Hallo Fachleute!
Ich habe jetzt recht lang versucht im Forum und in Google Infos zu
meiner Frage finden, erfolglos. Ich hoffe hier gibt es jemand der schon
Erfahrungen mit dem Thema hat.
Es geht darum in einem Kunststoffstab (Ø 2mm, c=2200m/s) Blasen zu
detektieren. Die Blasen haben ca. 0,5mm Ø und kommen im Abstand von 5mm
oder größer.
Ich stelle mir dazu einen Sensor vor, durch den der Stab durchgezogen
wird (z.B: unter Wasser, c=1400m/s) und der die durch die Blasen
hervorgerufenen Schwankungen in der Rückstreuintensität erkennt.
Vielleicht ist es sinnvoll die Transmission durch den Stab mit der
Steuintensität unter 90° oder 180° zu vergleichen?
Ich schätze dass die Wellenlänge höchstens in der Größenordnung des
Blasenabstandes sein darf damit man den Strahl genug bündeln kann um die
einzelnen Blasen noch zu erkennen. Außerdem vermute ich, dass die
Steuintensität der Blasen stark Wellenlängenabhängig ist (zumindest
solange die Blasen kleiner sind als die Wellenlänge,
"Raylaighstreuung").
Gut wäre also vmtl. eine Wellenlänge von einstelligen Millimetern oder
kleiner. Das entspricht (in Wasser) einer Frequenz im MHz Bereich.
So jetzt meine Fragen:
-sind die og Überlegugen grundsätzlich richtig?
-Was eignet sich als Ultraschallquelle und als Detektor? Kann man evtl.
Piezoplättchen wie sie in Piepern verbaut sind verwenden?
-Es gibt in ebay günstig diese Ultraschallnebler für
Zimmerspringbrunnen. Ich habe mal gehört die hätten eine Frequenz im MHz
Bereich. Was für Probleme sind zu erwarten wenn man soetwas als Quelle
verwendet?
-Kann ich den Ultraschall sinnvoll dadurch bündeln, dass ich ihn durch
eine Blende schicke? (Blech mit Loch)
-Was eignet sich als Ultraschallabsorber, damit ich nicht so viel an den
Wänden reflektiertes Signal im Detektor habe?
Ich würde mich über eine interessante Diskussuion zum Thema sehr freuen!
Schöne Grüße,
Rainer
ps:
es kömmen auch andere (nicht optische) Messverfahren in Frage. Aber ich
denke Kapazitiv ist schwierig wegen der sehr kleinen Kapazität und
Röntgen u.ä recht aufwändig. Was hab ich übersehen?
Und wenn du den Stab durch eine Flüsigkeit mit dem selben Brechungsindex
ziehst, mit einem Strichlaser beleuchtest und dahinter eine CMOS-Zeile
auswertest?
Rainer schrieb:> Es geht darum in einem Kunststoffstab (Ø 2mm, c=2200m/s) Blasen zu> detektieren.
Es wäre einen Versuch wert, die Permittivität (veraltet
Dielektrizitätskonstante) zu verwenden, die unterscheidet sich zwischen
Luft und PVC um den Faktor 3. Die Kapazität eines Kondensators aus 2
Blechstücken und der Kunststoffstange lässt sich sehr genau messen, das
wäre viel leichter realisierbar als Ultraschallmessungen, jedenfalls für
mich als Elektroniker. Es dürfte allerdings nur wenig Luft dazwischen
sein, ich könnte mir z.B. vorstellen, die Stange zwischen 2
formschlüssigen Walzen zu führen, die mit der Stange einen Kondensator
bilden und gleichzeitig zum Transport dienen.
Gruss Reinhard
Hi,
Danke für die Antworten.
Eine andere Flüssigkeit als Wasser wäre schwierig. Was käme denn in
Frage bei dem Brechungsindex?
Optisch mit Laser usw geht nicht, das Material ist schwarz.
zur elektrostatischen Messung. Interessanter Vorschlag mit den Rollen!
Habe gerade überschlagen dass so ein Kondensator eine Kapazität im
Bereich 10^-11F hat. Also zweistellige Picofarad. Die Änderungen der
Kapazität wenn Blasen kommen ist schätzungsweise ein hundertstel bis
zehntel davon.
