Das einfachste wäre eine Erfassung über den Brechungsindex. Wir haben dies vor mehr als 20 Jahren mit einem optischen Näherungsschalter und einem Stück Reflexfolie von 3M gemacht. Der Schlauch/Rohr muss aber genügend transparent sein. Zu grosse Dispersion ( zb. rauhe Schlauchoberfläche ) des Lichtstrahles verhindert eine korrekte Funktion. Bei einem Schlauchdurchmesser von 2-3 mm innen muss der seitliche Abstand vom Sender zum Empfänger des optischen Näherungsschalters so sein, dass der Lichtstrahl nicht vom Schlauch selbst sondern erst von der auf der Hinterseite des Schlauches angebrachten Reflexfolie zurückgestrahlt wird. Bei verhältnismässig dickwandigen Schläuchen funktioniert die Sache nicht mehr. Der einzustellende Winkel der Reflexionsfolie in Bezug zur Wassersäule hängt nicht nur vom Brechungsindex sondern auch von der Empfindlichkeit des Näherungsschalters ab. Er sollte deshalb sehr fein einstellbar sein. Das kann manuell oder per teach-in gemacht werden. Wasser ( Reinwasser ) ist sehr gut mit IR im Bereich 880-940 nm zu durchdringen. Unser System wurde im medizinischen Geräten ( Atemluftbefeuchtung ) bei Beatmungsgeräten eingesetzt. ( Überwachung der Wasserzufuhr ) Die Dinger kann man heute auch fertig kaufen ( teuer ! wegen Vorschriften bezügl. Zuverlässigkeit etc. )
Die Abtastung mit kapazitiven Schaltern ist grundsätzlich möglich aber eine knifflige Geschichte. Die Messung des Epsilon r der gesamten Vorrichtung welche vom kap. Schalter gemacht wird, ergibt wechselnde Werte. So ist das E r des Schlauches selbst sehr unterschiedlich wenn er zwar leer aber noch feucht ist. Der Unterschied Luft E r =1 und Wasser E r 100 ist zwar rel. gross, der Unterschied feuchter ( leerer ) Schlauch ca. E r >80 und voller Schlauch ( inkl., zu berücksichtigendes E r des Schlauches von ca. 4 ) ist aber gering. Eine zuverlässige Abtastung ist problematisch.
Gewichtsmessungen sind kompliziert und teuer. Eine Sonde soll nicht in die Flüssigkeit eingeführt werden. Deshalb scheiden viele andere Messprinzipien aus.
Die Messung über Dehnungsmesstreifen ist praktisch unmöglich weil auf der weichen, unstabilen, kleinen Schlauchoberfläche nicht zwei Dehungsmesstreifen aufklebbar sind. Der instrumentelle Aufwand dieser Messmethode ist zudem erheblich. Der Unterschied leerer Schlauch / voller Schlauch ist kaum feststellbar.
Die Messung über die Wärmeleitfähigkeit ist ebenfalls problematisch weil wie oben gesagt, eine Sonde nicht in die Flüssigkeit eintauchen soll. Die Masse des Schlauches selbst verhinder eine einfache Erfassung.
Die Messung über die Schallleitung wäre möglich. Dabei wird der Schall ( im Bereich 20-50 khz ) Durch die Wassersäule transportiert. Ohne Wasser geht nichts. Die Durchdringung der Schlauchwand ist möglich.
Elektrodynamische Messmethoden scheiden wegen des Aufwandes wohl aus.
Vermutlich darf auch kein Schwimmer im Wasser liegen. Die Erfassung eines Schwimmers in einem erweiterten Schlauchteil, sei es optisch oder magnetisch, scheidet deshalb aus.
mfg Fred Heim