| |
|
  |
 Датчик взрыва горячих паров/газа в замкн. объеме, Подскажите идею или сам датчик |
|
|
|
|
 Jul 25 2007, 06:51
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Уважаемые форумчане, стоит задача зафиксировать (а в идеале - измерить силу/степень взрыва) горячих паров/газа в закнутом объеме.
Постановка задачи:
1. Объем порядка 50-70 грамм (в эквиваленте воды).
2. Температура паров до 160 градусов (внутри объема).
3. Давление - атмосферное.
4. Конструктивно - алюминиевые стакан с крышкой, внутри испаряющаяся жидкость. Подогревается снизу. Под крышкой производится искровой разряд, от которого при определённой температуре пары вспыхивают.
Цель: зафиксировать температуру жидкости/пара, при которой пары вспыхнули от искры.
Собственные идеи:
а) в крышке отверстие, закрывается лепестком, который в момент взрыва подскакивает и его другой конец проходит через оптопару.
+) возможность установки оптопары вне горячей зоны
-) сложность конструкции, значительные габариты
-) невозможность измерения силы взрыва (пары могут состоять из нескольких фракций, которые вспыхивают при разных температурах; интересует самый сильный взрыв фракции, представленной в бОльшей доле).
б) опять-таки, отверстие, но закрывается платкой с датчиком ускорения, соединённой с измерительной частью гибкими проводниками.
+) простота конструкции
+) возможность измерения силы взрыва
-) под платкой температура 160 градусов... Микросхема на плате запросто прогреется выше 120...
Какие будут идеи?
Проект не серийный коммерческий, лабораторный, но повторяемость на 5-10 изделей желательна.
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 25 2007, 07:43
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Евгений Николаев @ Jul 25 2007, 10:51)  Уважаемые форумчане, стоит задача зафиксировать (а в идеале - измерить силу/степень взрыва) горячих паров/газа в закнутом объеме. Уважаемый Евгений Николаев! Никоим образом не хочу Вас обидеть, но советую, прежде чем браться за такие вещи, сначала почитать что-нибудь из теории горения и взрыва.... И Вы узнаете, чем взрыв отличается от горения... Если у Вас действительно произойдет взрыв, а не горение, то разнесет всю Вашу "аппаратуру"... Есть несколько стандартных методик... Вот, например, в бомбу (так это называется - на самом деле это толстостенный очень прочный стальной сосуд) помещается нечто, напускается кислород или воздух высокого давления (чтобы его хватило для полного сжигания), поджигается, а затем измеряется подъем температуры бомбы. Это стандартная калориметрическая метода. Такая штука не на коленке делается и стоит соответственно. Таким образом можно мерить энергию... А то, что Вы называете "силой" - весьма неопределенная вещь... Может Вам интеграл от давления по времени? Или саму зависмость? Вы уж определитесь сначала...
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 25 2007, 08:02
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Tanya, ваши замечания ценны, как в части терминологии, так и в части "силы".
На самом деле, происходит воспламенение паров и их достаточно быстрое сгорание.
В части "силы", действительно, интересует интеграл давления, т.к. именно он харакетеризует, хоть и косвенно, количество во время вспышки сгораемого вещества.
Adlex, аккустика не подходит, как я понимаю по двум причинам:
1. восприимчивость к сторонним шумам (в т.ч. щелчку от искрового разряда).
2. температурная стойкость.
Подумал ещё об одном варианте - трубка воздуховода (из фторопласта, например) и датчик давления на другом конце. Но вот вопрос - успеет ли он почувствовать "хлопок"...
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 25 2007, 08:18
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Евгений Николаев @ Jul 25 2007, 12:02) Tanya, ваши замечания ценны, как в части терминологии, так и в части "силы".
На самом деле, происходит воспламенение паров и их достаточно быстрое сгорание.
В части "силы", действительно, интересует интеграл давления, т.к. именно он харакетеризует, хоть и косвенно, количество во время вспышки сгораемого вещества.
Adlex, аккустика не подходит, как я понимаю по двум причинам:
1. восприимчивость к сторонним шумам (в т.ч. щелчку от искрового разряда).
2. температурная стойкость.
Подумал ещё об одном варианте - трубка воздуховода (из фторопласта, например) и датчик давления на другом конце. Но вот вопрос - успеет ли он почувствовать "хлопок"... Возьмите двигатель... от мопеда (?)... скорость полета поршня (можно утяжелить - спокойнее будет)... Только как Вы собираетесь контролировать содержание воздуха (кислорода) в смеси? И как перемешивать? Это непросто... А зачем все это? Наверняка, (или это только кажется мне?) двигателисты имеют все необходимое...
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 25 2007, 11:47
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 041
Регистрация: 10-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 874
|
Цитата(Tanya @ Jul 25 2007, 11:43) Уважаемый Евгений Николаев!
Никоим образом не хочу Вас обидеть, но советую, прежде чем браться за такие вещи, сначала почитать что-нибудь из теории горения и взрыва.... И Вы узнаете, чем взрыв отличается от горения... А кстати, Tanya, что можно почитать про отличие простого горения от взрыва? Нет, на пальцах я, конечно, немного представляю - при химическом взрыве происходит практически мгновенное химическое превращение вещества на фронте ударной волны с выделением тепловой энергии, из-за чего энергия ударной волна возрастает по мере продвижения фронта. Но что можно прочитать чтобы систематизировать знания в этой области?
--------------------
Пишите в личку.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 25 2007, 14:01
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Данный датчик слишком тяжелый. Опытным путём было установлено, что давления хватает на подброс гайки М3, закрепленной на круглом легком основании, на высоту около 5-7 мм при диаметре отверстия около 5 мм.
