Sensor Flasche voll oder leer

[ranke]

Was an deinem Meßaufbau nicht passt, kann ich nicht wissen. Du schreibst ja nichts darüber. Wenn man aber gerechnet hätte, wüßte man, dass der Kondensator (ohne Bier) im unteren einstelligen Picofaradbereich liegen sollte. Wenn man dann 190 pF misst, stimmt wohl etwas mit dem Meßaufbau nicht.

[ranke]

Heute habe ich noch eine Nachfrage von 11nemesis per PN bekommen:

Hi, ich hab nochmal eine Frage zu dem Thema. (https://www.roboternetz.de/community...479#post585479)

Was für einen Wert haben sie für das Dielektrikum gekommen?
Das Problem ist das es ja verschiedene Materialien sind.
Der Flascheninhalt (Luft oder Bier) und die Flasche (Glas).

MfG

Ich habe mir die zu erwartenden Kapazitäten folgendermaßen abgeschätzt:

1. Fall, Plattenkondensator nur mit Luft als Dielektrikum:

Fläche einer Platte: A = 10 x 10 cm, entsprechend 0,01 m^2
Plattenabstand: d = 0,07 m
elektrische Feldkonstante: e0 = 8,85 * 10^-12 As/(Vm)

Die generelle (vereinfachte) Formel für einen Plattenkondensator lautet:

C = e0 * eR * A/d

da wir für alle 3 betrachteten Fälle die Geometrie gleich lassen, können wir die konstanten Faktoren schon mal vorab rechnen:

(e0 * A/d) = 8.85 * 10^-12 * 0,01 / 0,07 = 1,26 * 10^-12 As/V

für das Dielektrikum Luft ist die Permeabilität näherungsweise eR = 1, also ist die Kapazität im ersten Fall

C = 1,26 pF

2. Fall, leere Flasche:

eine leere 0,5 L Flasche wiegt ca. 0,3 bis 0,4 kg, als Einwegflasche eher etwas weniger. Allerdings bekommen wir die Flasche nicht komplett in den Kondensator, sondern nur die untersten 10 cm. Ich schätze also etwa 0,2 kg Glas, bei einer Dichte von Glas von 2,5 kg/Liter ist das ein Glasvolumen von rund 80 ml Glas. Das Gesamtvolumen des Kondensators ist 10 * 10 * 7 = 700 ml.
Wir haben also etwa 89 % Luft und 11% Glas (eR = 7) als Dielektrikum. Die Rechnung lautet also:

C = 1,26 * 10^-12 ( 1 * 0,89 + 7 * 0,11) = 2,1 pF

3. Fall: Flasche ist voll:

Hier rechne ich mit 49% Luft, 11% Glas und 40% Bier. Nachdem ich die Permittität von Bier nicht kenne rechne ich mit eR = 85, das entspricht Wasser.

C = 1,26 * 10^-12 (1 * 0,49 + 7 * 0,11 + 85 * 0,4) = 45 pF

Soweit die kleine Abschätzung.

[engineer]

Ultraschall schräg auf das Glas richten und von oben nach unten ziehen. Die Reflexionen sind an der noch gefüllten Stelle gänzlich andere. Gibt einen richtigen Signalbruch.