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Electrónica => Sensores => Tópico iniciado por: Dave em 17 de Fevereiro de 2016, 16:21
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Ora vamos lá ver se me consigo explicar e recolher a opinião da malta.
Tenho um problema cuja solução passa por medir a altura da água.
Imaginem um rio cujo leito não é uniforme. Eu preciso de medir a distancia deste o topo da água até ao fundo do "rio".
A solução que pensei até agora seria usar um medidor laser mergulhado na água (para evitar os erros de refracção) com um sensor de ultra-sons cá fora. Assim sabia a distancia do sonar até à agua e sabia a distancia do medidor laser até ao fundo. Por sua vez a distancia entre o sonar e o medidor é estática e daí calculada a medida que procuro.
Alguma sugestão para isto?
As distancias devem rondar de 5cm a 1m.
Para facilitar, fica uma imagem.
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fi.snag.gy%2FWplqu.jpg&hash=4bdc9ded59512dddd8cf378b4acd062005fe4def)
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Porque não medir com o sonar a distância até uma bóia colocada à tona na água ? Se a altura do sonar for conhecida, creio que resolves o teu problema.
Queres calcular o caudal do rio ou efetuar um levantamento batimétrico ?
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Ia dizer o mesmo. Não consegues colocar a sonda de profundidade a uma altura fixa da superfície? Uma boia resolve isso fácil.
O segundo ponto é o laser debaixo de água. Tens garantias da pureza da água (sem particulas em suspensão) e das qualidades refletoras do fundo? Se não tiveres duvido que laser funcione. O mais fiável deve ser sonar. Pelo menos é usado em sondas de tudo que é barco.
Edit:
tens desde chineses: http://www.ebay.com/itm/100M-Depth-Alarm-Portable-Sonar-Sensor-Ideal-Fish-Finder-Capturing-Transducer-/201302405488?hash=item2ede8ef170:g:HiMAAOSwT5tWPW~S (http://www.ebay.com/itm/100M-Depth-Alarm-Portable-Sonar-Sensor-Ideal-Fish-Finder-Capturing-Transducer-/201302405488?hash=item2ede8ef170:g:HiMAAOSwT5tWPW~S)
Até de marca:
http://www.ebay.com/itm/HawkEye-Depth-Finder-Sounder-with-Temperature-Thru-Hull-Transducer-/380868001336?hash=item58ad807e38:g:Qk0AAOSwaNBUfkg5&vxp=mtr (http://www.ebay.com/itm/HawkEye-Depth-Finder-Sounder-with-Temperature-Thru-Hull-Transducer-/380868001336?hash=item58ad807e38:g:Qk0AAOSwaNBUfkg5&vxp=mtr)
E imagino que haja muito mais marcas...
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Olás :)
Na verdade isto não é bem para um rio... é para um canal onde a água vai ter alguma velocidade e por isso vai haver zonas em que a água sobe.
Eu penso até que o levantamento do fundo já está feito, a ideia é medir nas zonas de curva quanto é que a água sobe em virtude da velocidade da água e do formato do fundo do canal.
A água que circula é limpa e "sem" partículas suspensas.
Isto é um projecto que está relacionado com malta de Civil, mas que me pediram para tentar ver o que se poderia fazer...
As diferenças de alturas rondas de 10cm a 1m.
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Nesse caso não era muito mais simples medir a posição da superfície da água, uma vez que o resto já é conhecido? basta-te usar como referência um ponto fixo na margem, e poupas complicações de fazer medidas de baixo de água, em que as correntes te vão complicar medidas com sonar e imagino que com outro tipo de sensores também.
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Amanhã já vou ter oportunidade de reunir e tirar mais informações.
Para medir a superfície, uns DESTES (http://www.ebay.com/itm/Waterproof-Non-contact-Distance-Ranging-Ultrasonic-Sensor-Module-Motion-Detector-/161661137723?hash=item25a3c1333b:g:B30AAOSwrklVHjUo)devem dar. Com 30º logo junto à superfície na agua o diâmetro da projecção será curto também.
Já agora, esses sonares de pesca, eles obtêm multi objectos?
Os sensores de ultrassons comuns detectam o objecto mas próximo, excluindo outros ecos. Mas estes da pesca parecem medir a varias alturas... estarei errado?
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A experimentacao dos varios sensores, neste caso, poderah ser a melhor politica, visto q eh uma solucao improvisada e "possivel" de algum erro.
O Jm_araujo colocou aih o "Awkeye" q faz sonar p profundidade, q poderah ser uma das melhores opcoes visto estar ja adaptado p estar a operar dentro de agua.
O outro dos peixes provavelmente faz a medicao dos ecos resultantes. Mas no entanto poderah haver surpresas.
Medicoes dentro de Agua obrigam a mais processamento, bem mais do q ao Ar. Especialmente pelas massas de agua de diferente densidade e das particulas em suspensao.
