Avståndsmätning med ultraljud i rör?.

[Krille Krokodil]

Höjden varierar även den "tomma" volymen ovanför vattnet. Således borde ju amplituden hos tex en högtalare, som har röret som resonanslåda, variera med höjden. Dock är det ju ganska stora volymer när det gäller en brunn, så det är nog tekniskt svårt med tanke på att resonansfrekvensen i röret blir så lågt... Mest en tanke.

Tror inte det är någon dum idé med en högtalare som sveper ett visst frekvensintervall och en mikrofon som registrerar när man har resonans.
Bord gå att köra på runt 300Hz.

Hur stor är nivåskillnaden du ska mäta?

[Andax]

Najsigt med lite fler idér
JimmyAndersson: Ingen häller dum idé. Det är dock lite problematiskt att mäta den extremt korta tiden.
Vid en upplösning på 3cm krävs att man kan detektera en tids skillnad på 20pico sek. ( tur-retur)

Fagge, det är en tidsskillnad på 200picosek för 3 cm upplösning, inte 20 pico. 200 pico låter inte mycket heller men det finns lite trick man kan ta till för att få upp upplösningen även om man kör med långsammare tidtagare. Enklast är att medelvärdesbilda många mätningar.

[JimmyAndersson]

Tänkte väl att det skulle finnas en hake med den idén...

Fräsens/Krilles tanke är inte så dum. Rörets längd gör ju att det måste ha en ganska liten diameter för att inte få på tok för låg resonansfrekvens när det är lite vatten i brunnen. Sedan kommer det här med vilken frekvens man ska skicka ut från högtalaren. En idé är pulsvågform på nånstans runt 1-5Hz, dvs korta "knäppljud" så man bara får tillbaka en utklingande ton (resonansfrekvensen). Sedan bandpassfilter mm på mikrofonen för att bara få med de intressanta frekvenserna.

Jag vet att det optimala är att skicka ut en ton som ligger nära resonansfrekvensen, men luften i röret vibrerar/studsar ju oavsett vilken frekvens man stoppar in. Nackdelen med att skicka ut en ton nära resonansfrekvensen är ju att högtalarens direktljud kommer tas upp av mikrofonen. Så mitt förslag är en frekvens som ligger under den lägsta resonansfrekvensen man kan få i röret.

Det finns nog de som kan räkna på det här. Jag kan inte, så jag går bara efter mina erfarenheter från testprojekt med avloppsrörbaserade instrument.

[Frolle]

Kan du inte hänga ner ett par bara koppartrådar med en liten vikt i var ända och sedan mäta resistansen?

Eller ett rör som är öppet nertill och tätt upptill med en manometer.
Häng ner röret i brunnen, nästan till botten och vips så har du något utslag relativt till meter vatten i brunnen. Sedan kanske manometern gåt att elektrifiera (om man inte kan köpa något färdigt). Borde ju ge liknande funktion som bubbelröret som nämdes tidigare. Kan nog med fördel använda en lång 16mm polyetenslang (billigt) hela vägen in i huset för att slippa elektronik vid brunnen. Men då kan man ju titta på den analoga manometen direkt och och undvika elektronik helt och hållet, och det vore ju inte så bra Dock borde man nog i så fall ha ett tjockare rör i brunnen för att få större utslag.

Eller en laserpekare/lampa som lyter lite snett ner mot mitten och sedan reflekteras av vattenytan. Sedan fotoresistorer eller dylig i en rad på locket. Vinkeln kommer att ändra met varierande vatten nivå.

Eller en lite Web-cam i brunnen?

Eller flytta in brunnen i källaren på huset så man kan titta direkt ner i den...
Nä, nu spårar det ur, dags att gå och lägga sig. Bye.

[persika]

Häng i en lastcell en pinne som är så lång som höjden av vattenytans variation. Pinnen ska inte kunna flyta i vatten. När vattnet stiger längs pinnen lättar den lite av vattnets flytkraft och signalen från lastcellen ändras, på så sätt kan man får reda på var vattenytan befinner sig.

