Problem mit der elektrischen Feldtheorie

[svenw]

Uwe Hercksen wrote:

Hallo,

und wozwischen wollt ihr nun die Kapazität messen, doch nicht etwa
zwischen gegeneinander verdrehten Drähten?
Nein, es werden jeweils nur 2 paaralele Drähte über einen Multiplexer

beschaltet.

Ihr solltet euch ganz dringend mit einem Lehrstuhl für elektronische
Sensoren und einem für elektromagnetische Felder zusammentun, sonst
beisst ihr euch daran die Zähne aus. Hier in Erlangen hätten wir beides.

Aber auch die Strömungsmechaniker mit ihrer Laser-Doppler-Anemometrie
sollte man mal befragen.

Bye

Das werden wir auch tun, nur momentan ist da noch Urlaub
(Niedersachsen). LAser doppler fällt leider aus, da später wenn alles
läuft auch noch Erdöl dazu kommt und dann ist Essig mit dem Laser.

bye

 

[svenw]

Martin Laabs wrote:

Welche Messgröße wollt ihr eigentlich auswerten? Die Kapazität
oder den Ohmschen Widerstand? Im letzeren Fall braucht man den
Wechselstrom ja nur um die Elektrolyse zu verhindern.
Und wenn ihr alles nacheinander messt gibt es auch keine Beeinflussung
durch die anderen Drähte.

Den Widerstand. Die Meßfrequenzen, Spannungen und Methoden hat sich auch
keiner ausgedacht, sondern die sind fest in dem Meßgerät drin und da
damit schon ein anderer gemessen hat der die Fehler anscheinend nicht
entdeckt hat......

 

[svenw]

Rafael Deliano wrote:

Plexirohr und gut ist.

Das Verfahren war wohl bisher optisch, analoge Gabellichtschranke ?
Wenn man die flach ausführt kann man sie eventuell innen im Rohr
anbringen, Löcher für elektrische Kontakte habt ihr jetzt ja auch.

Nein bisher war da nichts optisches. Später wird die Anlage mit einem
GAs, Erdöl Wasser gemisch gefahren.

Und Systeme zu finden die gleichzeitig
zeitlich und räumlich hoch auflösen ist nicht mehr simpel.

Der Plattenkondensator wäre zwei Kupferfolien die man innen im Rohr
aufkleben kann
Das Problem ist die ungünstige Auflösung. Und der Kondensator
wird trotzdem nur winzige Kapazität haben, man hat also saftiges
schaltungstechnisches Problem. Der Rohrdurchmesser wäre gut zu wissen.

Innendurchmesser ist 70,3 mm

Die schon genannte induktive Durchflußmessung wäre wohl auch möglich.
An der wurde schon in den 40er rumgemacht, es hat aber wohl bis in
die 70er Jahre gedauert bis die gängiger wurde. Nicht trivial
selbstbaubar.

Es soll der Prozentsatz Wasser/Luft und die Strömungsgeschwindigkeit
des Gemischs bestimmt werden mit einer Grenzfrequenz von x Hz ?
Die Geschwindigkeit muß nicht sein. Es geht vor allem um eine genaue

räumlich und zeitliche Auflösung. Mit dem Sensor (wenn er denn
funktioniert) erhält man mit tomographischer Rekonstruktion 1184 Flächen
in denen der Flüssigkeits/Gasgehalt bestimmt wird. Erdöl ist wegen
seiner sehr geringen Leitfähigkeit allerdings nicht von luft zu
unterscheiden.

MfG JRD

 

[Markus Imhof]

svenw wrote:

Markus Imhof wrote:


Ok - bleibt noch offen, wie die Drähte verschaltet sind, also ganz
vereinfacht gesagt, wo '+' und wo '-' liegt (ok, Du mißt mit
Wechselspannung ). Ich nehme mal an, die Drähte sind gegen das
Rohr isoliert, das Rohr ist leitfähig, stellt den zweiten Pol dieses
Kondensatorarrays dar und alle Drähte eines Sensors wiederum hängen
einfach parallel?

Die Drähte sind alle eigentlich gegen das Rohr isoliert. Weil wir aber
Probleme mit den Wechselwirkungen (Rohr/e-Feld bekamen, wurden die
Drähte einzeln über 500 Ohm Widerstände mit dem Rohr verbunden.

Die Drähte werden jeweils paarweise innerhalb eines Sensors über einen
Multiplexer beschaltet. Es gibt also keine Schaltung zwischen Drähten
von verschiedenen Sensoren und es ist immer nur ein Drahtpaar im
gesamten System beschaltet. Es werden immer nur 2 direkt nebeneinander
liegende Drähte beschaltet.

Wenn man von vorne schaut ergibt das den Eindruck eines Netzes mit
1184 dreieckigen Maschen. Die genau Verteilung wird über eine
rekursive tomographische Rekonstruktion gemacht.

Ok, und Du mißt dann jeweils den Wechselspannungswiderstand zwischen
zwei Drähten.

Gut, damit klärt sich auch die hohe Frequenz auf, wenn Du in endlicher
Zeit ein Ergebnis haben willst. Die Drähte sind auch noch nicht so lang,
daß Du Dir um die Wellenausbreitung auf dem Draht Gedanken machen
müßtest. Aber Du schreibst zum Einen, daß damit auch schon andere
gemessen haben und zum anderen, daß ihr da zusätzliche 500 Ohm gegen
Masse (bzw. 1 k gegen _jeden_ anderen Draht) geschaltet habt - waren
diese Zusatzwiderstände auch schon da, als die anderen gemessen haben?

