| |
 капля детектор |
|
|
|
|
 Oct 5 2006, 11:15
|
СТАТУС: только для чтения
Группа: Новичок
Сообщений: 133
Регистрация: 23-12-04
Пользователь №: 1 627
|
Цитата(KA_ru @ Oct 5 2006, 19:39)  есть желание измерить скорость падающей капли.
потом вычислить вес ну и все что потом за этим следует.
Идея такая на момент отрыва поставить два детектора с расстоянием 10 см.
Подскажите каким способом лучше детектировать.
ёмкостной, индукционный, IR.
Домашняя поделка не очень охота пробовать все способы подряд.
Может у кого есть опыт? Сэр! Может поделитесь мэтодом вычисления веса падающего тела по его скорости?...
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 5 2006, 12:03
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593
|
Цитата(KA_ru @ Oct 5 2006, 14:39) есть желание измерить скорость падающей капли.
потом вычислить вес ну и все что потом за этим следует.
Идея такая на момент отрыва поставить два детектора с расстоянием 10 см.
Подскажите каким способом лучше детектировать.
ёмкостной, индукционный, IR.
Домашняя поделка не очень охота пробовать все способы подряд.
Может у кого есть опыт? Поищите сборник лабораторных работ по физике МФТИ в старой редакции. Черный и толстый. Там методика описана, но для экспериментального измерения скорости падения дробины. Учитывается все, вплоть до сопротивления воздуха и его зависимости от скорости. Результаты под теорию подгоняются плохо. Лично проверял  )
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 5 2006, 15:57
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 424
Регистрация: 4-10-04
Из: Berlin
Пользователь №: 775
|
я как раз хочу от обратного. не фотографию для физики, а физику для фотографии. хочу делать такие снимки. хобби у меня такое. а то надо сделать 1000 снимков чтоб получить 1 хороший. Повторяемость низкая. такой вот грибочек вышел только один раз.  пока думаю про лазер. диоды сейчас можно свободно купить. форма важна, но для начала она у меня будет круглая.!!! http://www.pbase.com/daria90/colour_collision_splashes
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 09:59
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(_artem_ @ Oct 5 2006, 17:30) интересно не будет ли интеграл по выходу от датчика давления пропорционален массе капли ударившей об датчик (при условии наличия скорости капли)? Простите, о каком датчике давления идёт речь? Цитата(NickNich @ Oct 5 2006, 16:03) Поищите сборник лабораторных работ по физике МФТИ в старой редакции. Черный и толстый.
Там методика описана, но для экспериментального измерения скорости падения дробины. Учитывается все, вплоть до сопротивления воздуха и его зависимости от скорости. Вы ввели меня в смущение. В лабник посмотрел (у меня он 1983 года), нет там ничего подобного; есть только измерение скорости пули. Вашему покорному слуге из той духовушки тоже пальнуть довелось. Признайтесь: наверное, Вы немного меня обогнали? Или делали лабу, которой нет в лабнике (таких, кстати, было весьма много)? Цитата(KA_ru @ Oct 5 2006, 19:57) Повторяемость низкая. такой вот грибочек вышел только один раз. Это кумулятивная струя! ЗЫ. А ежели по звуку синхронизацию делать???
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 11:17
|
учащийся
Группа: Свой
Сообщений: 1 065
Регистрация: 29-10-05
Из: города контрастов
Пользователь №: 10 249
|
Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 12:59) Цитата(_artem_ @ Oct 5 2006, 17:30) интересно не будет ли интеграл по выходу от датчика давления пропорционален массе капли ударившей об датчик (при условии наличия скорости капли)? Простите, о каком датчике давления идёт речь? strain gauge или пьезодатчик чтоли если траектория капли известна - то китайским лазером и фотодиодом по отражению или поглoшению при пересечении можно попытаться.Надо что капля пролетала через светозашишенный цилинд где все эта хиромантия будет устанавливаться .
--------------------
Зачем лаять на караван , когда на него можно плюнуть?
