Mätning av gods

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Flummo
Inlägg: 301
Blev medlem: 10 november 2005, 02:40:18

Inlägg av Flummo »

Nu är jag lååångt ut på vatten jag inte har något sjökort över, men någon form av induktiv givare? En givare av lämplig sort hålls på lagom avstånd från metallen (mitten av röret funkar väl inte, men säg 3-4cm som hålls någorlunda konstant med hjul som rullar mot insidan).

Jag byggde en extremt enkel metalldetektor av en klockradio en gång, ena högtalarkabeln lindades ett antal varv runt en ferritstav, och en annan kabel lindades några varv och kopplades till förstärkarens ingång. Det blev "rundgång" så det pep i högtalaren, och så fort ett metallföremål fanns i närheten ändrades frekvensen. Kan hända att principen skulle gå använda, kanske med en givare som snurras runt i röret eller flera som körs bredvid varann för att mäta hela insidan.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26662
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

Min tankegång var en linjär version som innehåller en magnet + en Hall-sensor. Ett digitalt exempel är denna, principen är att man har magneten på ena sidan sensorn och det magnetiska ämne som ska detekteras på andra sidan och beroende på närhet osv. kommer magnetfältet att ändras och därmed utslaget.

Självfallet är detta känsligt för avstånd mellan sensor och undersökt ämne men om detta avstånd kan säkerställas kan det ju kanske vara så att utslaget beror på godstjocklek, beroende på hur långt in magnetfältet kan gå och det fortfarande kan detekteras en ändring.
BoF
EF Sponsor
Inlägg: 222
Blev medlem: 7 oktober 2006, 16:43:37

Inlägg av BoF »

Funderade lite kring UL (antar att du menar ultraljud) det verkar vara en möjlig väg att experimentera med om det visar sig vara en bra metod att mäta med!

Väldig lösa funderingar som inte är genomtänkta än men det första som dök upp i huvudet var varför fylla hela röret?

Man har någon sorts gummibälg som sluter tätt mellan rörets innervägg och tex. ett mindre rör som givaren finns placerad i man fyller sedan röret med vatten innan man mäter.

Vatten åtgången är då minimal samt vattnet som används behövs inte sugas upp av någon dyr slamsugare. Det här kanske kan vara värt att lägga ned lite funderingar kring.

Så en mättmetod med UL och vatten kanske inte är helt omöjligt att lösa med lite hjälp av en mekgubbe i ett senare skede.

Den andra metoden med Hall-Sensor kan denna funka till att testa metoden med?
Hall-Sensor

På tal om djuptvatten om man aldrig vågar sig ut i djupet, så lär man sig aldrig något nytt!
Senast redigerad av BoF 14 oktober 2007, 19:46:18, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17631
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

det brukar bli mest kul funderingar när man börjar ta sig vatten över huvudet, har gjort det många gånger och jag skäms inte för att göra det igen, alltid lär mna sig något nytt

en länk kanske
http://www.olympusndt.com/en/applicatio ... -tutorial/
BoF
EF Sponsor
Inlägg: 222
Blev medlem: 7 oktober 2006, 16:43:37

Inlägg av BoF »

Länken var nyttig, om man inte kan ro iland iden så gör det inte så mycket.
Man har antagligen lärt sig lite på vägen som man kan ha nytta av i andra sammanhang.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26662
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

BoF: du har en "url" i slutet av länken...

Nåväl, dessa sensorer borde fungera att testa med, obs. att jag inte vet om man kan se tjockleksskillnad på detta sätt, det är bara en lös idé. Rent omedelbart borde det dock vara möjligt att se en viss tjocklek och allt över är "samma" men under är det avvikelser.

Jag kan även tänka mig att ett par eller 3-4 st kring en magnet borde klara av att visa avvikelse vid ett tunt ställe men jag har ingen erfarenhet och det är bara sjuka tankar efter en heldag med vilda ungar och deras kompisar (= tidigt till sängs).
BoF
EF Sponsor
Inlägg: 222
Blev medlem: 7 oktober 2006, 16:43:37

Inlägg av BoF »

Länken fixad!
Det kan vara lönt att testa lite, så jag kommer att göra lite försök runt dessa två metoder.
Tror också det kan vara lärorikt trots om man skulle misslyckas kapitalt!
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Inlägg av Andy »

