Detector de agua para el elemento de calefacción?

Question

Quiero ejecutar un 300W elemento de calentamiento en un baño de agua, pero me gustaría asegurarse de que no está activado por error cuando está fuera del agua, así que se me ocurrió la conexión a un controlador y un sensor, aunque no estoy muy seguro acerca de la mejor manera a este sentido.

He pensado en dos opciones:

1. Detectar agua con un circuito abierto - estoy un poco preocupado acerca de la corrosión electrolítica, aunque. Esto es realmente un problema?

2. Detectar la temperatura con un termopar conectado al elemento de calefacción. Esto tiene la dificultad de asociar un termistor sin fusión.

¿Qué sugeriría usted?

Answer 1

El agua va a disminuir la transmisión de la luz infrarroja muy bien, por la alteración de las características de la lente y por lo tanto la dispersión (difusión, refracción), así como por la absorción.

Ver esta respuesta para la absorción gráfico: El extremo rojo del espectro visible (y más aún la de Infrarrojos) es absorbida por el agua alrededor de 100 veces, tan fuerte como violeta/azul:

Por lo tanto, un bajo tecnología de enfoque sería el uso de un dispositivo de infrarrojos interruptor interruptor, tales como la GP1A57HRJ00F:

(fuente: SparkFun)

Estos dispositivos funcionan mediante la emisión de luz infrarroja de un LED IR de un lado y la detección en el otro lado. La brecha para este dispositivo en particular es de 10 mm, que debería ser suficiente para el propósito.

Ajustar el LED IR corriente en el que la salida apenas, pero de forma fiable los interruptores en aire. Cuando el dispositivo está sumergido en agua, el aumento de la atenuación de IR por el agua hará que la salida para ir a la baja.

Para hacer la asamblea impermeable, capa de los pines, soldé los cables de conexión y cualquier otro metal expuesto con algo adecuado a alta temperatura, a prueba de agua epoxi. Para los volúmenes de producción, usted puede ser capaz de encontrar los ensambladores que puede hacer el revestimiento de epoxi y de aislamiento ensayo de inmersión para usted de forma masiva. En cualquier caso, las tensiones involucradas son tan bajos que no hay electrocución o catastróficas, el flujo de corriente riesgo si falla el aislamiento.

También puedes considerar el diseño de la instalación de tal manera que sólo las extremidades celebración del IR LED y sensor podría ser sumergido en el agua, los contactos estarían por encima del nivel del agua. El aislamiento es todavía necesario para sobrevivir a las salpicaduras, pero la criticidad reduce.

Answer 2

Te sugiero mirar lo que se hace en comerciales / industriales productos como este no es un nuevo o raro el problema a resolver. Todo, desde 5 € de calderas a varios millones de libras proceso industrial máquinas de hacer frente a este problema en una variedad de maneras.

Las marmitas, vaporeras, lavadoras, lavavajillas, cocinas, planchas, limpiadores de vapor, ollas de cocimiento lento, freidoras, etc. todos tienen excelentes mecanismos para el manejo de este que son baratos, fiables, y por ley deben ser increíblemente idiota-prueba.

Las opciones son muchas, la parte superior de mi cabeza y no exhaustiva:

• Una PTC elemento que no se puede grabar a sí mismo / a sobrecalentarse si no hay agua presente
• Térmica interruptor o térmicamente acoplados a cambiar
• Interruptor de flotador
• Interruptor de presión (como los utilizados en las máquinas de lavado para detectar el nivel de agua, por lo tanto común, robusto, confiable)
• Interruptor óptico (que requeriría un conductor/circuito de control)
• Capacitiva o transductores de ultrasonidos (se requiere aún más circuitos de control)
• A la vieja usanza y casi-nunca-usados-en-real-productos de la conducción del tipo de sensor que usted menciona

Answer 3

Si su objetivo es mantener una determinada temperatura del agua, me gustaría sugerir la presencia de un sensor de temperatura a una pequeña distancia del calentador (quizás más de uno), y ver que/ellos para asegurarse de que su comportamiento está en línea con lo que debería esperarse en presencia de agua. Uno debe tener una prueba de fallas para asegurar que ninguna condición de riesgo se producirá si el CPU enciende el calentador completo cuando está seco, pero debe ser bastante fácil para el CPU para identificar tales condiciones. Tenga en cuenta que si utiliza dos sensores que pueden ser capaces de lograr mucho mejor regulación que cuando se utiliza un (uso de un sensor situado lejos de la estufa para determinar la temperatura deseada para el agua cerca de la calefacción).