mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultraschall mal anders nutzen.


Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen,
ich habe für meine Technikerarbeit eine Aufgabe in Aussicht die ich 
evtl.
annehmen möchte.
Ziel dieser Arbeit soll sein ein 0,5mm - 1mm großes Loch in einem 
Glaspörper zu bestimmen. Es handelt sich hier um eine Glasspritze. Es 
soll erkannt werden ob die Spritze durchgängig ist oder nicht.


Meine Überlegung war nun eine Art Ultraschall - Schranke zu nutzen.

Meine Idee ist es an des Ende er Spritze den Sender und an die Spitze 
der Spritze den Empfänger zu setzen. Sollte die Spritze durchgängig sein 
müsste der Untraschall durchdringen. Somit würde mich nicht die Laufzeit 
des Signals sondern eher die Amplitudenhöhe des Empfängers intressieren.

Hierzu hätte ich einige Fragen:
Hat jemand Ultraschall schon mal für eine ähnliche Anwandung genutzt?
Gibt es Module Ähnlich der SRF Reihe bei denen man die Amplitudenhöhe 
auswerten kann?

Weitere Tipps bzw Anregungen sind gerne Willkommen .... ;)

mfg
Matthias

Autor: Sven (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wäre es das ganze optisch zu messen ?
z.B. mit einer Lichtquelle, vielleicht Laser,
auf der anderen Seite ein optischer sensor,
und dann Intensität messen ?
Oder eine Kamera, der PC oder µC analysiert das Bild ?

Gruß Sven

P.S. Man kennt die Spritze nicht....

Autor: thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hi,
Wie lang ist denn diese Glasspritze?
ist das Glas transparent?
Ich würde eher mit einer Kamera und im Gegenlicht arbeiten.
da sieht man die Wandung richtig gut, und man kann auch feststellen, ob 
es Verengungen gibt und wie stark diese sind.

Mit Ultraschall hast du evtl. Probleme mit dem Ausrichten des Prüflings.

Beschreib mal den Prozess genauer

Autor: thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Sven
:) warst schneller, 2 Dumme ein Gedanke

Autor: Hagen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Idee mit US ist gut, besonders dann wenn die Spritze/Kanüle etc.pp. 
gebogen ist und mit Licht nicht so viel zu machen ist. Du musst nur 
sicherstellen das die einzigsten Reflefktionen die der Empfänger 
empfangen kann diejenigen sind die durch die Spritze und nicht aussen 
herum kommen.
Die empfange Amplitude des US Signals müsste dann in jedem Falle 
proportional zum Durchmesser + Hohlraum der Spritze sein, egal ob gerade 
oder gebogen.

Gruß Hagen

Autor: Triti (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Unsereiner macht Durchgangsprüfung mit Luftdruck. Wenn verstopft, fällt 
Druck nicht oder zu langsam ab. Lässt sich einfach messen.
Oder mit Wasser. In x Sekunden müssen y ml durchgehen. Bei bekanntem 
Wasserdruck weiss man auch gleich, ob die Düsengrösse passt. Die nasse 
Sache dann flink mit Luftdruck trocknen.

lg
Triti

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
PTC-Widerstand als Strömungsfühler benutzen.

Für Schaltnetzteile gibt es von Siemens zum Beispiel PTC`s von etwa 2mm 
Durchmesser.
So einen an Spannung legen, dass er eine deutliche Temperaturerhöhung 
erreicht. In die Zuleitung ein Messgerät schalten. Wenn der PTC-Wid. aus 
der Kanüle angeblasen wird, steigt die Stromaufnahme deutlich an.

Autor: Matthias (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wow ... estmal Danke für so viel Beiträge in
so kurzer Zeit. Bin echt Baff :)

@Sven und Thomas:
Ja du hast sicherlich recht. Optisch zu messen und mit einer Smartkamera 
und Gegenlicht ist kein Probem (bis auf die verdrehten bzw. krummen 
Bohrungen.).

Jedoch legt die Firma in der wir das Projekt machen können Wert auf eine
"relativ" kostengünstige Alternative. Eine Smartkamera + Objektiv + LED 
Beleuchtung kosten auch schon mal schnell 5000€.  Das bedeutet wenn die 
das mal an 50 Maschinen machen wollen wirds richtig teuer.
Deshalb die Idee mit Ultraschall und µC...

Da das transparente Glas ab einer Wellenlänge von 300nm durchsichtig ist 
kann man mit einem Laser die irdgenwo zwischen 450nm und 700nm nicht 
wirklich unterscheiden ob die Spritze durchgängig ist oder nicht. LAser 
unter 300nm ist auch so eine "teure" Sache.

Ich habe mal eine Auschnitt einer Zeichnung angehängt...

