Пресная вода составляет не более 2,5-3 % от общего водного запаса Земли. Основная ее масса заморожена в ледниках и снежном покрове Антарктиды и Гренландии. Еще одна часть - многочисленные пресные водоемы: реки и озера. Третья часть запасов пресной воды сосредоточена в подземных резервуарах, глубоких и более близких к поверхности.
В начале нового тысячелетия ученые серьезно заговорили о дефиците питьевой воды во многих странах мира. Каждый житель Земли должен тратить на еду и личную гигиену от 20 до воды в сутки. Однако есть страны, в которых питьевой воды не хватает даже для поддерживания жизни. Острейший дефицит воды испытывают жители Африки.
Причина первая: увеличение населения Земли и освоение новых территорий
По данным ООН на 2011 год численность населения Земли выросла до 7 млрд человек. Количество людей достигнет 9,6 млрд к 2050 году. Росту населения сопутствуют развитие промышленности и сельского хозяйства.
Предприятия используют пресную воду для всех производственных нужд, при этом возвращая в природу часто уже непригодную для питья воду. Она попадает в реки и озера. Уровень их загрязнения в последнее время стал критическим для экологии планеты.
Развитие сельского хозяйства в странах Азии, Индии и Китая истощило крупнейшие реки этих регионов. Освоение новых земель ведет к обмелению водоемов и заставляет людей разрабатывать подземные скважины и глубоководные горизонты.
Причина вторая: нерациональное использование источников пресной воды
Большинство источников природной пресной воды пополняется естественным путем. Влага попадает в реки и озера с атмосферными осадками, часть которых уходит в подземные резервуары. Глубоководные горизонты относятся к невосполнимым запасам.
Варварское использование чистой пресной воды человеком лишает реки и озера будущего. Дожди не успевают наполнять мелеющие водоемы, и при этом вода часто тратится впустую.
Часть используемой воды уходит под землю через утечки в городских водопроводных сетях. Открывая кран на кухне или в душе, люди редко задумываются о том, сколько воды теряется . Привычка экономить ресурсы еще не стала актуальной для большинства жителей Земли.
Добывание воды из глубоких скважин также может стать большой ошибкой, лишив будущие поколения главных запасов пресной природной воды, и непоправимо нарушить экологию планеты.
Выход современные ученые видят в экономии водных ресурсов, ужесточении контроля за переработкой отходов и опреснении морской соленой воды. Если человечество сейчас задумается и вовремя примет меры, наша планета навсегда останется прекрасным источником влаги для всех существующих на ней видов жизни.
Этот материал об очень актуальной проблеме, о пропаже воды. Ведь всё вторично по сравнению с пропажей воды! Пропажа воды – первична! И именно потеря воды непосредственно связана с неотложной и срочной угрозой всей экономике и привычной жизни людей. Особенно если брать Россию.
Пустыни составляют уже 33% земной суши! Вот схема:
На самом деле надо брать шире. На самом деле между Аравийским полуостровом и северными Китаем – Ирак и Иран и Афганистан со Средней Азией тоже почти всё пустыня. Как говорил Горбачёв:”Главное чтобы процесс пошёл!”
Считаем дальше. Африку вычёркиваем, туда потому что никто всё равно не поедет жить среди мух цеце, а вот оттуда прибегут. Ну и сколько, реально на планете пригодной для жилья суши остаётся? Ещё вычеркнете отсюда Индию и Китай с их 1.5 миллиардными населениями, они уже задыхаются. Европу вычеркните, которая тоже выше ватерлии загружена. Весь мир уже кроме России и Америки спит на трёхярусных кроватях, и пьёт фильтрованную мочу, но у русских УО, у которых этих проблем нет.
Весь мир, русским готов отдать все Айфоны и Айпэды за воду и простое место на земле.
Арабы к этому уже как-то притерпелись, а русские люди не привыкли к дефициту воды. Но за прошедшие всего лишь 100 лет вырисовываются масштабы катастрофической потери воды на территории России. Вспомните ситуацию на реке Оке в районе города Мурома, где на бывшем русле построена набережная!