Kann man das noch gut mit irgendwelchen Standardchips detektieren?
Grüße,
Rainer
Vorsicht mit den kleinen Fahrrädern.
Die größten Kapazitätsunterschiede bekommst Du bei einer
"formatfüllenden" Blase - Luft statt Kunststoff. Du sagst aber es ginge
um Bläschen.
Darüber hinaus ist Wasser, von wenigen Ausnahmen mal abgesehen, ein
Leiter und es steril zu halten, ist eine Wissenschaft für sich.
Rainer schrieb:> Kann man das noch gut mit irgendwelchen Standardchips detektieren?
Die Kapazitätsmessung an sich geht weit genauer, wenn man z.B. die
Frequenz eines Schwingkreises misst. Wenn aber deine Bläschen so klein
werden, dass ihr Anteil am erfassten Volumen gegen 1% geht, stösst du
mit jedem Verfahren an die Grenze. Da stellt sich schon die Frage, wie
genau ist der Durchmesser des Stabes und wie konstant sind die
Materialeigenschaften. Standardchips gibts wohl für keines der in Frage
kommenden Verfahren.
Gruss Reinhard
die kapazitaet misst man heutzutage zB mit einem AD7747. Mit nahezu
beliebiger Aufloesung. Der Aufbau wird aber nicht trivial. Wenn die
Rollen zB eiern...
was man heute so lernt .. русский Язык - ушассний Язык .. zum Beispiel
Wie wäre dieser Ansatz:
Ein Piezo-Wandler wird an einem Ende des Stabes befestigt,so dass er
akustisch mit dem Stab gekoppelt ist, dazu wird üblicherweise ein
spezielles Gel verwendet. Der Piezo-Wandler arbeitet dabei gleichzeitig
als Sender und Empfänger.
Der Piezowandler wird mit einem sehr kurzen (Rechteck-)Impuls angeregt,
sobald der Impuls beendet ist, wird das Echo mit einem schnellen
A/D-Wandler aufgezeichnet. Im Echo müssten die Positionen der Blasen
sichtbar sein; hängt natürlich davon ab, wie lange der Kunststoff-Stab
ist.
Rainer schrieb:> Ich stelle mir dazu einen Sensor vor, durch den der Stab durchgezogen> wird (z.B: unter Wasser, c=1400m/s) und der die durch die Blasen> hervorgerufenen Schwankungen in der Rückstreuintensität erkennt.
Das kannst du imho vergessen da du an der Oberfläche des Stabes schon
bei einer Ultraschallfrequenz von ein paar kHz eine Totalreflektion
hast. Die sieht deinen Stab aber noch nicht mal. Yachtis haben ihre
Through Hull Schwinger übrigens im Ölbad, nicht ganz grundlos.
Bildgebende US Verfahren gibt es in der Medizin, brauchen direkten
Hautkontakt und noch ein Gel damit die Welle an der Grenzschicht nicht
reflektiert. Ob das in Kunststoff funzt wage ich zu bezweifeln.
Wenn du Lunker im Kunststoff detektieren willst brauchst du eine anderes
Verfahren. Meiner Meinung nach eher elektromagnetische Welle statt
Schall. Also irgendeine Wellenlänge die da so halbwegs durchgeht. von
Infrarot bis Röntgen ist da ja ne Menge Raum.
Johannes E. schrieb:> Der Piezowandler wird mit einem sehr kurzen (Rechteck-)Impuls angeregt,> sobald der Impuls beendet ist, wird das Echo mit einem schnellen> A/D-Wandler aufgezeichnet. Im Echo müssten die Positionen der Blasen> sichtbar sein; hängt natürlich davon ab, wie lange der Kunststoff-Stab> ist.
Wie viel Megawatt Ultraschall im Mhz Bereich willst du denn da
reinballlern damit der Stab das mitmacht? Auch noch in Längsrichtung,
das ist keine Flüssigkeit und auch kein wasserhaltiges Gewebe..
Das du an den Einschlüssen überhaupt eine Reflexion hast ist auch nicht
klar. Die Welle würde an den runden Dingern in einem winzigen Bereich in
alle Richtungen reflektiert und gestreut. Da kommt nichts zurück.