Precisas de ter um sensor fora a medir a distancia ao plano de agua? nao podes ter uma calha vertical c uma boia agarrada onde tens o teu sensor ja dentro de agua a medir o fundo? aqui ja sabias ah priori a tua distancia ah superficie.
Bom... ideias nao vao faltar, cada um de nohs dah ideias diferentes e todas validas. Cabe a ti agora decidires a tua melhor opcao p o teu fim em vista :)
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Obrigado Sena.
Vou mesmo aguardar por mais "specs" que tenham de ser cumpridas.
Falaram-me por alto disto e hoje era suposto ter-se feito uma reunião que não pôde ser cumprida.
Se for para aplicar no canal onde penso que é, a largura do canal é de uns 50cm e ter uma bóia vai "retirar" espaço de medição. Mas pronto.. depende do que se quer manter à tona e do seu peso.
Amanhã sem falta vou tentar saber mais pormenores ;).
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porque queres usar dois sensores e medir a profundidade com duas escalas?.. ???
nao dá usar uma cena deste género?
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/28/Manometer_%28schematic_U-tube%29.svg/100px-Manometer_%28schematic_U-tube%29.svg.png)
se é um canal ou vai ser, pode-se abrir uma canal e depois ter uma curva para um tubo vertical com escala visual duma esfera/boia.. e depois deixar a lei da hidrostatica informar a altura da agua no canal...(tb n sei se o canal é alto ou nao ou e se ha possibilidade de ter a mediaçao ao lado e ao mesmo nivel ou entao numa zona acessivel ou se a corrente de agua vai variar muito e ter mta velocidade e que possa influenciar a leitura hidrostratica)
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Iria para um medidor de pressão, quando mais fundo maior será esta:
http://www.globalw.com/products/levelsensor.html (http://www.globalw.com/products/levelsensor.html)
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porque queres usar dois sensores e medir a profundidade com duas escalas?.. ???
nao dá usar uma cena deste género?
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/28/Manometer_%28schematic_U-tube%29.svg/100px-Manometer_%28schematic_U-tube%29.svg.png)
se é um canal ou vai ser, pode-se abrir uma canal e depois ter uma curva para um tubo vertical com escala visual duma esfera/boia.. e depois deixar a lei da hidrostatica informar a altura da agua no canal...(tb n sei se o canal é alto ou nao ou e se ha possibilidade de ter a mediaçao ao lado e ao mesmo nivel ou entao numa zona acessivel ou se a corrente de agua vai variar muito e ter mta velocidade e que possa influenciar a leitura hidrostratica)
Olá Hugo.
Isso não seria possível, porque o canal está construído. É betão com umas determinadas deformações no seu "leito".
ainda para mais a ideia é conseguir medir um padrão de alturas e não apenas num só ponto.
Iria para um medidor de pressão, quando mais fundo maior será esta:
http://www.globalw.com/products/levelsensor.html (http://www.globalw.com/products/levelsensor.html)
Olá Dropes.
Numa solução semelhante à do Hugo, onde a pressão intervém. Não sei de que forma o uso destes sensores poderia ser válida, uma vez que a velocidade do caudal vai aumentar a pressão mesmo que não tenha assim "tanta água" por cima dele.
Mas é uma alternativa que vou estudar melhor.
Não conheço bem os sensores que colocaste e posso estar a induzir em erro.
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é para fazer varias leituras em varios pontos?
e na vez de medir profundidades porquê nao medir alturas o nivel da agua? metes sensores ultra-sons a reflectir na superficie da água, numa altura que conheces a qto fica ao fundo do canal e subtrais a medida da reflexao. Assim nem precisas de meter sensores dentro de agua.
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fg01.s.alicdn.com%2Fkf%2FHTB1XjrGGVXXXXcYXVXX760XFXXXo%2F200551546%2FHTB1XjrGGVXXXXcYXVXX760XFXXXo.png&hash=be90c63bdd5493e4772cf46864a223594b16ccaf)
vhttp://www.topoequipos.com/dem/general-acoustics/log_alevel-estacin-autnoma-de-medicin-remota-de-niveles-de-agua-y-olas
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Sim Hugo, essa solução já foi sugerida também e é de todo pertinente.
Mas quero acreditar que tem um problema qualquer, isto porque é demasiado óbvia para não terem avançado com essa topologia mais cedo.
O que poderá levar a outra questão que é a de não haver um levantamento topográfico do fundo do canal e/ou o fundo do canal ir variando com o tempo (variando por sua vez a "altura" da agua).
Vou aguardar por amanhã fazer todas essas questões que se levantaram ;).
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Já está esclarecido.
Para poderem fazer o levantamento têm de parar o canal e o seu fundo está em "movimento" devido à sedimentação.
Por isso tem mesmo de ser utilizado um método de medição do fundo.
Vou calcular qual seria o erro acrescentado em usar um medidor laser devido à refracção. Se é ou não algo muito significativo e não previsível para estas distancias.
Paralelamente usaria um de ultrassons para me dar a altura efectiva da água.