Om jag minns rätt så är det “Eddy Current” som får gamla tiders hastighetsmätare mm att fungera. Där roterar en magnet inuti en trumma av aluminium och på trumman sitter visaren som är fjäderbelastad mot noll. Men det är ju aluminium (liksom det mesta i ett flygplan) hur reagerar det på stål (järn), och på stål med lite beläggning på?
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

oavsett vilket man väljer mäta magnetisk flöde och mättningsgräns som väggen ev. kan ta (magnetiska material) eller eddy-current för omagnetisk men ledande material så har man mycket stora beroende i avstånd mellan vägg och sensor samt materialets egenskaper i form av ledningsförmåga och magentiska egenskaper på varge mm längd - hur hantera man detta ???

lösningen är kanske att ändå fylla röret med vatten/vätska och låta pinga akustiskt tjockleken på röret med ekolod-teknik med hårt riktad sensor som sakta roterar runt med viss avstånd från väggen.

virtuellt så får man en puls när det sänds, ett första eko när pulsen träffar insidan av röret och andra ekot när det som gått igenom väggen, stöter på andra sidan och reflekteras tillbaka igen. på så sätt kan man alltid räkna bort avståndet mellan sensorn och innerrörväggen.

Givetvis måste man känna akustiska våghastigheten för vatten resp rörväggsmaterialet. Det svåra är att få pulserna tillräkligt korta så att man får en vettig upplösning - men vad jag förstår så fans det ultraljudsutrustning som redan idag klarar av detta!?
jako
Inlägg: 339
Blev medlem: 26 oktober 2006, 18:32:35
Ort: Sandviken

Inlägg av jako »

Hej alla

Detta är mitt första inlägg på forumet...

För att mäta godstjocklek på stålrör så används företrädesvis ultraljud och då oftast i frekvensområdet 5-25 MHz. Lägre frekvenser kan användas om man accepterar att noggrannheten blir sämre, speciellt vid tunna väggar.
För ultraljud så gäller att mätobjektet skall vara fritt från lösa partiklar, glödskal, etc. eftersom detta kan medföra felmätning.
Ojämna ytor ger också problem med spridning av ljudet vilket påverkar den mottagna pulsen = resultatet av mätningen.
Tjockleksmätning med ultraljud fungerar helt enkelt att man tar tiden det tar för en kort ljudpuls att passera genom materialet -> reflekteras på innerytan och komma tillbaka till utraljudgivaren och multiplicerar med hastigheten och dividerar resultatet med 2. Observera att ljudet måste sändas in i röret vinkelrätt mot yta för bästa noggrannhet.

Ljudhastigheten för ett givet material är konstant vid en given temperatur, t.ex. stål ca. 5850 m/s (beroende på legering och tillverkningsprocess), vatten 1480 m/s OBS att dessa hastigheter gäller longitudinalvågor (kompressionsvågor) vilka normalt används vid t-mätning

För att slippa kopplingsmedel kan man använda EMAT teknik vilken är ultraljudteknik baserat på att ljudet alstras via magnetostriktion. (fungerar bara på magnetiska material...

Eddy current används inte på magnetiska material beroende på det stora antal parametrar som påverkar mätningen samt begränsad inträngning och mycket stort temperaturberoende...

Oooops det blev en mindre bok, har du några specifika frågor kan jag försöka svara...

ASNT NDT Level III UT ET MT

Lycka till
BoF
EF Sponsor
Inlägg: 222
Blev medlem: 7 oktober 2006, 16:43:37

Inlägg av BoF »

Pratade lite med en som hade varit med att kontrollera kullagersringar, fick ett uppslag av honom som var intressant. Metod användes för att hitta micosprickor på kullagerringar.

Dom använde UL, på sensorn monterades en kudde av något membranmaterial som fylldes med vaselin, mellan kudden och det roterande kullagret användes fotogen.
På så viset uppnåddes godkontakt mellan sensor och materialet (en fördel med detta är att membranet ser till att hela sensorn för kontakt med materialet).

Började skissa lite på en lösning av elektroniken i blockschema, för att eventuellt kunna göra mättningar av tjocklek med en UL lösning. Bara lös fundering och på inget viss en färdig lösning, kräver en hel del läsning vidare runt UL metoder innan ens blockschema kan färdigställas.
Men det visar iallafall mina tankegångar av den elektriska lösningen, oavsett om jag drunknar eller inte så blir det ett lärorikt litet (stort) projekt.

