Mäta vattennivå i fiskdammar från distans utomhus?

[Mizzarrogh]

Hi guys!

Jag skulle vilja hålla ett löpande index över vattennivån i ett antal större fiskdammar utomhus i svenskt norrlandsklimat.
Nivån bör vara 0- till i allafall 3 meter djup.
Med faktisk variation av vattenståndet.

Gärna om det går att göra så att jag kan kontakta enheterna från min dator eller telefon hemifrån till exempel när man vill kunna se index över en period.
Helst så att index sparas på något sätt.

Det räcker egentligen med ett punktindex ett par gånger om dygnet.

Gärna hållbara grejer som tål vintern här

Min budget är tyvärr mycket begränsad för detta.

[rikkitikkitavi]

Förstår jag rätt om du vill mäta nivån även vintertid eller är det bara att sakerna skall sitta uppe året om och du mäter när isen inte ligger på dammen?

Oavsett, det verkar behövas ngn form av mobil lösning om du vill sitta hemma. Kabeldragning lär vara uteslutet...

Så är det realistiskt med en "mycket begränsad budget" ?

Hur ofta kan du byta batterier?

[Mizzarrogh]

Ja, men det händer egentligen inte så mycket där vintertid så det behöver inte kunna se genom isen, däremot skulle jag vilja kunna mäta vårflödet när temperaturen kan pendla rejält.

Jag lyssnar gärna även på alternativ med kabeldragning, men jag bor inte där, anläggningarna ligger en bra bit bort från bostadshus där det bor någon som har möjlighet att kolla regelbundet och det är ganska långt avstånd mellan dammarna så det vore smidigt om data lagras i någon typ av centraler där i så fall. (Det skall vara till viltvattenprojektet men vi är en ideell grupp som forskar kring det och vi har tyvärr inga bidrag till sådanthär eller externa sponsorer, jag skulle vilja veta hur stabilt vattenståndet är över tid under vissa årstider).

[4kTRB]

JLogger-601 finns något som heter. Finns projekt på hacker någonting. https://nhbsystems.com/jlogger-601/

[Mizzarrogh]

Tackar, skall titta mer på den.

[E Kafeman]

Att mäta vattennivå som fungerar även i minusgrader är lite knepigt.
En variant som används av kommuners som fjärrövervakar brunnnar och som även jag har testat är med "bubblare".
I mitt fall, ett 50mm 3m långt järnrör slogs ned jämte ett vattendrag.
Inuti fördes ned en 40mm vp dränerinsslang och inuti detta en 10 mm nylonslang som är fäst så den håller sej i botten.
Därefter tar man försiktigt bort järnröret med de bägge andra slangarna kvar.
Flexslangen pluggas med lite fogskum så att endast nylonslangen leds vidare till en kontrolllåda,
Om man vill kan nylonslangen ovan jord isoleras för att minimera risk för att kondens fryser i slangen men om man drar slangen så att den ständigt har jämn lutning upp till kontroll-låda lär det inte kunna samlas kondens.

Någon gång per dygn startar en peristaltisk pump som pumpar ner luft i nylon-slangen under en minut.
En minut efter att pumpen stängts av mäts trycket i slangen som ett mått på vattennivån. Trycket mäts vid pumpen.
Använder enkel lufttryckmätare typ från android-kit.
Tryck och temperatur skickas mha LoRa till mottagare, i mitt fall ca 10 km bort.

Detta arrangemang har hitintills på 5 år inte frusit.
Om det uppstår lite is i toppen av röret gör inget på uppmätta trycket.
Järnröret tas bort för att inte kunna leda ner kyla vilket skulle kunna leda till bottenfrysning. Djup tjäle är sällan ett problem nära vatten.
Enda störningen var när antagligen någon av nyfikenhet slet upp nylonslangen. Slangen är därför nu helt gömd under markvegetationen.
Röret är i mitt fall placerat 1 meter vid sidan av en å. Ju längre bort från vattendraget och det uppstår fördröjning vid snabba nivåförändringar och andra vattenflöden och regn kan påverka.

Det finns att köpa kommersiella varianter där man avgör nivåer i brunnar på detta sättet och där man t.ex. styr om pumpar ska starta för att hålla nivåer i avloppsbrunnar men delarna kan alternativt köpas från AliX och anpassas efter eget behov.

Om man inte behöver avläsa centimeternivåer utan klarar sej med t.ex. koll på max/min-nivåer kan man klara sej utan luftpump och använda enklare givare.

Batteri, solcell, hur ofta mätning ska ske, avgör dimensionering på den sidan. Sändare försedd med vettig antennplacering och avstånd lär inte vara ett bekymmer men det måste finnas någon mottagare som kan visa/spara aktuell nivå. Det finns många olika färdiga lösningar baserat på RPi som gör detta. Det ger att man även ständigt kan se att loggning fungerar, få information om batteristatus osv.
Det är främst pumpen som i mitt fall tar mycket ström och är lite överdimensionerad för säker funktion. Kommersiell variant jag känner till använder en betydligt enklare membran-pump.

