tl; dr: Setelah percakapan panjang dengan orang tua, saya menyadari beberapa hal:
- Pengukuran tunggal paling berharga bagi sebagian besar orang adalah kedalaman air.
- Yang paling berharga kedua adalah aliran air dari sumur.
- Solusi "bubbler" yang dibahas di bawah ini memiliki kelemahan utama lainnya (selain kelemahan pompa udara): pemasukan oksigen ke dalam air sumur akan menyebabkan pembentukan oksida, yang mengarah pada mineral encrustation tidak hanya pada pembukaan tubing, tetapi memperluas semua jalan di dalam ke mana pun tingkat normalnya. Dia tahu karena dia harus berurusan dengan sesuatu yang hampir persis analog dan itu merupakan rintangan besar. Tubing ukuran yang lebih besar akan memperlambat proses, tetapi akhirnya tubing akan terhalang.
- Kami sedang menguji kembali solusi yang menggunakan bladder-in-tank dengan sensor tekanan diferensial. Dia punya ide spesifik tentang bagaimana melakukan ini yang terdengar bisa dilakukan (tetapi masih ada beberapa detail yang harus ditangani).
- Oh, dan dia memecahkan masalah tangki sekitar 10 detik. Pasang sensor tekanan pada pipa dari tangki ke pompa tekanan. Abaikan lonjakan yang terjadi ketika pompa menendang, dan kami memiliki pembacaan tekanan yang kami inginkan dengan sensor yang murah dan dipahami dengan baik. Sheesh! Itu sangat jelas begitu dia mengatakannya, aku hampir menendang diriku sendiri.
Saya berterima kasih kepada Anda semua atas ide dan analisis Anda. Jika ada orang yang tertarik melihat bagaimana proyek ini berkembang, awasi waterunderground.net . Ini cukup kosong saat ini, tetapi seharusnya memiliki lebih banyak konten dalam sebulan atau lebih.
Backstory
Saya merancang sistem pemantauan penggunaan air sumur & sumber terbuka untuk orang-orang di California Utara. Tujuannya adalah untuk dapat mengukur aliran air dari sumur ke tangki, tangki ke rumah, dan tangki ke irigasi, ditambah memantau kedalaman air di dalam tangki dan sumur. Biaya suku cadang target kami saat ini adalah di bawah $ 200 untuk suatu sistem termasuk CPU, 3 sensor aliran, dan 2 sensor tekanan, meskipun kami pikir kami mungkin bisa membuatnya lebih dekat hingga $ 100 setelah beberapa iterasi desain.
Kami tampaknya memiliki bagian sensor aliran diselesaikan sekarang bahwa kami akhirnya memiliki pemasok Female G1 => US 1 "slip adapter untuk mengintegrasikan sensor efek Hall murah ke lingkungan perpipaan AS standar. Solusi pengukuran kedalaman tidak begitu mudah.
Saya meminta cek kewarasan tentang alasan saya di sini sebelum saya pergi dan mulai membeli barang yang salah, baik dalam ukuran, jenis, atau sama sekali.
Pernyataan masalah
Saya membutuhkan cara murah untuk mengukur kedalaman 2 kolom air dengan akurasi yang cukup baik, misalnya +/- 5%. Meskipun properti kami sendiri adalah situs Alpha 1, kami menginginkan solusi yang meningkatkan, atau menurunkan, untuk properti lain dengan kebutuhan serupa.
Kita punya:
- Tangki penyimpanan 3.000 gal yang merupakan perkiraan. 8.5 'air saat penuh. Tank lainnya memiliki ketinggian yang sama +/- 5 '.
- Sumur air. Sumur kita sendiri adalah 75 'dalam w / 37' air. Sumur-sumur lain di daerah itu adalah sedalam 30 'w / 15' air, atau sedalam 300 'w / 70+' air.
Kami memiliki kriteria berikut:
- Tidak lebih dari $ 30 untuk tangki dan (semoga) tidak lebih dari $ 50 untuk sumur. Biaya yang lebih rendah akan lebih baik.
- Solusi harus berintegrasi dalam beberapa cara (gelombang tangan) dengan Arduino, BeagleBone Black, atau pengontrol berbiaya rendah serupa.
- Pembacaan berkelanjutan diinginkan, tetapi sesuatu yang memicu setiap 15, 30, atau <wh Apapun> menit akan diterima.
- Tidak ada sistem elektronik / listrik di dalam sumur atau tangki.
- Tidak ada logam di sumur atau tangki, dengan kemungkinan pengecualian dari bahan yang digunakan untuk menimbang tabung yang masuk ke dalam air.
- Solusinya harus bekerja dengan cukup baik (tidak ada kata pun dimaksudkan) untuk sumur dari 35 'w / 15' air, hingga sumur 300 'w / 60 + air.
