Objemové měření průtoku

Projekt realizovaný pro příspěvkovou organizaci SPRÁVA PŘÍRODNÍCH LÉČIVÝCH ZDROJŮ A KOLONÁD KARLOVY VARY.Měření průtoku objemovým měřením - BLOKOVÉ SCHÉMA

Automatizované měření průtoku vody objemovým měřením na dvě objemové jednotky. Přístroj odvozuje měřící stavy od přirozených poloh měřící nádoby a zbavuje tak obsluhu provádění zbytečných manipulací.

  • Přístroj je určený pro používání v terénu
  • Výdrž Li-Ion akumulátorové baterie min. 24 hodin měření
  • Nabíječka baterie integrovaná v přístroji
  • Servisní menu pro oživení a kalibraci přístroje
  • Integrovaný snímač osové orientace měřící nádoby
  • Vstup pro připojení snímače náklonu (vybavovací kontakt)

Režimy přístroje

  • MĚŘÍCÍ: Přístroj automaticky vyhodnocuje svou osovou orientaci TOP, BOTTOM, LEFT, RIGHT, FRONT, BACK. Měření průtoku je možné provádět pouze v jedné z uvedených poloh, v měřící poloze. Měřící polohu přístroje lze nastavit v servisním menu.
  • STANDBY: Uvedením přístroje do jiné polohy než měřící se spustí odpočet času, za který dojde k přepnutí přístroje do režimu se sníženou spotřebou el. proudu, režimu STANDBY. Uvedený čas lze nastavit v servisním menu.
  • SERVISNÍ MENU: Slouží ke kalibraci a oživování přístroje. Vstoupit do servisního menu pomocí tlačítka ENTER lze i v případě, že se zařízení nachází mimo měřící polohu a je ve stavu STANDBY. Do servisního menu nelze vstoupit, pokud probíhá nabíjení baterie.
  • NABÍJENÍ BATERIE: Aktivuje se připojením zdroje napětí pro nabíjení. Funkce nabíjení je nadřazena všem ostatním funkcím přístroje.
  • NÍZKÝ STAV BATERIE: Pokud je stav baterie BAT < 5%, přístroj se automaticky přepne do režimu STANDBY. Chrání baterii před přílišným vybitím a jejím zničením. Použití přístroje v tomto stavu není možné, nabijte baterii.
Flowmeter v14Flowmeter v14

Měřící rozsahy

Čas: 0 až 99 min 59.99 s
Objem: 0 až 99999 ml
Průtok: 0 až 99,999 l/min
Časová základna: Krystal 32768 Hz, ±20 ppm
Pracovní teplota: -10 °C až 60 °C

Měření průtoku

Flowmeter v14 - OLEDFlowmeter v14 - OLED

Na fotografii vpravo je zobrazený změřený průtok F1 a probíhající měření průtoku F2 resp. běžící čas T2. Setiny vteřin nejsou na fotografii dobře vidět (splývají), uzávěrka fotoaparátu byla nastavena na čas kolem 10 ms. Na místo měřící nádoby s elektrodami jsou pro testování a focení zapojeny páčkové spínače.

Měření průtoku lze spustit pouze pokud se přístroj nachází v měřící poloze, snímač náklonu je vyhodnocen jako TILT: OK, měřící elektrody nejsou vodivě spojeny SENS: OK, baterie má dostatečnou energii na provoz zařízení BAT > LOW, neprobíhá nabíjení baterie.

Po zaplavení elektrody START jsou spuštěny časovače T1 a T2 [min:sec.sec/100], zazní akustický signál délky 1 s.

Po zaplavení elektrody STOP1 se zastaví časovač T1, zobrazí se průtok F1, zazní akustický signál délky 1 s.

Po zaplavení elektrody STOP2 se zastaví časovač T2, zobrazí se průtok F2, zazní 2x akustický signál délky 1 s přerušený pauzou 1 s mezi tóny.

Na displeji zůstane zobrazený změřený průtok F1 a F2, dokud se přístroj bude nacházet v měřící poloze.

Změna orientace přístroje mimo měřící polohu je vyhodnocena jako úkon, kterým má být vyprázdněna měřící nádoba před dalším měřením nebo ukončeno měření uvedením přístroje do režimu STANDBY.

Pokud bylo měření dokončeno bez chyby (na displeji je zobrazen průtok F1 a F2) a je-li přístroj uveden mimo měřící polohu (obsluha vylévá obsah měřící nádoby) a dojde-li k přerušení vodivého spojení mezi elektrodami, zazní akustický signál na dobu 2 s. Tímto je obsluze signalizováno: „měřící nádoba je prázdná, můžete ji uvést zpět do měřící polohy“.