@Triti
Durchgangsmessung per Druck ist zur Zeit implemeniert. Soll aber 
unbedingt ersetzt werden. Der Grund ist das die Kunden, alle aus dem 
Pharma Bereich, zwingen vorschreiben das keine Luft eingeblasen werden 
darf. Angeblich könnte damit Schmutz eingebracht werden bzw. 
innenliegender Schmutz nach vorne, in die Spitze betragen werden. Ob das 
so ist steht auf natürlich auf einem ganz anderen Blatt, aber wenns der 
Kunde sonst nicht mehr will.. was beleibt dann einem schon übrig :)

QHagen
Bitte schau dir mal die PDF im Anhang an. Die Fingerauflage würde den 
Sender abdecken. Das sollte nicht das gehen. Hast du schon mal eine 
ähnliche Anwendung mit US gemacht? Gibt es bei der SRF Reihe evtl eine 
Möglichkeit an die Amplitudenwerte zu kommen? Habe mir die Doku der 
SRF10 angesehen. Soweit ich sehen konnte ist das nicht ein 
Standardfeature...

Autor: Ulrich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn es wirklich low cost sein soll: ein kleiner Controller (z.B. AVR 
Tiny13) als Sender zu Ultraschallkapsel (ca. 20 kHz ?), eine kleines 6 
mm Mikrofon (etwas testen / suchen, viel gehen noch bis 50 kHz) 
eventuell ein OP als Verstärker und eine LM567 als Detektor. Ausgang 
kann an den Controller und der kann dann irgendwie bescheidgeben (LED 
oder UART)

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Ulrich,
danke für deine Antwort. Ich werde mal sehen ob ich deine Idee irgendwie 
umgesetzt bekomme. Was die Preisgestellung angeht muss es nicht zwingend 
gaaanz günstig sein. Wenn das fertige Gerät nachher 300€-500€ kostet ist 
es auch ok. Die einzige alternative die es zur Zeit gibt ist ein 
Kamerasystem für 5000€.
Deshalb wäre es auch ok wenn ich auf fertige Platinen zurückgreifen 
würde, wenn es denn welche geben würde.
Toll wäre so in der Art der SRF10 bei der es möglich ist die Amplitude 
auszuwerten.
Evtl. würde ja auch eine fertige Verstärkerplatine schon weiterhelfen. 
Bin ich mir aben nicht sicher...

Das 20khz Signal zum Senden würde ich dann direkt vom µC erzeugen 
lassen.
Als Controller möchte ich den AT89C51003 von Atmel nehmen. Mit dem bin 
ich aus der Schule vertraut. Ausserdem hat er eine Can-Schnittstelle. 
Der krönende Abschluss wäre die Übergabe der Daten per CAN. Die 
Maschinen an die die Platine soll laufen auch mit CAN. Aber das ist 
erstmal Nebensache  :)

lg
Matthias

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi, Matthias,

warum eigentlich Ultraschall?

Wo es Kopfhörer gibt, die in den Gehörgang passen und wunderbar in einen 
Silikonschlauch.


Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Wolfgang

Hi,
was möchtest du damit ausdrücken? Habe dich nicht verstanden.

mfg
Matthias

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe zwei Jahre Ultraschall gemacht.

Für dieses Problem halte ich Ultraschal für ungeeigent. An die Spitz 
läst sich der Ultraschallwandler gut anbringen.In Innreren ist die 
Ankopplung durch die Schrägen schon schlechter. Der Scahllwan Er gibt 
auch Ultrachall in den Glaskörper ab. es werden sich mehrere Wellen 
ausbreiten. Glas hat eine sehr hohe Schalgeschwindigkeit. Du müssest es 
mit einem Bürst schicke und zeitlich heraus fangen. In der Röhre gibt es 
eine untere Grenzfrequenz. Wenn ich mich richtig erinnere war das 
Lambda/2. Bei einer Luftschallgeschwindigkeit von 340m/s ist das eine 
Frequenz von 680kHz. Alle Ultraschallfrequenzen unterhalb können sich 
nur gedämpft ausbreiten.
Es wird auch schwierg sein eine Ultraschalllösung vom Labor in die 
Produktionslinie zu bekommen.

Wie wäre es mit einem adaptierten "Lichtwellenleiter". Versuche die 
Totalreflexion auszunutzen. Kopple an der Spitze Licht mit einem Steilen 
Winkel ein. Das Licht ist bei der Spitzengeometie in dem Glas gefangen. 
Weicht die Geometrie ab, gibt es Licht im Loch.

