åsa]

Ok.

Jag har köpt en budgetanemometer på Ebay som fungerar enligt propellerprincipen. problemet med den är att den inte kan lagra informationen utan ger endast vindhastigheten på displayen i realtid. Skulle det på något vis gå att modifiera den så vore det ett bra alternativ. Dvs räkna ut volymen som passerar utifrån radien på propellern samt integrera den över tid.

Vilken spänningskälla krävs för att kunna använda sig av till exempel varmtråd?

Finns det någon piezoelektrisk trycksensor som skulle kunna fungera?

[GFEF]

Ett mätare för lufthastighet (gashastighet) kalls Anemometer.

http://en.wikipedia.org/wiki/Anemometer

En etablerad metod är varmtrådsanemometer (Hot-wire_anemometers).

http://en.wikipedia.org/wiki/Anemometer ... nemometers

Föreslagen krets ser ut som gashastighet vakt som tänder en lysdiod.
När en inställd gashastighet överskrids.

http://www.circuitstoday.com/air-flow-detector-circuit

En 5V regulator IC1 (7805) kopplad som konstantströms generator.
Strömmen via R1 // R2 ger 5V mellan ben 3 och 2.

Föreslagen titta på en LM317 behöver endast 1,25V över strömavkännings motstånden.

Ut från IC1 inkopplad till en - ingång "genomföraren" (comparator) IC2 (LM339).
I teorin är inströmma till ingång comparator = 0 i praktiken helt försumbar.

All ström ut måste därför IC1 passera L1 "en glödtråd från en 40W nätansluten lampa"
En tunn lång volfram tråd exakt vad som rekommenderas som avkännare......

Konstant ström genom ett motstånd vars motståndsvärde ändar med temperatur.
Medför att spänningen över motståndet är proportionellt mot temperatur.

Och i detta fall broende på gashastighet förbi givaren.

Garanterat inget enkelt linjärt samband.....

Att gå från hastigt till volymflöde.

Area x hastighet x tid.

[Icecap]

Åsa: självklart kan du bygga om ebay-mätaren. De brukar fungera vid att det sitter en magnet eller liknande i kanten av propellern så att man får en eller fler pulser per varv. Dessa pulser kan du sedan läsa av och integrera över tid vilket ger en volym. Kräver i grunden bara en analys av sensorn och vilket kretslopp som kan behövas för att läsa dessa (kanske någon förstärkare) och sedan en µC som kan hålla reda på resten.

[RoPa]

Propellern blir nog enklast att utgå från om man ska göra det enkelt själv, tänk bara på hur mycket den kommer efter i början och fortsätter snurra efter att blåsningen upphört och personen hämtar andan (20L kommer kräva runt fem "blåsningar").

Ett mer exakt sätt att mäta passerad volym är att mäta tryckfall över en förträngning och integrera, tryckfallet över förträngningen har ett mycket väl bestämt samband med flödet. Jag utgår från att de 32 graderna och fuktigheten är hyggligt lika från gång till gång så att densiteten på luften inte varierar avsevärt (det påverkar mätningen) och därmed kan försummas.

Så beroende på hur exakt du vill ha svaret så får du välja teknik därefter.

[Åsa]

Jag köpte precis en vattenflödesmätare på Hornbach med propeller. Se bifogad fil. Det uppfyller alla mina önskemål men med det problemet som RoPa nämner; när man slutar blåsa fortsätter propellern att rotera vilket ger ett felvärde som dessutom är svårt att räkna på. Den fungerar efter test ypperligt med kontinuerligt flöde men brister när flödet blir periodiskt och med varierande styrka. Jag jämförde flödesmätarens värden med en spirometer. Dessutom kan det mycket väl tänkas att densiteten på respektive medium påverkar propellerns rotation.

Kanske skulle man kunna montera en backventil med magnet som i alla fall dämpar rotationen när ventilen är stängd och det saknas inflöde av luft. Det kan däremot vara svårt att montera magneten så att den inte stör rotationen när ventilen är öppen.

Finns det något konkret tips på hur man kan använda sig utav beräkning av tryckfall över förträngning? Jag är hyfsat insatt i Bernoullis ekvation men har svårt att förstå hur jag skulle kunna tillämpa den praktiskt. Ska jag använda mig av trycksensorer? Jag har absolut inget emot att bygga själv men har heller inget emot att köpa någon färdig produkt som uppfyller kraven.

Som sagt, alla tips och idéer är välkomna.

[GFEF]

>Jag är hyfsat insatt i Bernoullis ekvation men har svårt att förstå hur jag skulle kunna tillämpa den praktiskt.

Enligt Bernoullis ekvation är energin i ett strömmande media.

Summan av Hastighet Tryck och Läges energi är konstant.

I ett horisontalt rör är Läges energi konstan.
Vid en strypning ökar hastighet medför att Hastighet energi ökar.
För konstan energi måste därför Tryck energi minska.

Allt detta fungera endast om förluster och volymför ändringar gaser är försumbara.

Läs på om färdiga micokontroll enheter exempel

http://www.arduino.cc/

Om propeller i vattenflödesmätaren använder magnetisk avkänning.
Borde en "Hall Effect Switch" på utsidan känna av rotationen.

http://www.hobbytronics.co.uk/arduino-t ... all-effect

[RoPa]

Om det går att tänka sig att i användning så finns en undre gräns för flöde så kan en lösning på efter snurr problemet vara att sätta ett lätt fjädrande lock på utloppet som du skriver och när det är stängt via en "pigg" (inte magnet) på lockets insida stoppar propellern, vid flöde lättar locket och propellern frigörs från "piggen".

Eftersnurr vid minskning i flöde blir svårare att hantera. Alla mekaniska lösningar, propellrar eller värme element kommer att ha fördröjnings och eftersläpningsproblem vid variationer. Om det inte går att minska variationerna och du vill ha "hög" noggrannhet blir det nog tryck som du får jobba med.

[Åsa]

Det var ett bra tips med piggen. Ska se om det går att bygga in en sådan. Annars är jag inne på att hitta en differentialtrycksmätare och använda mig av principen för venturirör. Problemet är dock att jag inte hittar något förslag på krets. Jag har en trycksensor som påminner om:

https://www.elfa.se/elfa3~eu_en/elfa/in ... &toc=19623

Problemet är som sagt att jag inte vet hur jag ska koppla den. Är det någon som kan hänvisa mig till någon hemsida för tips? Jag har även en:

http://www.newark.com/honeywell-s-c/142 ... dp/20M8994

Men precis som tidigare har jag ingen aning om hur jag ska koppla in den så att jag kan få en mätbar utsignal.

[RoPa]

Den förstnämnda är en digital med I2C buss och klarar minst 2000 avläsningar per sekund.
Den ansluter du enkelt till en Arduino så får du mycket annat på köpet (färdig kod) eller annan MCU av favorit fabrikat.
Finns riktigt små ytade (tiny) som är extremt billiga.

Den andra är analog och fungerar bra (men den drar ganska mycket ström för batteri drift) om du vill göra en lösning utan processor (analog integrering) eller om du vill använda en A/D i en MCU. Den klara 1mS reaktionstid så den borde hinna med i svängarna.

Med andra ord båda funkar bra beroende på hur du vill att resten av lösningen ska fungera.