Подскажите электронщику, корпус из отрезка трубы на 25 атм Опции

[Гость_JACK_*]

Доброго времени суток, уважаемые специалисты.
К сожалению, я не обладаю ни знаниями в сфере гидродинамики ни в сфере трубной промышленности ни в смежных темах. Я разрабатываю электронику.
Поэтому обращаюсь сюда т.к. думаю, что Вы сможете мне помочь.
Я изготавливаю электронное устройство, которое автономно измеряет давление под водой. Глубина его погружения до 220 метров (давление на корпус 25 атм с запасом).
Мне нужно изготовить корпус для него. Решение до какого я смог дойти это взять отрезок трубы и закрутить его с двух сторон заглушками (нарезав в одной из них резьбу для датчика)
Прошу помощи по вопросам:
1. Это вообще правильный путь? Проблем с тем что давление давит снаружи, а не изнутри не должно быть?
2. Как подобрать трубу? Внутренний диаметр 35мм, длинна 200-250мм. Можно ли такое сделать на современных полимерных трубах или все же металл?
3. Какие примерно порядки деформаций стенок могут быть? Мкм, мм?
4. Как герметизировать заглушки?

Заранее спасибо за ответы

[Гость_JACK_*]

Доброго времени суток, уважаемые специалисты.
К сожалению, я не обладаю ни знаниями в сфере гидродинамики ни в сфере трубной промышленности ни в смежных темах. Я разрабатываю электронику.
Поэтому обращаюсь сюда т.к. думаю, что Вы сможете мне помочь.
Я изготавливаю электронное устройство, которое автономно измеряет давление под водой. Глубина его погружения до 220 метров (давление на корпус 25 атм с запасом).
Мне нужно изготовить корпус для него. Решение до какого я смог дойти это взять отрезок трубы и закрутить его с двух сторон заглушками (нарезав в одной из них резьбу для датчика)
Прошу помощи по вопросам:
1. Это вообще правильный путь? Проблем с тем что давление давит снаружи, а не изнутри не должно быть?
2. Как подобрать трубу? Внутренний диаметр 35мм, длинна 200-250мм. Можно ли такое сделать на современных полимерных трубах или все же металл?
3. Какие примерно порядки деформаций стенок могут быть? Мкм, мм?
4. Как герметизировать заглушки?

Заранее спасибо за ответы

[Гость_BUFF_*]

все мозги запихать в корпус IP 68, засунуть в трубу из нержавейки, трубу заполнить маслом, заварить, и не париться наружным давлением вообще?
а стенку считать на прочность... 10-20 мм, хорошая сталь - и можно без масла

Сообщение отредактировал BUFF - 24.3.2008, 19:01

[Vict]

все мозги запихать в корпус IP 68, засунуть в трубу из нержавейки, трубу заполнить маслом, заварить, и не париться наружным давлением вообще?
а стенку считать на прочность... 10-20 мм, хорошая сталь - и можно без масла

Не, ну так не серьезно!

JACK,
1 не в той ветке вопрос задали
2 как прозвучал вопрос, и ветки форума не найдете
3 какой(тип) датчика, и чьё давление мерять должен - внутритрубное или все таки наружное
4 о каких современных полимерных трубах спрашиваете?

...бросьте разрабатывать, оно давно разработано....

[LordN]

25бар, эт примерно 25кг веса на каждый кв.см.
площадь круга = пи эр квадрат.
3,14159 * (2,0см)^2 ~= 12,5кв.см. дале площадь надо * 25кг и * 2 =~ 630кг

такой вес должен выдержать кусок трубы будучи поставлен "на попа"
имхо, кусок стальной водопроводной трубы длиной 250мм, внешним диаметром ~40мм, со стенкой в три мм легко такое сдюжит.

чем герметить концы?
да хоть чем. например - резбовые колпачки, с достаточной толщины стенкой крышки - см.нагрузку, с торцевыми эластичными уплотнителями на трубу внутри.

батарейка чтоли будет внутри?

[Vict]

....чем герметить концы?

LordN, и труба выдержит(могу подсказать и более "сильные" трубы), и заглушки могно сделать(но только не на резбе!)....а чем(датчик какой, и что) будите мерить?

[LordN]

но только не на резбе

а почему? хотя могабыть вы правы. фланцы надёжнее.

а чем(датчик какой, и что) будите мерить?

решений масса - например пром.датчик с аналоговым/цифровым выходом и с резьбовым штуцером прикрутить можно прям к крышке..

[Vict]

фланцы надёжнее.

..угу...