А если мы посмотрим на русло Днепра в Смоленске. Оно явно рассчитано под куда как более высокий уровень воды:
Вот посмотрите стены Кремля, а Кремль построен Годуновым около 1600 года. То есть вы видите чётко, как понизился уровень Днепра (ДПНР) в Смоленске всего лишь за 400 лет:
У кого глаз-алмаз может определить на сколько метров. А раньше, древний Смоленск на горе был – насколько выше лет 900 назад:
Потому что река его подпирала. В Смоленске это чётко можно видеть, потому что древний Смоленск стоял выше на горе:
И по соотношению мест постройки древних церквей и церквей нового времени можно было бы судить о предполагаемом уровне воды. Старое русло Днепра уже застроено:
Вон пожалуйста, – Днепр в Смоленске всего лишь 100 лет назад. Раза в 2 пошире будет:
Не забывайте, Смоленск находится на 125 км ниже по реке и там Днепр должен быть шире чем в Дорогобуже.
“История смоленского судоходства насчитывает много столетий” Пароходы на Днепре в Смоленске появились в начале ХХ века! По реке курсировали три судна на паровой тяге: «Отважный», «Благодать» и «Удалой». Они перевозили грузы и пассажиров на участке от Могилева до Дорогобужа. В 1903 году на месте бывшей купальни, что на левом берегу Днепра, построили пристань, состоявшую из склада и двух комнат ожидания для пассажиров. Днепр обмелел, вот они и не плавают. Недавно официально открылась сезонная навигация по Днепру. Но разве это навигация? Так, название одно… Сейчас трудно представить, что по главной реке области некогда могли плавать здоровенные ладьи и большие пароходы. История смоленского судоходства насчитывает много столетий. То, что судоходство по Днепру было очень хорошо развито в древней Руси, не вызывает сомнения ни у одного историка…… выделяется история с убийством князя Глеба, следовавшего через Смоленск. Это произошло в 1015 году в устье впадавшей в Днепр реки Смядынь. Смядынская бухта была очень удобна для захода судов – «кораблецов», «асадов» и «учанов». Здесь же останавливались московские, тверские, вяземские купцы, а позже и литовские торговцы. Позже смоленские купцы занимались знатной торговлей с Ригой, с Готландией и с Немецкими городами. Доказательством этому служит договор, заключенный с ними смоленским Князем Мстиславом Давидовичем в 1228 году.«Мир и дружба да будут отныне между Смоленскою областию, Ригою, Готским берегом (Готландиею) и всеми Немцами, ходящими по Восточному морю, ко взаимному удовольствию той и другой стороны», – говорилось в историческом документе.В ХII-ХIII веке еще одна пристань существовала в устье речки Кловки. Здесь размещался «Гостиный двор Литовский» со складами товаров. Со временем река Кловка обмелела и высохла. Такая же участь постигла и Смядынь. Вплоть до второй половины ХIХ века по Днепру сплавляли хлеб, пеньку, пшеницу, лес и стройматериалы”.
Ещё лет 40 назад в Смоленске были речные трамвайчики:
Сейчас там редкая моторная лодка пройдёт. Какие ещё к этой статье комменты кроме фото? От Днепра в Смоленске осталась “Переплюевка”
А вот приток Волги – Молога, впадающая в Волгу в рыбинском водохранилище. Вот сравнительный снимок потери воды в Мологе, и это тоже на конец мая, в полноводье. В июле там воды будет гораздо меньше.
Эти снимки из города Устюжна. Название “Устюжна” – это там есть речка Южна, которая впадет в Мологу как раз в этом месте. Следующая русская река – Вологда. Вот сборный снимок:
На верхнем правом снимке – это ещё июнь месяц, а другие снимки – это уже конец лета. Разница заметная. Осенью воды в Вологде нет несмотря на дожди и это уже просто грязная канава. Следующая русская река Сухона. Это тоже вологодская область. Тоже не везёт, снимки вообще майские, ещё травы нет, то есть в половодье. Но вы смотрите что делается! Ка-ра-УУЛ!
