Hinderniserkennung bei hohen Temperaturen / starkem Rauch

[GoodOldLoki]

Funktionieren IR-Sensoren auch bei hohen Temperaturen, bzw. gibt es einen Wert wie hoch die Umgebungstemperatur maximal sein darf?

Mein Feuerlöschbot muss sich auch in verqualmter Umgebung bei hohen Umgebungstemperaturen zurecht finden und darf sich dabei nicht vom Brandherd ablenken lassen.

Kann ich dafür IR-Sensoren benutzen, oder sind Ultraschallsensoren dafür besser geeignet?

[MeckPommER]

Ich würde aus dem Bauch heraus vermuten, das US dafür besser geeignet ist, da Qualm leider sehr gut Licht reflektieren kann.

Was bezeichnest du als hohe Temperaturen? Wäre es nicht vielleicht auch sinnvoll, diese zu messen und bei Überschreitung eines Maximalwertes das Boot in Sicherheit zu bringen, bevor die Technik schmilzt?

Gruß MeckPommER

[GoodOldLoki]

ja, die Temperatur wird eh permanent überwacht.
Ich habe heute einen Termin bei der Feuerwehr, weil da noch etliche Fragen offen sind.
Da werde ich dann klären in welchem Bereich sich die Temperaturen bewegen.

Ab wann wirds denn für die Elektronik gefährlich?

[ranke]

Ab wann wirds denn für die Elektronik gefährlich?


Temperaturgrenzen für die sichere Funktion werden im allgemeinen von der Herstellern der Bauelemente im Datenblatt angegeben.
Für Halbleiter kann man auch pauschaler werden:
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor#Grenzwerte_f.C3.BCr_Sperrschichttempera tur
Dabei muß man berücksichtigen., daß im Betrieb Wärme im Bauteil entsteht, die nur an die Umgebung abgegeben wird, wenn diese kühler ist. Speziell bei Leistungshalbleitern ist das kritisch, weil dort viel Leistung in Wärme umgesetzt wird.
Zuletzt sollte man erwähnen, daß viele Bauteilekenndaten temperaturabhängig sind. Es kann also sein, daß eine Schaltung bei Erwärmung noch nicht kaputtgeht, aber auch nicht so funktioniert, wie bei Raumtemperatur. Im Zweifelsfall hilft auch ein Test.

[Besserwessi]

Wenn es nur um einen kurzen Einsatz geht, muß man hauptsächlich beachten das sich die Eigenschaften der Teile Verändern. Man muß bei hohen Temperaturen mit mehr Leckströmen usw. rechenen. Kurzzeitig sollten viel Teile bis gut 200 C aushalten ohne Kaput zu gehen, das wird schließlich beim SMD löten benutzt. Allerdings hat man da in der Regel keine Funktion mher.

[Janigut]

Man müsste nur alles Isolieren bzw. Kühlen, wozu sich für einen Kurzen Einsatzt ein seperates Elektronikgehäuse in dem normalen machen, in das dann Trockeneis und Abluftlöcher kommen. Das hätte zusätzlich den Vorteil, dass die Elektronik wegen CO²-Atmosphäre nicht brennen könnte. Hast du schon eine Vorstellung, wie dein Bot aussehen soll? Wie bewegt er sich fort? Bilder (3D oder Skizzen) würden mich inetressieren.

MfG Jan

[pongi]

Ja, oder doppelwandige Alubox, wo zwischen den wänden Vakuum (naja, Unterdruck halt) ist. Dazu könnte man so ne Thermoskanne zweckentfremden, wo man normalerweise Tee im Winter hineintut. Wenn man da gute kauft, sind sie zwischen den Wänden evakuiert, und glanzpoliert, damit die Wärmestrahlung auch reflektiert wird.

Die Kühlung würde ich einfach mit so ner CO2 Patrone machen, was zB für Luftruckpistolen verwendet wird. Wenn man die aufmacht, wird rundherum alles eingefroren :-D

[GoodOldLoki]

Skizzen habe ich noch nicht, aber die Basis ist ein Modellpanzer M1Abrams im Masstab 1:12.
Die Löschvorrichtung möchte ich aus der Kanone bauen, sie soll vorne aus der Wanne herausragen und vertikal beweglich sein.
Da ich im Moment noch auf den bestellten Panzer warte, kann ich noch nichts genaues planen.

Es geht allerdings vornehmlich um die Sensorik, da die Basis eh ein Kunststoffmodell ist.

Im realen Einsatz müsste man eh kühlen, da in brennenden Räumen Lufttemperaturen um die 800°C ziemlich schnell erreicht sind.
Heute nachmittag weiss ich aber mehr darüber, was in brennenden Räumen abgeht, fahre heute zur Feuerwehr um mal mit Profis zu sprechen.

Die Idee mit der Thermoskanne ist gar nicht mal so schlecht...

[Besserwessi]

Zum kühlhalten braucht man eine gute isolierung und etwas das möglichst viel Wärme aufnehmen kann. Als Wärmesenke ist da Wasser ziehmlich gut, und 100 C sind auch noch nicht zu viel für passende Elekronikteile. Bei 100 C kann man dann auch Styropor oder ähnliches als Isolierung nehmen. Trockeneis ist in der Handhabung ziehmlich unpraktisch und außerdem sind die tiefen Temperaturen auch ein Problem für die Elektronik. Da schon lieber normales Eis.

[Excalibur]

Dir ist schon klar, das Du mit einem Plastikmodell wirklich nur eine Kerze suchen und löschen kannst. Geeignet um die Logik der Programmierung zu testen. Bei einem realen Brand mit den von Dir skizzierten Temperaturen, bringt Du nur neues Brennmaterial in den Raum. So sehr kannst Du das Chassis gar nicht schützen, schon gar nicht die Ketten. Die für so eine Verwendung ohnehin denkbar ungeeignet sind.

