Hallo Liebe Leute, mit der Hoffnung, dass mir der ein oder andere helfen könnte, wende ich mich mal wieder an euch. Vielleicht hat ja jemand schon Erfahrung mit einem bestimmten Sensor gemacht und kann ihn empfehlen. Ich würde gerne in einer dünnen Röhre den Füllstand messen. Diese Röhre ist anfangs leer wird über eine Pumpe mit Wasser gefüllt. Die Herausforderung Die Röhre hat einen Durchmesser von nur 7 mm und die Gesamtlänge beträgt etwa 200 mm. Der Sensor sollte eine Auflösung von 0,1 mm oder sogar noch kleiner aufweisen können und eine hohe Abtastrate haben können. Wird beispielsweise die Höhe von 8.5 mm überschritten, so soll der Sensor ein Signal geben, sodass die Röhre nicht weiter befüllt wird. Jeder Zehntel mm Abweichung würde demzufolge das geforderte Endvolumen verfälschen. Aktuell habe ich zwei optoelektrische Sensoren im Zyinder verbaut, die an zwei festgelegten Höhen platziert sind, doch diese funktionieren nicht immer. Frage Welche Art von Füllstandssensor würdet könnt ihr empfehlen? Könnte man optische Abstandssensoren (Laser) wie diesen nehmen Problem nur, dass dieser natürlich zu groß ist für eine 7mm große Öffnung. http://leuze.de/de/deutschland/produkte/messende_sensoren/optische_abstandssensoren/odsl_6/selector.php?supplier_aid=50108363&grp_id=A1-2-1-1-1&lang=deu grüße Julius
eventuell über den druck? es gibt sehr emfindliche druck sensoren
Schon mal über Alternativen zu deiner Messung nachgedacht? Julius H. schrieb: > würde demzufolge das geforderte Endvolumen > verfälschen. Es geht also nicht um den Füllstand, sondern um das Volumen. Reicht vieleicht eine genaue Dosierpumpe? Kann man das Volumen wiegen? ... Wenn du uns mehr über dein eigentliches Problem und die geforderte Genauigkeit mitteilen würdest gäbe es vieleicht auch bessere Ideen.
je nach Hintergrund, wie Material der Röhren etc. gibt es die Möglichkeit eine identische 2. Röhre mit der gleichen Flüssigkeit definiert zu füllen - und dann beide Röhren in mechanische Schwingung zu versetzen - und dann aus der Phasenverschiebung der Schwingungen beider Röhren den Füllstand abzuleiten. Diese Methode lässt sehr präzise Messungen zu
eine gute kamera sollte den spiegel relativ einfach auflösen können. zudem könntest du die geänderte brechung nützen (so wie bei einem fieberthemometer. wenn du die röhre zudem an der interessanten stelle verengen kannst steigert das die auflösung deutlich. sg
zoggl schrieb: > wenn du die röhre zudem an der interessanten stelle verengen kannst > steigert das die auflösung deutlich. Aber nur wenn das Gesamtvolumen in der Röhre ist. Falls das eigentliche Volumen in einem Behälter und mit der Röhre verbunden ist, und die nur den Füllstand anzeigen soll nützt das nichts.
Julius H. schrieb: > Aktuell habe ich zwei optoelektrische Sensoren im Zyinder verbaut, die > an zwei festgelegten Höhen platziert sind, doch diese funktionieren > nicht immer. Wie wäre eine kleine Plastikkugel (5mm) welche in der Röhre auf dem Wasser schwimmt? Dann würden die momentan verbauten Sensoren zuverlässig reagieren.
