Wassertiefe messen

[Champus]

Hi,

erstes Posting, erste Frage :cool:

Es geht um folgendes. Ich möchte von einem Boot an der Wasseroberfläche die Wassertiefe messen. Es geht mir um den Bereich 10cm bis mindestens 5m. Der Messwert soll dann in einem Mikrocontroller eingelesen werden und entsprechend weiter verarbeitet werden.

Bei meiner Recherche bin ich auch auf diese Fischfinder gestoßen. Die machen aber scheinbar keinen Sinn, da ich die Tiefe nicht auslesen kann. Ich habe zwar einige Bauanleitungen im Netz gefunden, aber die Sensoren sind teilweise schwer zu beschaffen oder auch recht teuer. Teilweise ist der Aufbau auch recht aufwendig.

Ideal ist natürlich ein Sensor mit passender Elektronik, bei dem ich nur noch den Wert in Form einer Spannung, einer PWM oder ... auslesen muss.


Habt ihr vielleicht einen Tipp?

[piggituX]

Hi,

einen analogen Angler-Schnurzähler umbauen mit Encoder und Motor ? :) nur so mal als Idee, weil bei 5m max dürfte das ja Rollentechnisch nicht so massiv sein,

[BMS]

Hallo,
dafür könnte man doch sicherlich einen wasserdichten Ultraschall-Sensor verwenden... ?
Grüße,
Bernhard

[Champus]

Da sich das Boot bewegt, macht der Schnurzähler leider keinen Sinn.

Wasserdichter Ultraschallsensor? Gerne, nur welchen? Ich habe bisher nichts gefunden, was auch eine "gewisse" Genauigkeit hat.

[shedepe]

Hey,
z.B. sowas hier: http://pfinder.baumer.com/pfinder_sensor/downloads/Produkte/PDF/Datenblatt/Ultraschall_Sensoren/Ultraschall_Analogausgang_UNAR_18_Sde_1000_mm_web_ DE.pdf
http://pfinder.baumer.com/pfinder_sensor/downloads/Produkte/PDF/Datenblatt/Ultraschall_Sensoren/UNAM_70U6131_S14_web_DE.pdf

Wo man die als Privatanwender kaufen kann, weiß ich allerdings leider nicht. Habe bisher nur direkt bei Baumer welche eingekauft.

[Peter(TOO)]

z.B. sowas hier: http://pfinder.baumer.com/pfinder_sensor/downloads/Produkte/PDF/Datenblatt/Ultraschall_Sensoren/Ultraschall_Analogausgang_UNAR_18_Sde_1000_mm_web_ DE.pdf
http://pfinder.baumer.com/pfinder_sensor/downloads/Produkte/PDF/Datenblatt/Ultraschall_Sensoren/UNAM_70U6131_S14_web_DE.pdf

Wo man die als Privatanwender kaufen kann, weiß ich allerdings leider nicht. Habe bisher nur direkt bei Baumer welche eingekauft.
Das funktioniert aber nicht so ganz.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft liegt um die 340m/s, im Wasser ist sie grob 4,5 mal höher.
Aus den 100 ... 1'000 mm werden dann 450 ... 4'500 mm, bzw. aus 600 .. 6'000 mm werden 2.7 ... 27 Meter.

Wobei die Frage offen bleibt, ob dies in Wasser überhaupt richtig funktionieren.

Zudem kosten die Teile in der Grössenordnung von 500 - 1'000 Euro.

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

Wasserdichter Ultraschallsensor? Gerne, nur welchen? Ich habe bisher nichts gefunden, was auch eine "gewisse" Genauigkeit hat.
Sender/Empfänger gibt es schon:
https://www.conrad.de/de/ultraschall-sender-40-khz-x-h-18-mm-x-12-mm-505680.html

Man könnte dann so etwas nehmen und anpassen:
https://www.conrad.de/de/arexx-ultraschallsensor-arx-ult10-passend-fuer-typ-roboter-bausatz-asuro-191360.html

Wegen den Schalllaufzeiten musst du alle Distanzen mit etwa 4.5 multiplizieren.

Die genauen Werte kennt jedes Physikbuch oder Wikipedia.

