- 3D-Druck Einstieg und Tipps         
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Thema: Ultraschall in der Tube (engl.)

  1. #11
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Praxistest und DIY Projekte
    @recycle
    Durch den Schlauch wird dafür gesorgt, dass der Schall diese Strecke ohne allzu grosse Dämpfung durchläuft.
    Nutzt nur nix, wenn er dann wegen dem Schlauch bei jeder Winkelgeschwindigkeit gleich lange dafür braucht.
    Dann doch lieber ne grössere Dämfung. Wenn du den Schlauch weglässt hast du ja Platz für nen dicken Verstärker

  2. #12
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Zitat Zitat von mare_crisium
    Die Wellenleiteranalogie ist hier anwendbar: Auch bei einer longitudinalen Welle muss sich in einem von festen Wänden begrenzten Raum eine bevorzugte Eigenschwingungsmode einstellen. Alle Moden, die entlang der Wand eine von Null verschiedene Geschwindigkeitskomponente haben, werden durch Reibung bedämpft und verlieren mit zunehmender Länge des Schlauches an Intensität.
    Das meinte ich damit, ob Du Hinweise auf die Ausbreitung von Schallwellen im Rohr in Abhängigkeit von Durchmesser und Wellenlänge hast.
    Eine verlustfreie Ausbreitung einer Longitudinalwelle in Richtung des Rohrs wäre ja ganz praktisch, wenn sie beispielsweise in der Mitte des Rohrs in Längsrichtung läuft und an den Rändern nur in Querrrichtung, hast Du einmal etwas davon gehört oder gelesen?
    Manfred

  3. #13
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hallo Zusammen,
    weil in Gasen keine Scherspannungen existieren, treten nur longitutinale Moden auf. Somit ist bei einem mit Luft gefülltem Schlauch der Vergleich mit elektromagnetischen Wellen nicht ganz richtig. Jedoch ist die Dämpfung des Rohrstücks bzw. Schlauch selbstverständlich von dessen Länge und Absorbtionsgrad, sprich Oberflächenbeschaffenheit, Material und Durchmesser abhängig. Also kann der Durchmesser des Schlauchs kein Kriterium dafür sein, ob es überhaupt funktioniert oder nicht. Bei kleinerem Durchmesser gehts aber schlechter. Jetzt noch meine Frage. Wurde bei den Tests mit den verschiedenen Durchmessern stets auf gleiche Länge der Rohre geachtet?
    Denn am Abschluss des Rohrs wird die Schallwelle reflektiert und überlagert sich mit der hinlaufenden Welle. Bei geeigneter Länge des Rohrs löschen sich die Schallwellen aus. Dies könnte eine Begründung dafür sein, dass es bei bestimmten Durchmessern funktioniert und bei anderen nicht.

    Andreas

  4. #14
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    @Manf,

    Abbi hat recht: Es gibt keinen Hinweis auf eine Bedämpfung von Wellenlängen, die in keinem ganzzahligen Verhältnis zum Rohrdurchmesser stehen. Die Analogie mit dem Wellenleiter für Mikrowellen stimmt also nicht. - Hätte ich auch gleich drauf kommen können, wenn ich an die Sprechröhren gedacht hätte, die früher auf Schiffen üblich waren. Die hätten dann ja nur sehr schlecht funktionieren dürfen. -

    mare_crisium

  5. #15
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von Abbi
    Hallo Zusammen,
    weil in Gasen keine Scherspannungen existieren, treten nur longitutinale Moden auf. Somit ist bei einem mit Luft gefülltem Schlauch der Vergleich mit elektromagnetischen Wellen nicht ganz richtig. Jedoch ist die Dämpfung des Rohrstücks bzw. Schlauch selbstverständlich von dessen Länge und Absorbtionsgrad, sprich Oberflächenbeschaffenheit, Material und Durchmesser abhängig. Also kann der Durchmesser des Schlauchs kein Kriterium dafür sein, ob es überhaupt funktioniert oder nicht. Bei kleinerem Durchmesser gehts aber schlechter. Jetzt noch meine Frage. Wurde bei den Tests mit den verschiedenen Durchmessern stets auf gleiche Länge der Rohre geachtet?
    Denn am Abschluss des Rohrs wird die Schallwelle reflektiert und überlagert sich mit der hinlaufenden Welle. Bei geeigneter Länge des Rohrs löschen sich die Schallwellen aus. Dies könnte eine Begründung dafür sein, dass es bei bestimmten Durchmessern funktioniert und bei anderen nicht.

