Salzgehaltprofil erstellen mittels Leitfähigkeitssensoren und PC

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Autor
Salzgehaltprofil erstellen mittels Leitfähigkeitssensoren und PC

    







BID = 880654

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6
 

  


Hallo,

ich bin neu hier und weiß noch nicht ganz, ob das Thema in dieses Forum passt. Falls es nicht passt, kann man mir vielleicht trotzdem helfen.

Und zwar geht es um folgendes:
In einem Becken (unter aller Voraussicht ein Glasbecken), das mit einer abgesättigten NaCl-Lösung versehen ist, soll der Salzgehalt gemessen werden.

Knackpunkt dabei ist, dass die Messung über die Höhe erfolgen soll, so dass ein "Salz"profil erstellt werden kann.
Ich stell mir halt vor, dass die Messungen mit mehrer Leitfähigkeitssensoren zum selben Zeitpunkt stattfinden sollen und wenn möglich gleich am PC ausgewertet und gespeichert werden können.

Nun habe ich die allseitsbeliebte Suchmaschine schon mit etlichen Begriffen durchforstet und bin bisher auf verschiedene Sensoren gestoßen. Die große Frage die mir bleibt, wie diese optimal am PC angeschlossen werden können und wie?

Die Kosten spielen für diese Idee erstmal keine Rolle.

Grüße

Schlumpi

BID = 880657

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
das mit einer abgesättigten NaCl-Lösung versehen ist, soll der Salzgehalt gemessen werden.
Da gibt es nicht viel zu messen.
Bei einer gesättigten Lösung hängt der Salzgehalt nur von der Temperatur ab. Deren Einfluß ist bei Kochsalz relativ gering, und in Tabellen nachlesbar.

BID = 880660

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Okay, ja das ist klar, aber ich habe letztendlich das ganze falsch beschrieben. Das ganze ist ein Projekt, das als Wärmespeicher fungieren soll. Das heißt, ein Becken gefüllt mit Salz-Lösung (bis ca zur Hälfte) und darüber kommt nun Frischwasser bis zum zur Oberkante des Beckens.
Nun stellt sich im mittleren Bereich des Beckens ein Salzgradient ein und den will ich messen.
Nicht zu vergessen ist, dass das Becken kontinuierlich von "Außerhalb" steitg erwärmt wird.

Nun wollte ich halt wie in den Unterlagen eine Konstruktion erstellen, wie man mehrere Sensoren über die Höhe verteilen kann und die Werte dann auch aufnehmen kann.
Mit unter kann man auch ein einfaches fertiges Leitfähigkeitsmessgerät verwenden und mit Tabellen vergleichen. Nur müsste man dann den Sensor immer auf unterschiedliche Höhen bringen und würde dadurch vielleicht die Strukturen verwirbeln, was ich aber nicht will.

BID = 880662

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Was ist eigentlich "abgesättigt"?


Zitat :
Nicht zu vergessen ist, dass das Becken kontinuierlich von "Außerhalb" steitg erwärmt wird.


Wie verhinderst du, daß die Wärmekonvektion
alles "durcheinanderwirbelt"?

Was soll das Ganze?
Früher oder später gibt es keinen Salzgradienten
mehr, und dann?
Den Gradienten kann man sich besser ausrechnen
als messen, google mal nach Diffusion und dem 1ten
bzw. zweiten f***schen Gesetz.
Und last not least:
Vermutlich löst du eine Problem das gar nicht
existiert, denn Wärmespeicher auf Basis Wasser
(mit Schichtung) sind ein alter Hut.

F*i*c*k : der Mann hieß so, aber das dämliche
political correctness - Wachprogramm hier weiß
es besser.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 22 Mär 2013 15:37 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 22 Mär 2013 15:43 ]

BID = 880670

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Prinzipiell muss ich gegen die Verwirbelung garnichts tun.
Um es genauer zu erklären, dass ganze nennt sich "salinity gradient solar pond". Dieses künstliche Becken ist einem Naturphänomen nachempfunden. Die eindringende Wärme wird am Boden in Konvektion gebunden (was die unterste Schicht wäre), darüber ist dann dementsprechend die Gradientenzone, welche sich mit zunehmender/abnehmender Temperatur verschiebt. Diese Zone wirkt so zu sagen auch als Isolationsschicht und hat auch nur Diffusionsprozesse von Wärme und Salz inne, bleibt auch nur dann stabil, solange etwas in dem Becken passiert. Ansonsten wie du schon sagtest, setzt sich das Salz irgendwann ab und der Salzgradient ist nicht mehr vorhanden.
Zu guter Letzt, oben gibt es ebenfalls noch einmal eine konvektive Schicht, bedingt durch Windeinfluss und geringe Temperaturunterschiede.

