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Thema: Sensor für Blasenzähler

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Frage Sensor für Blasenzähler

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    Hallo,

    Ich Suche einen geeigneten kleinen sensor um Luftblasen zu zählen, die durch ein Plexiglas-Röhrchen laufen. Das ganze wird von einem arduino angesteuert. Kann Mann da einfach eine lichtschranke mit ir bauen, oder gibt es da bessere Methoden ???

    Gruß Björn

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Ein Lichtschranke ist schon mal ein gar nicht so schlechter Ansatz. Dabei hat man die Alternative gerade durch, so das eine Blase das Licht abschwächt, oder auch im Winkel, so das der Empfänger nur bei einer Blase Licht bekommt.

    Als Alternative würde mir sonst noch eine Kapazitive Messung einfallen, ist aber vermutlich eher Komplizierter - vor allem wenn man so etwas nicht kennt.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Hilft dir vermutlich nicht direkt weiter, aber FESTO hat mal sowas gebastelt: http://www.festo.com/cms/de_corp/113...2.htm#id_11392 Vielleicht interessierts dich ja...

    Gruß
    Malte

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Ja das mit der Kapazität wäre etwas zu aufwändig für diesen Zweck glaube ich. Aber wie ich in dem Link zu Festo sehe, verwenden die vermutlich eine Gabellichtschranke. Ich werde mal gucken ob ich da nicht das Fluid einfach dunkel einfärben kann, ohne dass es in irgendeiner Weise eine Diffusion in den Co2 Blasen gibt, und das ganze dann mit so einer Gabellichtschranke mache. Habe sonst noch Reflektionssesoren gesehen, allerdings reflektiert das Plexiglasrohr ja ebenfalls.

    Gruß
    Björn

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Ich glaube nicht, dass die eine "Gabel", die man da in dem Video, sieht wirklich eine Gabellichtschranke ist. So weit ich das erkennen kann, werden Reflektionslichtschranken (oder Farbsensoren) und Kameras verwendet. Letzteres ist natürlich auch noch eine Möglichkeit...

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hi Björn.

    ... kleinen sensor um Luftblasen zu zählen, die durch ein Plexiglas-Röhrchen laufen ...
    Es gibt offene Fragen. Wie klein sind die kleinsten Blasen? Durchmesser des Plexiröhrchens? Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsprofil - laminar - turbulent - sonstig? Sind Mehrfachzählungen (zwei Blasen neben- und hintereinander) notwendig, möglich, wünschenswert oder ohne Bedeutung? Ist ein Abriss der Flüssigkeit zeitweise möglich <=> es kommt NUR noch Gas. Gibts in der flüssigen Phase (im Gas wohl eher nicht) Tyndalleffekt? Gibts in der flüssigen Phase Partikel? Temperatur der Fluide - weil evtl. Brechungsfragen beeinflusst werden. Du sprichst von Luftblasen, später von CO2. Was denn nun? - es ist nur wegen der sauberen Aufgabenstellung.

    Sinn macht ne Laserschranke. Dabei ist wichtig darauf zu achten, dass die Einkopplung des Lichtstrahls so erfolgt, dass die Lichtbrechung keinen Messwerteinfluss macht und dass die Einkoppelstelle die Strömung nicht stört - ausser es ist eher eine Schätzung statt Messung. Wichtig bei Wirbelbildung bzw. -vermeidung, dass mögliche Blasenteilungen vermieden oder akzeptiert werden.

    Wenn die Bläschen deutlich kleiner als der Rohrdurchmesser sind, wird das Strömungsprofil wichtig. Dann wird üblicherweise nur ein Ausschnitt gemessen und der Rest anhand der geschätzten Aufenthaltswahrscheinlichkeit im Messvolumen statistisch gerechnet.

    Die Ansprechzeit des Sensors/Rezeptors ist wichtig. Wenn die zu lahm und die Strömungsgeschwindigkeit nicht gering ist, werden kleine Bläschen oder tangential durchs Messfenster strömende Blasen möglicherweise nicht erfasst.