решений масса - например пром.датчик с аналоговым/цифровым выходом

..или персчитать подводных 220 метров в давление

[Гость_JACK_*]

Спасибо всем что откликнулись.
Отвечу по порядку:
to BUFF: Хорошая идея. Только я не смог понять зачем именно масло. Чем лучше воздуха? А вообще, т.к. я сейчас делаю прототип, мне желательно разборную конструкцию чтоб можно было подправить что надо если что.
to Vict: Да, к сожалению подходящей темы я не нашел
Датчик измеряет наружное давление. LordN, Вы абсолютно правы, это пром. датчик и "в мир" выходит резьбовым штуцером и действительно устройство на батарейках размера D (диаметр 34мм).
Задача устройства заключается в барометрическом определении уровня воды над датчиком, т.е. глубины. Причем устройство будет год работать автономно, записывая показания и лишь после этого будет извлечено и показания с него будут считаны.
Vict, датчик MHL серии от Honeywell, если интересно могу выслать документацию.

Теперь вопросы:
торцевые эластичными уплотнителями - это что-то вроде резиновой шайбочки, что ставиться к торцом трубы и прижымается закручиваемой крышкой? Я правильно понял? Есть ли в них какие-то особенности или "обычная" резина подойдет?

могу подсказать и более "сильные" трубы

Подскажите, пожалуйста, а если не сложно, скажите и про полимерные. Я как раз то и не знаю какие мне подойдут. Тут полностью полагаюсь на Ваш опыт, и опыт тех, кто захочет мне помочь в данной теме. Правда немагнитные (пластик, алюминий) трубы мне желательнее по соображениям беспроводной передачи данных из корпуса.
Как я понял заглушки лучше делать на фланцах, так? А вот КАК делать я вообще не понял. Можете рассказать как для чайника. Чертеж, может, какой показать.

Еще раз благодарен за ответы.

[LordN]

Только я не смог понять зачем именно масло. Чем лучше воздуха?

это стандартное решение для герметичных корпусов работающих под большим избыточным давлением. масло - непроводящая, неагрессивная и несжимаемая жидкость. под избыточным давлением корпус слегка "осядет", давление внутри за счет несжимаемости поднимется и скомпенсирует нагрузки на корпус.

торцевые эластичными уплотнителями - это что-то вроде резиновой шайбочки, что ставиться к торцом трубы и прижымается закручиваемой крышкой?

да, шайбойчки. в крышке д.б. паз-выемка куда ляжет прокладка. материал прокладки - резина, паранит с герметиком. лучше использовать что-нить стандартное. дойдите до какого-нить большого магазина сантехники и посмотрите на стандартные фиттинги.

[Litvinov]

...Только я не смог понять зачем именно масло. Чем лучше воздуха?...

согласен с LordN, и ещё - если будет воздух, то получиться паплавок, а не погружной датчик на глубину 220 м

[LordN]

Подскажите, пожалуйста, а если не сложно, скажите и про полимерные. Я как раз то и не знаю какие мне подойдут. Тут полностью полагаюсь на Ваш опыт, и опыт тех, кто захочет мне помочь в данной теме. Правда немагнитные (пластик, алюминий) трубы мне желательнее по соображениям беспроводной передачи данных из корпуса.

а зачем вам полимерка и немагнитка? вы чтоль собрались снимать показания удаленно по радиоканалу? в воде? не изобретайте лисапед, природа для водяных зверушек всё уже давно отработала - звук, ультразвук - что-нить типа дтмф и будет вам щастье. на худой конец ИК-канал если снимать данные будете прям с трубы, потребуется всего лишь небольшое ИК-прозрачное окошко. в одну из крышек можно такое легко встроить.

[Vict]

JACK, только из уважения к тому что Вы заражены азартом изобретения(лисапеда )....
Не понимаю зачем вам лисапед, но исходя из того что вы написали - читайте внимательно пост №2 и подскажу что толщина стенок достаточно 5 мм., а так же надеюсь что батарейки вы будете использовать не алкалиновые

Мильон вопросов возникает из ваших сообщениий, к примеру

год работать автономно, записывая показания и лишь после этого будет извлечено и показания с него будут считаны.

Правда немагнитные (пластик, алюминий) трубы мне желательнее по соображениям беспроводной передачи данных из корпуса.

Соответственно задавать их, и развивать, и на пальцах обьяснять что такое фланцевое соединение - очень сложно...

А тему стоило бы перенести в автоматику.