На верхнем правом снимке как раз город Великий Устюг. Даже в мае, в половодье, а теплоходик всё равно вынужден высаживать людей не на берег, а на бывшее дно. И это весна! А летом воды не будет почти совсем. Катастрофическое обмеление Северной Двины:
А вологодская Сухона? Раньше от Вологды до Архангельска по Сухоне – Северной Двине курсировали рейсовые пароходы! А сейчас лишь один казуистический экскурсионный пароход “Гоголь” – вот инфа с картой, идёт от Архангельска вниз только в Котлас, а из Котласа экскурсанты посещают Великий Устюг на автобусе. Потому, что река между Котласом и Великим Устюгом непроходима! Тоже самое и сейчас экскурсионный теплоход “Николай Яковлев” идёт из Вологды только до Великого Устюга. И то! Только в мае месяце пока ещё есть вода!
Вот ещё немного истории:
“Обмеление рек. Великий князь Владимир Святой историко-биографический очерк Н.Марков. Издание М. Гольденберга. Типография Гольденберга в Елисаветграде, Мосовск. ул. д. 51
1888 год. страница 8. второй абзац.
“…Нынешний Подол ещё не был заселен; здесь, внизу горы, во времена княгини Ольги ещё протекал Днепр. Даже в позднейшее время это место было покрыто болотами, с густым камышом…
“
Информация читателей:
“Высылаю вам последние данные о ситуации на Волге в районе Куйбышевского водохранилища и Жигулевской ГЭС – сводки из трех городов Тольятти, Ульяновск, Казань. На тольяттинском новостном портале без особого ажиотажа прошла статья «Волга на мели ».
На Куйбышевском водохранилище уровень воды держится на целых четыре метра ниже нормы. В воде повышается концентрация вредных химических соединений, т.к. объем воды не влияет на количество сбросов в Волгу с предприятий. Не скрытые под слоем воды илистые берега высыхают, и содержащиеся в почве вредные вещества могут попадать в воздух. Причем дело не только в засухе: «Паводок этого года по Волжско-Камскому каскаду оценивается как наихудший за последние десять лет”В комментариях к статье приложены видео о катании по дну Волги и антиутопические фото, например, знак «Купаться запрещено!» посреди огромного песчаного поля.
“Вечерняя Казань” сообщает: От критического рубежа в 49 метров уровень воды отделяет всего 5 см! Уровень воды в водохранилище – это что-то вроде отметки на градуснике, которая показывает самочувствие великой некогда реки и окружающей ее среды. Похоже, в будущем волжанам придется жить, сверяясь с такими цифрами: если уровень воды опустится ниже 52 метров, то Татарстан лишится заповедников. Полностью будут утрачены Свияжский, Спасский и частично – Сараловский. На отметке в 50 исчезнет рыба на тетеевском и мешинском участках реки и возле Рыбной Слободы. Ожидается разрыв нефте- и газопроводов, обрушение мостов, разрушение берегов. Поля будут превращаться в овраги, появятся случаи отравления смесями тяжелых металлов, которые с оголившегося дна будут разметать ветра. Вода тогда уж точно станет на вес золота. Слишком дорого будет обходиться ее добыча: придется включать электрические вакуумные насосы, использовать много реагентов для ее очистки. Например, если изменения климата всерьез и надолго, то значит, восемь ГЭС, расставленные по Волге от Твери до Волгограда, должны остановиться. Ведь многие ученые дают волжским ГЭС не больше 20 лет жизни. Волги, по мнению некоторых ученых, нет уже 55 лет. С тех пор как на ней появился каскад ГЭС – своеобразная лесенка из ступенек-ванн. Верхняя находится в районе Твери, нижняя – в Волгограде. С появлением этой “лестницы” Волга действительно стала течь издалека и долго, говорят ученые: свободная, она тратила на путь к Каспию всего 45 дней, а теперь – полтора года. Все бы ничего, только застойная вода теряет способность к самовосстановлению, а проще говоря, к жизни.”
(Вот здесь, между прочим, непосвященные не понимают, что согласно закону Бернули , Алиены специально настроили плотин по Волге, иначе бы, в связи с катастрофической потерей воды, Волга была бы давно уже несудоходной. Только за счёт резкого заторможения скорости воды, уровень в Волге ещё в целом поддерживается. Если вот сейчас убрать все плотины, то кроме того, что не будет электричества – Волга станет ручейком – вода проскакивать будет быстро, а её количества уже нет чтобы заполнять русло! Волга уже в конце 19 ого века была достаточно мелкой в некоторых местах, что требовалась проводка бурлаками!