Jag har själv funnit detta på nätet och provat det i verkligheten.
Fungerade utmärkt, kunde mäta 0.1mm variationer på 100mm "slaglängd".

[Matte]

Hur djup är en brunn?

Kan man inte bara sticka ner ett rör där undre änden alltid är under vattnet, högst upp sätter men en lufttrycksgivare för diffrentiell mätning. då vatten nivån stiger ökar luft trycket i röret. enda problemet är att det får absolut inte läcka för då mäter den fel.

[xxargs]

förr eller senare absorberas luften i röret ned till vattnet och du får mätfel - även om du har ett tunt lager olja ovanpå vattenytan i röret så kommer det absorbera även om det förmodligen går långsammare.

själv tycker jag knack i (piezo)högtalare och mäta tiden tills ekot kommer tillbaka är en intressant ide att prova - rör med jämna väggar transporterar stötvågen bra som i en transmissionsledning - det är bara klappa ändan av en lång utlaggd slang med handflatan så förstår man snart prinsipen när ekot 'klappar' tillbaka märkbart strax efter om slangen är tillräkligt långt. (faktiskt ett av många fysikaliska exprimenten i 'tom tits' i södertälje)

ett imponerande fall är Strängnästunneln när tågen bromsar in från 200 knyck till 50 knyck ut skapade en puls i hela tunneln så att trumhinnorna nästan sprängande åkte in och ut i 30 sekunders intervall till fortfarande klart märkbart efter 8 ggr om man var mitt i tunneln. Man blev ganska förundrad över detta eftersom utsattes för detta väldigt fysiskt och man vet att portalerna bokstavligen är vidöppna i ändarna. Det spelar ingen roll om ändan är sluten eller vidöppen - det viktiga om det skall bli reflex eller inte är en markant skillnad i övergången mot hur 'röret' såg ut innan - tex. om den i ett steg blir vidare eller smalare, något som nyttjas av bla. dom som designar avgassystem till tvåtaktare och därför deras avgassystem ser ut som en tarmpaket...

Regeln är dock förståss vassare puls ju kortare distans som skall mätas så att pulsen hinner avslutas innan man kan börja lyssna efter ekot.

ekot kommer att ha ovänd polaritet om röret slutar i fri luft (tom brunn) gentemot när det studsar mot en vattenyta i röret - dvs pulse kommer att gå nedåt från högtalaren/micen vid fri rörända och uppåt när det studsar mot vattenyta i röret.

om man inte vill köra med pulser så kan man låta röret arbeta som en kvartsvågspipa/orgelpipa som vid frekvensswep går i resonans vid viss frekvens - matas högtalaren i en motståndsbrygga så kommer man se en laständning i högtalaren (förmodligen hög impedans) när det inträffar och man behöver inte ens ha en mic.

[Icecap]

Att mäta trycket med en luftslang är en bra idé men man måste ha den lite mer komplicerat. Precis som xxargs skriver absorberas luften och ett mätfel uppstår men med en liten kompressor kan detta mätfel "nollas" vid att man regelbundet pumpar ner luft så att slangen fylls med luft.

Självklart ska pumpen klara av att ge tillräckligt tryck och ha en backventil men det behövs inte så mycket volym dock, alltså kan den vara skapligt liten.

Ytterligare en fördel: Mät strax innan pumpen kör och strax efter att den har stoppat, är mätningen hyggligt lika är slangen OK, är det "stor" diff är det hål på slangen.

Fördel vid mätmetoden:
* Enkel att installera, bara droppa ner en slang med en vikt i botten.
* Enkel och stabil mätning.

Nackdel:
* Behöver kompressor och en mikroprocessorstyrning.

[xxargs]

det fins billiga luftkompressorer för typ 150-190:- på micro/clas ohlson som kan ge 17 -20 bar (som nya...) så det 'bör' räcka för att blåsa ren smala slangen till botten även för en väldigt djup borrbrunn med hög vattenstånd.

man får pumpa innan varje mätning - dock bör man inte räkna med att dessa billiga kompressorer håller speciellt länge iom. glidlager och grafitpulver som smörjning...

