Kinect und Wasser

**Felix G** · 21.09.2011, 19:20

Die meisten optischen Sensoren sind darauf angewiesen, daß das Objekt auch genügend Licht reflektiert und das ist bei Wasser nicht unbedingt gegeben.

Zwar wird bei jeder Änderung des Brechungsindizes (also auch beim Übergang zwischen Wasser und Luft) etwas Licht reflektiert, aber eben nicht besonders viel. Dazu kommt noch, daß man durch Wellen auf der Wasseroberfläche nie genau wissen kann in welche Richtung dieses Licht denn nun reflektiert wird. Dadurch scheiden alle auf Triangulation basierenden Verfahren (Kinect, Sharp IR-Abstandssensoren etc.) schonmal grundsätzlich aus. Laufzeitmessung könnte noch halbwegs funktionieren, aber das wird entweder unbezahlbar oder schafft die geforderte Auflösung nicht (oder beides).

Es existieren natürlich auch noch einige andere optische Effekte die man zur Abstandsmessung nutzen kann, aber da wird man kaum einen Sensor finden der auch bezahlbar ist.

**Richard** · 21.09.2011, 20:20

Zitat von Felix G

Es existieren natürlich auch noch einige andere optische Effekte die man zur Abstandsmessung nutzen kann, aber da wird man kaum einen Sensor finden der auch bezahlbar ist.

na ja, ich kann mit so ohne weitere Info nur relativ schwer einen "kleinen" Behälter vorstellen dessen Pegelstand +/- 1mm genau mit einer Abtastrate > 40 kHz erfasst werden muss? Andrerseits durfte ein im Rohr geführter Schwimmer per Laser Abstandsmessung die Kriterien ohne Probleme erfüllen. In wie weit ein "getauchter" kapazitiver Sensor dazu in der Lage ist? Da fehlt mir jede Erfahrung. Das ganze System Wiegen ist auch eine Möglichkeit bei relativ kleinen Systemen wirft aber sicherlich andere Probleme wie momentane Dichte u.s.w. auf. Ein andere Möglichkeit ist die Messung des Zuflusses durch z.B. eines Perfursor http://de.wikipedia.org/wiki/Spritzenpumpe kommt halt auf die Anwendung an.

Gruß Richard

**tbasnoopy** · 22.09.2011, 11:32

Zitat von SlyD

Schau Dich hier mal um:
http://www.de.endress.com/#products/fuellstand

oder beim Konkurent Vega: http://www.vega.com/de/index.htm

Ich verstehe zwar die krassen Vorraussetzungen leider nicht weil man durch Umbau des Behaelters meistens auch die Anforderungen an die Messsysteme realistisch halten kann. Z.B. kann man durch Vergroeserung des Volumens des Behaelters die Genauigkeit <1mm veraendern. Kommt aber voll und ganz auf die Aufgabenstellung an.

Was vllt. auch noch moeglich waehre ist die gefuehrte Mikrowelle. Aber da kenn ich mich zu wenig mit aus und liegt auch mal garnicht in meiner Preisliga ^^

**knapsen** · 22.09.2011, 17:15

Das mit den Wellen ist ja genau das Problem; Ich möchte gerne den Ausschlag von Wasserwellen messen. (Deshalb geht die Waage leider auch nicht)
Da diese Ausschläge sehr klein (<30mm) und schnell (>10Hz) sein können, muss ich leider so schnell und genau Auflösen.
Ich habe auch schon überlegt das Wasser einzufärben. Das verändert ja die Fluideigenschaften nicht so hingehend.

Bei Vega hatte ich genau das gleiche Problem wie beim Mitbewerber.

Laser uns Schwimmer ist auf jeden Fall eine gute, funktieonierende, aber teure Möglichkeit. In meinem Fall habe ich aber Bedenken, wegen des Einflusses auf die Wellenbewegung.

**Felix G** · 22.09.2011, 20:38

Vermutlich gut geeignet, aber sch**** teuer: Particle Image Velocimetry

**knapsen** · 22.09.2011, 20:43

Damit haben wir am Institut schonmal gearbeitet. Ist aber eher zum bestimmen der Strömungsgeschwindigkeit und kann leider nicht in die Tiefe auflösen.

Der Behälter ist ja leider nicht transparent. Denn dann könnte ich auch einfach mit einer High-Speed Kamera arbeiten und die Bilder auswerten.

**SlyD** · 22.09.2011, 20:55

Kamera ins Wasser eintauchen

Aber das verfälscht das experiment natürlich.
Evtl. geht auch eine modifizierte Scannerzeile. Also ich meine aus einem Flachbettscanner.
Die müsste man allerdings noch Wasserdicht verpacken....

**tbasnoopy** · 23.09.2011, 09:39

Warum nimmst du nicht ein feines stueck plastik das du ins Wasser eintauchst (so tief wie du Wellen erwartest) und misst die Kruemmung dieses Plastiks. Da gabst doch Widerstaende die mit mehr Kruemmung hochohmiger werden...

**ranke** · 23.09.2011, 15:39

Um Licht vorwiegend von der Flüssigkeitsoberfläche reflektieren zu lassen, wäre die schon erwähnte Suspension von Kalk (oder Titandioxid) durchaus geeignet. Um die Ortsauflösung zu steigern könnte man die Beleuchtung mit monochromatischem Licht machen und einen Farbstoff der Komplementärfarbe (der also das Licht absorbiert) im Wasser auflösen. Das sollte die mittlere Weglänge der Lichtstrahlen im Wasser verringern. Man kann dann z.B. mit einem Lichtpunkt beleuchten und eine Stelle mit einer PSD-Diode auswerten (Triangulation). Zeilenweise sollte es auch gehen, man braucht dann eine schnelle Kamera. Flächig wird es schwieriger, wahrscheinlich am einfachsten im Zeitmultiplex, also man rastert die Meßfläche mit einem Lichtstrahl ab.
Ich bin nicht sicher, aber die Schwingungsamplitude und die maximal mögliche Vertikalgeschwindigkeit (die für das Verhältnis von Orts- zu Zeitauflösung bestimmend ist) sollte eigentlich (bei gegebenem Schwerefeld) in einer bestimmter Relation stehen. Eine Abtastrate von 40kHz scheint mir - irdische Verhältnisse vorausgesetzt - dem nicht angemessen zu sein.