А не помните каким грязным ручьём была Москва-река ещё 100 лет назад? “Москва-река! Куда ты утекла “. У Москвы-реки, противоположная история. В неё БААЛшевики шунтировали волжскую воду. А 100 лет назад Москва-река УЖЕ была грязным ручьём. Как вы понимаете, на грязном ручье построение столицы было невозможно – обокрали Волгу в пользу Москвы-реки.)
Волга может превратиться в «великое русское болото»? “Казань, ноябрь 11 (Новый Регион, Алексей Усов) – Поволжью угрожает экологическая катастрофа – утверждают экологи. Первыми забили тревогу в Татарстане, заметив, что река Волга после летней засухи стала стремительно мелеть. Но не об этом сейчас речь. Например, в Татарстане из-за падения уровня воды приостановили работу нескольких корабельных маршрутов (причем это коснулось как грузового, так и пассажирского транспорта) и закрыли отдельные пристани. Уровень Куйбышевского водохранилища резко падает, и это угрожает гибелью 80% рыбы. Жители Самары, Саратова, Воронежа и Башкирии заметили начавшиеся проблемы с подачей питьевой воды. На некоторых участках по течению Волги начались проблемы с судоходством. Сама же река превращается в химическое болото: из-за обмеления в воде в десятки раз повысилась концентрация токсичных веществ.”
Обмеление Волги (Фото уровень Волги в Саратове)
по словам местных рыбаков, «рыбы в Волге нет». «Раньше все было иначе, а сейчас мы даже практически перестали ставить сети. И не из-за того, что боимся рыбнадзора, просто нет смысла. На 10 м сети попадается с десяток рыбин, и все. Так что чувствую, такими темпами наши внуки будут только слушать рассказы о рыбалке. Это уже не говоря о стерляди или осетрах, которых даже мы сами помним только по рассказам. Как-то пару лет назад с товарищем поймали стерлядку, случайно заплывшую в окрестности Саратова. Я фотографию этой рыбы до сих пор друзьям показываю. Да и волжские песчаные пляжи зарастают травой и потихоньку превращаются в болото. Жаль. Там, где раньше можно было идти не то что на катере - на корабле, с трудом пройдешь на весельной лодке - киль скребет по дну», - сетует Александр Сергеев, рыбак с 20-летним стажем. И вправду: в этом году протянувшиеся на десятки и стони метров косы, заваленные кучами водорослей и прочих «речных богатств», стали для волжских берегов привычным зрелищем”.
Значительное падение уровня воды в Волге угрожает рыбным запасам региона. “Рыба успела отнереститься до спада воды, молоди много - в среднем, до 1 миллиона мальков на гектар. Но они рискуют превратиться в уху”, -говорит ведущий научный сотрудник НИИ озерного и речного рыбного хозяйства Владимир Ермолин.
“Уже месяц по Волге не ходят традиционные “Омики” – из-за обмеления реки они не могут пришвартоваться к пристаням. Взамен казанские ученые предлагают пустить новый вид водного транспорта.В КАИ разработана модель экраноплана- гибрида лодки и самолёта”.
“Ученые бьют тревогу: эти изменения могут кардинальным образом изменить жизнь в пределах волжской акватории. Причем не только в одном регионе – катастрофическое обмеление стало проблемой для многих волжских городов. От наклоненных оползнем деревьев до кромки берега, которую река размывает каждый год в половодье, сейчас около ста метров. Из сырого песка торчат деревянные опоры старого причала рыбзавода – его построили еще до того, как было образовано водохранилище. Труба, по которой когда-то на предприятие поступала вода из Волги, теперь практически полностью вышла наружу. – Видите – раньше даже и не предполагали, что река может настолько обмелеть, – говорит доцент кафедры биологии и биоэкологии Ульяновского госуниверситета Дмитрий Семенов”.