Hall-sensorer är beställda så lite tester kommer att ske med dessa också, fast där inbillar jag mig att det räcker att göra en enklare op-förstärkare, som oscilloscopet för visa utfallet på testen.
jako
Inlägg: 339
Blev medlem: 26 oktober 2006, 18:32:35
Ort: Sandviken

Inlägg av jako »

Som membran kan man använda t.ex acetalplast bara man ser till att hålla det så tunt som möjligt. Mellan transducer och membran kan man ha t.ex. motorolja. Kom ihåg att varje media som ljudet skall passera igenom fungerar som ett filter.

På jobbet mäter vi väggtjocklek på t.ex. rör med en noggrannhet på bättre än 0,01 mm dynamiskt.... normalt gör vi mellan 3000-5000 mätningar / sek.

Det finns i huvudsak några olika vägar att lösa det elektroniskt:

1. Den mottagna pulserna förstärks och får passera en komparator som genererar pulser som får starta och stoppa en konstanströms generator som laddar en kondensator. Så länge man håller sig inom kondensatorns linjära område så representerar spänningen godstjockleken.

2. Man använder en snabb klocka och räknar pulser mellan start och stopp eko, 1 mm = 5,85 uS...

Tänk bara på att amplitud skillnaderna är stora mellan yt- botten eko beroende på den stora skillnaden i akustisk impedans. I gränsskiktet vatten - stål reflekteras ca 88 % av energin i ytan och 12 % fortsätter in i materialet.

:)
BoF
EF Sponsor
Inlägg: 222
Blev medlem: 7 oktober 2006, 16:43:37

Inlägg av BoF »

Ditt inlägg är kopierat och sparat!
Användarvisningsbild
bigmac
EF Sponsor
Inlägg: 1224
Blev medlem: 24 april 2007, 08:22:40
Ort: Järfälla
Kontakt:

Inlägg av bigmac »

bara en idiotfråga.. man kan inte värma röret och mäta värmeutbredningen om man vet hur mycket energi man tillför i uppvärmningen?
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

jako skrev:
Tänk bara på att amplitud skillnaderna är stora mellan yt- botten eko beroende på den stora skillnaden i akustisk impedans. I gränsskiktet vatten - stål reflekteras ca 88 % av energin i ytan och 12 % fortsätter in i materialet.

:)
hmm - du verkar insatt, funderar jag i rätt spår nedan ???

88% reflektion... betyder att det är impedansskillnad 31.3 gånger mellan vatten/olja och stål (vad är absolutvärde i Ohm tro - och hur räknar man på detta ??), och så tappar man lika mycket när det går tillbaka ut mot vattnet efter ytreflektionen på andra sidan igen. Man tappar alltså minst 10 dB per stål/vatten-gränsyte passage. Man har säker liknande förluster mellan transportvätskan mellan röret och själva transducern (piezotyp?) också.


Signalen som kommer tillbaka är nog minst 40 dB lägre, dvs spänningen från transducern när den tar emot vågen från rörväggen är nog inte ens 1% av den utsändande vågen även om man räkna med 'perfekta' transducrar och perfekt kontakt... förmodligen är det 60-70 dB dämpning i praktiken då ljudpulsen som kommer tillbaka genom stålytan sprider sig i alla rikningar och bara en liten del av det träffar mottagartransducern

Sedan får inte sändartransducern ha högt egen-Q så att den ringer lång stund efter sändpulsen, tillräkligt liten för att klara 25 MHz samt ingången på mottagarsidan skall överleva den kanske flera 100 Volt stora pulsen och vara redo att lyssna i mV - uV -skala redan några ns efter sändpulsslut. Viss isolation mellan sändare och mottagare kan man nog få med separata sändar och mottagartransducrar, gissar jag.

- elektroniken kan nog många här snickra till något användbart med lite vilja, men man måste få tag på rätt transducrar då jag misstänker att det är inget man filar fram från en kvartkristall bara sådär i garaget (och om man skall använda magnetorestriktion (sp?) som sändarmetod - hur fasen ser en sådan sändspole ut egentligen - och dess drivsteg??, det är likadant här, allt kräver låg system-Q-värde så att man inte får för mycket ringningar om man vill ha upplösning)

nå, bara lite tankar såhär på kvällen, och jag kanske bara svamlar ;-)
Skriv svar