Der Rächer der Transistormorde schrieb:> Das kannst du imho vergessen da du an der Oberfläche des Stabes schon> bei einer Ultraschallfrequenz von ein paar kHz eine Totalreflektion> hast. Die sieht deinen Stab aber noch nicht mal.
Hi,
warum sollte das so sein? Stellenweise ists klar, aber der Schall der
senkrecht durch die Faser tritt geht doch zumteil durch, oder nicht?
Und warum hat das mit der Frequenz zu tun? (ich hab jaeh den MHz Bereich
angepeilt)
Grüße,
Rainer
Dilettant schrieb:> Wenn die> Rollen zB eiern...
Also bitte, wer ein Prüfgerät bauen will wird doch noch runde Rollen
hinkriegen. Es gibt da so Maschinen die nennen sich Drehbank...
Gruss Reinhard
Rainer schrieb:> Stellenweise ists klar, aber der Schall der> senkrecht durch die Faser tritt geht doch zumteil durch, oder nicht?> Und warum hat das mit der Frequenz zu tun? (ich hab jaeh den MHz Bereich> angepeilt)
Wegen der Dämpfung die nun mal Frequenzabhängig ist. Wasser z.B. ist ein
super Leiter für Schall und die Grenze zum Boden ist leicht
detektierbar.
Im Mhz Bereich kommt das Signal aber selbst da nicht weit, ähnlich wie
bei HF, je kürzer die Wellenlänge desto geringer die Reichweite.
Bei deinen Anforderungen bekommst du das Signal nicht mal in das Medium
eingekoppelt. Das geht nur mit starrer Verbindung.
Und selbst wenn das alles mögliche wäre. Es läuft dann eine Welle durch
den Stab, reflektiert an der Wandung, wird an jeder Inhomogenität
verzerrt und/oder reflektiert. Daraus ein Verfahren um Einschlüsse zu
detektieren zu entwickeln halt ich für sehr schwierig.
Der Rächer der Transistormorde schrieb:> Bei deinen Anforderungen bekommst du das Signal nicht mal in das Medium> eingekoppelt. Das geht nur mit starrer Verbindung.
Mein erster Gedanke war auch, nach einer Flüssogkeit zu suchen mit
gleicher Schallgeschwindigkeit wie der Stab, dann wäre der Stab
sozusagen unsichtbar und nur die Luftblasen würden streuen. Aber so eine
Flüssigkeit gibt es nicht.
Gruss Reinhard
Hi,
danke für deine Ausführungen. Wie kann man denn berechnen oder nachlesen
wie stak der Schall kommt? In Wasser und im Kunststoff.
Diese Ultraschallnebler schaffen ja schon aus einigen cm Wassertiefe
noch Nebel an der Wasseroberfläche zu erzeugen - also müsste da auch
Schall ankommen, oder?
Die Reflexion durch den Brechungsindexsprung hab ich gerade berechnet.
Da wo die Welle senkrecht in die Faser tritt hat man 3,5% der Intensität
an Reflexion (Brechungsindessprung ca. 1,6). Totalreflexion tritt ab
ca. 40°auf. Die Blasen sind aber recht gut in der Mitte. Von der
ungedämpften Wellenmechnik her scheint es also rechnerisch möglich.
Habe mir gerade so einen Nebler zum experimentieren bestellt. Finde aber
nichts wie der eigentlich funktioniert - scheint aber mehr als nur ein
getriebener Piezo zu sein. Hat jemand einen Tipp?
Grüße,
Rainer
Rainer schrieb:> Die Reflexion durch den Brechungsindexsprung hab ich gerade berechnet.> Da wo die Welle senkrecht in die Faser tritt hat man 3,5% der Intensität> an Reflexion (Brechungsindessprung ca. 1,6).
und wie bekommst die die restlichen 96,5% wieder weg? Die ballern durch
deinen Tank, machen jede Menge Echos und übersteuern deinen Empfänger.
> Totalreflexion tritt ab> ca. 40°auf. Die Blasen sind aber recht gut in der Mitte. Von der> ungedämpften Wellenmechnik her scheint es also rechnerisch möglich.