MfG Peter(TOO)

[shedepe]

Ich wollte damit nur zeigen, dass es solche Sensoren geht. Das mit der unterschiedlichen Schallgeschwindigkeit habe ich tatsächlich nicht bedacht.

[i_make_it]

0,1m sind bei den meisten Echolot Sensoren zu wenig.
Bei Bootsausrüstern bekommt man aber komplette Echolot Systeme zum Nachrüsten für unter 200€.

https://www.svb.de/de/nasa-clipper-echolot.html

[Ceos]

@Peter


Wobei die Frage offen bleibt, ob dies in Wasser überhaupt richtig funktionieren.

Meine Kollegen und ich Entwickeln exakt solche Sensoren und da ein ähnliches Thema schon da war:

Nein, geht nicht, die Anpassung an Luft ist eine völlig andere als an Wasser, der Piezo wird zwar fleißig versuchen zu schwingen, aber er wird quaasi taub sein. Wenn du deine Ohren unter Wasser hast, hörst du auch nichts sinnvolles mehr, weil deine Hörmuschel auf Luftschwingung angepasst ist.

Aber ein Körperschallsensor könnte funktionieren, nur leider Entwickeln wir hier sowas noch nicht :)


Aber ganz ehrlich gesagt traue ich meinen kollegen da auch nciht so 100% ... ich würde es gerne mal probieren, aber wo nehm ich hier auf Arbeit ein mind. 1m langes/tiefes Wasserbecken her ...

[i_make_it]

ich würde es gerne mal probieren, aber wo nehm ich hier auf Arbeit ein mind. 1m langes/tiefes Wasserbecken her ...

Google mal nach DN 150 (KG-Rohr DN 150).
So ein 1Meter Abflußrohr mir 15cm Durchmesser ist jetzt ja nicht riesig und nicht furchtbar teuer.
Kommt halt auf die Charakterristik Des US-Senders an ob es bei 15 cm Durchmesser sinnvolle Ergebnisse gibt (Nebenkeulen).

KGM sind die Muffenstopfen mit dem man dann das eine Ende dicht macht.

[Ceos]

Nebenkeulen sind 0 Problem, solange die Wandung den Schall "sauber" reflektiert :)

Problem ist ehr dass ich der Softwerker bin und mein Chef eventuell blöd guckt wenn ich aus Spaß und tollerei n Abflußrohr anschleppe um nen Sensor drin zu versenken XD

Meine Kolegen sind nciht ganz os sehr experimentiertfreudig was das angeht, aber ich hab seit dem Thema soweiso mal die Idee meine Kollegen zu FRagen wie das mit einem getauchten Ultraschallsensor wäre zur Füllstandsmessung in Tanks ... bisher werden die nur von oben in den Tank eingeschraubt und von außen verkabelt, aber der Überdruck von innen darf nciht zu groß sein, sonst pfeifts irgendwann durch den Sensor, weil der dämliche Schaum um die Anpassscheibe nicht Luftdicht zu bekommen ist!

Wenn der Sensor quasi im Medium schwimmt und dann die Oberfläche trackt, müsst sich doch theoretisch auch n Füllstand messen lassen und der SEnsor muss kein Druckdifferential ertragen


Sorry ich schweife ab :D nein geht nicht, Körperschallsensoren KÖNNTEN funktionieren

[Peter(TOO)]

bisher werden die nur von oben in den Tank eingeschraubt und von außen verkabelt, aber der Überdruck von innen darf nciht zu groß sein, sonst pfeifts irgendwann durch den Sensor, weil der dämliche Schaum um die Anpassscheibe nicht Luftdicht zu bekommen ist!
Ist doch eigentlich kein Problem. Man nimmt eine druckdichte elektrische Durchführung und montiert darauf den Sensor.

Allerdings kannst du die Sensorelektronik nicht ganz drucklos bekommen. z.B. ein Becherelko (Ich weiss, findet man nicht in einem Sensor) hat ein Luftvolumen, welches im Alu-Becher eingeschlossen ist. Anbohren für einen Druckausgleich ist nicht sinnvoll, da der Elko sonst ausläuft und/oder austrocknet.

