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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wasser/Luft Detektion in schmaler Nadel


Autor: Peterle Anonym (Firma: keine) (wanderameise)
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hallo,

folgendes Szenario:
Ich habe eine Nadel aus Metall (Edelstahl, ca 1,2 mm Durchmesser), die 
innen hohl ist. Der Durchmesser der inneren Öffnung beträgt ca 0,7 mm. 
In dieser Nadel kann sich nun Luft oder Wasser befinden. Gibt es eine 
Möglichkeit mit einer bestimmten  Sensorik von extern herauszufinden, wo 
sich in der Nadel Wasser und wo Luft befindet?
Mit Sicherheit gibt es da eine Lösung, nur denke ich das hier evtl. das 
Metall als auch die Größe des Ganzen ein Problem darstellen könnte!

Was denkt Ihr?

Autor: Düsendieb (Gast)
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keine Chance.

Autor: Pan (Gast)
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<Brainstorming>
Schwingungsverhalten der Nadel wird sich mit steigendem 
Flüssigkeitsgehalt ändern.
Mal so ins Blaue gedacht: Resonanzfrequenz der mit Wasser gefüllten 
Nadel liegt niedriger als die der luftgefüllten.
Das heisst bei Anregung mit Resonanzfrequenz der luftgefüllten Nadel, 
wird eine anschliesende Messung eventuell ein sich schneller 
abdämpfendes Signal ergeben.
Im Idealfall ist ein Piezo gleichzeitig Sender und anschliessend 
Empfänger.
</Brainstorming>

Autor: peterle (Gast)
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hab ich mir gedacht! danke

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Peterle Anonym schrieb:
> von extern herauszufinden, wo
> sich in der Nadel Wasser und wo Luft befindet

heißt das, du willst auch Luftblasen in der Kanüle erkennen können?

Autor: Peterle Anonym (Firma: keine) (wanderameise)
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richtig!

Autor: Ralf Schwarz (spacedog) Benutzerseite
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Mit Röntgen könnte es gehen.

Autor: Testfall (Gast)
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Hui, das wird kniffelig.
Mein Vorschlag wäre als erstes was optisches am Ende der Spitze gewesen, 
aber die soll ja wo rein gestochen werden ...
Du könntest die Spritze beleuchten und die Reflektionen auffangen. 'Ne 
Luftblase müsste da ziemlich Wind machen.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Peterle Anonym schrieb:
> richtig!

ich hielt das ganze vorher schon für nicht möglich aber so?
ohne einen (vergleichsweise) riesen Kasten der direkt in die Nadel 
reinschaut wirds wohl nicht gehen.
Parallel zur Nadel wird auch nicht gehen, da die ja irgendwo 
reingesteckt werden soll.

Ich könnte mir höchstens speziell konstruierte Kanülen vorstellen, wo 
innen irgendwas als Sensor aufgebracht ist.


Aber fangen wir mal am Anfang an:
Wofür ist das ganze und was soll damit gemacht werden.

Autor: Testfall (Gast)
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Ich stelle mir das in etwa so vor.
Vielleicht, wenn es sich um eine Spritze handelt, könnte man den 
Detektor in dem "Runter-Schieb-Prömpel" unterbringen? Kein Plan, was der 
Fachbegriff ist.
Man müsste rausfinden, wie gut und wie die Innenseite der Nadel 
reflektiert. Eventuell ist die Idee auch Mist.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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Ein Frage, die man sich stellen könnte ist ja:
"Muss die Nadel aus Edelstahl sein oder geht auch was durchsichtiges
wie Glas o.ä."

klaus

Autor: Skua (Gast)
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Testfall schrieb:
> "Runter-Schieb-Prömpel"

Kolben, von Spritze war aber nicht die Rede.

Die Länge und Örtlichkeit der Nadel wäre auch Interessant.

Autor: Bond (Gast)
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Solange man nicht mehr über die Anwendung weiß
wird es schwierig.

Eine Station zur Durchleuchtung vom Reisegepäck kann
das sicher schaffen.
Von einer Vorführung weiß ich, daß z.B. ein Taschen-
sprühfläschen mit Türschloßenteiser sein "Innenleben"
incl. der Füllmenge verraten hat.

Wird aber zu umständlich sein.

Wie nah kann man an die Nadel ran?

Autor: Hauspapa (Gast)
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Nadel in etwas Festes stechen und schauen ob es sich komprimieren lässt.

