Flowmeter Qualität

Diskutiere Flowmeter Qualität im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; moin moin, ich frage mich gerade ob es "bessere" und "schlechtere" Flowmeter gibt ? Diese Frage habe ich in meine Restauration Beitrag schon...

  1. Lars78

    Lars78 Mitglied

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    moin moin,

    ich frage mich gerade ob es "bessere" und "schlechtere" Flowmeter gibt ?

    Diese Frage habe ich in meine Restauration Beitrag schon einmal gestellt, ich habe die Hoffnung, dass es hier ein paar mehr Antworten gibt.....


    Konkret: ich habe ein GICAR Flowmeter welches augenscheinlich sehr häufig Verwendung findet.
    Während des Kalibrieren der Flüssigkeitsmengenmessung mit einem Arduino ist mir aufgefallen, dass die ausgegebenen Menge variiert.
    grundsätzlich sieht das so aus, dass das Flowmeter ca. 2,7 Pulse pro ml ausgibt bzw. 0,37ml pro Puls.

    Also nennen wir das mal den Flowmeter" Kalibrationsfaktor", der aktuell scheinbar 2,7 ist.
    Man zählt also die Pulse dividiert diese mit dem Kalibrationsfaktor und hat die Menge.

    Wenn ich jetzt immer wieder sagen wir mal 203 Pulse ausgebe, sollten ca.75ml rauskommen.
    Diese Menge variiert aber immer um ein paar ml, mal 1-2ml, mal 5ml.

    Man kann den Kalibarionsfaktor auch ermitteln, in dem man eine Beliebige Menge ausgibt und die Pulse zählt, und dann Pulse durch Menge teilt.

    Also konkret gefragt: Gibt eure Maschine ( mit Flowmeter ) zuverlässig die korrekte Menge aus ?
    Wenn ja, welches Flowmeter ist verbaut, bzw. was für eine Maschine nutzt ihr.

    btw.
    je kleiner die Abgegeben Menge desto "größer" Wirkt sich der Fehler aus, also um so größer variieren die Mengen.... nicht nur prozentual im Verhältnis zur Menge, auch konkret. 200ml kann man relativ zuverlässig ausgeben, 20ml jedoch nicht...


    VG
    Lars
     
  2. Pflunz

    Pflunz Mitglied

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    Das größte Problem ist, dass das Flowmeter vor der Pumpe und dem OPV mitzählt. Je nach Widerstand vom Puck läuft mal mehr und mal weniger wieder zurück in den Tank, weshalb du im Leerbezug deutlich mehr Flüssigkeit erhältst (da nicht über das OPV zurück läuft) als mit Kaffeemehl.
     
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  3. #3 faustino, 19.11.2020
    Zuletzt bearbeitet: 19.11.2020
    faustino

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    > 2,7 Pulse pro ml

    Pro ml WASSER durch das Flowmeter, nicht pro ml ESPRESSO, der am Ende rauskommt. Ein Teil des Wassers kommt nie vorne als Espresso raus, sondern füllt Rohre, Ventile und variable Hohlräume (Volumen über Kaffeeoberfläche, Luftblase im Boiler) oder wird vom Espresso aufgesaugt oder wird von einem OPV abgezweigt (falls das Flowmeter vor dem OPV misst; betrifft v.a. Plastik-Flowmeter vor der Pumpe). Da nützt die Qualität des Flowmeters selbst nicht viel - die aber auch nicht gut ist. Die pulsierende Förderung geht auf die Genauigkeit und ausgerechnet niedrige Flussraten wie bei Espressomaschinen werden besonders schlecht gemessen.

    > Man kann den Kalibrationsfaktor auch ermitteln, in dem man eine Beliebige Menge ausgibt und die Pulse zählt, und dann Pulse durch Menge teilt

    So eine Kalibrierung gilt aber nur für die exakten Randbedingungen, unter denen sie erfolgt ist (z.B. für einen Leerbezug mit sehr hoher Flussrate, wenn die Kalibrierung damit erfolgt, oder für eine bestimmte Menge Kaffee in einem bestimmten Sieb mit einem bestimmten Mahlgrad). Wurde mit Leerbezug kalibriert und kommt ein Bezug, passt die Kalibrierung nicht mehr. Dann wird Wasser vom Puck aufgesaugt, die geringere Flussrate sorgt für höhere Ungenauigkeit, ein OPV könnte öffnen usw.

