Positionsbestimmung via Metalldetektor

[efanucar]

Hallo zusammen,

ich bräuchte mal einen Rat eines Experten zu einem Lösungsansatz, der mir gerade gekommen ist.

Problem: Auf einer Platte liegen mehrere Metallkugeln, dessen Positionen (x/y) bestimmt werden sollen.

Ansatz: Über die Platte fährt ein Messarm in geringem Abstand über den Kugeln. An diesem Messarm befindet sich eine Reihe von Spulen wie bei einem Metalldetektor. Während sich der Messarm über die Platte bewegt, sollten doch an den Spulen verschiedene Ströme entstehen. In Verbindung mit der Position des Arms könnte man dann doch die x-y-Position errechnen..?

Wisst Ihr wie ich das meine? Kann mir jemand sagen ob es Sinn macht diesen Ansatz weiterzuverfolgen?

Danke und Gruß!

[GeoBot]

Na ja Experte bin ich ja nicht. :-) Aber ich meine das sollte
schon funktioniern. Vielleicht machst du mal eine Skizze?
Dann philisophiert es sich besser!
Wie sieht der Messarm aus? Wie die Spulen verteilt?

[BlackDevil]

Es gibt bei Pepperl+Fuchs Metalldetektoren für genau diese Aufgabe:
http://www.pepperl-fuchs.de/cps/rde/xchg/SID-266868B6-93DDD3C9/germany/hs.xsl/143_induktive_sensoren.htm?tvpv=fa

Die gibt es auch in Sonderformen mit denen du zB die Position eines Schlittens bestimmen kannst. Funktioniert dann so, das du zB 10 dieser Sensoren hintereinander hast und je nach dem welcher gerade "Aktiv" ist bzw meldet das Metall in der nähe ist weist du wo der Schlitten sich befindet. Das ganze geht auch für Drehzahl. Genauso kann man damit prüfen ob eine Tür offen oder geschlossen ist.

Das ganze gibt es seit glaube 40Jahren... Hab die Zahl nicht mehr genau im Kopf.

Das gaze funktioniert auch in der tat so wie du gesagt hast: Über ein Magnetfeld welches sich drastisch ändert wenn ein Metallteil in die nähe kommt.

Die könntest dir also einen Tisch bauen auf dem die Kugeln ruhen und je nach dem welcher dieser Sensoren Aktiv ist dort liegt eine Kugel. Ich weis nur nicht wie störanfällig die Magnetfelder untereinander sind.

Grüße

[efanucar]

Das ging ja flott!
Vielen Dank für Eure Antworten!

Hab jetzt mal zur Info eine Zeichnung gemacht, aber ich glaube Ihr habt das schon richtig durchblickt!

Den Link schau ich mir gleich mal an. Aber natürlich würd ich gern selbst sowas basteln wenn es nicht zu kompliziert ist. Wie kriege ich denn raus, welche Abstände funktionieren und in welchem Abstand die Spulen sein müssen? Nach welchen Grundbegriffen sollte ich da suchen? Lorentzkraft?

[BlackDevil]

Das ging ja flott!
Vielen Dank für Eure Antworten!

Hab jetzt mal zur Info eine Zeichnung gemacht, aber ich glaube Ihr habt das schon richtig durchblickt!

Den Link schau ich mir gleich mal an. Aber natürlich würd ich gern selbst sowas basteln wenn es nicht zu kompliziert ist. Wie kriege ich denn raus, welche Abstände funktionieren und in welchem Abstand die Spulen sein müssen? Nach welchen Grundbegriffen sollte ich da suchen? Lorentzkraft?

Ich wollte dir nur sagen das sowas in der Industrie gang und gebe ist, nicht nur in der Industrie auch bei Tür- und Toranlagen ;)
Weiteres weis ich nicht, hab bei Mag. Feld geschlafen ^^

[efanucar]

ok, dann schau ich mich da mal um.

Kennt noch jemand typische Werte für die erreichbare Genauigkeit?

[BlackDevil]

So genau wie du es haben willst, Pepperl+Fuchs bieten zB Induktive Näherungsschalter mit 1mm abstand an... Du kannst zB auch prüfen ob ein Blech oder zwei Bleche in der Maschine liegen (ich weis das weil ich dort war ^^)

[efanucar]

was heißt "abstand" in diesem zusammenhang? arbeitsabstand des sensors vom blech?

meine wunschgenauigkeit ist +/-0,1 mm
ist das möglich?