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 11:39
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(KA_ru @ Oct 6 2006, 15:07) тоже думал но не уверен что услышу как капля с водой соприкасается. Благородный дон шутить изволили-с? Если нет, то скорость, с которой Вы успеваете нажать на спуск, должна быть просто потрясающей.  Щелчок при ударе легко засечь любым микрофоном. Цитата(KA_ru @ Oct 6 2006, 15:07) да и скорость звука. может мало будет. Хватит, не сомневайтесь. Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 15:17) Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 12:59) Простите, о каком датчике давления идёт речь? strain gauge или пьезодатчик чтоли А конструктивно это как должно выглядеть? У большинства датчиков давления дырочка ма-ахонькая... ЗЫ. Есть закон сохранения импульса, от него и нужно плясать. Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 15:17) если траектория капли известна - то китайским лазером и фотодиодом по отражению или поглoшению при пересечении можно попытаться.Надо что капля пролетала через светозашишенный цилинд где все эта хиромантия будет устанавливаться . При использовании лазера цилиндр, скорее всего, не понадобится.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 12:03
|
учащийся
Группа: Свой
Сообщений: 1 065
Регистрация: 29-10-05
Из: города контрастов
Пользователь №: 10 249
|
Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 14:39) Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 15:17) Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 12:59) Простите, о каком датчике давления идёт речь? strain gauge или пьезодатчик чтоли А конструктивно это как должно выглядеть? У большинства датчиков давления дырочка ма-ахонькая... ЗЫ. Есть закон сохранения импульса, от него и нужно плясать. Так и я об этом - mv квадрат) пытаюсь энергию датчиком давления или массы измерить. Наверно есть load cell на малые размеры Для случая ювелирных изделий что то подобное применяется. А датчик давления воздуха наверно тоже можно использовать - если сделать герметичную мембрану с плоской поверхностью сообшаюшуюся с датчиком давления. Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 14:39) Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 15:17) если траектория капли известна - то китайским лазером и фотодиодом по отражению или поглoшению при пересечении можно попытаться.Надо что капля пролетала через светозашишенный цилинд где все эта хиромантия будет устанавливаться . При использовании лазера цилиндр, скорее всего, не понадобится. Цилиндр для того чтобы малыми силами исключить засветку датчика при сильно освешенной комнате - снимка движушегося обьекта должна вестись на малых выдержках фотоапарата при хорошем освешении а стробоскоп имхо может блики давать.
--------------------
Зачем лаять на караван , когда на него можно плюнуть?
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 13:55
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 16:33) adds :
вот здесь вроде бы описывается пьезокристал для измерения кинетической энергии капли : Прочитать сейчас нет времени, но боюсь, что измерение энергии капли - задача не из лёгких. Для того, чтобы это сделать, нужно точно рассчитать динамику удара капли о датчик, измерить массу капли, а также остаточную энергию "осколков". Величины "второго порядка малости" сюда не включены. Импульс капли измерить также непросто. Для этого нужно обеспечить "прилипание" капли к датчику, ну, и динамику удара учесть и соотнести с динамикой датчика. Цитата(s_yakov @ Oct 6 2006, 17:49) как насчет задержек:
1. капля соприкасается с поверхностью жидкости (событие уже произошло) - в момент соприкосновения образуется звуковая волна.
2. звуковая волна распространяется от точки удара капли в поверхность до точки расположения микрофона (гидрофона). Из практических соображений расстояние до микрофона будет несколько десятков см. Для 10см задержка распространения в воздухе будет 300us, в воде - 66us.
3. Сигнал должен быть принят, обработан и должно быть выдано управляющее воздействие на камеру. Тоже задержка ??us
4. задержка на срабатывание спускового механизма камеры ??us или ms?
По моему лучше камеру синхронизировать с упреждением - по моменту пересечения падающей каплей зазора в оптопаре. Возможно... Однако, если спуск достаточно быстрый, со звуком должно всё получиться - образование кумулятивной воронки и "выстрел" - довольно длительный процесс, различимый даже глазом. Можно также попробовать видеосъёмку... Цитата(_artem_ @ Oct 6 2006, 16:03) Цилиндр для того чтобы малыми силами исключить засветку датчика при сильно освешенной комнате - снимка движушегося обьекта должна вестись на малых выдержках фотоапарата при хорошем освешении а стробоскоп имхо может блики давать. Лазер побороть засветкой трудно... Особенно со светофильтром на приёмной стороне...