    Es lohnt sich IMHO nicht, lange über teure Flowmeter nachzudenken. Die einzige Möglichkeit, genau zu dosieren, ist eine Waage unter der Tasse, also gravimetrisches Dosieren.
     
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  4. duc-mo

    duc-mo Mitglied

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    Das ist ja spannend. Bedeutet das, dass beim Bezug gegen das Blindsieb die "dosierte" Menge fast komplett über den Bypass in den Tank geleitet wird und dann schaltet das Flowmeter die Pumpe aus?

    Bei hellen Kaffees will man ja eine lange Extraktionszeit und entsprechend dicht ist der Puck. Das bedeutet, dass die ersten Tropfen vielleicht erst nach 15-20sek. aus dem Sieb kommen und bis dahin ähnelt der Puck dem Blindsieb. Kann man so eine Konstellation mit einer Volumetric überhaupt reproduzierbar einstellen?
     
  5. Silas

    Silas Mitglied

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    Unabhängig davon, dass es nur Sinn ergibt, zu messen, was hinter allen Ventilen rauskommt, sind Flowmeter wohl auch nicht sonderlich genau: Decent nutzt die verbauten Flowmeter nicht (mehr?) und hat sie in der aktuellen Gerätegeneration sogar ganz rausgeworfen, weil sie anscheinend ungenauer sind, als den Flow auf Basis der Pumpenansteuerung zu berechnen. Ich meine, ich hätte irgendwo mal ein Statement aufgeschnappt, dass es zwar theoretisch genaue Flowmeter gäbe, die aber zu teuer und groß für den Einsatz in Espressomaschinen seien. Da bin ich aber nicht mehr sicher.
     
  6. #6 faustino, 21.11.2020
    Zuletzt bearbeitet: 21.11.2020
    faustino

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    Man kann mit heutigen Flowmetern kein Flow-Profiling machen, d.h. eine direkte Regelgröße Fluss ist nicht möglich. Das Hauptproblem ist (neben geringer Genauigkeit) die geringe Messgeschwindigkeit. Flowmeter liefern 1-2 Messungen pro Sekunde. Eine Pumpe hat 50-60 Hübe in dieser Zeit - in denen viel passieren kann. Der Druck könnte sich um 9bar ändern. Man braucht einen Sensor, der schneller misst. Damit kommen praktisch nur Drucksensoren in Frage (die bis 1000 Messungen pro Sekunde liefern).

    Die Decent rechnet zwischen Druck und Fluss um, d.h. sie misst den Druck und kann damit den Fluss anzeigen und umgekehrt (Fluss-Sollwert eingeben, in internen Druck-Sollwert umrechnen). Das Umrechnen ist mit der Pumpenkennlinie möglich: Ein Vibrationspumpe pumpt pro Hub gegen einen bekannten Druck im System eine bekannte Menge Wasser in das System. Der Druck bestimmt, wie weit sich der Kolben gewegt, d.h. welcher Prozentsatz vom möglichen Hubvolumen realisiert wird. Bei diesem mathematischen Vorgehen gibt es allerdings auch Probeme:
    • Es handelt es sich um "Flow-Profiling für Wasser" (an der Pumpe), nicht um "Flow-Profiling für Espresso" (am Puck). Deshalb gibt es in Teilen des Bezugs seltsame, für Espresso zu hohe hohe Flussraten zu sehen - wie 2,5ml/s. Zum Vergleich: Ein 16g-Espresso aus 8g Kaffee in 25s bedeutet im Mittel 0,7ml/s. Der User will Flow-Profiling für Espresso sehen, ein interner Wasserstrom interessiert weniger. Der Unterschied kann man vielleicht irgendie mathematisch-empirisch-statistisch reduzieren.
    • Zweitens hängt die Genauigkeit der Umrechnung Druck<>Fluss von der Genauigkeit der Pumpenkennlinie ab, die in der Firmware gespeichert ist. Die wird sich im Laufe des Lebens einer Pumpe allerdings ändern - wenn die Dichtungen der Pumpe nachlassen (v.a. Rückschlagventil). Deshalb würde es IMHO nicht reichen, die Pumpenkennlinie einmal im Werk zu erfassen. Man müsste die Kalibrierung später (nach einigen Jahren?) erneuern. Das könnte ein Flowmeter erledigen, da es dabei nicht auf schnelle Messungen ankommt. Deshalb wäre ein Flowmeter IMHO doch keine schlechte Investition.
     