“Вид обмелевшей Волги в районе Ульяновска напоминает о старых временах. Когда– то на месте привычного нам сплошного водного зеркала можно было наблюдать многочисленные острова и речные протоки – Воложки. Коренная Волга была не шире Свияги в районе свияжского пляжа. Лесистая и луговая пойма, волжские острова были полны зверья и птицы, а Волга с Воложками – рыбы всяких пород вплоть до самых ценных – осетра и белуги. В наши дни из островов остался лишь один Пальцинский. Но в период спада воды обнажаются песчаные отмели посреди водохранилища. Одна из них, по рассказам старожилов, называлась когда-то Бесстыжим островом: купались там нагишом. Песчаные отмели посреди водохранилища появились и этой осенью. Если так пойдет и дальше, то в обозримом будущем нам предстоит увидеть ту самую первоначальную Волгу – с Бесстыжим островом, но без рыбы и с очень дурным запахом”.
Обращаю ваше внимание, что речь шла только о Волге, и только о Средней и Нижней Волге. А то что твариться на Верхней Волге и притоках – это вообще в прямом смысле этого слова:”туши свет – сливай воду!”
Письмо читателя: “По поводу водной катастрофы, если инфа еще собирается, могу сделать весной классные фотки местечка под названием Кораблиха, как видно из названия раньше к деревне подходили корабли, а сейчас от уровня деревни до воды (река Ветлуга в Костромской области, впадает в Волгу) метров 16 по высоте, а этим засушливым летом река вообще обмелела вполовину и вода в ней протухла. Где 15 лет назад я купался и глубина была 4 метра, сейчас можно речку вброд перейти, то есть изменения глобальны и очень быстро все это происходит “.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ..
Коммунальные проблемы остаются актуальными в любое время: в жару и в холода, в будни и праздники. И редакционная почта «Навигатора» – лишнее тому подтверждение.
«В нашем ТСЖ все было нормально, пока мы не поставили общедомовой счетчик на горячую, холодную воду и отопление, – пишет Николай Михайлович Самойлов, житель пос. ОбьГЭС. – Если за холодную воду и отопление мы получаем экономию, то за горячую платежи по сравнению с прежними выросли до 20%. Народ возмущен, а правление не знает, что делать, и придумывает разные варианты, как с этим бороться. Сначала ввели графу в платежке «За полотенцесушитель». Потом на собрании постановили, чтобы два будущих месяца платить всем поровну. Перерасход вышел и за эти месяцы. Но причину его не нашли. Сейчас же обстановка усугубилась, т. к. 40% жильцов поставили квартирные счетчики. Экономия составляет 50-70%, а для живущих летом на даче и все 100%.
В данный момент решение правления таково: у кого квартирные счетчики, платит до 10% больше к фактически потребленной воде, а оставшаяся сумма делится на остальных. Возмущаются и те, и другие. Часть жильцов грозится не платить за перерасход в дальнейшем, а другая – уже не платит. Какие существуют способы разрешить эту острую ситуацию?»
Перерасход холодной и горячей воды, тепловой энергии – проблема достаточно распространенная. С ней бьются и жители многоэтажных домов, и управляющие компании. Практика показывает, что, даже не стремясь к экономии воды, обычная семья расходует ее значительно меньше, чем заложено в нормативе (около 10,5 м 3 на человека, из которых 6,5 м 3 приходится на холодную воду, остальное – на горячую. Точная цифра зависит от типа благоустройства жилья). Так почему же общедомовой счетчик зачастую фиксирует невероятные цифры?
Обращаясь с этим вопросом к нескольким специалистам в области ЖКХ, однозначного ответа я так и не получила. Они были единодушны только в том, что надо разбираться конкретно с каждым случаем «несостыковки» показаний индивидуальных и общедомовых счетчиков или явно выраженного перерасхода воды, тепловой энергии.
Перерасход горячей воды может возникать по нескольким причинам. Первая – низкий водоразбор горячей воды, подаваемой в дом. «Застаиваясь» во внутридомовых трубах, она остывает еще больше, и жителям приходится ее сливать, чтобы получить более-менее горячую воду. В этом случае перерасход может получиться существенный, но он был бы заметен уже на внутриквартирных счетчиках, чего, судя по письму Николая Михайловича, не наблюдается.