MfG Peter(TOO)

[i_make_it]

@Ceos: ggf. den Sensor gar nicht in den Tank legen sondern am Boden des Tanks Schwingungsgekoppelt anbringen.
Bei der Werkstoffprüfung (Schweißnahtprüfung etc.) wird der Sensor ja auch Schwingungsgekoppelt montiert bzw. von Hand geführt. Da beim Führen von Hand keine feste Kopplung erfolgt, wird da ein Gel als Koppelmedium benutzt (meist das selbe das auch für medizinische Ultraschalluntersuchungen genutzt wird).
Bei dem Gehl geht es ja nur darum, das der Übergang Wasser zu Festkörper weniger Signaldämpfung verursacht wie Luft. Bei der Montage werden pastöse Kleber genutzt, die die genutzten US Frequenzen möglicht wenig dämpfen und eine vollflächige Kopplung der aktiven Sensorfläche erlauben. (analog zur Wärmeleitpaste zwichen CPU und Kühlkörper)
Auch bei dem von mir verlinkten Echolot ist in der Motageanleitung drin wie man prüft ob man den Sensor ohne Loch im Rumpf, von innen montieren kann.

Bei einem Tank mit Flüssigkeit bekommt man ein Echo für die Innere Oberfläche der Tankwandung (die Wanddicke muß man halt später rausrechnen). Dann kommt das Echo für die Oberfläche der Flüssigkeit. Da kommt es drauf an wie unruhig die Oberfläche ist (z.B. Wellen beim Befüllen), wie genau man messen kann. Das selbe hat man aber wenn man von oben duch die Luft misst.

[Ceos]

ggf. den Sensor gar nicht in den Tank legen sondern am Boden des Tanks Schwingungsgekoppelt anbringen.

och man ... ich wollte den topic doch nicht entgleisen lassen XD

klar es gibt körperschallsensoren (hab ich ja mehrfach erwähnt) die genau so arbeiten, Problem ist, dass sie grundsätzlich nur als leveldetektoren, also an der seitenwand angebracht werden um durch schallveränderung anzuzeigen das sich die flüssigkeit oberhalb des sensor befindet ... zur exakten bestimmung müsste man den sensor auf das gefäß kalibrieren und den aufwand macht sie NIEMAND in der industrie ... lieber montiert man einen radar oder schallsensor der die pegelhöhe erfassen soll ... oder bei einem offenem tank einen drucksensor um den pegel zu ermitteln.

Aber geschlossene systeme sind die regel und die bedingungen darin beeinflussen die messgenauigkeit

[Crazy Harry]

Sehr interessantes Thema mit dem ich mich auch schon beschäftigt habe.

Ich habe zwar im Boot 2 gekaufte Echolote eingebaut (Bug und Heck) aber der Eigenbau ist immer noch eine Herausforderung. Wenn dann würde ich einen käuflichen Geber (Kabel oder Bluetooth) verwenden und darauf aufbauen. Diese Geber gibt es ab 30€ (Kabel, sog. Fishfinder .... die Elektronik sofort in die Tonne oder zunachst mal messen, wie der das macht).

Harry

.... achja im Bug hab ich ein Lowrance 3x und im Heck ein Raymarine Dragonfly

[achso]

Nur so,
Der Eagle Cuda Fishfinder, misst wie wohl viele Andere auch, erst ab ca 60cm Tiefe. Zuverlässig erst ab 1Meter Wassertiefe. Dann auch ausreichend genau.(Meine Schätzung) Wenn der Geber im Rumpf montiert wird, wird er oft in Öl eingesetzt, damit keine Luft im Weg ist. Ich selbst habe ihn unter dem Boot montiert und bin damit zufrieden, weil man mit der Zeit sensibel für Unterwasser Landschaften wird.
Aber für Deine Ansprüche ist die Maritime Fertiglösung vielleicht nichts?
Viel Glück
Achim

[Ceos]

das nennt man blindzone, wenn man sendet hat man unweigerlich auch schall der auf den empfänger überkoppelt ... schlimmer sogar noch wenn man monostatisch arbeite also sender = empfänger (mit nem piezo) ... bis der ausgeklungen ist, ist man für echos wort wörtlich "taub" und unter wasser ist die schallgeschwindigkeit viel höher, also ist die blindzone auch größer als in der luft

luft im weg ist vergleichbar wie ein gespräch durch ein fenster ... da kommt auch nicht viel an weil das glas zu dicht ist :D schall koppelt nun mal bescheiden von luft auf wasser über