Du kannst damit rechnen das ein Promille deiner 3,5% reflektiert werden,
und durch Stab, Medium und Empfänger zurücklaufen und auch tatsächlich
detektiert werden. Mehr ist auch bei Echoloten selten und die haben
optimale Bedingungen bezüglich Laufzeit und Reflektionsschichten.
Das sind dann 0,0035% deines Nutzsignals. Die anderen Echos werden um
Größenordnungen stärker sein. Bildlich gesprochen schlägst du eine
Kirchenglocke an und versuchst das Windgeräusch vom Klöppel
rauszufiltern.
> Habe mir gerade so einen Nebler zum experimentieren bestellt. Finde aber> nichts wie der eigentlich funktioniert - scheint aber mehr als nur ein> getriebener Piezo zu sein.
Ein Piezo halt, funktioniert ähnlich wie ein Schwingquarz. Energie als
Frequenz am Resonanzpunkt rein, mechanische Schwingung raus.
Rainer schrieb:> Hat jemand einen Tipp?
Vergiss es, such dir ne Wellenlänge wo das Zeug durchlässig ist und nimm
Laser Röntgen Mikrowellenbündel, Test auf Resonanz im Bassbereich,
Warmmachen und Spannungsdetektierung durch ausdehnende Luft, wiegen,
Torsionstest was weiß ich. Ultraschall ist so ziemlich das ungünstigste
was du machen kannst.
Brechungsindexsprung ? Der Brechungindex wird ueber dier
Wellenausbreitung gerechnet, und haengt hier mit Dichte & Elastizitaet
& Kompressibilitaet zusammen
ich hab so was schon mal für Wanddickenmessungen bei Gummi gemacht.
ähnlich
http://www.ge-mcs.com/de/ultrasound/integrated-systems/bar-rowa.html
Bei den Messungen sieht man sehr wohl Einschlüsse im Material, aber eine
0.5mm Blase?
Problem ist die Ankopplung des Sensor. Bei Wasser hast Du das Problem
dass es blasenfrei sein muss. Problem ist dann z.B. Produkt ist noch
warm oder Du schleifst Luft mit in den Messbereich ein.
Probier das vorher mit einem Hersteller aus z.B Zumbach, Krautkrämer,
Panametrics usw.
Der Troll schrieb:> Brechungsindexsprung ? Der Brechungindex wird ueber dier> Wellenausbreitung gerechnet, und haengt hier mit Dichte & Elastizitaet> & Kompressibilitaet zusammen
Hi,
ja genau so hab ich das auch ausgerechet. Ich meinte natürlich den
Schall Brechungsindex.
>und wie bekommst die die restlichen 96,5% wieder weg? Die ballern durch>deinen Tank, machen jede Menge Echos und übersteuern deinen Empfänger.
Das deckt sich nicht mit der Aussage, dass der Schall mit der Frequenz
in Wasser nicht weit kommt.
Ich würde den Detektor entsprechend abblenden und den transmittierten
Schall mit einer gschlitzten Gummimatte versuchen zu absorbieren. Wenn
das alles nichts hilft könnte man evtl noch über ein gepulstes System
nachdenken das nur die Streuung in einem gewissen Zeitfenster
akzeptiert.
MIt 3,5% war übrigends die Streuung an der Außenhaut gemeint. Die Blasen
streuen vmtldeutlich mehr, haben aber auch eine deutlich kleinere
Querschnittsfläche ..
>such dir ne Wellenlänge wo das Zeug durchlässig ist
Das ist ein gutes Argument! Aber ich schaff es nicht das irgendwo
nachzurecherchieren. Warum denkst du dass Ultraschall im MHz Bereich so
stark absorbiert wird?
Heinz, das klingt interessant. Danke. Leider sind auf der Website bei
"Technische Daten" keine solchen zu finden. Was für ein Frequenzbereich
wird verwendet?
Stahl stelle ich mir von der Ankopllung her deutlich schwieriger vor,
die Schallgeschwindigkeit ist ja nochmaldreimal so hoch wie bei meinem
Kunststoff.