Verlustbehaftet: Spülen bis keine Luft mehr drin ist, aber das kann ja 
jeder. Darum machts auch jeder.

Grüssle
Hauspapa

Autor: Peterle Anonym (Firma: keine) (wanderameise)
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ok, dann will ich mal mit mehr Infos dienen:

1) die Nadel (Kanüle) ist an einem X-Y Arm befestigt und nimmt aus Gefäß 
A eine bestimmte Menge an Flüssigkeit auf und gibt sie in Gefäß B wieder 
ab.
Das klappt alles wunderbar, leider weiss man nicht was im inneren der 
Nadel vor sich geht und ab und zu treten Luftblasen aus, wo eigentlich 
keine sein sollten!

2) Über eine Glaskanüle habe ich auch schon nachgedacht, nur woher 
bekommt man sowas, bzw. kann ich es einfach in meinen Aufbau integrieren 
ist hier die entscheidende Frage.

3) Das Bild in Testfall's Beitrag trifft es recht gut. Die Nadel ist ca. 
5 cm lang mit den oben beschriebenen Maßen. Danach vergrößert sich der 
Aussendurchmesser auf ca. 5mm. Der Innendurchmesser auf ca 4,7 für ca. 
weitere 10 cm länge. Danach folgt schon die Fassung.
Beitrag "Re: Wasser/Luft Detektion in schmaler Nadel"

4) Leider ist es keine Spritze, somit lässt sich keinerlei Optik 
anbringen, die das Ganze von innen ausleuchtet. Man muss von außen 
"messen".

5) Mann kann sehr nah an die Nadel ran - mit der Hand bzw. kleineren 
Sensoren, kein Problem. Bei größeren Dingen wirds schwieriger!

Danke für die Resonanz

Autor: Keit Fluessig (Gast)
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....warum arbeitest du nicht an der Fluessigkeit ?
Etwas Erhitzen macht das Produkt fluessig und fliesst '' williger '' in 
dein Rohr.

Autor: hui buh (Gast)
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Noch mehr Brainstorming:

Ultraschall?
An die Außenwand anlegen und auf der anderen Seite messen. Weiß aber 
nicht, wie das bei solch kleinen Systemen läuft. Wird bei Rohren aber ja 
teils zur Durchflußmessung genutzt...

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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Peterle Anonym schrieb:
> 2) Über eine Glaskanüle habe ich auch schon nachgedacht, nur woher
> bekommt man sowas, bzw. kann ich es einfach in meinen Aufbau integrieren
> ist hier die entscheidende Frage.

obs nun in den Aufbau passt kann ich nicht wissen.
aber wo es sowas gibt:

(Suchwort vielleicht Pipette, wobei es nicht nur diese Pipetten mit dem 
Gummibalg gibt sondern auch welche die etwas länger und mit Skalierung 
sind.
Man saugt die Flüssigkeit dann mit dem Mund an)

1. Laborbedarf
2. Chemiefachhandel

zudem kamen mir Einweg Heparinspritzen in den Sinn.
Das sind eigentlich Spritzen wobei der Zylinder aus Glas ist und an der
Spitze eine sehr dünne und kurze Metallkanüle dran hat.
Den Kolbenmechanismus kann man einfach herausziehen und entsorgen.

Gruss Klaus

Autor: nachdenklicher (Gast)
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Google mal nach "glaskapillare"
Innendurchmesser ab 0,1 mm sind da kein Problem.

Wenn Du sowas in der Art in Erwägung ziehst, eröffnen sich für die 
Messung zumindest sehr viele neue Horizonte, die eine Lösung sehr viel 
wahrscheinlicher machen, als es bisher der Fall ist.

Joe

Autor: Keit Fluessig (Gast)
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ueberlege warum es Luftblasen gibt und wie du sie im Ursprung vermeiden 
kannst. Wozu Luft detektieren, die du nicht brauchst.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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die frage ist doch auch, was machst du mit der Luft, die du detektierst?

kannst du nicht einfach genügend Flüssigkeit aufnehmen und ein wenig 
wieder ausspritzen.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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Keit Fluessig schrieb:
> ueberlege warum es Luftblasen gibt und wie du sie im Ursprung vermeiden
> kannst. Wozu Luft detektieren, die du nicht brauchst.