Сообщение отредактировал OlgaO - 26.3.2008, 13:58

Причина редактирования: Перенесла в Автоматику из Сантехники

[Гость_JACK_*]

а зачем вам полимерка и немагнитка? вы чтоль собрались снимать показания удаленно по радиоканалу? в воде? не изобретайте лисапед, природа для водяных зверушек всё уже давно отработала - звук, ультразвук - что-нить типа дтмф и будет вам щастье. на худой конец ИК-канал если снимать данные будете прям с трубы, потребуется всего лишь небольшое ИК-прозрачное окошко. в одну из крышек можно такое легко встроить.

Я как раз велосипед изобрел давно и сейчас только использую У меня хорошо отработан блок радио(по маг. полю) передатчика себестоимостью в 10$, организовать IrDA (инфракрасный) канал - 2-3$, ультразвук значительно дороже.
Мне проще использовать электронику на 7$ дороже, чем делать окошко. Хотя, наверное, окошко сделать не трудно.

Фланцевыми соединениями я разобрался. ) Думал, что все намного сложнее

А насчет лисапеда, Vict, Вы наверне правы. Можете назвать аналоги известные Вам? А то может я действительно уткнулся носом в ненужное дело и не вижу ничего по сторонам

[Vict]

Я как раз велосипед изобрел давно и сейчас только использую У меня хорошо отработан блок радио(по маг. полю) передатчика себестоимостью в 10$, организовать IrDA (инфракрасный) канал - 2-3$,
Хотя, наверное, окошко сделать не трудно.

В вашем случае думаю что и окошко трудно сделать, и с антенной передатчика сложность может возникнуть...поэтому и куча вопросов возникает....все таки данные собираются в эн.независим. память или все таки передача данных.?
Это один вопрос, и то не самый значимый

Можете назвать аналоги известные Вам? А то может я действительно уткнулся носом в ненужное дело и не вижу ничего по сторонам

С наскоку нет, тем более неизвестно что Вы хотите им измерять.
Просто давление - никиких проблем не вижу, и даже прибор делать не надо, кроме "веревки" длинной 220 метров
Измерение движения дна нескольками приборами? Тоже придумано....

Вот видите сколько вопросов

А вот это меня заинтересовало

У меня хорошо отработан блок радио(по маг. полю) передатчика себестоимостью в 10$

Я подготовлюсь и задам Вам вопрос в личку...если Вы не против

[Гость_JACK_*]

все таки данные собираются в эн.независим. память или все таки передача данных.?

Устройство автономное. Самописец.
Собирает данные и записывает их во внутреннюю память.
Работает год с запасом. Потом его извлекают и считывают данные (вот где идет передача).

неизвестно что Вы хотите им измерять.

Давление. По давлению определять уровень жидкости. Над поверхностью будет стоять (опционально) синхронизированный самописец атмосферного давления для компенсации погрешности перепадов атм. давления

Я подготовлюсь и задам Вам вопрос в личку...если Вы не против

Конечно задавайте, только я Вам смогу ответить только в общем. Понимаете, секрет фирмы...

Vict, LordN, BUFF спасибо за Ваше время и помощ.
Пользуясь полученными рекомендациями, решение я нашел. Буду делать на трубе с фланцами.

[Litvinov]

про трубу с фланцами маленькая оговорка:
торцы на вашей трубе должны быть полусферическими, а не плоскими.
(так требуют нормы для сосудов под давлением)

[Vict]

торцы на вашей трубе должны быть полусферическими, а не плоскими.

...и с каемочкой!
Вполне серьезно...

[Гость_JACK_*]

про трубу с фланцами маленькая оговорка:
торцы на вашей трубе должны быть полусферическими, а не плоскими.
(так требуют нормы для сосудов под давлением)

Спасибо, учту. Как я понял должно получиться что-то типа того, что на рис.  tmp.PNG ( 434 байт ) Кол-во скачиваний: 35
?
Но я правильно понимаю, что можно взять плоскую заглушку с большим запасом вместо полусферы?
У меня ж внутренний объем будет мааленький, порядка дециметра кубического. Я себе с трудом представляю как в таком случае может что-то случиться.
Но литературу по вопросу посмотрю

to Vict: В двух словах о маг. передатчике:
на передающем конце катушка подключенная к аналоговому усилителю, который усиливает непосредственно цифру (без ЦАП). Себестоимость менее 4$
На приемном GMR (магниторезистор. Грубо говоря имеет два положения в зависимости от маг поля) и усилитель на ОУ. 3$
Это просто.
Вся фишка в "фокусирующей" системе (или расперделяющей) магнитного поля - ферромагнитный каркас особой конструкции 3$
И метод модуляции. В примитиве можно использовать частотно-импульсный.
Передает он всего на десятки см, но это именно то, для чего он разрабатывался

Прикрепленные файлы

 tmp.PNG ( 434 байт ) Кол-во скачиваний: 0

 

[Vict]

Передает он всего на десятки см, но это именно то, для чего он разрабатывался

...ну вы даете!
А открутить фланец и подключиться к джямперу - слабо?