MiMa schrieb: > Wie wäre eine kleine Plastikkugel (5mm) Damit wird es schwer in einer 7mm Röhre auf besser 0,1mm zu kommen wie oben gefordert. Wenn man aber die Kugel fast so groß macht wie die Röhre, dann weiss ich nicht ob die bei der kleinen Größe durch Adhäsions/Kappilareffekte "kleben" bleiben kann. Müsste man versuchen
Julius H. schrieb: > Könnte man optische Abstandssensoren (Laser) wie diesen nehmen > Problem nur, dass dieser natürlich zu groß ist für eine 7mm große > Öffnung. Mit der Anforderung die 0,1mm absolut einzuhalten wird das nicht möglich sein. Da macht dir allein schon der Schall und die Kompressibilität von Flüssigkeiten unter veränderlichem Druck einen Strich durch die Rechnung. Die Messung zu einer Referenz (so wie Ihr das bereits per Lichtschranke macht) ist allerdings sicher machbar. Ich würde an der Stelle als erstes klären, warum eure Messung fehlschlägt, bevor Ihr ein neues Konzept anfangt. Wo liegt die Störung und wie kann man diese kompensieren. Erst dann kann man vernünftig verbessern oder eine Technologie auswählen in der diese Störung keinen Einfluß hat. Systematische Fehler nimmt man leider gerne über Technologie-Grenzen mit ;-)
Der Andere schrieb: > Damit wird es schwer in einer 7mm Röhre auf besser 0,1mm zu kommen wie > oben gefordert. Bis jetzt hat ja auch gereicht den Füllstand optisch zu bestimmen. Die Kugel verbessert die Erkennung und die Genauigkeit bleibt gleich. Der Andere schrieb: > Wenn man aber die Kugel fast so groß macht wie die Röhre, dann weiss ich > nicht ob die bei der kleinen Größe durch Adhäsions/Kappilareffekte > "kleben" bleiben kann. Müsste man versuchen Hm. Wird ja öfter so gemacht. Haben diese Kugeln vielleicht einen Kern aus Metall, damit sie nicht kleben bleiben?
Hallo, das ging ja wieder mal schnell mit den Antworten, vielen dank schonmal. Über eine Druckmessung habe ich noch gar nicht nachgedacht. Funktioniert das denn gut bei einem Volumen von etwa 4-5 ml bei einer Genauigkeit von 0.05 ml? Wie @Der Andere richtig erkannt hat, geht es mir nicht primär um den Füllstand. Über die Füllhöhe will ich jedoch indirekt auf das Volumen schließen. Wie oben erwähnt sollen 5 ml etwa injiziert werden und das dann auf 0.05 ml genau, optimalerweise natürlich besser. Eine Spritzenpumpe, welche ml genau dosieren kann, hatte ich schon in Betrieb, doch will ich diese ersetzen(schneller Verschleiß der Spritze durch die Flüssigkeit. Wird angegriffen und ließ sich mit der Zeit nur noch schwergängig betätigen.) Deshalb der Ansatz über die Sensoren Die Röhre noch schmaler zu machen wäre zumindest eine Maßnahme. Doch bin ich mir mit der Messtechnik immer noch unsicher. Eine Messkamera würde den Bauraum sprengen. Optimalerweise gibt der Sensor bei einem bestimmten Volumen bzw Füllstand ein Signal zum Stoppen der Pumpe.
Du suchst also sowas in automatisch: http://ratiolab.com/info/katalog/de/einkanal-praezisionspipette-ratiopetta-katalog.pdf
Tim S. schrieb: > Da macht dir allein schon der Schall und die Kompressibilität von > Flüssigkeiten unter veränderlichem Druck einen Strich durch die > Rechnung. > > Die Messung zu einer Referenz (so wie Ihr das bereits per Lichtschranke > macht) ist allerdings sicher machbar. > > Ich würde an der Stelle als erstes klären, warum eure Messung > fehlschlägt, bevor Ihr ein neues Konzept anfangt. Wo liegt die Störung > und wie kann man diese kompensieren. Das Problem tritt regelmäßig auf, kann aber nicht reproduziert werden, weshalb die Vermutung nahe liegt, dass die optoelektrischen Sensoren das Problem sind. Die optoelektrischen Sensoren sind durch eine Bohrung in der Röhre. Und die Messspitze verengt demzufolge nochmals den Querschnitt. Wir haben keine Simulation zur Strömung gemacht, aber durch den direkten Kontakt mit dem Wasser durch den Sensor, glaube ich, dass da ungewollte Strömungseffekte (vllt. Totvolumina) auftreten. Auch der Kappilareffekt durch die 7mm Durchmesser ist wohl nicht zu vernachlässigen. Eine berührungslose Alternative wäre wohl die beste Lösung
Der Andere schrieb: > Du suchst also sowas in automatisch: > http://ratiolab.com/info/katalog/de/einkanal-praez... Genau, wobei möglichst wenig Bauteile erstrebenswert sind. Mit der Variante bzw mit der Spritzenpumpe die ich hatte, musste ic die Pumpe bzw. Pipette erst befüllen und wieder injizieren Diesen Umweg will ich mir ersparen, durch das direkte vefördern der Flüssigkeit aus einem Behälter in die Röhre.
