Bulanıklık sensörü: nedir ve nasıl çalışır?

Bu blogda birçok konuyu tartıştık Bileşenler eléctricos DIY projeleri için. Bazıları suyla ilgili, örneğin bazı vanalar, akış ölçerler, pompalar vb. Ancak belki de üreticilerin bunun ötesinde bir şeye ihtiyacı vardır, örneğin: bulanıklık sensörü.

Bu tip sensörler sayesinde şunları yapabilirsiniz: bir sıvının bulanıklığını ölçmeksu gibi veya daha sonra göreceğimiz diğer birçok uygulama için de...

Sıvıların bulanıklığı

La bulanıklık Bir sıvı içinde asılı parçacıkların neden olduğu ışık saçılımının bir ölçüsüdür ve su arıtmadan yiyecek ve içecek üretimine kadar çeşitli endüstrilerde çok önemli bir parametredir. Örneğin, suda bulunan bulanıklığın veya asılı parçacıkların ölçülmesi, saflık derecesini veya suyun bir tür katı maddeyle kirlenip kirlenmediğini belirleyebilir. Aynı zamanda, kimyasalların sıvı karışımları ile endüstriyel prosesleri kontrol etmek için veya bira ve diğer içeceklerin fermantasyonu için veya topaklaştırıcıların etkinliğini hesaplamak için parçacıkların veya çökeltilerin boşaltılmasını kontrol etmek için de kullanılabilir. Ayrıca çevresel araştırma görevleri, göllerin, nehirlerin, denizlerin ve hatta yer altı kuyularının sularının izlenmesi açısından da ilginç olabilir... Daha sonra göreceğimiz gibi, uygulamalar çok çeşitlidir.

Bulanıklık sensörü nedir?

Jardines de Viveros bulanıklık sensörleri veya bulanıklık ölçerler, bu özelliği ölçmek için tasarlanmış, önemli ölçüde gelişmiş, giderek daha fazla hassasiyet ve güvenilirlik sunan cihazlardır. Ters ozmoz filtrelemeli içme suyu sistemlerinin etkinliğini kontrol etmek için, SCADA yazılımı tarafından kontrol edilen diğer endüstriyel proseslerde bile, DIY projeleri için küçük bulanıklık sensörlerine kadar bunları geniş formatta bulabilirsiniz. Eğer bir maker iseniz, modül formatında bazılarının olduğunu bilmelisiniz, böylece bunları Arduino için diğer birçok modül gibi kolayca projelerinize dahil edebilirsiniz.

La düzenli kalibrasyon Ölçümlerin kesinliğini garanti etmek ve ayrıca ölçüm hücresinin veya dedektörün iyi bir şekilde temizlenmesini garanti etmek için bulanıklık sensörlerinin kullanılması çok önemlidir. Bunu yapmak için seçtiğiniz modelin veri sayfalarını okumanızı öneririm çünkü kalibrasyon eğrisi oluşturmak için sertifikalı bulanıklık standartları kullanılır. Aksi takdirde hem kullanım ömrünün kısalmasına hem de ölçümlerin hatalı olmasına neden olabilir. Benzer şekilde, test edilecek akışkanın türüne bağlı olarak, asitli bir sıvı ise korozyon, sert su ise kireç oluşumu, yosun oluşumu ve daha fazlası gibi sensörde başka hasarlara neden olabilir...

Lütfen bazılarının olduğunu unutmayın. ölçümü değiştirebilecek diğer faktörler, sensör bakımı iyi olsa bile:

• Işık dalga boyu: Dalga boyu seçimi, sensörün farklı parçacık boyutlarına duyarlılığını etkiler.
• Algılama Aralığı: Saçılan ışığın ölçüldüğü açı, tespit edilebilecek parçacık boyutlarının aralığını belirler.
• Ölçüm hücresi malzemesi: Analizi yapılacak kimyasallara karşı şeffaf ve dayanıklı olmalıdır.
• Sıcaklık: Parçacık yoğunluğunu ve dolayısıyla bulanıklığı etkileyebilir.
• Örnek renk: Renkli numuneler bulanıklık ölçümünü etkileyebilir.
• Sensör Doğruluğu ve Toleransı: Farklı hassasiyet ve toleranslara sahip farklı modeller olabilir ve bu, doğru olanı seçerken önemlidir. Ayrıca tespit edilebilir parçacıkların boyutuna ilişkin sınırlamalar da olacaktır.

Türbidimetre işlemi

Un bulanıklık sensörüÖzünde, bir sıvıda bulunan parçacıklar tarafından saçılan ışığın yoğunluğunu ölçen optik bir alettir. Temel prensip şuna dayanmaktadır: Rayleigh yasasısaçılan ışığın yoğunluğunun, parçacıkların çapının dördüncü kuvveti ve gelen ışığın dalga boyunun karesi ile orantılı olduğunu belirtir.

