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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultraschallsender zur Bestimmung der Schallgeschw. in Wasser


Autor: Christian M. (chm)
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Hallo zusammen,

im Rahmen eines Praktikumsversuchs an der Uni sollen die Studenten in 
einem Wasserbehälter aus Glas u. a. die Schallgeschwindigkeit in Wasser 
bestimmen.
In einem weiteren Versuchsteil soll ein Gegenstand im Bereich von 5 bis 
50 cm Entfernung vor den Sensor in den Wasserbehälter gestellt werden 
und anhand der Laufzeit des Pulses die genaue Entfernung berechnet 
werden.

Meine Frage ist nun was für ein Ultaschallsender bzw. -empfänger dafür 
sinnvoll ist (welche Frequnz)? Ist es möglich das Signal mittels eines 
Gels in den Wasserbehälter einzukoppeln?
Falls dies nicht möglich sein sollte bräuchte man ja wasserdichte Sender 
und Empfänger – was für welche würdet ihr empfehlen (gerne direkt einen 
Hersteller/ein Modell)?

Ich habe bereits gegoogelt - bin dadurch auch auf eure Seite gestoßen – 
habe aber leider nichts in der Art finden können .
Deshalb hoffe ich mal, dass ihr mir weiter helfen könnt .
Vielen Dank schon mal im Voraus.

Gruß
chm

Autor: Peter R. (pnu)
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Es reicht auch ein impuls-strahlender Sender, z.B ein Metallstab, auf 
den ein von einer Magnetspule betätigter Hammer klopft. Ein an den 
Metallstab montiertes Mikrofon kann dann das Echo aufnehmen.

"Wasserdichte" Sender/Empfänger für Ultraschall gibt es z.B. bei den 
Einparkhilfen für Autos, da ist die Empfänger-Elektronik gleich mit 
eingebaut.

Auch die üblichen Verdächtigen, (Conrad ???) haben wasserdichte 
Ultraschallgeber in ihrem Sortiment.

Autor: Ivo Helder (ivo-helder)
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Hallo Christian,
sieh dich mal im U-Boot-Modellbaubereich um. Dort wirst du passende 
Sender und Empfänger finden.

Wenn es nur um das Grundprinzip geht ohne die Ansteuerung und Auswertung 
zu entwickeln, helfen vielleicht auch fertige Echolote aus dem 
Yachtbereich?

Als Frequenz solltest du 30-100kHz auswählen. Bei 30kHz erreichst du 
gerade ca. 5cm Auflösung. Zu höheren Frequenzen hin steigt zwar die 
Auflösung, aber auch die Dämpfung des Signals. 100kHz sind aber über ein 
paar Meter Reichweite noch gut im grünen Bereich.

Das Signal durch ein Gel in einen dünnwandigen Plastikbehälter 
einzukoppeln ist eine gute Idee. Wenn du dagegen den Geber im 
Wasserbehälter unterbringst, musst du eventuell auch Reflexionen von den 
Wänden unterdrücken. In jedem Fall kommst du um etwas Signalverarbeitung 
nicht herum.

Viel Erfolg!
Ivo

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>In einem weiteren Versuchsteil soll ein Gegenstand im Bereich von 5 bis
>50 cm Entfernung vor den Sensor in den Wasserbehälter gestellt werden
>und anhand der Laufzeit des Pulses die genaue Entfernung berechnet
>werden.

>Als Frequenz solltest du 30-100kHz auswählen. Bei 30kHz erreichst du
>gerade ca. 5cm Auflösung. Zu höheren Frequenzen hin steigt zwar die
>Auflösung, aber auch die Dämpfung des Signals. 100kHz sind aber über ein
>paar Meter Reichweite noch gut im grünen Bereich.

Passt irgendwie nicht zur Aufgabenstellung (über die Auflösung wurde 
zwar nicht gerade viel geschrieben, sollte aber vermutlich höher als 10% 
sein...).

Solche netten Geräte findet man bei den Gynäkologikern.
Aufgrund der Auflösung kommen dort Frequenzen im MHz-Bereich zum 
Einsatz.

Autor: Peter R. (pnu)
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Auch das Thema Füllstandsmessung wird viele Anregungen für eine Lösung 
enthalten.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>Auch das Thema Füllstandsmessung wird viele Anregungen für eine Lösung
>enthalten.

Ja, solange der Füllstand nicht kapazitiv, induktiv, durch Vibrations 
oder Gewichtsbestimmung gemessen wird.

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