[Гость_BUFF_*]

эээээ вопрос мучает...
скоко стоит 220 метров мет. троса, на котором с пригрузом все это хозяйство опустится на дно? мероприятия по закреплению этого хозяйства на дне? выполнение работ?
все вместе - штук на 5-7 баксов потянет...
на этом фоне подсчеты в пределах 10 баксов выглядят забавно

[LordN]

полусферы на концах имеет смысл делать когда идёт борьба за вес конструкции, полусферы можно сделать гораздо тоньше. если вес не волнует - толщина в десяток мм и никаких проблем.

еще один момент.
прокладка и способ укладывания.
если ваш дивайс будет испытывать значительные перепады глубины, то неизбежны подвижки которые могут привести к ослаблению герметичности. эту часть надо как следоват продумать...

p.s. вы чтоль делаете курсограф для своей рыбки?

p.p.s. если все д.б. так серьёзно и сверхавтономно, то я б советовал продумать вариант с маслом внутри и мягким корпусом. природа юзает этот метод миллиарды лет. т.е. вместо того, чтоб городить прочный корпус и удерживать в нём низкое давление намного проще позволить давлениям уравняться, единственно что требуется - изолировать внутренний объем от внешней среды подходящими условиями. ну чтоб и вся ваша электроника должна спокойно выдерживать такие давления.

[Гость_JACK_*]

скоко стоит 220 метров мет. троса, на котором с пригрузом все это хозяйство опустится на дно? мероприятия по закреплению этого хозяйства на дне? выполнение работ?
все вместе - штук на 5-7 баксов потянет...
на этом фоне подсчеты в пределах 10 баксов выглядят забавно

Действительно забавно и смешно.
Но все что я делаю в области электроники (а не корпусов из труб ) я сразу стараюсь разрабатывать как промышленный образец. Даже когда делаю мелкосерийное устройство. Привычка (иногда полезная, а иногда нет).
Кстати, разница в 10 баксов на единице выливается в месячную зарплату среднестатистического работника уже на колличестве в 100 штук.

А на счет стоимости троса, закрепления и прочего. Сказать по правде, это будет стоить... практически ничего. не будет ни троса, ни погружения...
Ладно, раз Вы проявили интерес к моей теме, раскрою карты: конкретно этот девайс будет использоваться в глубочайшей пещере - Крубера-Воронья (глубина -2190 м). Там за год уровень воды скачет на эти же 200-220метров. График этого изменения и надо построить. Отправить туда экспедицию на год, чтоб они вручную замеряли идея хорошая, но дорогая И вы бы захотели сидеть под землей год? )))

В моем случае выглядеть этот замер будет так: в момент самого низкого уровня в пещеру идет экспедиция, там спелеологи выполняют свои работы, мимоходом оставляют (подвешивают) автономный глубиномер и едут по домам.
Пещера затапливается, уровень меняется, а самописец все пишет...
Через год приходит другая экспедиция и забирает устройство.

LordN, пока делаю конкретно под эту задачу, а отработав принцип можно и переходить к рыбкам )

p.p.s. если все д.б. так серьёзно и сверхавтономно, то я б советовал продумать вариант с маслом внутри и мягким корпусом. природа юзает этот метод миллиарды лет. т.е. вместо того, чтоб городить прочный корпус и удерживать в нём низкое давление намного проще позволить давлениям уравняться, единственно что требуется - изолировать внутренний объем от внешней среды подходящими условиями. ну чтоб и вся ваша электроника должна спокойно выдерживать такие давления.

Понимаю, что на практике это работает, а умом осмыслить не могу. В моем представлении если я делаю корпус внутри корпуса и заполняю прослойку несжимаемым маслом, то при увеличении внешнего давления его "сила" сжимает внешний корпус -> он передает эту силу внутреннему -> внутренний сжимается до того пока давление в его средине сравняется со внешним минус затраты энергии на деформации -> возникает противодействующая сила которая давит через масло на стенки внешнего корпуса и компенсирует нагрузку на него. Но если это так то можно сказать, что вместо того чтоб сдавливать крепкий внешний корпус масса воды плющит мой пластиковый IP68. В чем ошибка в моих рассуждениях?

Но тут я еще боюсь что если произойдет разгерметизация под водой, то масло всплывет на потолок пещеры, и изуродует его. Такие глубокие пещеры остались практически такими, какими они были еще во времена динозавров, особый микроклимат, уникальный состав атмосферы и все такое. Как-то, чисто по человечески, не хочется гадить.
...хотя спелеологи там хода динамитом проходят и всю еду на примусах готовят...