Oder wie gesagt Druck drauf und messe den Diffdruck.
Diffdrucksensor 30Euro

Autor: Helmut (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

ich hab das auch überschlagen: Lambda = v/f ==> bei v = 340 m/s 
bräuchtest Du
einen Wandler mit >600 kHz. Ein weiteres Problem ist die Ausrichtung des 
Wandlers (und des Prüflings): der Wandler muss exakt lotrecht zum 
Prüfling ausgerichtet werden. Ein Verkanten bedeutet sofort die 
Abschwächung der Amplitude. (Wer misst misst Mist) Eine Idee wäre, den 
Sender pneumatisch in den Prüfling fahren zu lassen; die Mechanik ist da 
jedoch wie gesagt wegen dem Ausrichten aufwendig. Das oben angemerkte 
Mikrofon kannst Du vergessen: die Frequenz packt kein übliches HF Mikro 
mehr (zumindest kenne ich keins)
Ansonsten denke ich schon, dass das machbar ist, wenn Du zwei 
höherfrequente Wandler benutzt, einen als Sender, den anderen als 
Empfänger. Dich interessiert wenn ich es recht verstanden habe ja bloss, 
ob der Durchgang i.O. ist. Am Empfänger benötigst Du noch eine 
entsprechende Verstärkerschaltung. Wie gesagt: ich denke dass das geht. 
Wenn das Loch ein bisschen größer wäre: ich habe das mit einem 
niederfrequenteren Wandler (40 kHz) erfolgreich durchgezogen.

Gruß Helmut

Autor: Y. T. (moritzz)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könntest du nicht einfach das Gewicht der Spritze hochgenau messen? Mit 
Verschluss ist sie ja wohl schwerer, vielleicht sogar um einen größeren 
Betrag als die Toleranz der restlichen Spritzen hat..?

Autor: Michael Frangenberg (startrekmichi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könnte man die Luft (oder ein anderes Gas) nicht einfach in anderer 
Richtung durchblasen? Dann ist das Argument mit dem weiterblasen des 
Drecks entkräftet. Es sollte dann halt nur wirklich gut gesäubertes Gas 
verwendet werden. Das dürfte die absolut gesehen billigste Lösung sein, 
ob sich die Kunden drauf einlassen ist natürlich nochmal was anderes.

mfg
 Michi

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi, Mathias,

wozu teure US-Kapseln, optimiert für TV-Fernsteuerungen, wenn dieselbe 
Aufgabe auch muit billigen Köpfhörerkapseln bei 1 kHz erledigt werden 
kann?

Außerdem hört man das Piepsen schön.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Hagen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das mit der Luft ist garnichtmal so schlecht. Man pumpt Luft in die 
Spritze rein, natürlich luftdicht. Am Schlauch der Pumpe einen 
Drucksensor. Ist die Spritze dicht steigt der Luftdruck in der Spritze 
an. Wenn man jetzt die Pumpleistung der Pumpe kennt und das Volumen der 
Spritze dann kann man über die Zeit den Lufdruck des Drucksensors 
integrieren und so messen wie groß der Durchmesser der Kanüle ist.

Gruß hagen

Autor: Gerard Choinka (gerardchoinka)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man kein Gas/Luft reinpusten darf (was ist durchaus verstehen 
kann), ein Drücksensor und eine Wärmequelle die extern die Kanüle 
erwärmt, die Luft müsste sich ausdehnen und der Druck steigen lassen 
(keine ahnug ob messbar ist)

Autor: Matthias (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leute,
euerer riesiges Feedback ist einfach umwerfend.
Ich habe eine Ultraschall - Schranke von Sitron (siehe Anhang) zum 
testen auftreiben können. Mit dem Ding kann ich tatsächlich zwischen 
einer verschlossenen und einer offenen Kanüle unterscheiden. Ich habe 
die Sende und Empfangsfläche etwas verkleinert, so auf 5mm. (mit Blech 
abgedeckt) Vom ersten Ansatz her war es ok. Leider hat die Schranke 
keinen Analogausgang. Dann wäre ich schon eine großes Stückchen weiter 
gewesen. So konnte ich aber testen das es vom Prinzip klappen kann. Die 
Schranke arbeite mit 180Khz.

@Helmut
Wir ist nicht ganz klar wie du auf solch hohe Frequenzen kommst > 
600khz?
Kannst du mir das bitte etwas genauer erläutern? Weißt du zufällig wo 
man solche Komponenten bekommen könnte?

@Wolfgang Horn
Bist du sicher das sowas auch bei 1Khz geht? gibt es da nicht zu viel 
Störgeräusche aus der Umgebung?

@Hagen / Gerard Choinka
Luft oder Gas fällt leider raus. Der Kunde wills nicht. Egal wie gut 
diee Agumente auch sind.

Die letzte Idee wäre evtl per UV-Licht. Glas hat die Eigenschaft bei 
unter 300nm Wellenlänge alles zu absorbieren. evtl. kann das was werden.
Wobei die US Variante immer noch irgenwie mein Favorit ist.


lg
Matthias

Autor: Helmut (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

peinlich: f muss nicht so hoch sein. (Tippfehler von mir, sorry).
Für Dich habe ich eine gute Adresse:
http://www.seco-sensor.de Chefs Hr. Möckl & Hr. Siebenhaar.
Die haben z.B. 400kHz Wandler. Grüße dann bitte nach Co. :-)
Du kannst Deine Applikation schildern, ich wette sie haben eine gute 
Lösung (z.B. reicht 1 Wandler ...)

Viel Spass,

Grüßle aus dem Muschterländle,
Helmut

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.