Luftstrom mit Sensor messen

[NEro.de]

Hallo,

ich wollte beim Ziehen einer Shisha den Luftzug messen und während des Zuges sollen LED´s aufleuchten. Ich weiß nicht welchen Sensor ich dafür nehmen sollte. Ich dachte zuerst an ein Micro. Gibt es hier auch einen anderen Weg?

LG.
Sebastian

[Thomas$]

http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NPN_Thermometer_Schaltung.svg
die spannung ist temperaturabhängig, der transitor erwärmt sich stromabhängig --> eigenerwärmung + luftstrom --> abkühlung --> spannungsunterschied

[ranke]

was gibt es noch zu sagen

... dass es so nicht gehen wird, weil die Eigenerwärmung bei grob geschätzten 0,5 mW (knapp 1 mA mal gut 0,5 Volt) Verlustleistung im Transistor durch andere Temperaturschwankungen überdeckt wird.

Also mit kleinerem Widerstand machen, der Transistor sollte schon gut warm werden.

[oberallgeier]

Hallo Sebastian, willkommen im Forum.


... beim Ziehen einer Shisha den Luftzug messen ... welchen Sensor ...Nette Projektidee!

Rechnen wir mal ein bisschen (ich kenne ne Shisha nur rein theoretisch und nur ungefähr). Der engste Querschnitt des Gesamtaufbaus hat 1 cm², rund Ø1,3 cm. Ein Zug aus der Pfeife sind vermutlich höchstens 2 Liter in 10 Sekunden (es geht ja um Genuss und nicht um Leistungssport). Daher ist die höchste Strömungsgeschwindigkeit 2 m/s (2000 cm³ / 1 cm² / 10 sec) - aber eben von einem Noob geschätzt. In diesem Energieniveau ist ne Strömungsmessung von Luft reichlich schwer! Ich kann mir vorstellen, dass ne Hitzdrahtmessung (extrem dünner Wolframdraht) etwas bringt, aber das ist ein Laboraufbau und bei dem Energieniveau noch immer mit etlichen Tücken. Und für die Lösung mit Transistor fürchte ich wegen des Massenverhältnisses Luftmenge/Sensormasse einen Schleppfehler, der das System allenfalls als Zappelphillipp laufen lässt.

Idee/Vorschlag. Wie wärs den Druck in der Flasche zu messen? Die Lunge wird einen Unterdruck von maximal 100 mbar (eher deutlich weniger, wieder das Argument mit Genuss und nicht Leistungssport) aufbauen können. Nen Drucksensor mit Fühlerausgang bringt man sicher gut in die Flasche ein (mit nem Spritzschutz! oder so) und da ist er auch besser gegen schnelle Verschmutzung durch Kondensation der ätherischen Dämpfe geschützt bzw. schützbar. Sensoren für diese Druckstufe sind marktgängig und in ausreichender Größe (Kleinheit) verfügbar. Und das Signal wäre für Dein Interesse vielleicht schon ausreichend.

Kleiner Ausflug in die Theorie: Luft in diesem Strömungsbereich kann als inkompressibles Fluid angesehen werden, man kann also aus der Druckdifferenz einigermassen ordentlich auf die Strömungsgeschwindigkeit schließen (und wer will/kann, darfs auch rechnen *gg*).

Überleg Dir das mal!?

[Besserwessi]

Die thermische Messung sollte schon gehen - nur ist ein normaler Transistor zu groß und damit zu träge. Mit einem Metalldraht (z.B. Glühbirne ohne Glas) sollte es gehen. Die Differenzdruckmessung sollte aber wohl empfindlicher sein.

[malthy]

Vielleicht ändert sich die optische Transmission wenn der dichte "Qualm" (Wasserdampf?) gesogen wird gegenüber dem Fall wenn nicht gesogen wird? Dann könnte man ggf optisch messen. Ich habe allerdings nicht die geringste Vorstellung ob das praktisch klappen kann ... :-)

Gruß
Malte

[oberallgeier]

Vielleicht ändert sich die optische Transmission wenn der dichte "Qualm" (Wasserdampf?) gesogen ...Ganz bestimmt. Ich bin sogar sicher, dass man einen Tyndalleffekt bemerken wird wie hier (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SonneNebel.jpg) oder hier (http://www.google.de/imgres?imgurl=https://www.uni-due.de/~hc0014/S%2BWM/Wirkung/Tyndall.jpg&imgrefurl=https://www.uni-due.de/~hc0014/S%2BWM/Wirkung/Tyndall.html&h=311&w=390&tbnid=FNqLElUWClDBjM:&zoom=1&tbnh=103&tbnw=129&usg=__xcQ6_pq_k28_pP99ldBqOursk78=&docid=eRVfY367-Seg6M&sa=X&ei=v7umU7D5JKOI4gTS74CIAQ&sqi=2&ved=0CCwQ9QEwAg&dur=469). Wär aber eher eine Konzentrationsanzeige wenn entweder die Transmission gemessen wird oder ein Photosensor den Tyndalleffekt quantitativ auswertet. NATÜRLICH könnte mit LDA (Laser Doppler Anemometrie) bequem die Geschwindigkeit festgestellt werden - nur dürfte der Platzbedarf der Messeinrichtung dann dazu führen, dass man pro Kaffeestube nur eine Shisha rauchen darf :-/ . . . aber als DIY-Projekt ein LDA zu bauen - hmmmmm - muss ich mal auf meine Todo (http://www.laserfreak.net/forum/viewtopic.php?f=182&t=52735)liste legen. (... so für 2042 oder so)