    Andreas
    Hallo Abbi, ich habe beliebige Stücke genommen.
    Aber manche haben die Länge 0 angezeigt.
    Ich vermute aber, dass es an Verschmutzungen oder anderen Effekten lag. Evtl. hat auch schon die Einkopplung (Finger um den Schlauch) nicht so gut geklappt. Wenn da zuviele Echos im Bereich der Sensorplatte auftreten, kann das sicher auch schon reichen. Insbesondere, wenn der Schlauch dickwandiger ist und die Stirnfläche entsprechend groß.
    Ein Schlauch war auch innen nicht so sauber. Ich denke, dass es da auch zu Reflektionen kam.

    Eine Auslöschung gab es nicht, denn der Geber hätte ja sonst auf das beliebige Zudrücken reagieren müssen.

    Am offenen Ende gibt es in der Tat ein deutliches Echo.

    Sigo

  6. #16
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hei, Sigo, hei mare_crisium

    Zitat Zitat von mare_crisium
    ... Vorschlag: Du schickst den US in eine längere, um eine Walze gewickelte Schlauchstrecke und empfängst ihn mit einem separaten Empfänger am anderen Ende. Die Phasendifferenz zwischen gesendetem und empfangenen Signal müsste sich ändern, wenn die Walze sich dreht: Der US-Gyro!

    mare_crisium
    Hmm, ich dachte das geht nur mit Licht, weil die Lichtgeschwindigkeit (fast) immer konstant ist - aber im Schlauch dreht sich doch die Luft mit !?
    Ciao sagt der JoeamBerg

  7. #17
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Zitat Zitat von Abbi
    ... weil in Gasen keine Scherspannungen existieren ...
    Und woher stammt dann der Luft-Reibungswiderstand? Also nicht der Formwiderstand. Oder wieso gibts ne Grenzschicht - ohne Reibung ...
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #18
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von oberallgeier
    Hei, Sigo, hei mare_crisium

    Zitat Zitat von mare_crisium
    ... Vorschlag: Du schickst den US in eine längere, um eine Walze gewickelte Schlauchstrecke und empfängst ihn mit einem separaten Empfänger am anderen Ende. Die Phasendifferenz zwischen gesendetem und empfangenen Signal müsste sich ändern, wenn die Walze sich dreht: Der US-Gyro!

    mare_crisium
    Hmm, ich dachte das geht nur mit Licht, weil die Lichtgeschwindigkeit (fast) immer konstant ist - aber im Schlauch dreht sich doch die Luft mit !?
    Sehe ich auch so, Joe.
    Maximal könnte man Winkelbeschleunigungen sehen, weil die Luft ihre Dichte am einen Ende des Schlauches verändern würde, aufgrund der Trägheit. Bei starker Rotation gäbe es noch Fliehkrafteffekte...
    Aber um diese Frage ging es mir ja gar nicht.

    Es sollte ja auch nuch demonstrieren, dass man mit einem Schlauch und einem SRF-02-Ultraschallsensor einen Rundumbumper realisieren kann, der auch ziemlich genau die Position des Anpralls verrät.

    Hier ist es ein Vorteil, dass der SRF-02 mit einem Schallwandler arbeitet.

    Sigo

  9. #19
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Sehe ich auch so, Joe.
    Maximal könnte man Winkelbeschleunigungen sehen, weil die Luft ihre Dichte am einen Ende des Schlauches verändern würde, aufgrund der Trägheit. Bei starker Rotation gäbe es noch Fliehkrafteffekte...
    Das ist richtig.
    Eine Phasendifferenz würde enstehen, wenn sich, wie bei einem auf dem Mitführeffekt bassierenden Ulltraschalldurchflussensor, die Luft relativ zu den beiden Schallwandlern bewegen würde. Da man aber davon ausgehen kann, daß bei den infrage kommenden Winkelgeschwindigkeiten abgesehen von minimalen Randeffekten die Luft sich nicht relativ zu den Wandlern bewegt, bleibt die Phasenlagen konstannt.

    Ein Ulltraschallwellenleiterkreisel ist also nicht mit einem Laserkreisel vergleichbar.

    Nichtsdestotrotz sind die Experimente von sigo hoch interessant.

    robo

  10. #20
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Stimmt, das habe ich vergessen zu schreiben: Sigo, ich finde Deine Idee UND die durchgeführten Experimente ganz hervorragend. (Aber das hatten schon so viele namhaftere gesagt )
    Ciao sagt der JoeamBerg

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