Das alles funktioniert eben nur, wenn Salz in rauen Mengen gelöst ist.

abgesättigt= so dass einfach was übrig bleibt zum Schluss

konnte mir schon denken, welches Gesetz du meinst.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: LumpiSchlumpf am 22 Mär 2013 15:59 ]

BID = 880672

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

In tiefen Seen spielt evtl auch die Kompressibilität des Wassers eine Rolle, deren Einfluß du in einem Aquarium nicht so leicht wirst nachbilden können.
Muß das denn Kochsalz sein?
Bei einer Leitfähigkeitsmessung hast du damit mehr Temperatureinfluß als Konzentrationseinfluß zu erwarten.
Sonst würde ich ein farbiges Salz empfehlen und von außen die Absorption der Lösung bestimmen.

BID = 880691

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Das mit der Tiefe hat so seine Tücken. Diese natürlichen Seen sind meist nur 2-3 m tief. Wären sie tiefer, würde auch der Effekt nicht mehr auftreten.

Ein farbiges Salz bringt mir dementsprechend auch nicht ganz so viel, weil ich es auch gegen Wärmeverlust schützen (Styropor o.a) werde, um überhaupt auf Temperaturen von bis zu 90°C zu kommen.

Mit NaCl funktioniert es am besten.

BID = 880805

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450


Zitat :
Prinzipiell muss ich gegen die Verwirbelung garnichts tun.
Um es genauer zu erklären, dass ganze nennt sich "salinity gradient solar pond". Dieses künstliche Becken ist einem Naturphänomen nachempfunden. Die eindringende Wärme wird am Boden in Konvektion gebunden (was die unterste Schicht wäre), darüber ist dann dementsprechend die Gradientenzone, welche sich mit zunehmender/abnehmender Temperatur verschiebt. Diese Zone wirkt so zu sagen auch als Isolationsschicht und hat auch nur Diffusionsprozesse von Wärme und Salz inne, bleibt auch nur dann stabil, solange etwas in dem Becken passiert. Ansonsten wie du schon sagtest, setzt sich das Salz irgendwann ab und der Salzgradient ist nicht mehr vorhanden.
Zu guter Letzt, oben gibt es ebenfalls noch einmal eine konvektive Schicht, bedingt durch Windeinfluss und geringe Temperaturunterschiede.


Das ist ziemlicher Müll.
Die Frage ist lediglich, hast du das falsch verstanden
oder steht das so irgendwo im Net?
Bitte Quelle!
Zum "abgesättigt", selbes Problem: Quatsch.
Es gibt gesättigt mit und ohne Bodenkörper
und ungesättigt.

@perl: Der Druck spielt für Löslichkeit und spez
Wärme usw erst bei einigen tausend Bar eine gerade
wahrnehmbare Rolle.

_________________
Dimmen ist für die Dummen

BID = 880811

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

http://de.wikipedia.org/wiki/Solar_Pond

Bei der Kompressibilität dachte ich auch mehr an die daraus resultierenden Dichteunterschiede und Stabilität der Schichtung. Barometrische Höhenformel mal etwas anders.

BID = 880852

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Wieso sollte das "Müll" sein?
Nachlesen kann man das mitunter in zahlreichen Studien, viele von ScienceDirect, aber leider nicht öffentlich zu gänglich, nur gegen bares.

Das wahrscheinlich ausführlichste Buch "Salinity-Gradient Solar Ponds", geschrieben von John R. Hull, Carl E. Nielsen und Peter Golding, beschreibt eben diese Tatsachen, die ich zu vor erwähnte. Dieses Thema ist ca 100 Jahre alt. Und obwohl ca 60 Jahre Forschung hingesteckt wurde, kann man einige Prozesse noch immer nicht ganz verstehen.