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  7. #7 yoshi005, 21.11.2020
    yoshi005

    yoshi005 Mitglied

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    Hier das Video von Decent:
     
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  8. Silas

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    Interessant, danke für die vielen Infos. Könnte man nicht auch ohne Flowmeter und stattdessen mit einer Waage beim Leerbezug kalibrieren?
     
  9. #9 faustino, 21.11.2020
    Zuletzt bearbeitet: 21.11.2020
    faustino

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    > Könnte man nicht auch ohne Flowmeter und stattdessen mit einer Waage beim Leerbezug kalibrieren?

    Mit einem Leerbezug könnte nur ein (1) Punkt der Pumpenkennlinie ermittelt werden: Der Durchfluss bei 0bar. Es wäre zudem ein Punkt, der nicht von alternden Dichtungen betroffen sein dürfte: Wenn es keinen Druck gibt, gibt es nichts, was die Dichtungen aufhalten müssten. Die Flussrate pro Hub sollte nur von der Geometrie der Pumpe abhängen. Ebenso wenig ist der volle Druckaufbau meiner Erfahrung nach stark vom Alter abhängig. Entweder weil ein OPV die halbe Pumpenkennlinie abschneidet, so dass man den maximalen Druck der Pumpe sowieso nie sieht, ergo auch kein Nachlassen, oder weil hoher Druck ausreicht, alte Dichtungen zum Dichten zu bewegen. Es ist eher der Pumpenkennlinienbereich zwischen 1bar und weniger als 9bar, der sich mit dem Alter der Pumpe ändert. Diesen Bereich nutzt man eigentlich nur bei Maschinen mit Pressure-Profiling. Ich habe schon mehrmals erlebt, dass Nachrüsten von Pressure-Profiling die Notwendigkeit gezeigt hat, eine alte Pumpe zu ersetzen. Die konnte 9bar und 0bar, aber dazwischen lief es nicht mehr so gut. Es sollte möglich sein, mit einer Waage und mehreren Messungen (bei 1bar, 2bar, 3bar usw. durch Presssure-Profiling gegen ein Nadelventil statt Puck) eine neue Pumpenkennlinie aufzunehmen, d.h. die Kalibrierung zu wiederholen.
     
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  10. Pflunz

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    Hi,
    was bringt es den Druck so oft zu messen, wenn man sowieso nur alle 20ms (vllt auch 10ms, glaube wird ja gleich gerichtet) die Spannung anpassen kann? Wie hoch ist den die Servorate bei der Ito Firmware?
     
  11. #11 Bohnosapien, 21.11.2020
    Bohnosapien

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    ja die gibt es: NANO INOX
    diese liefern mehr Impulse und diese auch bei niedrigerer Flussrate im Vergleich zu den alten Flowmetern.
    Klar zählen die jetzt auch keinen aus einzelnen tropfen zusammengebauten extremen Ristretto , finde die aber ansonsten sehr brauchbar.
    Wenn du die Impulszählung nicht mit Shotstart, sondern erst beim ersten Tropfen in der Tasse manuell mit einem Taster startest, wirst du sehr genaue Ergebnisse auch bei schwankenden Pulvermengen erzielen.
     
  12. #12 faustino, 21.11.2020
    Zuletzt bearbeitet: 21.11.2020
    faustino

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    > ja die gibt es: NANO INOX

    Soweit ich weiss ist dieser - teure - Spezialtyp letzendlich auch nicht für Flow-Profiling geeignet. Er wurde von Anderen, nicht mir, getestet. Es soll Probleme mit pulsierender Förderung und träger Reaktion auf Flussänderungen geben.
     
  13. #13 Bohnosapien, 21.11.2020
    Bohnosapien

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    @faustino ich geb dir dir ja in allen Punkten recht. Ich kenne den Restaurationsthread auch nicht und mir ging es auch nicht darum ob eine flow profilierung damit möglich ist, falls das irgendwo anders gefragt wurde. In meiner Mina ist so ein Teil drin und es wird nicht zur aktiven Regelung verwendet. Nach 4 Jahren mit dem Teil, kann ich für mich sagen, dass ich eine Regelung über flowmeter feedback nicht benötige. Mir reicht die stupide Steuerung über Zeit/Ventilöffnung völlig aus, egal welcher kaffee aber das ist ein anderes Thema.
     
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