Pokud je přístroj uveden do měřící polohy a některé elektrody jsou vodivě spojeny, zobrazí se na displeji SENS: ERROR a spustí se akustická signalizace trvající do doby přerušení vodivého spojení mezi elektrodami.

Pokud dojde k vybavení náklonového spínače během měření, dojde k zastavení měření, na displeji se zobrazí TILT: ERROR, SENS: ERROR a spustí se akustická signalizace trvající do doby přerušení vodivého spojení mezielektrodami.

Pokud dojde ke změně polohy zařízení mimo měřící polohu během měření, dojde k zastavení měření a spustí se akustická signalizace trvající do doby přerušení vodivého spojení mezi elektrodami nebo uvedení zařízení do režimu STANDBY po vypršení časového intervalu.

Kalibrace objemu

Kalibrace objemu se provádí nezávisle pro každou elektrodu zvlášť. Změří se objem měřící nádoby k dané elektrodě viz obrázek. Kalibrace se provádí s pomocí servisního menu. Postup je pro všechny tři elektrody obdobný.

Kalibrace objemu V1

  1. Vyprázdněte měřící nádobu.
  2. Spusťte servisní menu ELEKTRODA STOP1.
  3. Přilévejte vodu dokud STOP1: OPEN.
  4. Jakmile STOP1: CLOSE zastavte přilévání.
  5. Zadejte objem vody [ml] v měřící nádobě

Při každé změně stavu měřící elektrody STOP1: OPEN/CLOSE nebo opačně zazní akustický signál o délce 1 s. Pro zadání objemu viz Změna hodnoty položky SET.

Výpočet průtoku

F1 = (V1 – Vs) / T1 [l/min]

F2 = (V2 – Vs) / T2 [l/min]

  • Výpočet průtoku je prováděn s přesností ±0,001 l/min.
  • Výsledek výpočtu není zaokrouhlován; např. 0,0017 l/min a 0,0012 l/min se zobrazí jako 0,001 l/min.
  • Výpočet je podle uvedeného rozlišení platný pro objem do: 99,999 [litrů], čas max. 99:59.99 [min:sec.sec/100] a průtok max. 99,999 l/min.
  • Při chybné kalibraci objemů např. Vs ≥ V1 se jako výsledek měření zobrazí průtok 00.000 l/min.

Nabíjení

Zařízení integruje nabíječku baterie Li-Ion. Po připojení napájecího zdroje pro nabíjení je diagnostikován stav baterie. Pokud je napětí UBAT < 2,9 V probíhá nabíjení v režimu „TRICKLE“ proudem 1/10 IBAT-MAX. Následuje nabíjení konstantním proudem IBAT-MAX. Pokud UBAT > 4,1 V probíhá nabíjení při konstantním napětí UBAT-TYP . Klesne-li nabíjecí proud baterie pod hranici okolo 75 mA je nabíjení skončeno.

POZOR! Pokud nebude přístroj delší dobu používán vyjměte baterii.

Spuštění nabíjení

Připojte zdroj napětí +5 V DC/1 A. Po dobu probíhajícího nabíjení trvale svítí displej. Pokud je připojený zdroj napětí pro nabíjení nelze provádět měření ani vstoupit do servisního menu.

Nabíjení dokončeno

Po dokončení nabíjení se zobrazí PROCESS: DONE a zazní akustický signál 2 s, zdroj napětí pro nabíjení může být odpojen. Pokud po dokončení nabíjení nedojde do 10 s k odpojení zdroje napětí pro nabíjení, zařízení se uvede do stavu STANDBY.

Servisní menu

  • Pro vstup do servisního menu stiskněte ENTER.
  • Hodnoty položek označené SET můžete změnit viz Změna hodnoty položky SET.
  • Následuje seznam devíti položek menu, jak jdou za sebou.

Funkční tlačítka

1. Pohyb v menu

Pro pohyb v menu použijte tlačítka DOWN/UP. Tato nápověda se zobrazí jednou po vstupu do menu.

2. Stav baterie

Procenta vztažena k napětí baterie od 2,9 V do 4,2 V, rozlišení 5 %. Pokud je stav baterie BAT < 10 % je zobrazeno LOW místo procent. Na obrázcích je několik příkladů možného zobrazení stavu baterie.