Hier mal eine Internetseite, in der man mal auch Bild sieht, wie in etwa die Anordnung ist. Es gibt zu dem auch kaum deutsche Literatur.




BID = 880885

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Jedenfalls musst du, wenn du aus der Leitfähigkeit auf den Salzgehalt schliessen willst, stets auch die Temperatur messen.
Man wird wohl nicht mit nur einer Messzelle arbeiten, sondern mit mehreren entlang einer Messlatte fest angeordneten.
Bis zu etwa 100 Messpunkte sollten sich noch ganz gut und preisgünstig realisieren lassen.

Falls sich ein Biofilm auf den Elektroden bilden kann, könnte das Probleme bereiten, die sich aber durch entsprechende Schaltungstechnik weitgehend beherrschen lassen.


BID = 881050

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450

Ach je,
natürlich funktioniert das (mühsam, die Probleme und Nachteile werden
in deinem Link und Wiki nicht verschwiegen),
aber du hast in deinem Post wichtiges weggelassen bzw.
nicht verstanden.
Das wichtigste:
- Der Salzgradient muß aufrecht erhalten werden!
Diffusion, Wind und Sturm zerstören ihn, Regen hilft, aber
wohin mit dem salzhaltigen Überlauf?
- Die Absorption des Sonnenlichtes bevorzugt am Boden
ist wohl eher Wunschdenken, die geringste Trübung
zerstört diese Hoffnung. Schau dir mal Luftbilder von
Salzgärten an! Selbst in den gesättigten Teichen leben
stark gefärbte Bakterien.

Das hier aus deinem zweiten Post :


Zitat :
Und obwohl ca 60 Jahre Forschung hingesteckt wurde, kann man einige Prozesse noch immer nicht ganz verstehen.


Ist zum wiehern. Du weißt offensichtlich gar nicht, was
"Forschung" ist. Und Probleme mit dem Verständnis haben
im wesentlichen die, die in physikalischer Chemie und
Verfahrenstechnik nicht wenigstens die mittleren Weihen haben.

Zu deinem Kernanliegen:

- Derartig hohe Salzgehalte mißt man nicht per Leitfähigkeit,
da so dicke Suppen keinen einfachen Zusammenhang
von Konzentration und Leitwert aufweisen.
- Klassische Methode ist spindeln, kannst du dir
ein Aräometer in dem Dichtebereich besorgen?
- Alternativ könnte man den Brechungsindex messen,
kommst du an ein Refraktometer ran? Optimal wäre
ein Durchflußrefraktometer.
- Aräometer und Refraktometer erfordern Probeentnahme,
das macht man mit einem Kapillarrohr, das in die entsprechende
Tiefe getaucht wird.



_________________
Dimmen ist für die Dummen

[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 25 Mär 2013 12:13 ]

BID = 881060

LumpiSchlumpf

Gerade angekommen


Beiträge: 6

Eigentlich wollte ich nur wissen, ob eine Konstruktion mittels Leifähigkeitssensoren, eventuellen Datenlogger und PC realisierbar ist und nicht auf die Tatsache eingehen, wie den SGSP zu handhaben ist. Mir ist bewusst, dass Witterungseigenschaften den Gradienten negativ beeinflussen können. Ebenso ist die Verdampfung kritisch zu beurteilen, da diese den Salzgehalt im Becken ansteigen und mit unter zerstören kann.

In einigen Studien ist mit Hilfe der Leifähigkeitsmessung und einer ähnlichen Konstruktion eben den Salzgehalt bzw. die spezifische Dichte bestimmt worden.
Es sind von meinerseits Vorüberlegungen, wie ein Laborexperiment aufgebaut und dementsprechend durchgeführt werden kann. Ich gehe dafür eben auch verschiedene Studien durch und versuche ein grobes Konzept zu erarbeiten.
Vielleicht mag es sein, dass ich noch nicht viel über wirkliche "Forschung" verstehe, aber dafür studiere ich immerhin die Verfahrenstechnik und versuche daraus zu lernen.

Trotzdem Danke für die Alternativen, die ich auch in die Liste mit aufnehme und mit meinem Betreuer durchgehen werde. In wie weit dies Durchführbar ist und die nötigen Mittel vorhanden sein werden, kann ich noch nicht abschätzen.


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