Enbart lokal loggning kan vara ett alternativ men den kan med otur visa att batteriet tog slut för två månader sedan och man kan inte få live info om kritiska nivåer.

Is kan ställa till med flera problem.
Is på en vattendamm bidrar till att tryck mäts upp som förmodad vattennivå.
Is-tjocklek kan mätas på andra sätt om behovet finns.
Om det är typ fiskodling med låg vattengenomströmning används ibland vattenströmmare för att hålla ytan öppen på vintern men då krävs stabil tillförlitlig strömförsörjning.

[Mizzarrogh]

Tackar!

[grym]

bubbelmodellen är nog bland det som funkar bäst

har dammarna luftpump?
då kan man ta det samtidigt
eller kanske man ska ha en akvariepump som håller dom syresatta över vintern
då kan man logga trycket konternuerligt

[Mizzarrogh]

Tackar!
Nä, de hålles syresatta med hjälp av naturliga vattenströmmar.
Det finns ingen el dit för närvarande, men det skulle nog gå att ordna någonting med batterier, kanske.

[jako]

En vilsen tanke dök upp: Man kan tänka sej att placera en ultraljudgivare på botten som tittar rakt upp mot ytan, då vatten och luft har en stor skillnad i akustisk impedans (cirka 5:1) borde man få en skaplig reflektion från ytan som man kan detektera med givaren. Sedan är det bara att räkna om tiden till en sträcka. Ljudhastigheten i vatten är cirka 1480 m/s och ändrar sej 0,16% per grad celsius så man kanske behöver ha koll på temperaturen också.

[Mizzarrogh]

Det skulle nog faktiskt kunna fungera.

[grym]

vill kunna mäta vattennivå i brunn och en fundering jag haft är

rostfri stav, lämplig längd för variationerna i brunnen
hänger upp den i en lastcell

ju mer vatten det är i brunnen ju mindre last blir det i lastcellen

nu ändrar det sig inte så mycket, men bör gå att göra mätbart med lämplig lastcell och 16 bits ad

kan gå att använda i damm, det är det med frysning som strular

man kan balansera ut lite vikt med flottör längst ner
eller att det är ett igensvetsat rostfritt rör som passar viktmässigt

[Mizzarrogh]

Halvt OT.
Det vore faktiskt intressant att prova detdär i något sammanhang.
Det mesta annat som för närvarande används till exempel i avloppsanläggningar har ju antingen aktiva delar som ofta går sönder under vätskenivån, eller bygger på mer komplicerad och dyrbar elektronik oven.

[rikkitikkitavi]

vill kunna mäta vattennivå i brunn och en fundering jag haft är

rostfri stav, lämplig längd för variationerna i brunnen
hänger upp den i en lastcell

ju mer vatten det är i brunnen ju mindre last blir det i lastcellen

nu ändrar det sig inte så mycket, men bör gå att göra mätbart med lämplig lastcell och 16 bits ad

kan gå att använda i damm, det är det med frysning som strular

man kan balansera ut lite vikt med flottör längst ner
eller att det är ett igensvetsat rostfritt rör som passar viktmässigt

Låter väldigt instabilt.

Det bör vara något som har en densitet som är nära vattens, max 1000kg/m3 skillnad. Antingen lättare , dvs rör eller en stång i rätt material.

Rör är bättre än stav alltså om det är tätt i botten.

Men en kapacitiv givare då?

[E Kafeman]

Det mesta annat som för närvarande används till exempel i avloppsanläggningar har ju antingen aktiva delar som ofta går sönder under vätskenivån, eller bygger på mer komplicerad och dyrbar elektronik oven.

De flesta sådana anläggningar är nog lite väl krävande att påstå att de är driftosäkra eller komplicerade.
De flesta anläggningar måste fungera helt obemannade i åratal. Om det skulle uppstå driftstörningar varje år skulle klagomålen bli allt för stora. Då krävs rejäl och väl utprövad teknik.
Den vanligaste nivågivaren i avloppsbrunnar är de klassiska blå ballongerna. 3 eller 4 per brunn. De innehåller normalt kvicksilverbrytare och har aldrig hört talas om att någon gått sönder eller ens fått kabelbrott.
För att läsa variabel nivå är bubblarna vanliga. Har aldrig sett någon trasig. Är de placerade i djupare brunn så lär de inte kunna frysa i Sverige. Bubblaren i dedicerat mätrör för mätning av mer ytligt vatten är mycket tillförlitlig och enkel teknik.
Vad många inte tänker på är att den värmer bort ytlig isbildning genom att bottenvattnet alltid är varmare och luftbubblorna drar med sej det vattnet till ytan. Det är på samma sätt vattenströmmarna för att motverka isbildning i dammar fungerar. Ofta turbin vid sjöbotten som trycker varmare bottenvatten uppåt mot ytan och smälter eventuell is. Det är nästan alltid så att vatten vid botten å en vattendamm är varmare på vintern än ytvattnet, pga markvärmen.
Mäta vattendjup mha av bubblare är i sammanhanget rätt enkel teknik som funnits i åtminstone 50 år.