[AntiZ]

Känner mig bara tvungen att brainstorma lite fritt...

Man kan släppa ner en/ett "någonting" vid en känd tidpunkt och räkna tiden till plasket! Har man en fiskelina i "någonting" kan man dra upp det igen.

Man kan låta en liten motor veva upp en tyngd från botten och räkna antalet varv tills det blir lite tyngre att hissa.

Man skulle kunna fästa en arm i brunnsväggen, i ungefär max-vatten-nivå och ha ett flöte i andra änden, med en potensiometer kan man mäta vinkeln och få ut nivån. Funkar dock bara på ett nivåspann som är mindre än brunnsdiametern (ev. dubbla om man har en vattentät pot).

Varför inte ha en ultraljudssändare som ligger i en "båt" och mäter upp i brunnslocket, om det är problem ner i vattnet? Iofs kanske det blev ekon och sådant i brunnen.

Man kan göra det lufttätt och fylla på med säg 2 bar, för att sedan öppna en ventil och räkna tiden det tar tills normaltryck.

Den bästa: Stoppa i en stor doppvärmare och med en given effekt kan du räkna ut hur mycket vatten det måste vara för den tiden det tar att värma till 100 grader.

Verkar dock som du går på Flervarviga potens lösning, kan nog vara bra även om det kräver en stor mekanisk insatts för att inte krångla.

[ghost_rider]

det fins billiga luftkompressorer för typ 150-190:- på micro/clas ohlson som kan ge 17 -20 bar (som nya...) så det 'bör' räcka för att blåsa ren smala slangen till botten även för en väldigt djup borrbrunn med hög vattenstånd.

jag o min bror blåste rent ett gammalt spjut, 26m djup 6cm dia, 3 bar i luft. o viola! vi hade en gejser (stavning?) på tomten
ang mätningen, kan du inte ha en spegel som flyter på ytan och sedan en laser som pulsar, mäta hur lång tid det tar mellan spegel o mottagare ? även om detta görs i ett rör så visst, strålen förvrängs, men med en ljuskänslig mottagare, så e saken biff

[Radiohead]

ett imponerande fall är Strängnästunneln när tågen bromsar in från 200 knyck till 50 knyck ut skapade en puls i hela tunneln så att trumhinnorna nästan sprängande åkte in och ut i 30 sekunders intervall till fortfarande klart märkbart efter 8 ggr om man var mitt i tunneln.

Kan du beskriva detta på ett annat sätt eller skriva om stycket? Låter intressant, men jag förstår inte vad du menar.

[xxargs]

tja, ett annat ordval är att det var som att sitta inne i en orgelpipa/flöjtrör (med öppna ändar) med frekvensen ca 1/30 Hz. Med inkommande tåget som pulsgivaren/'klappet' när den bromsade in inne i tunneln och även bromsade luften bakom sig och den vägen fick igång en stötvåg med många ton luft inblandat.

Dom flesta kan inse att tryckvågen i luften i ett rör kan studsa mot en stängd ända och vända - men det kan studsa precis lika bra mot en vidöppen ända och denna effekt används i musikinstrument som flöjter mm (hålen flyttar 'porten' fram och tillbaka och därmed olika frekvens).

I den här tunneln så var effekten i jätteformat och man själv var som en lite myra inne i flöjtröret när den spelas och trots den stora trycksvängningarna i mitten av tunneln som fick trumhinnorna att närmast gå i ändlägena in och ut så märktes dessa svängningar inte alls i närheten av mynningarna.

ungefär 7-8 ggr kunde man känna svängningarna med öronen i mitten av tunneln.

[Radiohead]

1/30 Hz? Du menar att trycket svängde mellan högt och lågt bara någon gång per minut? Häftigt.

Jag får intrycket av att inbromsningen skulle vara källan till fenomenet på nåt sätt. Menar du det? Det borde väl bara vara rörelsen i sig antar jag, inte inbromsningen.

[arvidb]

Funkar det inte med en tryckmätare på botten?