Bu nedenle bulanıklık sensörü aşağıdaki gibi bazı önemli parçalara sahip olacaktır:

• Işık kaynağı: Genellikle bir halojen lamba, LED veya lazer, numune boyunca belirli bir dalga boyunda bir ışık ışını yayar.
• Detektör: Bir fotodetektör (fotodiyot, fotomultiplier) belirli bir açıda saçılan ışığın yoğunluğunu ölçer.
• Ölçüm hücresi- Örneği içerir ve ışık için tanımlanmış bir optik yol sağlar.
• Elektronik: Dedektör sinyalini işler ve bulanıklık okumasına dönüştürürler.

Öte yandan, farklı türdeki bulanıklık ölçüm cihazları arasında bulabileceğimiz bu parçacıkların varlığını ölçmenin çeşitli yolları askıya alınmış durumda:

• Nefelometri: Gelen ışına 90 derecelik bir açıyla saçılan ışığı ölçer. Düşük ve orta derecede bulanıklığın ölçülmesinde en yaygın yöntemdir.
• iletim: Bu durumda numuneden geçen ışığın ölçümü esas alınır. Yüksek bulanıklığın ölçülmesinde kullanılır.
• absorbans: parçacıklar tarafından emilen ışığın belirlenmesine odaklanır. Dispersiyonun minimum olduğu spesifik durumlarda uygulanır.

Tüm bunları akılda tutmanın yanı sıra voltajları, tüketimi, çalışma yoğunluğunu, çalışma sıcaklığı aralıklarını veya projenize uyumluluğunu da kontrol edin...

Bulanıklık sensörünün nereden satın alınacağı ve fiyatları

Ürün bulunamadı.

Bulanıklık sensörlerini elektronik alanında uzmanlaşmış pek çok platformda ve ayrıca Aliexpress veya Amazon gibi mağazalar. Bu siteler üzerinden uygun fiyatlara ve ihtiyaçlarınızı karşılayacak çok çeşitli modellere sahip olabilirsiniz. Burada size Tyndall etkisine dayalı bir modül içeren iki format ve arıtma tesisleri, su arıtma tesisleri vb. gibi daha gelişmiş projelerde su kalitesini ölçmek için kullanılan daha endüstriyel bir sayaç olmak üzere bazı öneriler göstereceğim.

Pratik uygulamalar

Bunlardan bazılarını zaten biliyorsunuz olası kullanımlar veya uygulamalar metinde bazılarına daha önce değindiğim için bulanıklık sensörü. Ancak, gelecekteki projelerinizde size ilham verecek en popüler kullanımlardan bazılarının bir listesini burada bulabilirsiniz:

• Su arıtma: İçme suyu, atık su ve proses suyunun kalitesinin izlenmesi. Ayrıca nehirler, rezervuarlar, göller, denizler, yeraltı suları vb. yerlerdeki suyun kalitesini ölçen çevresel projeler için de kullanılabilir. Gri suyu su tesislerine, tuzdan arındırma tesislerine vb. yeniden kullanmak için bir arıtma sistemi kuracaksanız bile bunu evde kullanabilirsiniz.
• Yiyecek ve içecek endüstrisi: Meyve suları, bira ve şarap gibi ürünlerin kalite kontrolü. Alkollü ve damıtılmış içecekler bu tür askıdaki parçacıklara duyarlı olabilir ve üretim sırasında bu parametrelerin izlenmesi ve kontrol edilmesi gerekir.
• İlaç: Bu sektör ayrıca enjekte edilebilir ürünler ve oftalmik solüsyonların yanı sıra serumlar, şuruplar vb. kalitesini garanti etmek için bulanıklık sensörlerine de ihtiyaç duyabilir.
• kimya: Elbette diğer bir seçenek de filtreleme ve ayırma süreçlerini, kimyasal karışımları ve daha fazlasını izlemek.

Bulanıklık ölçer kullanmanın pratik örneği

Örneğin, aşağıdakilerden birini temel olarak kullanırsak Tyndall etkisine dayalı modül tipi bulanıklık sensörleriSüspansiyondaki parçacıkların varlığı nedeniyle bir sıvı üzerine yansıtılan ışığın dağılımını temel alan ölçümler, mevcut parçacıkların sayısına bağlı olarak şu veya bu değerin ölçümlerini üretecektir. Bu tür modül oldukça etkilidir ve Arduino UNOve kolay kontrol için Arduino IDE'de eskiz yazmanıza olanak tanır.

Bu durumda %0 ila %3.5 arasında bir tespit aralığına sahip olacağız (0 ve 4550 NTU veya Nefelometrik Bulanıklık Birimi veya Nefelometrik Bulanıklık Birimleri), ±%0.5 toleransla. Ayrıca analog ve dijital çıkışta kullanımına imkan verdiği için iki çalışma modumuz bulunmaktadır. Analog modda (A'daki anahtar konumu), bulanıklık sensör çıkışının voltaj seviyesi ölçülerek hesaplanır, dijital modda (D'deki anahtar konumu) ise iki değer arasında salınacak ikili bir kodla dijital olarak ölçülür.