Die genannten Firman werde ich abklappern. Einen fünfstelligen Betrag
(den ich befürchte) kann ich aber im moment leider nicht aufwenden, aber
vielleicht bekommt man interessante infos.
Grüße,
Rainer
Das ist schon zig Jahre her.
Frequenz war (glaube) 20KHz
Preisklasse etwa 40.000 DM für 4 Sensoren und Auswertung
Das
http://www.olympus-ims.com/de/epoch-4plus/
dürfte billiger sein
Hai!
Rainer schrieb:
> Es geht darum in einem Kunststoffstab (Ø 2mm, c=2200m/s)> Blasen zu detektieren. Die Blasen haben ca. 0,5mm Ø und> kommen im Abstand von 5mm oder größer. [...]>> Ich schätze dass die Wellenlänge höchstens in der> Größenordnung des Blasenabstandes sein darf damit man> den Strahl genug bündeln kann um die einzelnen Blasen> noch zu erkennen.
Glaube ich nicht. Man wird kuerzere Wellen verwenden
muessen (s.u.).
> Außerdem vermute ich, dass die Steuintensität der Blasen> stark Wellenlängenabhängig ist (zumindest solange die Blasen> kleiner sind als die Wellenlänge, "Raylaighstreuung").
Ja, das ist die Fuszangel. Nach meiner dunklen Erinnerung
geht die Streuung mit lamda^-4, d.h. halb so grosze Blasen
geben (bei fester Frequenz) 1/16 des Signals.
> Gut wäre also vmtl. eine Wellenlänge von einstelligen> Millimetern oder kleiner. Das entspricht (in Wasser) einer> Frequenz im MHz Bereich.
Ja, das ist gut beherrschbar.
> -sind die og Überlegugen grundsätzlich richtig?
Denke schon, ja.
> -Was eignet sich als Ultraschallquelle und als Detektor?
Ultraschall-Transducer. Kann man bis ca. 2MHz als Standard-
Teile kaufen; sind sowohl als Sender wie auch als Empfaenger
verwendbar. Lassen sich - wie Quarze - auch auf ungeraden
Harmonischen anregen; die Amplitude sinkt allerdings.
> Kann man evtl. Piezoplättchen wie sie in Piepern verbaut> sind verwenden?
Nein, vermutlich nicht.
> -Es gibt in ebay günstig diese Ultraschallnebler für> Zimmerspringbrunnen. Ich habe mal gehört die hätten eine> Frequenz im MHz Bereich. Was für Probleme sind zu erwarten> wenn man soetwas als Quelle verwendet?
Einen Versucht ist das vielleicht wert.
> -Kann ich den Ultraschall sinnvoll dadurch bündeln, dass> ich ihn durch eine Blende schicke? (Blech mit Loch)
Nein --> Beugung.
Man kann aber "Schalloptik" betreiben - Linsen, Hohlspiegel,
Winkelreflektoren usw. Natuerlich aus Materialien mit
geeigneter Schallgeschwindigkeit und passendem Schallwellen-
widerstand.
> -Was eignet sich als Ultraschallabsorber, damit ich nicht> so viel an den Wänden reflektiertes Signal im Detektor habe?
Akustisches Labyrinth, rauhe Oberflaeche (Gittermuster, Riefen,
Gewinde...), lange Laufwege.
> [Andere Messverfahren]> Aber ich denke Kapazitiv ist schwierig wegen der sehr> kleinen Kapazität [...]
Naja. Unter folgenden Annahmen
- 16kHz Messfrequenz,
- Amplitude 1V
- Transimpedanzverstaerker mit 10MOhm Messwiderstand,
liefert eine Kapazitaet von 1pF eine Ausgangsspannung
von 1V.
Grusz,
Rainer
Hai!
Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Im Mhz Bereich kommt das Signal aber selbst da nicht weit,> ähnlich wie bei HF, je kürzer die Wellenlänge desto geringer> die Reichweite.
Na, nun uebertreib mal nicht so. Im Bereich bis 100MHz ist
die Daempfung im Wasser noch moderat, irgendwo so bei
6dB/cm. (Koennen auch 10dB/cm sein; ich hab keine Zahlen
da. Ist nur Erinnerung.) Man kann da noch ziemlich gut
arbeiten.