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 15:33
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 375
Регистрация: 8-11-05
Пользователь №: 10 593
|
Цитата(Stanislav @ Oct 6 2006, 13:59) Или делали лабу, которой нет в лабнике (таких, кстати, было весьма много)? Вполне возможно. Но это была не стрельба из воздушки во вращающийся диск (что-то типа определения скорости полета пули), а полноценное определение скорости падения круглой дробины в атмосфере. Установка по памяти - дробина электромагнитом крепилась на высоте 1.5-2 метра. Сброс производился по кнопке. По этой же кнопке запускался счетчик импульсов на тиратронах - офигенная веЩ, никогда таких больше не видел ) Там лампочки по кругу мигали. Вроде бы фиксировались пролеты дробины через пару контрольных точек - фотоэлементами. Предварительная подготовка - раз десять померять радиус дробины под разными углами. Определить средний радиус и дисперсию. Для эксперимента подходили дробины, у которых дисперсия радиуса была меньше некоторого порога. Потом эта дробина взвешивалась. Температура воздуха в помещении определялась по термометру - давление по барометру а влажность по психрометру. Для дробины записывалось уравнение динамики свободного падения в атмосфере с учетом формулы Стокса (сопротивление воздуха для движущейся сферы). Потом по времени пролета контрольных точек проверялась справедливость этого уравнения. Короче, пришлось подгонять ))
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 6 2006, 17:36
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 424
Регистрация: 4-10-04
Из: Berlin
Пользователь №: 775
|
Задержка спуска с пультом не больше 0.3сек. Чисто механическую пока не выяснил. надо будет сделать робот нажатия и измерить. для начала попробую звук, потом, сделаю стабильную частоту капель, пумпа и датчик давления есть, если не хватит времени выдержки, лишние капли можно сдувать. Выдержка в фототике быстрая по доке 1/4000. Вес капли постараюсь задавать толщиной стержня-отрыва.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
|
|
|
Nov 3 2006, 20:49
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 86
Регистрация: 28-01-05
Пользователь №: 2 244
|
можно контролировать отрыв капли, например, так: заряжаем (разумеется резервуар должен быть изолирован) резурвуар, когда капля отрывается, заряд естественно, изменяется, капля уносит часть заряда ( маленький, не спорю) и отдаёт его к тому резервуару, куда падает (тоже контролируем заряд) Цитата(KA_ru @ Oct 6 2006, 21:36) Вес капли постараюсь задавать толщиной стержня-отрыва. а вообше даже задачка такая есть, что размер (то есть по сути масса) определяется коэффициентом поверхностного натяжения, плотностью, ускорением свободного падения - капли должны быть все одинаковые (по большому счёту)!!
|
|
|
|
|
|
|
|
Nov 6 2006, 16:31
|
Участник
Группа: Новичок
Сообщений: 22
Регистрация: 2-11-06
Из: Киев
Пользователь №: 21 916
|
Есть такая тема: CIJ Это технология непрерывной струйной печати. Один из элементов такого принтера – фазовый детектор капли. Я немного занимался этим. Метод измерения чем-то похож на описанный в предыдущем сообщении. Технология хорошо изучена. Пишите на мыло, если есть вопросы.
|
|
|
|
|
|
|
|
Sep 15 2008, 15:57
|
Группа: Новичок
Сообщений: 12
Регистрация: 7-12-07
Из: Россия, Москва
Пользователь №: 33 072
|
как вариант ... есть семейство быстрых видео камер, используются например для краштестов итд...
--------------------
.
|
|
|
|
|
|
|
|
Sep 19 2008, 05:15
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 660
Регистрация: 12-07-06
Пользователь №: 18 770
|
Я примерно год назад плотно занимался скоростной фотографией, результаты немного есть тут Скоростная фотография. Могу сказать что надо отдавать предпочтение оптическому методу синхронизации везде где это возможно - отсутствуют ложные срабатывания вспышки и погрешность из-за скорости звука, которая довольно мала для опытов с воздушкой. У меня было так: пускается лучик от лазерного модуля, проходящий за кадром, в месте где должен пролететь предмет, а синхронизация осуществляется через блок задержки. Капля чистой воды преломляет луч вполне достаточно для надежного срабатывания компаратора. Снимать только в темноте, нужный момент высвечивать вспышкой - у фотоаппаратов лаг между нажатием кнопки и фактическим снимком бывает нестабилен (например, мой кэнон 350Д дает задержку около 100мс на свежем аккумуляторе и открытой диафрагме, когда аккумулятор подсаживается она возрастает до 120мс, если снимать макрообъективом на диафрагме 32 - может доходить до 170мс: аппарат ждет когда объектив отработает). Крайне желательно импульс вспышки покороче, но это совсем другая история...
--------------------
|
|
|
|
|
|
|
|
Sep 30 2008, 08:05
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 468
Регистрация: 31-08-06
Из: Киев
Пользователь №: 19 991
|
Насчет скорости капель мы используем формулу, которую я привел в прикрепленном документе. Форма капель зависит от их размера. Мы используем апроксимации которые на картинках. Занимаюсь изучением турбулентности в дожде с помощью допплеровско-поляриметрического радиолокатора, поэтому результаты ваших измерений могут быть интересны для нас 
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
