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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Oberflächenmessung mit Ultraschallsensor


Autor: Dennis (Gast)
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Hallo zusammen,

vielleicht könnt ihr mir ja weiterhelfen. Und zwar möchte ich die 
Oberfläche verschiedenartig geformter Glaskörper vermessen. Diese kann 
man sich als Rundstäbe vorstellen, die nur auf der oberen Seite 
unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise so wie ein Glasstab, 
der in verschiedenen Winkeln oben abgesägt ist, ansonsten aber immer den 
gleichen Durchmesser hat. Ich brauche quasi eine Tiefendarstellung 
(Bild, Gitternetz o.Ä.) der schrägen Fläche. Neben optischen 
Messverfahren habe ich auch an eine Vermessung mit Ultraschall bzw. auch 
Laser gedacht.
Kann mir jemand sagen, wo ich US-Sensoren bzw. Lasermesstechnik finde, 
die von oben auf diese Fläche messen und mir die Tiefenwerte der 
gesamten Fläche darstellt? Den Sensor zu bewegen wäre theoretisch auch 
möglich, ideal wäre aber ein Flächensensor, der den gesamten Bereich 
(Durchmesser etwa max. 20mm abtasten kann).
Bietet Glas überhaupt ausreichende Reflexionen, um z.B. einen Transducer 
zu verwenden? Weiterhin kann ich nicht genau senkrecht auf die Fläche 
strahlen, sondern immer nur in einem bestimmten Winkel. Werde ich dort 
Probleme durch Brechungen bzw. Reflexionen an der Schräge in den Raum 
bekommen?

Danke für eure Hilfe! Dennis

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>Neben optischen Messverfahren habe ich auch an eine Vermessung mit >Ultraschall 
bzw. auch Laser gedacht.

Interessant, dass Laser nicht zu den optischen Messverfahren gehört...

Welchen Einsatz soll das System haben: Industriell mit entsprechenden 
Kosten, oder mehr oder weniger privat?
Im industriellen Sektor wird es diverse fertige Lösungen zu 
entsprechenden Preisen geben.

Für den "privaten" Sektor (auch Einzelstücke in professioneller 
Umgebung), gibt es diverse Projekte zum Thema 3D-Scanner, bei denen man 
mit einem Laserpointer auf die Oberfläche strahlt und den Punkt dann mit 
einer Webcam aufnimmt. Der Laserpunkt muss dann nur noch bewegt werden.

Ob das allerdings mit Glas einfach so funktioniert, kann ich nicht 
sagen.
Guck doch mal bei Sick nach, ob die Glas messen können.

Die Oberfläche mit Ultraschall in Luft messen, wird verdammt 
schwierig...

Autor: Dennis (Gast)
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Du hast natürlich Recht...ich habe Video/Kameramesstechnik gemeint, mich 
wohl nur falsch ausgedrückt.

Die Messung soll schon industriell erfolgen, wird jedoch vorerst ein 
Einzelstück bleiben. Dass ich beim US ein Koppelmittel benötige wird in 
der Tat eine große Herausforderung und wäre in diesem Fall 
wahrscheinlich nahezu unmöglich - daran habe ich im ersten Moment 
garnicht gedacht.

Deine Lösung per Laser hört sich sehr interessant an. Wahrscheinlich 
funktioniert das sogar auch mit einem Lichtschnitt, also einem 
linienförmigen Laserstrahl, den ich über die Oberfläche bewege. Ich 
werde mal versuche, heraus zu bekommen, ob das auch bei Glasobjekten 
funktionieren kann. Dann wäre ja ein Vorversuch ggf. auch nicht so 
aufwändig.

Autor: MaWin (Gast)
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Man kann auch mit Ultraschall scharfe Bilder erzeugen, denk an 
Ultraschalluntersuchungen beim Arzt, aber nicht mit der 40kHz US Kapsel 
eines Abstandswarners. Es würde die Qualität begünstigen, wenn das ganze 
unter Wasser stattfindet, aber vermutlich ist das bei deinen 
Anforderungen nicht nötig. Für ein Einzelgerät halte ich es aber für 
widersinnig, so was entwicklen zu wollen, da kauft man fertig.
Frag mal W. Bicz von optel@optel.pl (der spricht deutsch) ob er nicht 
ein passendes Gerät in der Schublade hat bzw. leicht anpassen kann und 
berechne was dich das im Vergleich zu optischen Methoden kostet.

Autor: Olaf (Gast)
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Schau mal hier:

http://www.elo-web.de/elo/messen-steuern-und-regel...

Was der zuhause gebastelt hat wirst du doch auch hinbekommen oder? :-)

> Kann mir jemand sagen, wo ich US-Sensoren

Tja, wie du siehst reicht einfach der Piezobeeper aus deiner Uhr und die 
Bilder sind doch schon ganz beeindruckend.

Olaf

Autor: Dennis (Gast)
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Naja...die Entfernung zwischen Sensor und Glaskörper wird irgendwo 
zwischen 20 und 50 cm liegen - weniger ist von der Anordnung her nicht 
machbar. Ich glaube, da wird es ohne Impendanzanpassung durch eine 
Flüssigkeit (wie z.B. Wasser) sehr schwierig. Und dort Wasser dazwischen 
zu bringen ist nicht möglich. Oder habt ihr andere Erfahrungen gemacht, 
könnt mir also sagen, dass das wohl möglich ist?!

Ansonsten würde ich mich nämlich gleich auf den Laser konzentrieren. Ich 
möchte da schon auch nichts selber entwickeln müssen, daher habe ich 
auch nach fertigen Flächensensoren gefragt ;)

Autor: MaWin (Gast)
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Da niemand genau weiss, was ihr messen wollt (und wenn ich deine 
ungenaue Beschreibung lese, habt ihr selbst wohl auch noch nicht 
ausreichend darüber nachgedacht), ist die Auswahl des preiswertesten und 
am zuverlässigsten funktionierenden Sensors schwer.

Ich kann mir vorstellen:

- Ein Hebel, der am Förderband über den Gegenstand tastet und dessen 
Höhe im Verlauf per Poti oder Incrementalaufnehmer erfasst

- eine Lichtschrankenvorhang, der den auf dem Förderband sich an der 
Wandung drehenden Körper seitlich abtastet

- eine Videokamera, die mit gut/schlecht Bildern vergleicht

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Die Idee mit der Kamera ist gut!
Beleuchte den Gegenstand (ist ja Glas) von unten, sodass das Licht an 
den Kanten sichtbar wird. Nun nimmst du einfach ein Bild auf und 
rechnest es um.
Dunkel ist weit weg, hell nah dran!
Valentin

Autor: Dennis (Gast)
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Ich weiss schon genau, was ich messen möchte. Es lässt sich nur relativ 
schwierig beschreiben. Aber eure Vorschlag mit der Kamera gefällt mir 
sehr gut. Das wäre recht gut umzusetzen, da eine Beleuchtung der 
aufrecht stehenden Glasstäbe senkrecht von unten kein Problem darstellt. 
Ich habe nur Bedenken, ob dann auch sehr geringe Schrägen, z.B. von nur 
5 Grad (was ja je nach Durchmesser nur einige wenige Millimeter 
Tiefenunterschied ausmacht), zuverlässig vermessen werden können. Aber 
das ließe sich ja in einem relativ einfachen Vorversuch prüfen. Ich 
werde mir das mal durch den Kopf gehen lassen. Schade, dass ich das Glas 
nicht einfärben kann - das wäre sicher dann noch besser.

Danke auf jeden Fall ;)

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