[BlackDevil]

Ich denk mal schon. Kommt aufs Feld und die fähigkeit das zu messen drauf an ... Ab da steig ich jetzt aus ^^

[Thomas$]

das mit dem abstand soviel ich weis und beim probieren mit metalldedektoren herausgefunden habe entspricht der radius der spule der maximalen entfernung des noch erkenn bachen objekt.

[Thomas$]

das mit der genauig keit wird schwer. ich hab die erfahrung gemach wenn die spulen zu nah aneinader sind stören sie sich zu stark. müssen es metall kugeln sein oder können es auch magnet kugeln sein?
da gibt sensoren

[RP6conrad]

In industrie verwendet men "Inductive naherungs Sensoren" Diese functionieren mit eine abgestimmte hochfrequent spule. Kommt metal in der nahe, aendert die aggestimmte frequenz, und wird ein Schaltsignal gegeben. Functioniert sehr zuverlassig, aber eher kleine Reichweiten. Von ca 1 bis max 15 mm. Wie grosser die Abstand, wie grosser auch der Spule sein muss. Diese Sensoren functionieren am besten bei Stahl. Andere metallen (alu, kupfer..) haben ca 0.6 bis 0.9 kleinere Reichweiten.
Die kleinste Sensoren haben ein Kopfdiameter von ca 4mm. Reichweite ist dan ca 1 mm. Sensoren mit ein kopf von 25 mm konnen ca 15 mm weit "sehen".

[BlackDevil]

In industrie verwendet men "Inductive naherungs Sensoren" Diese functionieren mit eine abgestimmte hochfrequent spule. Kommt metal in der nahe, aendert die aggestimmte frequenz, und wird ein Schaltsignal gegeben. Functioniert sehr zuverlassig, aber eher kleine Reichweiten. Von ca 1 bis max 15 mm. Wie grosser die Abstand, wie grosser auch der Spule sein muss. Diese Sensoren functionieren am besten bei Stahl. Andere metallen (alu, kupfer..) haben ca 0.6 bis 0.9 kleinere Reichweiten.
Die kleinste Sensoren haben ein Kopfdiameter von ca 4mm. Reichweite ist dan ca 1 mm. Sensoren mit ein kopf von 25 mm konnen ca 15 mm weit "sehen".

Funktioniert auch auf größere Abstände (10cm)

[Thomas$]

destso größer der abstand destso geringer die genauigkeit.

[BlackDevil]

Wenn es nur einen Summer Ein-/Ausschalten soll gehts ^^

[Rollkommando]

Statt des "klassischen" Ansatzes (Schwingkreis bilden und Änderungen in der Resonanzfrequenz messen), wäre auch folgendes denkbar (ähnlich MAD zur U-Boot bekämpfung): Referenzwechselmagnetfeld anlegen (Drahtspule mit Wechselstrom um das Messfeld), die Spulen messen dann passiv die lokalen Abweichungen, die durch die (Eisen)kugeln erzeugt werden - Induzierte Spannungen werden größer, wenn sich Kugeln in der Nähe befinden.

Zum Scannen: Möglicherweise genauer/einfacher ist es, wenn man statt der vielen festen
Spulen auf dem Arm eine große, lange über die ganze Armlänge hat und eine kleine, bewgliche, die über den Arm entlang gefahren werden kann. Der Arm wird über das Feld gefahren, bis die große Spule was findet, und dann die kleine über den Arm für die andere Ordinate.

[efanucar]

Hallo!

Danke für die ganzen Antworten!

Also, prinzipiell könnten es auch magnetische Kugeln sein wenn es damit viel leichter funktioniert, allerdings wäre es besser mit Metall/Stahl-Kugeln.

Die Idee, eine Spule über den Arm zu bewegen scheidet leider aus.
Die Platte ist ca. 2x1m groß und die Messung mit diesem Ansatz würde dann viel zu lange dauern. Ich möchte in ein paar Sekunden mit dem Arm über die Platte fahren und das Messergebnis schnell haben.

Gruß!