Di antara beberapa solusi yang dipertimbangkan sejauh ini, pelari terdepan kami saat ini adalah "bubbler", seperti yang dijelaskan dalam artikel ini :
Sensor level tipe bubbler ditunjukkan pada Gambar 3. Sebuah tabung celup yang ujungnya terbuka dekat dasar kapal membawa gas pembersih (biasanya udara, meskipun gas lembam seperti nitrogen kering dapat digunakan ketika ada bahaya kontaminasi atau reaksi oksidatif dengan cairan proses) ke dalam tangki. Ketika gas mengalir ke outlet tabung celup, tekanan dalam tabung naik hingga mengatasi tekanan hidrostatik yang dihasilkan oleh tingkat cairan di saluran keluar. Tekanan itu sama dengan densitas fluida proses dikalikan dengan kedalamannya dari ujung tabung celup ke permukaan dan dimonitor oleh transduser tekanan yang terhubung ke tabung.
Kami berencana menggunakan:
- Tabung terbuka 1/4 "sampai 3/8" berbobot ke bawah (atau lebih baik lagi, diikat ke pipa sumur) untuk menggantungkan jarak pendek di atas bagian bawah (kita bisa lebih dekat di dalam tangki, tetapi sumur cenderung lanau sehingga akan berada dalam beberapa kaki). Down-tube kecil adalah titik kuat yang mendukung pendekatan ini karena hampir tidak ada yang masuk ke sumur itu sendiri.
- Beberapa sumber tekanan udara (murah) cukup (300+ kPa) untuk meniup semua air keluar dari tabung di dalam sumur. Setelah nilai dari sensor dataran tinggi itu berarti kita meniup gelembung dan kita dapat mengubah tekanan menjadi kaki air.
- Di atas kami menempatkan tabung ke sensor tekanan diferensial, seperti MPX5500DP Freescale , yang dapat menangani hingga 500 kPa, yang diterjemahkan menjadi sekitar. 160 'air. Mereka memiliki yang sedikit lebih akurat (seri 5100) untuk kolom yang lebih pendek, seperti di tangki. Kami memilih sensor diferensial untuk memungkinkan berbagai tekanan atmosfer.
- Spesifikasi dari Arduino yang menghidupkan / mematikan pompa udara belum diputuskan, tetapi saya percaya itu akan langsung setelah kita tahu apa jenis / ukuran pompa yang kita coba kendalikan.
Catatan: meskipun kita dapat dengan mudah mengkalibrasi pembacaan dari sensor tangki, sumur mungkin lebih bermasalah. Dalam kasus kami sendiri, kami memiliki cara untuk menggunakan drop-line untuk secara langsung mengukur kedalaman sumur dan tinggi kolom air, dalam kasus lain ini mungkin sulit.
Pertanyaan
- Apakah ada sesuatu tentang pendekatan ini yang secara fundamental cacat?
- Apakah perubahan suhu (terutama di tangki, tidak terlalu banyak di sumur) akan membuat perbedaan nyata di sini?
- Selain volume udara yang dibutuhkan untuk diameter tabung yang berbeda, apakah pompa harus bekerja lebih keras untuk mencapai tekanan tertentu jika kita menggunakan tabung bawah yang lebih besar atau lebih kecil?
Perbarui untuk menjawab pertanyaan:
Pengguna null bertanya apakah ada redundansi yang tidak perlu dalam sistem; bukankah kedalaman di tangki saja sudah cukup? Tidak juga. Masing-masing pengukuran memberi kita beberapa informasi yang lainnya tidak. Meskipun ada beberapa tumpang tindih dalam apa yang diukur, saya melihat itu sebagai kesempatan untuk pemeriksaan kewarasan pada sistem.
Misalnya, jika aliran yang diukur dari sumur tidak memiliki korelasi yang cukup dekat (bergeser pada waktunya karena tangki) dengan aliran gabungan ke rumah dan sistem irigasi, maka ada sesuatu yang rusak.
Menggabungkan diagram aliran-dari-sumur dengan grafik kedalaman air dapat memberikan informasi penting tentang laju pengisian ulang sumur . Jika pengisian ulang menurun, maka kami memiliki masalah serius yang menghampiri kami.
Akhirnya, jika kedalaman air sumur kita turun dan kita tidak menggunakan air sebanyak itu maka itu bisa berarti bahwa salah satu tetangga kita, katakanlah kebun anggur seluas 300 acre sekitar 1/2 mil di atas bukit, terlalu memompa. Sayangnya, California adalah satu-satunya negara bagian tanpa peraturan air di bawah tanah, jadi kami tidak dapat menghentikannya, hanya bersiap-siap untuk memesan 3.500 galon air seharga $ 175 per pop.