Вторая причина – большое число незарегистрированных жильцов в квартирах без счетчиков. Если в квартире прописан один человек, а живут, скажем, четверо, то получается, что эта семья платит по нормативу за одного, а за остальных троих вынуждены платить соседи, поскольку общедомовой счетчик исправно отсчитает все потраченные «кубы». А потом на общем собрании эти недобросовестные жители отказываются платить даже свою часть перерасхода, поделенную на всех жителей дома, мотивируя тем, что «у них и так всё включено».
Бороться с таким явлением можно только одним способом: решением общего собрания жильцов заставлять тех, кто не имеет индивидуальных водосчетчиков, оплачивать воду и стоки не по числу прописанных, а с учетом реально проживающих. Но к дому Николая Михайловича это тоже, скорее всего, не относится – ведь тогда бы наблюдался перерасход и холодной воды тоже, чего, судя по письму, не происходит.
Третьей причиной существенного перерасхода горячей воды может быть неправильно установленный прибор учета. Если температура подаваемой в дом горячей воды оказывается слишком высокой (согласно санитарным нормам и правилам СНиП 2.08-01-89 «Жилые здания» температура горячей воды должна быть не ниже +50 и не выше +70 градусов круглогодично), ее приходится разбавлять водой из «обратки». Разбавление в случае необходимости происходит автоматически, но за этим процессом «следит» специальный датчик. И там же, на «обратке», должен стоять датчик, учитывающий объем воды, добавляемой в «горячую трубу». Если такого датчика нет или его показания не учитываются, то с жильцов будут брать и за ту воду, которая только поступила, и за подмес, который попадает в общедомовую систему горячего водоснабжения из обратки.
В случае с ТСЖ на ОбьГЭС последняя версия кажется наиболее вероятной, но она остается только предположением. Чтобы узнать настоящую причину, надо пригласить на экспертизу специалистов, которые занимаются проблемами учета водо- и теплоснабжения. В Новосибирске такое обследование могут провести в МУП «ТЭРС» («Теплоэнергоресурсосбережение»). Телефоны этого предприятия: 276-02-63 , 276-21-56 ; e-mail: [email protected] , сайт: http://mupters.ru .
Ирина ТАМИРИНА
Игра по персонажам Обезьянка и Сокровище перенесет нас на необитаемый остров, где жила себе спокойна наша оранжевая подружка до поры, до времени, когда там не обнаружились настоящие пиратские сокровища. Теперь придется перерыть весь остров, чтобы найти тут настоящий крутой клад с
Играть в Свомпи: Где Моя Вода? надо всем тем, кто просто любит настоящие приключения крокодилов на воде. Не все оказывается из них любят просто принимать ванны. Наш является настоящим исключением. Он ищет воду, чтобы принять ежедневные водные процедуры, без которых просто жить не
Играть в Огонь и Вода 4 в Хрустальном Храме нужно тем, кто хочет помочь двум маленьким духам, которые потеряли все свои силы. Им теперь нелегко биться против врагов, обладающих сильными заклинаниями. Вы должны помочь им в очередном путешествии по старинным храмам. Здесь вас ждут
Веселый песик в онлайн игре «Тото ловит снежинки» просто обожает ловить падающий снег. Ваша задача – помочь ему в этом, чтобы он смог поймать как можно больше красивых снежинок. Используйте мышку для перемещения Тото на экране, выбирайте места, где падает больше снежинок, и начин
Как и в каждый из вечеров, главный персонаж онлайн игры «Куда пропала утка?» Свомпи открыл кран, чтобы наполнить свою замечательную ванну. Однако вот беда – теперь у него есть вода, но нет любимой уточки. Самое время помочь крокодильчику, а для этого вы должны будете управлять ут
Флеш игра «Миньоны под водой» позволит вам полюбоваться красотами океана вместе с любимыми миньонами. Погружайтесь под воду, чтобы найти бесчисленные сокровища, которые помогут Грю в его очередном деле. Вы должны будете собрать на дне океана разбросанные там маленькие монетки, а
Превращает «классическую» бытовую технику в «умную» и управляемую с телефона (по Bluetooth или WiFi). То есть в неё встраивается электронный модуль с радиоканалом. Если производитель техники хочет провести модернизацию существующей модели техники, то мы можем внедрить свою управляющую плату, которая связывается со специальным мобильным приложением. А ещё можно разработать её с нуля или внести дополнительные изменения в плату, приложение или корпус.