[PICture]

Hallo!

@ NEro.de

Als Lektüre: https://www.roboternetz.de/community/threads/12693-Mal-wieder-die-Windmesser-) . ;)

[Besserwessi]

Eine Alternative Möglichkeit wäre noch akustisch, über die Laufzeit von Schall/Ultraschall entlang eines Rohres / Schlauches. Nur so also grobe Anzeige reichen ggf. schon die Strömungsgeräusche bei einer turbulenten Strömung.

[malthy]

während des Zuges sollen LED´s aufleuchten

Hier scheint es ja weniger um eine Messung im physikalischen Sinne zu gehen als um einen Deko-Effekt. Insofern mag eine Methode, die ein "binäres" Ergebnis (saugen vs. nicht saugen) liefert ausreichen.

[PICture]

Ich habe irgendwann und irgendwo im Netz ein Spielzeug gesehen, bei dem man eine "Kerze mit LED-Flamme" per pusten "löschen" konnte, finde es aber leider nicht mehr._.

Ich habe es dank google doch gefunden: http://www.google.de/images?q=electronic+led+candle+blow+out+schematic&hl=de&gbv=2&tbm=isch&oq=electronic+led+candle+blow+out+schematic&gs_l=img.12...11870.19156.0.22384.10.1.0.9.0.0.163 .163.0j1.1.0....0...1ac.1.34.img..10.0.0.Jmt-bIxwTEU . :Strahl

[oberallgeier]

... Möglichkeit ... akustisch ... Strömungsgeräusche bei einer turbulenten Strömung.Luft: ν (nü, 273K) 17,1 .10-6 Pas, v (siehe oben) 2 m/s, d (siehe oben) 10.10-3 m => Re = 588. Mit allen sonstigen Eventualitäten meiner groben Schätzung also Re << 1200 - und etwa ab da kann man mit beginnendem Umschlag rechnen . . . Wie schon erwähnt, das Energieniveau ist total niedrig.

[ranke]

... Möglichkeit ... akustisch ... Strömungsgeräusche bei einer turbulenten Strömung.
Luft: ν (nü, 273K) 17,1 .10-6 Pas, v (siehe oben) 2 m/s, d (siehe oben) 10.10-3 m => Re = 588. Mit allen sonstigen Eventualitäten meiner groben Schätzung also Re << 1200 - und etwa ab da kann man mit beginnendem Umschlag rechnen . . . Wie schon erwähnt, das Energieniveau ist total niedrig.

Das ist eine Wasserpfeife, die blubbert eben, wenn man zieht. Solange die Nebengeräusche gering sind, könnte man schon so auswerten. Störsicherer ist wohl die Differenzdruckmethode. Aus einer kleinen Konservendose, einem alten Fahrradschlauch und einem Mikroschalter lässt sich mit etwas Geschick bestimmt etwas basteln. Man sollte es über einen kleinen Schlauch anschließen, Fahrradschläuche schmecken ziemlich penetrant nach Gummi.

[Besserwessi]

Wenn man bei der Reynoldszahl die Größe der Öffnung des Mikrofons (ca. 1mm) als geometrische Größe nimmt liegt man nicht mehr bei 588, sondern 5880 - also durchaus turbulent. Allerdings ist die Strömung am Rand langsamer, aber da sollte so etwas wie ein Draht quer durch den Querschnitt reichen.

[oberallgeier]

Wenn man bei der Reynoldszahl die Größe der Öffnung des Mikrofons (ca. 1mm) als geometrische Größe nimmt ...Wieviel Luft >>strömt<< denn durch die Mikrofonöffnung ? Sorry für die Pingeligkeit - aber ...

