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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Simpler Partikelzähler/Trübungssensor gesucht


Autor: Tom (Gast)
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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Trübung ODER die 
Partikelzahl in hochentwickeltem synthetischen Schmieröl zu detektieren.

Das Öl befindet sich in einem Ölkreislauf und der Volumentstrom ist 
nicht konstant, so wie es bei den meisten Partikelzählern i.d.R. 
gefordert ist. Noch dazu suche ich nach einer industriellen Lösung, das 
heißt in der Serie sollte der Preis 30-40 Euro nicht übersteigen. Ich 
suche also eine simple Lösung.

Das Frischöl ist klar und durchsichtig, das verbrauchte Öl wird durch 
Kunststoffpartikel fast schwarz. Diese Partikel sollen erkannt werden.

Meine Gedankengänge sind folgende:
Meiner Meinung nach sollte so etwas eventuell mit einer simplen 
Lichtschranke mit Hilfe einer Infrarot-LED möglich sein, die die Anzahl 
der durchschwimmenden Partikel erkennen kann (Lösung mit Durchlicht).
Es ist bestimmt auch mit einer Streulicht-Lösung möglich, nur habe ich 
hier keine Ahnung, wo man so etwas finden kann, bzw. wie man eine solche 
Lösung im Aufbau realisieren kann.
Auch mit Ultraschall könnte es möglich sein, doch auch hier habe ich 
keine Ahnung, wie ich es realisieren könnte.

Vielen Dank!

Autor: schablonski (Gast)
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Wie wärs mit einem Laser plus Sensor

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Tom schrieb:
> ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Trübung ODER die
> Partikelzahl in hochentwickeltem synthetischen Schmieröl zu detektieren.

Hallo,

ich baue Messgeräte zur Trübungsmessung in Reagenzgläsern nach dem 
Streuverfahren (MacFarland, wenig bekannt). Zweck ist die automatisierte 
Aufzeichnung des Bakterienwachstums in Nährlösungen. Die sinnvolle 
Messgrenze liegt dann vor, wenn die Streuung in die Sättigung geht, dann 
kann sogar der Messwert im Verhältnis zur Partikelzahl rückläufig 
werden. Das ist bei dunklem Öl ganz sicher der Fall.

Ich könnte mir nur vorstellen, eine Messung an einem sehr dünnen Film 
durchzuführen.

Über Zählen der Partikel brauchst du nicht nachzudenken, das 
funktioniert höchstens für wissenschaftliche Zwecke unter dem Mikroskop. 
In meinem Fall sind die Bakterien eh kaum grösser als eine 
Lichtwellenlänge und das wird beim Abrieb in Öl genauso sein.

Gruss Reinhard

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Tom,

>Noch dazu suche ich nach einer industriellen Lösung, das heißt in der
>Serie sollte der Preis 30-40 Euro nicht übersteigen.

Häng eins, zwei Nullen dran, dann kommts hin...

Kai Klaas

Autor: Oliver R. (superberti)
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Hallo,

für Deine Zwecke wäre auch die Ultraschallextinktion geeignet, gerade 
bei Suspensionen mit hohen Konzentrationen.
Der Aufwand dafür ist aber enorm (sowie die dahinterstehende Theorie als 
auch die Messinstrumente) und trifft Deine anvisierte Preisklasse nicht 
im geringsten :-(
Goggle mal danach, vielleicht bekommst Du Anregungen für eine günstige 
Lösung.

Gruß,

Autor: Anja (Gast)
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In manchen Autos werden Sensoren für die Ölqualität verbaut.
Ich weiß zwar nicht ob sich deine Partikel ähnlich dem Abrieb + Ruß in 
einem Motor verhalten, aber billiger wirst du an einen Sensor wohl nicht 
herankommen. (wenn die ein Autohersteller in großen Stückzahlen baut 
kann es nicht sehr teuer sein).

Gruß Anja

Autor: Loetknecht (Gast)
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Hallo Tom,
zu deiner Aufgabenstellung hätte ich eine Frage:
Du schreibst, dass das verbrauchte Öl durch Kunststoffpartikel fast 
schwarz wird. Wie groß sind diese Partikel? Wäre es evtl. nicht 
sinvoller, diese z.B. per Nebenstromfiltration abzufiltern um so das Öl 
länger verwenden zu können?

Es gibt auf dem Markt mehrere Trübungssensoren, die meisten sind jedoch 
gedacht, um freies wasser im Öl erkennen zu können. Ob die bei dir 
funktionieren müsstest du ausprobieren.

Eine Partikelzählung wirst du mit deinem Budget nicht hinbekommen.

Die Ölqualitätssensoren für Autos sprechen Hauptsächlich auf Rußpartikel 
an. Da könnte evtl. bei dir funktionieren, wenn du Graphitgefüllte 
Kunststoffe verwendest.

Wie viele Sensoren würdest du in Serie benötigen?

Autor: F. V. (coors)
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Hi,

Als ersten guenstigen Anlaufpunkt wuerde ich eine LED mit 
Photowiederstand probieren.

Dabei wuerde ich die Wellenlaenge der LED so kurz wie moeglich waehlen, 
da Lichtstreuung da staerker ist. Wenn das Oel dann dunker wird, sollte 
der Wiederstand betraechtlich nach oben gehen.

Wie gesagt ists nicht die ultimative Loesung (kein Partikelzaehler oder 
dergleichen) aber zumindest Truebung sollte damit ordentlich messbar 
sein. Im Budget sollte das ganze incl. Platine und AVR auch liegen.

Falls das zu empfindlich ist, kann man die Wellenlaenge langsam laenger 
waehlen, um so die ideale Empfindlichkeit zu finden.

Prinzip des ganzen ist Rayleigh Streuung 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung).

Viel Spass und lass uns wissen, ob das gut funktioniert hat.

Felix

Autor: Gebhard Raich (geb)
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>Als ersten guenstigen Anlaufpunkt wuerde ich eine LED mit
>Photowiederstand probieren.
Mit irgendwelchen billig Sensoren wird das wohl nichts. Die Absorption 
von Licht ist hier sicher das Mittel der 1. Wahl. Man muß aber darauf 
achten, möglichst konstante Verhältnisse zu haben. Mit einem MC kann man 
dann anhand einer Kalibrierkurve vermutlich in einem eingeschränkten 
Bereich einigermaßen aussagekräftige Werte berechnen.
Man wird aber jedes einzelne Gerät einer aufwändigen Kalibrierung 
unterziehen müssen -> Nix streut mehr als optoelektronische Bauteile.

viel Erfolg

Autor: Tom (Gast)
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Vielen Dank für die anregenden Ideen.


Ich habe mich für eine Lösung mittels Durchlichtmessung entschieden. 
Eine Einweglichtschranke wird in den Ölkreislauf eingebracht und mittels 
analoger Auswerteelektronik lässt sich die Signalstärke ablesen. Für 
meine Anforderungen wird das genügen.

Das Schwierige wird nur werden, herauszufinden, ob die Grenzwerte sich 
nicht von Gerät zu Gerät unterscheiden, und somit alles wieder hinfällig 
wird. Dennoch stellt eine Einweglichtschranke mit Auswerteelektronik die 
günstigste Lösung dar.

Für alle die es interessiert: In Bosch und Siemens Waschmaschinen sind 
auch Trübungsmessgeräte installiert, die nach dem Prinzip der 
Einweglichtschranke zu funktionieren scheinen.

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