Öte yandan, bakarsanız bu bulanıklık sensörünün veri sayfasımodelin aşağıdaki teknik özelliklere sahip olduğunu görüyoruz:

• Besleme gerilimi: 5VDC
• tüketimi: yaklaşık 11mA
• Algılama aralığı: %0 - %-3.5 (0-4550 NTU)
• Çalışma sıcaklığı: -30°C ve 80°C
• Depolama sıcaklığı:-10°C ve 80°C
• Tolerans veya hata payı: ±% 0.5

Veri sayfasında ayrıca şunları da görebilirsiniz: ölçülen bulanıklığı gerilimle ilişkilendiren eğriler veya grafikler Sensör çıkışında üretilen ve pin çıkışı bu, modülü Arduino kartımıza doğru şekilde bağlamamıza yardımcı olacaktır:

Ayrıca biri PWR olarak çalıştığını, diğeri Dout veya veri çıkışı için çalıştığını gösteren iki LED göreceksiniz. Artık modülü Arduino kartımıza bağladığımızda, bağlantı kurmak kadar kolay olacak. VIN'den 5V'ye ve GND'den GND'ye kartımızın ve ardından S, sinyali kontrol etmek istediğimiz yere bağlanır; örneğin analog için A0 veya dijital ölçümler istiyorsak D13. Ayrıca bu örnekte dijital çıkışa bağlı bir LED isteğe bağlı olarak kalibrasyon için kullanılabilir…

Bittiğinde, Arduino IDE'de yazmanız gereken kodlar Bunlar şunlardır:

• Dijital konfigürasyon:

/* Prueba del sensor de turbidez en modo D */
#define Turbidy_sensor 2 //Pin digital 2

const int ledPin = 13; //LED asociado al 13

void setup() {
   pinMode(ledPin, OUTPUT); //Configuramos pin 13 como salida
   pinMode(Turbidy_sensor, INPUT); //Configuramos el pin del sensor de turbidez como entrada
}
void loop() {
   if(digitalRead(Turbidy_sensor)==LOW){ //Lectura de la señal del sensor
   digitalWrite(ledPin, HIGH); //Si el sensor indica nivel bajo (LOW) encendemos el LED, es decir, agua más pura
}
else{
   digitalWrite(ledPin, LOW); //Si el sensor indica nivel alto (HIGH) apagamos el LED, es decir, agua sucia o turbia
}
}

• Analog yapılandırma:

/* Prueba del sensor de turbidez modo A*/

#define Turbidy_sensor A0   

int TurbidySensorValue = 0;  

float Tension = 0.0;  

void setup() {     //Monitorización por el puerto serial para ver valores en pantalla
  Serial.begin(9600); // Velocidad de comunicación  
  Serial.println("Prueba de lectura del sensor de turbidez");  
  Serial.println("========================================");  
  Serial.println(" ");  
  Serial.println("Lectura analógica\tTension");   
  Serial.println("-----------------\t-------");  
}  
void loop() {  
  TurbidySensorValue = analogRead(Turbidy_sensor); // Lectura del pin analógico 0  
  Tension = TurbidySensorValue * (5.0 / 1024.0); // Mapeo de la lectura analógica  

  //Envio de valores y textos al terminal serie  
  Serial.print(TurbidySensorValue);   
  Serial.print("\t\t\t");  
  Serial.print(Tensión);  
  Serial.println(" V");  
  delay(3000);  
}  

• Analog modda NTU birimlerinde ölçüm yapmak istiyorsanız şunu kullanın:

/* Prueba del sensor de turbidez en modo A y mediciones en NTU */  

#define Turbidy_sensor A0  
 
float Tension = 0.0;  
float NTU = 0.0;  
void setup() {    //Medición a través del monitor serie
  Serial.begin(9600); // Velocidad de comunicación  
  Serial.println("Lectura del sensor de turbidez en NTUs");  
  Serial.println("===================================================================================");  
  Serial.println(" ");  
  Serial.println("Tensión\tNTU");   
  Serial.println("-------\t---");  
}  
void loop() {  
  Tension = 0;  
  Tension = analogRead(Turbidy_sensor)/1024*5; // Mapeo de la lectura analógica  
  //Para compensar el ruido producido en el sensor tomamos 500 muestras y obtenemos la media  
  for(int i=0; i<500; i++)  
    {  
      Tension += ((float)analogRead(Turbidy_sensor)/1024)*5;  
    }  
    Tension = Tension/500;  
    Tension = redondeo(Tension,1);  
    //Para ajustarnos a la gráfica de la derecha  
    if(Tension < 2.5){  
      NTU = 3000;  
    }else{  
      NTU = -1120.4*square(Tension)+5742.3*Tension-4352.9;   
    }  
  //Envio de valores y textos al terminal serie  
  Serial.print(Tension);  
  Serial.print(" V");  
  Serial.print("\t");  
  Serial.print(NTU);  
  Serial.println(" NTU");  
  delay(5000);  
}  

float redondeo(float p_entera, int p_decimal)  
{  
  float multiplicador = powf( 10.0f, p_decimal);  //redondeo a 2 decimales  
  p_entera = roundf(p_entera * multiplicador) / multiplicador;  
  return p_entera;  
}  

Kodu projelerinize uyarlamak için her zaman değiştirebileceğinizi unutmayın; bunlar yalnızca kullanım örnekleridir...