Как-то к нам пришёл заказчик и попросил разработать способ (датчик) для измерения объёма воды в чайнике, чтобы потом пользователь мог видеть эти данные в мобильном приложении. Конструктивное исполнение датчика должно быть простым и подходить для любой модели чайника. Формального ТЗ у нас не было: заказчик хотел, чтобы чайник мог определять, сколько воды в него налито.
Дополнительно были выдвинуты следующие требования:
- Погрешность измерений должна составлять не более 40 мл;
- Погрешность не меняется при температуре воды от 5 до 100 градусов Цельсия;
- Метод измерения должен минимально влиять на себестоимость чайника и на затраты по изменению технологических процессов производства.
Выбор метода измерения
Мы решили, что проще всего будет взвешивать воду в чайнике при помощи тензодатчиков и переводить данные в объем. Но нужно было предложить и проверить несколько альтернативных способов измерения: любой заказчик предпочитает выбор из нескольких разных вариантов. Он сам взвесит «за» и «против» и примет окончательное решение. Так что параллельно с созданием встроенных весов мы рассмотрели и испытали другие методы.Сразу решили отказаться от поплавкового и ультразвукового способов. Поплавок точно бы не пошел в производство. К тому же чайник с поплавком внутри мог отпугнуть покупателей: кто захочет пить воду, в которой постоянно плавает посторонний предмет. А ещё на поплавок рано или поздно начнут оседать разнообразные примеси из воды.
Ультразвуковой способ был забракован, поскольку он не сработал бы во время кипения воды: датчик выдавал бы некорректные показания.
Ёмкостный датчик
Интересным вариантом показался ёмкостный метод. Остановимся на нём поподробнее.Сначала в качестве конденсатора разработчики решили использовать две металлические пластины. Однако это конструктивное решение оказалось неудачным: рука, касающаяся чайника, вносит дополнительную ёмкость в систему, и показания «плавают» в реальном времени.
Далее были использованы две латунные трубки диаметром 8 и 4 мм. Каждую покрыли лаком, а затем вставили одну в другую. Эти трубки стали альтернативой пластин. Они выполняли функцию конденсатора, чья ёмкость должна изменяться при погружении в воду. При этом одна трубка экранировала другую, что защищало от наводок, как в коаксиальном кабеле.
Для установки датчика в центре колбы чайника просверлили отверстие. Хотелось бы разместить его ближе к краю, но этому помешал ТЭН (трубчатый электронагреватель) по периметру подошвы чайника. На 3D-принтере был напечатан кожух для трубок. Также была изготовлена изолирующая силиконовая прокладка, которая должна была защитить прибор от протечки воды.
При испытании с разными объемами холодной воды система работала исправно. Однако при кипячении и тестировании с горячей водой обнаружилось, что растрескался лак, которым были покрыты латунные трубки. Покрытие лаком изначально было временным решением. Вместо него лучше использовать силикон. Но силикон пришлось бы сертифицировать для пищевой промышленности, а это привело бы к значительному увеличению стоимости готового чайника. На это заказчик не согласился. Да и сам метод мы сочли нетехнологичным, так как есть необходимость делать силиконовый слой очень тонким: несколько десятых миллиметра, то есть, сопоставимо со слоем лака. И наконец, торчащий внутри чайника штырь сильно портил вид прибора. Особенно устрашающе это смотрелось бы внутри стеклянной модели.
Нами также был опробован полностью бесконтактный емкостной метод: снаружи стеклянной колбы были выполнены электроды. Был обнаружен ещё один фактор, который ставит крест на ёмкостном методе - пар. Во время кипения пар конденсируется напротив пластин или в зоне электродов, что ведёт к искажению получаемых данных. Иными словами как только появлялся конденсат мы не могли достоверно определить уровень жидкости.