Exclui por completo a hipótese de mergulhar o medidor laser, porque devido ás dimensões do canal ia ter demasiado "ângulo morto".
Algo assim deste formato era o que estaria a pensar...
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fs30.postimg.org%2Fppqdrnlf5%2FIMG_20160218_145206877x.jpg&hash=cf57684b7e9d7d5faa3e29274a288ab5ec391395)
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Link para o medidor laser que estás a pensar usar seria possível?
É que tirando LIDAR não conheço do que estás a falar :-[
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Olá jm_araujo.
Estava a pensar usar um destes:
http://www.ebay.co.uk/itm/RZE-50-Measure-Range-50m-164ft-Digital-Laser-Distance-Meter-with-Bubble-Level-UK-/131544198678?hash=item1ea0a52e16:g:tO8AAOSwsFpWTaLK (http://www.ebay.co.uk/itm/RZE-50-Measure-Range-50m-164ft-Digital-Laser-Distance-Meter-with-Bubble-Level-UK-/131544198678?hash=item1ea0a52e16:g:tO8AAOSwsFpWTaLK)
Depois tirar os dados (algures deve ter uma porta UART), calcular tudo e meter num display.
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Se não tive uart, vi em tempos uma solução que apanhava os sinais do segmentos do LCD (com atenção ao facto de serem multiplexados).
Não sei se funciona com água e um fundo que pode não ser muito refletor, mas fiquei com curiosidade, vai-nos mantendo a par deste projeto!
Edit:
Ideia:nesse último esquema se desse para regular a "sensibilidade" do sensor laser talvez pudesses no mesmo sensor detetar a superfície e o fundo com duas medidas a "sensibilidades" diferentes.
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Se não tive uart, vi em tempos uma solução que apanhava os sinais do segmentos do LCD (com atenção ao facto de serem multiplexados).
Não sei se funciona com água e um fundo que pode não ser muito refletor, mas fiquei com curiosidade, vai-nos mantendo a par deste projeto!
Edit:
Ideia:nesse último esquema se desse para regular a "sensibilidade" do sensor laser talvez pudesses no mesmo sensor detetar a superfície e o fundo com duas medidas a "sensibilidades" diferentes.
Pois não sei bem...
Também não tenho grande experiência com isto. Tenho aqui um da Bosh emprestado, mas não lhe posso ver a "alma" :P.
O fundo é de areia e por isso é clarinho.
Mas estes medidores não são muito influenciado pela cor, pois trabalham por desvio angular da luz recebida. A mesma técnica usada nos LIDAR.
Problema é que como tem de processar dados de um CCD, leva algum tempo a actualizar a medição (rondará a centena de milissegundos penso).
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e com que precisão querias a leitura? é um dado importante, porque uma coisa é queres ler com tolerancias de milimetros/centimetros ou décimas do metro/metro.. e com que frequencia?
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Olá Hugo.
A precisão é como o outro diz... é o máximo que der!
Obviamente erros inconsistentes maiores que 5mm já não interessa.
A frequência, dado o problema, não é muito relevante. Estamos a falar de medições que são facilmente conseguidas numa fracção de segundo. Mas isso vai depender muito do tipo de equipamento e método a usar.
Convém é medir antes que o fundo se modifique ;D, mas pelo que me deram a entender leva vários minutos.
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a precisão sai caro e nem todos os sistemas conseguem obter precisoes equivalentes.. e outra coisa é medir águas paradas e outra é medir aguas em circulação...5mm parece-me mta coisa pra aguas em movimento numa canal e fundo inconstante...medir a medição da agua numa garrafa de agua, aí 5mm ja parece pouca precisao..
Ja agora, como conseguem medir o nivel médio da agua do mar? quando dizem que está a haver um degelo e que agua do mar sobe 2cm por ano, como conseguem ver isso (quando só o efeito da lua com mais ou menos aproximação faz variar o nivel da agua do mar em mais dum metro? nem falando do resto..)
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Pois, relativamente à primeira parte só com alguns testes a coisa lá vai e se podem tirar ilações.
Mas até agora não tive nenhuma outra ideia que possa fazer funcionar isto :(
No que toca à ultima parte não entendi bem o que queres dizer.
A medição do nível do mar é feito dentro de um tubo vertical, medindo a distancia do topo do mar (com uma bóia) até uma altura conhecida.
O mar não sobe 2cm por ano, mas a media de todas as medições realizadas ao longo desse ano sim, sobe 2cm em relação ao anterior.
Aqui contava, obviamente, fazer o mesmo. Tirar uma série de medições, correr uma filtragem gaussiana ou fazendo medianas e só depois apresentar o valor final.
Se cada processo levar 100mseg, em 1seg eu consigo 10 medições e terei de trabalhar com o que tenho :-\.
Mas se alguém tiver uma alternativa agradeço. Por isso mesmo, por não estar a ver isto muito bem, é que vim colher opiniões.
Por vezes a solução está ali bem simples e quem está perto não a vê ;D.