> Bei deinen Anforderungen bekommst du das Signal nicht> mal in das Medium eingekoppelt. Das geht nur mit starrer> Verbindung.
Hmm. Glaub ich nicht.
Wir hatten einen Sensor, da musste der Schall durch eine
duenne Silikon-Schicht (!!) laufen. Wenn das Silikon (bei
Arbeitsfrequenz) angenommen 100dB/cm daempft, und die
Schicht 0.5mm dick ist, dann verliert man... gerade mal
ganze 5dB. Das ist nicht mal eine Halbierung (der Amplitude).
Bei der akustischen Ankopplung gibt es nur eine Sache, die
wirklich schlecht [tm] ist: Luft (- und natuerlich Vakuum :)
Irgend eine feste oder fluessige Substanz ist fast immer
deutlich besser als Luft.
> Und selbst wenn das alles mögliche wäre. Es läuft dann eine> Welle durch den Stab, reflektiert an der Wandung, wird an> jeder Inhomogenität verzerrt und/oder reflektiert. Daraus> ein Verfahren um Einschlüsse zu detektieren zu entwickeln> halt ich für sehr schwierig.
Ach Gott... das kaeme wirklich auf eine Versuch an.
Grusz,
Rainer
Hai!
Reinhard Kern schrieb:
> Mein erster Gedanke war auch, nach einer Flüssogkeit zu> suchen mit gleicher Schallgeschwindigkeit wie der Stab,> dann wäre der Stab sozusagen unsichtbar und nur die> Luftblasen würden streuen.
Akustische Immersion sozusagen.
> Aber so eine Flüssigkeit gibt es nicht.
Woher diese Sicherheit?
Allein mit Kochsalz kann man die Schallgeschwindigkeit von
1480m/s auf 1620m/s pimpen. Mit anderen Substanzen geht
moeglicherweise noch mehr.
Grusz,
Rainer
Eine 0,5 mm Blase in einem 2 mm Stab ist schon eine deutlich Störung.
Das sollte sich sowohl Kapazitiv als auch mit Ultraschall detektieren
lassen.
Ein einfacher Weg für eine Kapazitive Messung ist ein HF Oszillator (LC)
wo die Kapazität verändert wird. Kleine Frequenzänderungen sind relativ
leicht zu detektieren, selbst wenn es nur ein paar ppm sind. Hier würde
vermutlich auch noch ein einfacher RC Oszillator (z.B. mit 74HC14)
ausreichen.
Eine Alternative wäre eine Brückenmessung: auf der einen Seite 2
Elektronden mit gegenphasigem Signal und z.B. 2 mm Abstand und 1
Empfängerelektrode gegenüber in der Mitte, so dass es mit dem homogenen
Stab keine Amplitude gibt. Für einen ersten Test könnte sogar schon ein
Oszilloskop zum Detektieren ausreichen: bei 10 V als Anregung, und 100
pF Eingangskapazität (incl. Kabel) gibt 1 pF schon 100 mV Signal.
Die Ideen zum Ultaschall sind auch schon ganz gut. Ein besonders starkes
Signal könnte man ggf. bei einer Resonanz im Stab erhalten, also wenn
die Wellenlänge in den mm Bereich kommt. Die Reflektion an der Grenze
Wasser/PVC ist ggf. sogar von Vorteil.
Hey Leute!
was ihr schreibt motiviert mich sehr! Danke!
Ich werde beide Varianten weiterverfolgen. Die Idee mit dem Oszillator
hab ich noch nicht genauer beleuchtet - hab im HF Bereich kaum
Erfahrung. Ich habe jetzt solche Kapazitätschips von Analog-Devices
bestellt. Sind leider sehr langsam (ca. 100SPS) - da gefällt mir das
mit dem HF Oszillator besser!
Vielleicht 2 gleiche Oszillatoren verwenden deren Plattenkondensatoren
in einigen cm Abstand montiert sind und die Signale dann überlegern und
auf die Schwebung horchen ... stelle ich mir das recht sensitiv vor.
>bei 10 V als Anregung, und 100>pF Eingangskapazität (incl. Kabel) gibt 1 pF schon 100 mV Signal.