Julius H. schrieb: > Funktioniert das denn gut bei einem Volumen von etwa 4-5 ml bei einer > Genauigkeit von 0.05 ml? Julius H. schrieb: > Die Röhre hat einen Durchmesser von nur 7 mm und die Gesamtlänge beträgt > etwa 200 mm. > > Der Sensor sollte eine Auflösung von 0,1 mm oder sogar noch kleiner > aufweisen können 0.1mm in deiner Röhre entspricht 0.0038ml -> Für diene Anforderung würde dir schon eine Genauigkeit von 1mm genügen. Ich bin immer noch für eine schwimmende Kugel und eine Lichtschranke.
wendelsberg schrieb: > Roehre und Fluessigkeit durchsichtig oder nicht? > > wendelsberg Beides Durchsichtig MiMa schrieb: > Ich bin immer noch für eine schwimmende Kugel und eine Lichtschranke. Die Öffnung aus der das Wasser strömt, dient gleichzeitig als Wasserauslass. Dabei strömt aus einer Öffnung im oberen Bereich der Röhre Luft und verdrängt das Wasser schlagartig durch die selbe Öffnung aus der das Wasser kam. Ein Magnetventil leitet es in eine andere Leitung. Nicht das die Kugel den Ausgang verstopft und die Luft nicht mehr durch die Röhre strömen kann.
Julius H. schrieb: > wendelsberg schrieb: >> Roehre und Fluessigkeit durchsichtig oder nicht? >> >> wendelsberg > > Beides Durchsichtig Also koenntest Du das Ganze geeignet rot z.B. mit einer LED beleuchten. Der Wasserspiegel sollte sich sehr eindeutig optisch erfassen lassen, wenn es ganz genau werden muss, mit einer CCD-Zeile. wendelsberg
Julius H. schrieb: > Nicht das > die Kugel den Ausgang verstopft und die Luft nicht mehr durch die Röhre > strömen kann. Drei, zueinander rechtwinklige, Löcher durch die Kugel bohren. 1mm sollte genügen für die Luft oder? Das Volumen welches dabei durch die Kapilarwirkung "in der Kugel verschwindet" und somit nicht zum Messergebnis dazu zählt kann man einmalig messen und danach die Sollhöhe einstellen.
Julius H. schrieb: > Welche Art von Füllstandssensor würdet könnt ihr empfehlen? Elektroden aussen an der Röhre - ist Wasser dazwischen, erhöht sich die Kapazität deutlich (Dieelektrizitätskonstante Luft 1, Wasser > 80). Dazu muss man ein paar Experimente machen, als fertiges Modul kaufen geht sicher nicht. Ich habe hier Ultraschall-Abstandssensoren, aber die haben das gleiche Problem wie Laser: das Rohr müsste dafür etwa 45 mm dick sein. Georg
>Eine Spritzenpumpe, welche ml genau dosieren kann, hatte ich schon in
Betrieb, doch will ich diese ersetzen(schneller Verschleiß der Spritze
durch die Flüssigkeit. Wird angegriffen und ließ sich mit der Zeit nur
noch schwergängig betätigen.)
Ich wuerde bei der Spritze bleiben. Allenfalls aus besserem Material, zB
Glas.
Jetzt ist G. schrieb: > schneller Verschleiß der Spritze > durch die Flüssigkeit. Wird angegriffen von Wasser? wendelsberg
wendelsberg schrieb: > Jetzt ist G. schrieb: >> schneller Verschleiß der Spritze >> durch die Flüssigkeit. Wird angegriffen > > von Wasser? Einmalspritzen sind halt auch nur auf einmaligen Gebrauch ausgelegt. Die schönen alten Spritzen aus Glas und vernickeltem Messing gibt es wahrscheinlich nirgends mehr, höchsten in Filmen wie "Charite". Georg
Julius H. schrieb: > Welche Art von Füllstandssensor würdet könnt ihr empfehlen? Baue eine Orgelpfeife draus, d.h. rege die Luftsäule zu Resonanzschwingung an. Über die Tonhöhe bekommst du ziemlich direkt die Länge der Luftsäule. Luftdruck und Temperatur brauchst du zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit.
Spritzen aus Glas ohne schöne vernickelte Messingbeschläge würden "Kolbenprober" heißen. Carl Roth hätte einen mit 25 mL im Programm. Evtl. gäbe es diese auch noch kleiner. (Generell im Laborfachhandel, z.B. bei VWR o.Ä.) https://www.carlroth.com/de/de/Laborbedarf/Probennahme%2C-Pumpen%2C-Liquid-Handling/Gashandling/Kolbenprober/Kolbenprober-mit-Kapillaransatz%2C-ohne-Hahn/p/0000000900010d6b00010023_de
Etwas verbessern kannst du deine bisherige Anordnung, wenn du die Röhre nicht senkrecht, sondern schräg aufstellst. Bei 30 statt 90 Grad hast du eine Verdoppelung der Auflösung.
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