Датчик из пары электродов
Второй эксперимент было решено провести с датчиком, который вычислял бы объём воды по её электропроводности. Чтобы установить такой датчик, вдоль стенки колбы мы разместили пластину с несколькими парами электродов.Принцип работы довольно прост: вода попадает на одну из пар электродов, и между ними начинает течь электрический ток. Зная, между какой именно парой идет ток, можно легко определить уровень воды. А чем больше электродов будет расположено внутри колбы, тем точнее будет измерение объема.
На фото ниже чайник-образец сразу с двумя видами датчиков.
В случае с электродным способом измерения объема воды в чайнике - точность измерений прямо пропорциональна стоимости и сложности конструкции. Чем большей точности мы захотим добиться, тем дороже будет готовая продукция.
Гораздо большую проблему давал конденсат внутри колбы. Капли оседали выше реального уровня воды и приводили в действие электроды – датчик выдавал ошибочные данные. Ни аппаратным, ни программным способом эту проблему решить не удалось. Ко всему прочему электродный датчик также потребовал бы дорогостоящей сертификации для пищевой промышленности.
Тензометрический датчик
Итак, два способа мы отмели сразу, ещё два – после испытаний. Возвращаемся к взвешиванию: вряд ли можно придумать что-то проще и удобнее этого метода. Поэтому мы превращаем чайник в весы с помощью тензодатчиков.
С тензометрическим способом нас также ожидали трудности. Во-первых, деталь чайника пришлось подогнать под датчики, что при производстве привело бы к изменению пресс-форм.
Во-вторых, когда мы распечатали корпусную деталь с посадочными местами на 3D-принтере, установили датчики и собрали чайник, стало понятно, что подставка-база должна быть изготовлена из более жесткого пластика, чем обычно. При испытаниях показания датчиков немного плыли, поскольку стандартная подставка под чайник слегка прогибалась.
В-третьих, пришлось решать проблему дрейфа показаний датчиков от нагрева ТЭНами. Исходная конструкция чайника не позволяла расположить датчики в подставке чайника, так как электроника в модернизируемой модели изначально располагалась в ручке. С влиянием температуры нам удалось успешно справиться. В ходе испытаний температура датчиков не превысила максимально допустимую при пяти опытных включениях чайника подряд.
Разобравшись с технической стороной эксперимента, мы приступили к анализу данных. Ниже – график зависимости единиц измерения АЦП весов от времени.
- В начале эксперимента ничего не происходит, чайник выключен.
- Пик соответствует нажатию на кнопку чайника. Здесь всё более-менее логично: палец создает кратковременное давление, а датчик опознает это как увеличение массы воды.
- Однако сразу после нажатия показания не возвращаются на изначальный уровень и становятся немного больше – на 1-2 грамма. Объяснения этому эффекту мы пока не нашли. Возможно, в комментариях кто-то предложит собственную гипотезу.
- Пройдя участок 3, масса воды постепенно уменьшается и к моменту закипания становится меньше изначальной. Полностью списать этот провал на выкипание нельзя: после измерений выяснилось, что воды при кипячении испарилось меньше, чем показал график. Сначала мы заподозрили механический дефект конструкции: показания могли измениться из-за плохо закрепленных датчиков. Однако с датчиками всё было в порядке. Мы интерпретировали это следующим образом: при кипении растворенный газ поднимается в воде, сплошность среды нарушается, она становится сжимаемой, что в конечном счете влияет на показания датчиков.
- Точка между участками 4 и 5 – это момент отключения ТЭНа и начало остывания воды. По разнице между началом и концом графика видно, что часть воды выкипела. Последующие измерения показали, что за пять циклов закипания испарилось примерно 50 г воды, т.е. по 10 г на один пуск.
Итог
Вполне ожидаемо, в работу прошел вариант с тензодатчиками. Сейчас опытный образец дорабатывается, чтобы в скором времени выйти в серийное производство.Но пока мы решали эту задачу, накопилось ещё несколько. И они касаются не только платы, управляющей программы и конструкции прибора, но также приложения и проектирования сервера. Уже есть парочка интересных и нестандартных решений, но о них