Mit welcher Frequenz würdest Du / würdet Ihr aus dem Bauch raus
anfangen?
>> -Kann ich den Ultraschall sinnvoll dadurch bündeln, dass>> ich ihn durch eine Blende schicke? (Blech mit Loch)>Nein --> Beugung.
Ich dachte an eine 5mm Blende bei ca. 2mm Wellenlänge - wenn ich das aus
meinen Optikkenntnissen übertrage müsste da eine gewisse Richtwirkung
bestehen bleiben.. oder spielen da noch andere Faktoren eine Rolle?
>Ultraschall-Transducer. Kann man bis ca. 2MHz als Standard->Teile kaufen; sind sowohl als Sender wie auch als Empfaenger>verwendbar. Lassen sich - wie Quarze - auch auf ungeraden>Harmonischen anregen; die Amplitude sinkt allerdings.
Werde morgen mal ein paar Anbieter antelefonieren. Gibts einen
speziellen Tipp wo man sowetwas vergleichsweise günstig bekommt?
So wie du das schreibst reicht vielleicht auch ein Transducer: in
gewissem Abstand zum Prüfling einen Burst aussenden und dann das Echo
detektieren. Jedoch nicht die Zeitverzögerung des Echos bestimmen,
sondern die Amplitude. Das wäre dann auch ganz gut gegen Echos der
Gefäßwandungen zu schützen.
Grüße,
Rainer
ich habe jetzt mit einigen Ultraschall-Firmen telefoniert und recht
unterschiedliche Aussagen erhalten.
Den meißten kommt das mit der cw-einstrahlung und Messung der
Streuintensität komisch vor und empfehlen eher das Aussenden kurzer
Pulse und Auswerten des Echos nach verschiedener Zeitverzögerung.
Ich bin mir nicht sicher ob diese Ratschläge nicht vielmehr dadurch
zustandekommen, dass das das übliche Verfahren in der Materialprüfung
ist, und nicht weil es in meinem spezielen Fall das einfachste ist.
Jedenfalls stell ich mir das mit der Laufzeitenmessung durch die kurzen
Abstände von der Umsetzung sehr anspruchsvoll vor.
Die empfohlenen Sensoren liegen schnell im vierstelligen Bereich, mit
passendem Gerät dann gleich 5 Stellig...
Eine Firma war dabei die das ganze auch mit einer kontinuierlichen
Schalleinstrahlung machen würde. Klang ganz interessant alles - jedoch
wollen die das speziell dann in ihrem Labor entwickeln was preislich
nicht meine Liga ist. Jedenfalls hat mir das gezeigt dass die Idee nicht
so ganz abwegig ist wie die anderen Gesprächspartner meinten.
Im Endeffekt muss ich wohl einfach drauf los experimentieren. Ich werde
mal versuchen ob ich den Ultraschall von dem Nebler mit einem
Piezoplättchen (evtl aufg eine Stahlplatte geklebt) und Oszilloskop
detektieren kann. Auf gut Glück zwei Transducer zum Stückpreis von 500€
kommt für mich leider nicht in Frage.
Klingt jedenfalls alles dann doch eher nach
Hochfrequenzkapazitätsmessung. das mit dem 74HC14-Oszillator sieht gut
aus, hab mal 2 Stück davon bestellt. Der Plan ist, zwei solche
Oszillatoren zu bauen, einer als Proben- der andere als
Referenzoszillator und die Signale zu überlagern und dann auszuwerten.
Ich bin gespannt!
Grüße,
Rainer
Wenn Du das mit der Kapazitaetsmessung durch Verstimmung eines
Schwingkreises versuchen moechtest, ist der 74HC4046 vielleicht noch ein
Tip.
Da ist ein VCO drin der einen ziehmlich grossen Frequenzbereich abdeckt.
Den Teil im IC der fuer das Feedback ist, kannst Du nehmen um die
Verstimmung zu messen.
Ich hab das Prinzip genommen um Falschmuenzen zu detektieren und war
erstaunt wie genau man Materialunterschiede in Metallen detektieren
konnte.