Und - in welcher Größenordnung liegt der Wechselstromwiderstand zwischen
zwei eingetauchten Drähten? Ich will darauf hinaus, daß Euch die
kapazitiv angekoppelten x * 500 Ohm parallel möglicherweise in die Suppe
spucken...

Wenn Du oder eure Werkstatt) viel Zeit hast, wie wäre es, das ganze zur
Prinzipprüfung mal wieder ohne die Widerstände bzw. in einem isolierten
Rohr nochmal aufzubauen - für diese Tests mußt Du ja nicht die vollen 30
bar fahren?


Gruß
Markus

 

[Rafael Deliano]

Erdöl
Es gibt eine englische newsgroup sci.engr.control

für Regelungstechnik bzw. zugehörige industrielle Sensoren
Einige Amerikaner dort haben Erfahrung bezüglich Ölförderanlagen
und den exotischen Gerätschaften dafür.
Ich vermute aber mehr als robuster Durchlußsensor ist bei denen
nicht nötig.

Nein bisher war da nichts optisches. ...
Bei Erdöl scheidet das tatsächlich aus.

Plattenkondensator
Innendurchmesser ist 70,3 mm
Mühsam.

induktive Durchflußmessung
Beruht wohl auch auf Leitfähigkeit die für Erdöl

nicht anzunehmen ist.

Tja sind wir wieder am Ausgangspunkt angekommen:
* "ohmsche" Leitfähigkeit wird man mit einem durch Erdöl
verschmutzten Draht nicht messen können. Ionenleitfähigkeit in
Wasser
fällt damit flach. Luft und Erdöl leiten eh nicht.
* magnetisch ist Wasser, Erdöl wohl auch nicht. Und die
paramagnetische Leifähigkeit a la Sauerstoffsensor wird auch nicht
verwertbar sein.
* ist es also kapazitiv/induktiv a la Antenne bei variablem
Dieelektrikum zwischen den Drähten.
Ein Metallrohr ( z.B. Kupfer ) wird bei einem AC-Feld allerdings
durch Wirbelströme dämpfen.
Ein Plexiglasrohr macht das Problem nicht, dafür hat man dann
wohl EMV-Problem.

Erdöl ist wegen
seiner sehr geringen Leitfähigkeit allerdings nicht von luft zu
unterscheiden.
Die Aussage ist für Dieelektrizitätskonstante

( raffiniertes ) Öl = 2
Luft = 1
Wasser = 80
leider richtig.
Man kann aber rumtun indem man Kapazität/Verlustwinkel bei
verschiedensten Frequenzen auswertet, unterschiedliche
Materialien haben oft unterschiedliche Kennlinien.
Für rein kapazitive Sensoren meine Standardbuchempfehlung:
Baxter "Capacitive Sensors" IEEE-Press 1997
Die Anordnung ist aber wie gesagt eher Antenne als üblicher
kapaziver Sensor.

MfG JRD

 

[Uwe Hercksen]

svenw schrieb:

Die Geschwindigkeit muß nicht sein. Es geht vor allem um eine genaue
räumlich und zeitliche Auflösung. Mit dem Sensor (wenn er denn
funktioniert) erhält man mit tomographischer Rekonstruktion 1184 Flächen
in denen der Flüssigkeits/Gasgehalt bestimmt wird. Erdöl ist wegen
seiner sehr geringen Leitfähigkeit allerdings nicht von luft zu
unterscheiden.

Hallo,

ihr wollt so wie beim Computertomographen arbeiten, quasi mit dem
rotierenden Bündel von Röntgenstrahlen und Detektoren?
Die drei Drahtbündel um jeweils 120 Grad verdreht sollen die vielen
Drehstellungen ersetzen?

Wollt ihr da wirklich 1184 Flächen tomographisch rekonstruieren oder nur
784?
Mit den jeweils 29 Drähten und nur drei Drehstellungen scheint mir 1184
Flächen arg hoch gegriffen zu sein, 28^2=784 könnte ja noch gehen, bzw.
durch die kreisförmige Begrenzung durch das Rohr entsprechend weniger.

Aber ob ihr nun die Kapazität messt oder den Widerstand, das elektrische
Feld sorgt in beiden Fällen dafür das ihr nicht genau nur zwischen den
Drähten messen könnt.

Bye

 

[Martin Laabs]

Uwe Hercksen <hercksen@mew.uni-erlangen.de> writes:

svenw schrieb:
^^^^^

Ein Realname wäre echt prima.

Aber ob ihr nun die Kapazität messt oder den Widerstand, das elektrisch
Feld sorgt in beiden Fällen dafür das ihr nicht genau nur zwischen
den Drähten messen könnt.

Ich glaube man kann die Fehler rausrechnen. Aber sicher nur wenn man
alle Messwerte vorliegen hat. Den man kann ja ausrechnen wie sich die
Felder gegenseitig beeinflussen (so man ein präzises math. Modell
hat) und daraus auf die Kapazitäten zwischen den Dräten schließen.

Es gibt ja x Messwerte und x Unbekannte. Ob man die Anordnung aber
hinreichend genau modelieren kann weis ich nicht.

Als ich noch nichts von Integralen/Differenzialen wusste hatte ich
eine Kurvenerkennung eines Spektroskopes mit Hilfe eines neuronalen
Netzwerkes gemacht. Das hat hervoragend funktioniert. Ich könnte mir
auch vorstellen das, so man genügend (auch nichtriviale) Lehrbeispiele
hat, sowas auch hier möglich wäre.

Tschüss
Martin L.

 

"Martin Laabs" <98malaab@gmx.de> schrieb:

svenw schrieb:
^^^^^
Ein Realname wäre echt prima.

Wozu? Bisher ging es auch ohne.
Diese Gruppe braucht keine Realnamen-Fetischisten.
--
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