Ой, что-то я расговорился тут...

[Гость_BUFF_*]

Привычка (иногда полезная, а иногда нет).
Кстати, разница в 10 баксов на единице выливается в месячную зарплату среднестатистического работника уже на колличестве в 100 штук.

Полезная. В случае серийного производства. Но у Вас единичное изделие - и нет необходимости экономить. Время - невосполняемый ресурс, и стоит дороже 10 баков. И в Вашем случае - считается не трос, а стоимость экспедиций по закладке+изъятию девайса. Я бы на Вашем месте не экономил особо - ибо ошибка из-за экономии в 50 баков чревата повторным заходом.

[Vict]

я сразу стараюсь разрабатывать как промышленный образец.

...похвально, и очень правильно!!! МММ.

Ладно, раз Вы проявили интерес к моей теме, раскрою карты:

...постарайтесь не делать нам одолжения...у нас своих заморочек достаточно, ...Вы ну уж совсем, случайно попали на какуЕ- то заинтересованность форумчан Надеюсь без обид..

использоваться в глубочайшей пещере - Крубера-Воронья (глубина -2190 м). Там за год уровень воды скачет на эти же 200-220метров.

....ну что за глупость? Вся пещера заполняется водой? Кто ламер?...аж скучно становится..
Дальше даже скучно развивать...
Из одной темы я предложил перенести в другую(хотя сразу хотел предложить более конкретную )
...Счас так и предлагаю - в мусорку сие!

. Я бы на Вашем месте не экономил особо - ибо ошибка из-за экономии в 50 баков чревата повторным заходом.

....увы, трупиками (типун мне на язык!) ...если сопоставить что автор написал(описал)....

[инж323]

"Там за год уровень воды скачет на эти же 200-220метров."
А Голландцы об этом знают хоть? А то ведь утонут в неведении.

[Гость_BUFF_*]

аааа...эээээ...мммм...мнээээ... я чего-то не знаю, что знают все. Это какая-то крепко известная пещера?

[Гость_ibogush_*]

аааа...эээээ...мммм...мнээээ... я чего-то не знаю, что знают все. Это какая-то крепко известная пещера?

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%...%BD%D1%8C%D1%8F

[Гость_JACK_*]

....ну что за глупость? Вся пещера заполняется водой? Кто ламер?...аж скучно становится..

Я Вас очень хорошо понимаю, у меня самого была подобная реакция когда я это впервые услышал.
Но разобравшись в это легко можно поверить. Да, пещера глубиной более двух километров, большая часть ее глубины заполнена воздухом, а ее нижние 200 метров затапливаются с периодом раз в год. По предположениям которые еще надо подтвердить вызвано это таянием ледника над пещерой.
Про такую ситуацию исследователи, посещающие пещеру знают. Процесс этот достаточно медленный, так что врядли может стать причиной чп.
Кстати, экспедиции туда ходят по несколько раз в год и установка устройства будит одной из многочисленных задач одной из них.

[LordN]

Понимаю, что на практике это работает, а умом осмыслить не могу. В моем представлении если я делаю корпус внутри корпуса и заполняю прослойку несжимаемым маслом, то при увеличении внешнего давления его "сила" сжимает внешний корпус -> он передает эту силу внутреннему -> внутренний сжимается до того пока давление в его средине сравняется со внешним минус затраты энергии на деформации -> возникает противодействующая сила которая давит через масло на стенки внешнего корпуса и компенсирует нагрузку на него. Но если это так то можно сказать, что вместо того чтоб сдавливать крепкий внешний корпус масса воды плющит мой пластиковый IP68. В чем ошибка в моих рассуждениях?

ошибка №1 - у вашей электроники не должно быть корпуса как такового. п/п и, главное, используемая комплектовка, в т.ч. кондёры-электролиты и источник питания, д.б. расчитана для работы под таким избыточным давлением. в справочных данных это обычно всегда есть.

Но тут я еще боюсь что если произойдет разгерметизация под водой, то масло всплывет на потолок пещеры, и изуродует его.

заместо масла можно использовать любое аморфное вещество с подходящими свойствами, например, тот же парафин.
и потом, не жесткий корпус совсем не означает что он д.б. непрочным и подвержен разгерметизации. возьмите обнакновенную медицинскую грелку, например.

[Гость_JACK_*]

Очень конструктивно. Спасибо, LordN, Вы смогли мне разъяснить что к чему. Хороший совет.