    Hab ich noch etwas vergessen?
    Ciao sagt der JoeamBerg

  7. #7
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hallo,

    ja ich hätte wohl erstmal umschreiben sollen was ich da genau zählen möchte.
    Also es geht um einen Co2 Reaktor. Dort wird mit Hilfe von Zucker und Hefe Co2 produziert. Um die Produktion zu überwachen und den Verlauf der Produktion zu überwachen und zu analysieren werden zum einen die Produktionsmenge an Gas gemessen und zum Anderen soll später die Zusammensetzung der Gase überwacht werden, da dabei nicht nur Co2 sondern auch Alkohol entsteht welcher später noch von einem Fremdgasabscheider zum großen Teil abgegeben wird. Zu allererst geht aber nur darum die Produktion des Reaktors zu überwachen und mit Temperatur, Licht, und den verschiedenen Mischungen von Wasser, Zucker und Hefe fest zu halten um eine geeignete Langzeitmischung zu finden die eine konstante Produktion gewärleistet.

    Der Blasenzähler hat einen Innendurchmesser von 7mm und die Blasen einen Durchmesser von ca. 4 - 5mm. Das Fluid kann durch ein 2. Röhrchen ganz wunderbar zirkulieren, damit kein Stau entsteht. Sozusagen eine Art Kreislauf aus mehreren Röhrchen, bei dem die Blasen aber nur durch das eine Röhrchen kommen. Beim Anlaufen der CO2 Produktion kann es schon sein, dass dort 1 Blase pro Sekunde durch kriecht. Je nach Reaktormischung kommen dann nach ca einer Woche dann für die nächsten 3 bis 4 Wochen ca 15 bis 20 Blasen pro Minute da durch.

    Da die Menge der Gasproduktion je nach Mischung recht unterschiedlich sein kann und ich einen Stau im Blasenzähler vermeiden möchte, steigen die Blasen einfach zügig senkrecht nach oben, also ganz normal wie in einem Glas Wasser.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    ... mit Hilfe von Zucker und Hefe Co2 produziert ...
    Viele Grüße von Frau Hefe und Herrn Tyndall.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    problematisch, wenn das genau werden soll ist die Temperatur Deines Fluides, da sich CO2 gerne löst und die gelöste Menge von der Temperatur abhängt.
    Hab selber ne Fermentationsregelung entwickelt, kenn die Probleme ... das Nächste ist, dass das entweichende CO2 "nass" ist, Dein Rohr wird also voller, das nächste Problem wird sein, dass die Blasen eben auch druckabhängig sind vom Volumen her, sie werden beim Aufstieg in der Röhre größer ...

    Hab aus diesen Gründen auf kaloriemetrische Messung umgesattelt ... Honneywell baut da für kleinste Gasmengen geeignete Sensoren, brauchst nur vor dem Sensor nen Kondensatabscheider.

    Allerdings kleines Manko, ich hab da ein Patent drauf angemeldet ... lass aber auch mit mir reden

    Welche Menge an Zuckerlösung hast Du angepeilt mit welchem Zuckergehalt und welcher Fermentationstemperatur und Hefestamm?

    Was die Fermentationskurve angeht kann ich Dir prophezeien, dass, bei konstanter Temperatur beim Gärstart die CO2-abgabe groß sein wird und die Kurve sich dann zunehmend abflacht, weil der Alkohol in der Lösung gärhemmend wirkt. Ohne Temperaturregelung wird sich je nach Größe und Ausgangstemperatur die CO2-Abgabe exponentiell entwickeln um dann je nach Hefestamm irgendwo bei 40°C praktisch abzubrechen ... das nennt sich dann versieden.
    Ach so, als Winzer kann ich Dir zur Fermentation noch Tips geben wenn gewünscht ... ist mein Tagesgeschäft quasi.
    Geändert von Vitis (13.08.2012 um 19:41 Uhr)
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Auch wenn die Flüssigkeit durchsichtig ist, kann so eine Gasblase schon einen Kontrast für die Lichtschranke darstellen. Wie stark der Kontrast ist, hängt auch von der Einkopplung und den Röhrchen ab, denn das Licht geht auch durch das Glas, um die Flüssigkeit herum. Da kann man sich viele Gedanken machen, oder einfach mal ein paar Blasen nachmessen. Die Lichtschranke liefert halt kein 0% - 100% Signal sonder vielleicht so etwas wie 50% / 100%.

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