Om man ser på vad som vunnit marknad på senare 10-20 åren för mätning av vätskenivåer i vattendrag och brunnar är piezo-givare i två varianter. Dels samma teknik som används för bilars backsensorer som mäter avstånd ned till en yta genom tidmätning för reflexer, dels nedsänkta piezo-sensorer där vattentrycket ger en piezo-signal. De senare finns som förspända, som inte behöver ha referens till atmosfären, resp den lite äldre tekniken med en luftslang upp till ytan.
Dessa givarna brukar ha elektronik inbyggt för att omvandla signalen till standard nivåer typ 0-10V eller RS422.
Ofta fullständigt kapslade med sensor innanför metallskal.
Den nedsänkta varianten är nästan alltid placerad nedsänkt i rör jämte vattenytan man vill mäta på.
Mätning ovanifrån kräver fri vattenyta över dess täckningsområde, ungefär samma som för backvarnare.

Något som kommit de senaste 4-5 åren är givare baserat på 26,5 GHz radar både som interferens och pulsat. Låter avancerat men om man synar elektroniken så är det överraskande simpel teknik. Jag använder sådana själv för övervakning av utrymmen och har testat att använda sensorerna för övervakning av puls och andning av en person i samma rum.
En sådan radar läser vattenytan ovanifrån med hög precision. Skulle kunna läsa både vattennivå och istjocklek men det blir lite mer avancerat.

Radarsensorn har fördelen att man fokusera på ett begränsat område om dess interna antenn förses med horn.
Antennen är i sej oftast bara etsad på kretskortet som ett mönster och ges riktverkan av PCB-antenner i arrayer, små fyrkantiga pluttar som del av PCB.
Man kan med dessa på avstånd mäta mm-noggrant på flera meters avstånd. Exempel på en sådan givare, avsedd att fungera stabilt i oövervakade anläggningar: https://ventim.se/nivamatare/nivagivare ... r16/123308

För speciella ändamål förekommer magnetoresistiva och kapacitiva nivå mätare men tror inte om de förekommer i någon större utsträckning för mätning i enklare vattenmiljö.

Det går mäta på många andra sätt men är inget som fått utbredning bland de som kräver industriell kvalitet och driftsäkerhet vad gäller enklare mätningar på vattennivåer.

Industriell kvalitet -> priset avspeglas. Det går komma undan billigare, det mesta finns i delar på Alix anpassat för android men tillförlitligheten kommer då mera an på hur väl man bygger och själv förstår vad som är kraven för tillförlitlig funktion.
Ofta är problemet att man bygger väl men har inte förutsett oväntade problem pga av miljön.

Skulle jag råda, gräv ner ett rör. Det ger skyddad miljö för sensorn relativt placerad i okontrollerad miljö vid en strandkant.
Vad som sen stoppas i röret som sensor är upp till vilken teknik man har råd att köpa eller känner sej bekväm med att bygga själv.

Sensorn går göra busenkel men kanske inte med certifierad driftsäkerthet så som ovan givare.
Har själv använt halvt vattenfylld cola-flaska som hängt i nylonsnäre i röret. Andra änden på snöret var kopplat till en vridpot med returfjäder.
Inget jag rekommenderar men vill man experimentera på sätt som vanligen inte används är möjligheterna många. Man tar vad man har i skrotbingen. Kanske är det som ska mätas inte så viktigt med kontinuerlig driftsäkerhet utan man kan tillåta sej använda lite saker på chans, eller sitter platsen för sensorn så till att det helst ska fungera redan på första försöket.
Då krävs att man testat och verifierat anläggningen mer lokalt innan man försöker installera något på plats där det är mer obekvämt att ha med sej lödpenna och felsökningsinstrument.

Ett sak jag lärt mej av erfarenhet är att först i röret sänka ner ett rostfritt myggnät med linor så att nätet går fiska upp. Det är värdefullt när man tappar ner givaren utan kabel.
Ett nät förhindrar kanske också att skräp man inte räknat med kommer in underifrån.

Har man råd finns trådlösa paketet färdigt. https://www.bellflowsystems.co.uk/envir ... ystem.html

Så här kan strömlös vattenmätning i ett rör se ut:

Water_level2.png