[seite5]

Hallo,
Mittels Differenzmessung sollte der Luftstrom auch mit der ganz oben genannte Metode Erwärmen und die Abkühlung durch
den Luftstrom messen funktionieren, also zwei möglichst gleiche "Elemente" (z.B. Micro-Thermistoren) mit dem gleichen Strom
speisen, einen in den Luftzug den anderen davon abschirmen. Dabei darauf achten, dass beide trotzdem in etwa die gleiche
Wärmekapazität/Wärmeleitfähigkeit um sich herum "sehen".
mfg
Achim

[Manf]

Wenn Gas bewegt wird und das gemessen werden soll, dann geht es sicher auch über das Geräusch oder den Druckabfall. Vor allem wird das Gas aber auch unter den Wasserspiegel gesaugt und steigt in Blasen auf. Hier ist doch eine Stelle an der man direkt mechanisch mit einem Schwimmer messen kann.
Es könnte eine Auffanghaube für das Gas unter dem Wasserspiegel sein mit einer kleinen Öffnung oben für den Gasaustritt (ein Leaky Bucket), aufgehängt wie ein Schwimmer im Wasserkasten einer WC- Spülung.

28519

[Vitis]

Hab sowas mal gemacht mit dem Sensor

FS5 von IST, gibts bei Farnell: http://www.farnell.com/datasheets/484569.pdf

hab das mit Spannungsteiler für den Sensor und PWM für den Heizkreis realisiert. Die Temperaturmessung hab ich mit 14-Bit ADC gemacht (dazwischen n Impedanzwandler) ... ging supergenau, kurze Reaktionszeit.

[PsiQ]

Du kannst einen gebrauchten Luftmassenmesser aus einem Auto nehmen => Schrottplatz... die haben 5V oder 12V, und stecken in einem definierten Strömungskörper/Leitrohr.
Die kriegen inzwischen sogar die Strömungsrichtung (Pulsation...) mit. Einziges Problem wie beim Raucher ist der Dreck und Mief der sich auf dem Sensor/Lunge absetzt,
wobei einige Sensoren das freibrennen beherrschen. Größenmäßig passend wirds eher in der Motorradsektion.
=> http://www.kolliman.de/e30m3/luftmassenmesser/luftmassenmesser.html

Es kommt bei der Messung darauf an die Temperatur (druck, feuchte...) der Luft
und einen "umwehten" und einen Windgeschützten Vergleichswert zu messen.
umweht und windgeschützt werden gleich (leicht) beheizt. Durch die Messung der Lufttemp kann der Abkühlfaktor bestimmt werden. Der geschützte Sensor dient als Referenz.
Und dann heisst es Messreihe machen und Tabelle schreiben :-)

P.S.: Früher hat man ein Stauscheiben-Poti verwendet. Die Strömende Luft hebt eine Klappe/Deckel, welche mechanisch ein Poti betätigt.
Das geht auch in der Shisha, verursacht aber etwas Druckverlust/Saugwiderstand.

[oberallgeier]

... gebrauchten Luftmassenmesser aus einem Auto ... Größenmäßig passend wirds eher in der Motorradsektion ... Früher hat man ein Stauscheiben-Poti ...Mal überlegen: ein Auto verbraucht, gaaanz grob, 8 kg Benzin in der Stunde, dazu frisst es dann rund 100 kg Luft (auch schon mal ganz deutlich mehr), ein Moped wird mit zwei Drittel auskommen. Grob gerechnet. Ich verbrenne, wenn ich nicht rumsitze sondern was leiste(n muss - körperlich!), um die 120 g O2 *) in der Stunde. Dazu ziehe ich mehr als die entsprechende Luftmenge durch die Lunge - und das eher bei Leistungssport. Rauchen gehört nicht dazu, da wird der Luft-rauch-genuss-bedarf eher geringer. Armer Luftmassensensor, kriegt dann allenfalls ein Prozentchen seines Normalbedarfs ab. Hoffentlich geht das dann nicht im Messrauschen unter.

*) Der Wert hängt von meiner Tagesform ab.

[PsiQ]

Da hast du grundsätzlich recht, ABER :-)
Wenn du dir mal einen LMM z.B. bei nem dicken Audi anschaust, hast du da ein Rohr mit Gitter was den Durchmesser einer CD oder größer hat.
Wenn du den LMM Sensor nun in ein 40mm Rohr setzt statt einem 200er, hast du einen viel höheren Luftanteil der Strömung der an dem Sensor vorbei muss.
- Ich schau mal, ich hab glaub noch nen Sensor von BMW daheim rumliegen, evtl tut der noch, kann ja mal ranpusten..
Was das Ding genau misst ist ja egal, wenn man den Ausgangswert auf nen LED Balken oder analoges Voltmeter legt und entsprechend per Multiplikator/OpAmp anpasst.

P.S. Einer der tollen Effekte von Rauchen ist, dass die Züge tiefer werden wegen dem geringeren O² Gehalt+Widerstand,
was andere Leute erst bei Belastung hinbekommen. Beim paffen wird sich das natürlich nicht so auswirken...

[NEro.de]

Danke für die vielen Tipps.

Ich habe das problem jetzt mit hilfe eines Elektret Micro´s hinbekommen läuft alles einwandfrei ;-)


LG.