Meine Meinung nach wirst Du um ein selbst gefertigtes Chassis nicht herum kommen. Anders wirst Du nicht die notwendige Widerstandskraft erreichen. Schon der Aufwand nur die Sensorik zu schützen, wird sehr hoch sein. Überleg nur mal welcher Aufwand nötig ist um nur einen US-Sensor in so einer Umgebung vor Hitze, agressiven Dämpfen oder explodieren Teilen zu schützen ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen.

[GoodOldLoki]

natürlich ist mir das klar, wenn ich meinen Plastikbot in einen 900°C heissen Raum schicke (was standard in einem Zimmerbrand ist), bleibt mir ein geschmolzener Klumpen.
Seit heute (1,5h-Gespräch mit der Feuerwehr) weiss ich auch das es unmöglich ist einen Roboter zu konstruieren, der selbstständig einen Raum löscht.

Ich schwenke die Planung um zu einem Gasmessungs-Brandsuch-Bot in schwer zugänglicher Umgebung.

Das heisst die Umgebungstemperatur tritt in den Hintergrund, er bekommt eine Routine, sich zurückzuziehen und dem Operator in der ELZ bescheid zu geben, wenn es ihm zu heiss wird, so dass dieser die Profis rausschicken kann.

Mir graut es zwar jetzt schon vor den Preisen der Gassensoren, aber egal, die Planung wird umgestrickt zu einem Bot, der in kleine Löcher kriecht um zu schauen was dort los ist.

Aber @Excalibur:
Was meinst du damit, das ein Kettenantrieb für diesen Zweck ungeeignet ist?
Ich dachte bisher immer, das ein Kettenantrieb mit unerwarteten Hindernissen auf dem Weg am besten klar kommt.
Oder gibt es für die neue Planung eine geeignetere Antriebs-Alternative?

[pongi]

Er hat wahrscheinlich gemeint, dass die Ketten von Modellpanzern aus Gummi/Plastik sind, und daher bei Hitze schmelzen oder sich ausdehnen, und damit die Funktion nicht mehr gewährleistet ist.

[GoodOldLoki]

Naja, mir fehlt das Geld bzw die Werkzeuge, um einen Antrieb komplett aus Metall zu bauen, deshalb beziehen sich die hohen Temperaturen erst mal nur auf die Sensorik/Elektronik.

Eine Superidee zu einem alternativen Antrieb habe ich hier (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=394549#394549)bekommen.

[GoodOldLoki]

ich werde US-Sensoren zur Navigation verwenden.
Vielen Dank für die zahlreichen Ideen,
ich denke die Sensor-Freaks hier werden noch ne Menge zu tun kriegen, wenn ich bei der Gas-Sensorik angekommen bin.

Da ich extrem flexible, günstige, dünne und trotzdem zertifiziert bis 1100°C hitzebeständige Isolierung gefunden habe, eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten.

Wir planen momentan in wie kleinen Dimensionen diese einsetzbar ist, ob man damit auch kleine US-Sensoren isolieren kann usw.

Genauere Infos gibt es in meinem Thread zum neuen Feuerwehr-Unterstützungsbot, den ich eröffne, sobald die neue Planung durchstrukturiert ist.

[Excalibur]

Aber @Excalibur:
Was meinst du damit, das ein Kettenantrieb für diesen Zweck ungeeignet ist?
Ich dachte bisher immer, das ein Kettenantrieb mit unerwarteten Hindernissen auf dem Weg am besten klar kommt.
Oder gibt es für die neue Planung eine geeignetere Antriebs-Alternative?

Bei den vielen Threads zu dem Thema habe ich die Antwort doch glatt übersehen.

Nein ich meinte nicht, das die Kette aus Kunststoff und Gummi sind. Das das keine geeigneten Materialien sind, hielt ich nach meiner Kritik über das Plastikchassis für selbstverständlich. Was ich meinte war folgendes Kettenfahrzeuge haben kaum Bodenfreiheit, keine Notlaufeigenschaften, hohen Energieverbrauch. Ich der Regel werden sie eingesetzt um sehr schwere Fahrzeuge mit geringer Grundfläche auf nachgiebigem Untergrund fortzubewegen. Etwa 70 Tonnen Panzer auf einer Wiese. Leichtere Panzer wie der Luchs haben aus gutem Grund keine Ketten.

[Herkulase]

Was für einen Sensor willst Du denn nun benutzen? Oben wurden ja die US-Sensoren angesprochen. Die haben leider ein Problem: Die Schallgeschwindigkeit ist temperaturabhängig! Bei 900° C hast du eine c von ca 670 m/s, also ungefähr doppelt so hoch wie bei Zimmertemperatur. Du müsstest also die Temperatur in die Berechnungen mit einfließen lassen. Allerdings hast du ja sogar einen Bereich, in dem die Temperatur stark abfällt oder ansteigt. Auch diesen Verlauf müsste man ungefähr kennen, sonst dürften die Sensoren keine verwertbaren Ergebnisse liefern...

Lg

Gerald

[mare_crisium]

GoodOldLoki,

Du musst beachten, dass die US-Wander bei >120° den Geist aufgeben. Die Wandler sind aus Bariumtitanat und funktionieren aufgrund der ferroelektrischen Eigenschaften dieses Materials. Das ferroelektrische Verhalten verschwindet oberhalb der Curie-Temperatur und die liegt bei Bariumtitanat bei 120°. Du musst sie also kühlen.

Ciao,

mare_crisium