Pokud je stav baterie BAT < 5 %, přístroj se automaticky přepne do režimu STANDBY. Zazní akustický signál trvající 1 s a za 3 s dojde k přepnutí do režimu STANDBY. Tento režim chrání baterii před přílišným vybitím a jejím zničením.

3. Elektroda START

Aktuální stav elektrody START: OPEN/CLOSE. Nastavený objem nádoby k elektrodě START, rozsah: 0-99999 ml.

4. Elektroda STOP1

Aktuální stav elektrody STOP1: OPEN/CLOSE. Nastavený objem nádoby k elektrodě STOP1, rozsah: 0-99999 ml.

5. Elektroda STOP2

Aktuální stav elektrody STOP2: OPEN/CLOSE. Nastavený objem nádoby k elektrodě STOP2, rozsah: 0-99999 ml.

6. Snímač náklonu

Aktuální měřící stav náklonového snímače (spínač): OK/ERROR. Nastavený fyzický stav spínače vyhodnocený jako OK: OPEN/CLOSE (sepnutý nebo rozepnutý kontakt ve vodorovné poloze).

7. Měřící poloha

Aktuální osová orientace zařízení: TOP/BOTTOM/LEFT/RIGHT/FRONT/BACK. Nastavená měřící poloha zařízení (ostatní polohy aktivují TIMER POWER OFF.

8. Timer power off

Časovač pro přepnutí do režimu se sníženou spotřebou, STANDBY. Nastavený čas, rozsah: 0-999 s.

9. Exit menu

Pro opuštění MENU stiskněte ENTER.

Změna hodnoty položky SET

Jako příklad je uvedeno nastavení objemu nádoby Vs k senzoru START.

  1. Stiskněte ENTER, první číslice 00250 začne blikat.
  2. Tlačítky LEFT/RIGHT přejeďte na číslici, kterou potřebujete změnit.
  3. Tlačítky UP/DOWN nastavte hodnotu 0-9.
  4. Znovu 2. dokud nenastavíte požadovaný objem.
  5. Stiskněte ENTER, hodnota bude uložena do paměti.

Technické parametry

Zapojení vývodů vyplývá z následujícího popisu svorek a blokového schématu.

Napájení přístroje

Baterie: Li-Ion, 3,6 V, 3350 mAh, NCR18650B, Ø18,2x65mm
Výdrž baterie: Min. 24 hodin; po 24 hodinách v měřícím režimu stav baterie 70 % (3,8 V)
IBAT @ UBAT = 4,2 V IMAX = 59 mA, ISTANDBY = 50 µA
IBAT @ UBAT = 3,6 V IMAX = 68 mA, ISTANDBY = 70 µA
IBAT @ UBAT = 2,9 V IMAX = 90 mA, ISTANDBY = 100 µA

Nabíjení baterie

Nabíjení baterie: Nabíječka baterie integrovaná v přístroji.
SVORKY: +5V, GND

Zdroj napětí 5 V DC ±5 %/1 A pro nabíjení baterie (běžný AC/DC síťový adaptér). Vstup je odolný vůči přepólování a zkratu

Interní nabíječka baterie:

Konstantní napětí UBAT-TYP = 4,2 V ±0,6 %. Konstantní proud IBAT-MAX = 660 mA. Režim „TRICKLE“ pro nabíjení proudem 1/10 IBAT-MAX, pokud UBAT < 2,9 V. Teplotní ochrana nabíjecího obvodu automaticky sníží nabíjecí proud při překročení kritické teploty. Doba nabíjení 8 hodin nebo méně (podle stavu baterie).

Měřící rozhraní

SVORKA: SIN Výstup měřícího signálu f = 3 KHz, UPP = 2,2 V, Z = 300 Ω (oddělen kondenzátorem 1 µF)
SVORKY: ST, S1, S2

Vstupy pro připojení měřících elektrod START, STOP1, STOP2. Na každém kanálu aktivní pásmová propust 3 KHz a dolní propust 3,5 KHz.

SVORKY: TA, TB Vstupy pro připojení kontaktu snímače náklonu
KONEKTOR: OLED 1-16 Konektor pro připojení OLED displeje

Přístroj je navržený podle zásad dobré praxe s ohledem na požadavky elektromagnetické kompatibility (EMC). Všechny vstupy a výstupy vyvedené na svorkovnici jsou ošetřeny proti ESD a EMI rušení a jsou odolné vůči zkratu. Komunikační rozhraní OLED displeje ošetřeno LC členy proti EMI rušení.