Bei Metallen wird natuerlich die Induktivitaet des Schwingkreises durch
den Pruefling verstimmt, in Deinem Fall dann die Kapazitaet durch das
Dielektrikum.
Hi,
danke! Aber die kapazitive Messung hab ich fürs erste verworfen. Grund:
die Blasen sind keine Luftblasen sondern Lunker, d.H: sie enstehen durch
den Schwund beim Abkühlen. d.H. das Material das in der Blase fehlt ist
in der nahen Umgebung mehr. Außerdem hab ich nachgemessen, gibt auch
Kugelförmige Blasen mit 0,2mm.
Einzig Möglichkeit die mir einfällt, man müsste das Feld irgendwie
fokussieren sodass der Epsilonunterschied im Zentrum der Faser
überproportional stärker beiträgt.
Grüße,
Rainer
Kurze Zwischenmeldung.
Habe 2 Nebler auch China bekomen. Die Version mit LEDs ist deutlich
stärker.
Habe den (LED-) Nebler in einem randvoll mit Wasser gefülltes 0,5l
Bierglas betrieben. Als Detektor hab ich Piezoplättchen genommen wie sie
in Kinderspielzeug etc. als Piepser verwendet werden. Wenn man die
Platte unter Wasser direkt in den Fokus des Neblers hält hab ich bis zu
10V (spitze-Spitze) bei ca. 1,8MHz gemessen. Überall im Glas sind die
1,8MHz aber deutlich messbar.
es sind 50Hz in komischer Form überlagert. Liegt wohl am mitgelieferten
Snt. (das übrigends einen Ausländischen stecker hat)
Zu dem Nebler gibts passende Ersatzpiezos. Die haben ca. 20mm Ø und
1,4mm dicke. Sowas werd ich mal als nächsten Detektor probieren.
Sieht soweit recht vielversprechend aus!
Grüße,
Rainer
Hast du dich schon mal mit der Ultraschallmikroskopie beschäftigt?. Wird
in der Halbleiterei verwendet, um Fehler beim Packaging von ICs zu
analysieren. Auch Leiterplatten werden damit auf Delamination hin
untersucht.
http://de.wikipedia.org/wiki/Akustische_Mikroskopie
Allerdings ist die Ankopplung an Deinen Stab sicherlich schwer zu
bewerkstelligen.
Hi,
was meinst du mit Interpretation? Die Signalauswertung?
Der Artikel zur US-Mikroskopie ist gut.
Mein Verfahren muss so geartet sein, dass der Fall 4a (Oberfläche des
Stabes) und 4d (Blasen) in diesen Abblundungen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Akustische_Mikroskopie#Wechselwirkungsarten_in_der_Probe
einen möglichst unterschiedlichen Effekt machen.
Man kann den Ultraschall des Neblers ganz gut mit einem Löffel
fokussieren, also sollte es mindestens genausogut mit einem aus Alu oder
VA gefrästen Parabolspiegel gehen. Meine Idee ist, die Ultraschallquelle
und den "Sehstrahl" des Ultraschalldetektors auf die gleiche Stelle des
Stabes zu fokussieren, aber so dass der Ultraschall weder direkt, noch
am Kunststoff gebrochen in den Detektor kann (also beide akkustischen
Achsen nicht genau senkrecht zur Achse sondern mit gewisser
Parallelkomponente)
Es bleibt nur noch die Streuung der Blasen.
Klingt das realistisch?
Grüße,
Rainer
Hi,
hab inzwischen den Blitztrafo direkt an die Röhre montiert und paar
Lötstellen nachgelötet, jetzt gehts besser!
Bei hoher Blitzfrequenz kommt jeder Blitz, bei ca. 1Hz fällt immer mal
wieder einer aus. Flanken am Gate sind recht steil (20ns oder so).
Ich hab schon mehrere Stroboskope bzw Blitzer gebaut, aber hatte immer
dieses Phenomen dass ab und zu der Blitz nicht zündet. Ich würde mich
sehr freuen wenn da jemand eine physikalische Erklärung hat bzw einen
Ansatz. Die Ansteuerung ist immer gleich, also was ändert sich von Blitz
zu Blitz? Wo spielt der Zufall da rein?
Grüße,
Rainer