Genau sowas ging mir eben auch durch den Sinn.
"Wieso gibt es ungewollte Luft ?"

Da ich gerade mit meinen kleineren Wasserpumpen gearbeit habe
kam mir spontan der Begriff "cavitation" in den Geist.
evt. saugst du in relation zum Kanüleninnendurchmesser zu stark an
und ziehst gelöstes Gas aus deiner Flüssigkeit.
Da ich ja nicht wirklich davon ausgehe dass es um Wasser handelt
könnte es auch sein dass bei gewissen Flüssigkeiten durch zu starkes
Saugen der Siedepunkt überschritten wird.

Vermeiden ist ja wirklich besser als detectieren.

Klaus

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Ist echt ne interessante Aufgabe...

Ultraschall wäre so elegant, weil man die Nadel per xy Schlitten ja an 
einen US-Sensor heran führen könnte, der dann prüft.

Aber an vielen Stellen beißt sich die Katze in den Schwanz.

Wenn die ungewollte Luft durch Kavitation entsteht, fällt Ultraschall 
aus, denn er würde zusätzliche Luft-/Gasblasen in der Kanüle erzeugen.
Entstehen sie durch die Siedepunktüberschreitung, passiert das gleiche.

Die Masse der Flüssigkeit hat einen deutlichen Einfluss auf eine 
Ultraschall-Messung der Nadel selbst, man kann diese Art Messung also 
nur dann durchführen, wenn für jede zu erfassende Flüssigkeit auch ein 
Referenzwert vorliegt. Da es sich offenbar um ein Probentablett handelt, 
muss man aber davon ausgehen, dass sogar die Flüssigkeiten einer 
Bestückung Unterschiede aufweisen, sonst müsste man sie ja nicht 
vermessen.

Ursachen für die Blasen?
Da keine Angaben über Viskosität gemacht wurden, kann es sein, dass die 
Luftblasen entstehen, weil der XY-Aufnehmer nicht tief genug in die 
Flüssigkeit eintaucht, denn diese kann durch die Oberflächenspannung ein 
Tal im Behälter bilden. Ist der Behälter also äußerlich grenzwertig 
befüllt, saugt die Nadel vielleicht bereits während des Eintauchens an.

Also bleibt eigentlich nur eine Umrüstung auf eine durchsichtige Kanüle 
und die Abtastung auf Blasenbildung per Optik.

Gruß, Ulrich

Autor: Keit Fluessig (Gast)
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peterle, wenige angabene,...wenige vernuenftige antwortene ... capito ?

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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kein Peterle .. kein Spass

Autor: Peterle Anonym (Firma: keine) (wanderameise)
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natürlich bin ich dabei, von vorne weg die Bildung von Luftblasen zu 
vermeiden, sprich ich tauche tief genug ein beim ansaugen und bevor ich 
das tue spüle ich die Kanüle komplett mit Wasser durch. Dennoch sind sie 
da.

Vll kurze info zum Vorgang:

Ausgangspunkt ist die Kanüle die über einen Schlauch mit der Kolbenpumpe 
verbunden ist. Der Schlauch, die Kanüle und die Pumpe sind mit Wasser 
gefüllt. bevor ich nun etwas mehr Wasser ansauge, ziehe ich eine kleine 
Luftblase, damit sich das angesaugte Wasser nicht mit dem bereits in der 
Pumpe angesaugtem Wasser vermischt. Das heisst es gibt eine 
kontrollierte Luftblase. Was ich jedoch meine , ist luft die sich mitten 
im angesaugten Wasser befindet.

1) Es kann beim Ansaugen passieren, wenn sich ein Kegel durch die 
Oberflächenspannung bildet - heisst für mich tiefer eintauchen!

2) Was passiert, wenn sich der Durchmesser der Kanüle von 0,7 auf 4,7 mm 
weitet? Vielleicht interne Verwirbelungen?

3) Die schenlle Bewegung des Arm erschüttert und vermischt vll die 
gewollte Luftblase mit dem angesaugten Wasser?

4) Saugt die Pumpe zu schnell?

Man weiss es nicht, deshalb wäre eine Glaskanüle oder eine 
Messvorrichtung eine angenehme Lösung...

Autor: Peterle Anonym (Firma: keine) (wanderameise)
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Keit Fluessig schrieb:
> peterle, wenige angabene,...wenige vernuenftige antwortene ... capito ?

capito cheffe!!

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