Да и стойкость к температуре под вопросом.
---
Вопрос к тем, кто имел дело с датчиками атмосферного давления - если по "порту" воздуховода стукнуть, ну например, подушечкой пальца - ему хватит быстродействия, чтобы почувствовать этот импульс? Крайне не хочется покупать на заказ эту штуку, чтобы понять, что она медленная.
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 26 2007, 05:02
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Цитата Фиксацию температуры можно проводить по факту резкого нарастания давления. Так и планируется. Измерение температуры, кроме того, производится постоянно, т.к. это обратная связь для регулятора темпа нагрева (строго оговоренный параметр 5-6 градусов в минуту). Цитата На 160 град., думается, и то, и другое найти - не проблема. Датчик температуры - да, Pt100..1000 какой-нибудь. А вот насчёт датчика давления сильно сомневаюсь. И, к тому же, он должен быть "шустрый". Цитата Датчик детонации от авто громоздкий? Думаю, да. Если применять акселерометр, то вес печатной платки + вес микросхемки SOIC8 + утяжелитель (гайка М2-М4) = самое то. Цитата почему бы не применить керамику для звукоснимателя со старого проигрывателя пластинок? Непрофессионально :-) Да и где взять 5-10 таких проигрывателей? А если (не дай бог) придётся делать подобную вещь серийно?!
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 26 2007, 06:32
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Oldring @ Jul 25 2007, 15:47) А кстати, Tanya, что можно почитать про отличие простого горения от взрыва? Нет, на пальцах я, конечно, немного представляю - при химическом взрыве происходит практически мгновенное химическое превращение вещества на фронте ударной волны с выделением тепловой энергии, из-за чего энергия ударной волна возрастает по мере продвижения фронта. Но что можно прочитать чтобы систематизировать знания в этой области? Почитать можно (особенно Вам будет интересно и м.б.? полезно?) классику - ФранкКаменецкий Д.А. "Диффузия и теплопередача в химической кинетике". Несмотря на название, эту книгу читают не только химики... Все это очень даже непросто... Макрокинетика называется. Вот возьмите простейший пример. Сделаем, например, стехиометрическую смесь водорода с кислородом. Известно, что механизм окисления - РАЗВЕТВЛЕННЫЙ цепной процесс - т.е. один активный центр порождает несколько... Вы, естественно, знаете, что космическое излучение будет создавать радикалы, которые должны размножаться... Стало быть, все должно взорваться в момент приготовления... Ан нет... Не все так просто. А вот навеяло... Про размножение - цепную разветвленную реакцию. Нечто вроде задачи. (Может перенести... Вы же модератор...) Вот представим себе атомный реактор на уране. Мысленно поместим в некоторую точку пространства реактора импульсный источник нейтронов. Пусть он мгновенно испустил изотропно N быстрых нейтронов. Они замедлятся, отразятся..... размножатся, и, в конце концов, породят в исходной точке N1 нейтронов. Назовем N1/N коэффициентом размножения. Если коэффициент будет больше 1, произойдет взрыв... А если меньше, реактор работать не будет... Вопрос - как же можно реактором управлять? Ведь этот коэффициент должен быть строго равен единице в КАЖДОЙ точке активной зоны...
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 26 2007, 08:26
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 041
Регистрация: 10-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 874
|
Цитата(Tanya @ Jul 26 2007, 10:32) Почитать можно (особенно Вам будет интересно и м.б.? полезно?) классику - ФранкКаменецкий Д.А. "Диффузия и теплопередача в химической кинетике". Несмотря на название, эту книгу читают не только химики...
Все это очень даже непросто... Макрокинетика называется. Вот возьмите простейший пример. Сделаем, например, стехиометрическую смесь водорода с кислородом. Известно, что механизм окисления - РАЗВЕТВЛЕННЫЙ цепной процесс - т.е. один активный центр порождает несколько...
Вы, естественно, знаете, что космическое излучение будет создавать радикалы, которые должны размножаться... Стало быть, все должно взорваться в момент приготовления... Ан нет... Не все так просто.
А вот навеяло... Про размножение - цепную разветвленную реакцию. Нечто вроде задачи. (Может перенести... Вы же модератор...)
Вот представим себе атомный реактор на уране. Мысленно поместим в некоторую точку пространства реактора импульсный источник нейтронов. Пусть он мгновенно испустил изотропно N быстрых нейтронов. Они замедлятся, отразятся..... размножатся, и, в конце концов, породят в исходной точке N1 нейтронов. Назовем N1/N коэффициентом размножения. Если коэффициент будет больше 1, произойдет взрыв... А если меньше, реактор работать не будет... Вопрос - как же можно реактором управлять? Ведь этот коэффициент должен быть строго равен единице в КАЖДОЙ точке активной зоны... Спасибо! Обязательно просмотрю рекомендованную литературу  Нет, в этой ветке я не модератор даже формально - поэтому ничего перенести не могу. Что такое "динамическая система" я немного все-таки представляю. Как управляют реактором - тоже только на пальцах. На том уровне, что в реакторе коэффициент размножения держат немного меньше единицы, и непрерывная реакция поддерживается за счет спонтанных ядерных распадов, инициирующих цепочки реакций. Более того, даже если коэффициент размножения окажется слегка больше единицы - реактор взорвется не сразу, а реакция начнет медленно разгоняться. Этот разгон должен быть подавлен контурами обратной связи - причем, якобы, в правильно спроектированном реакторе самопроизвольный разгон давится какими-то процессами в самой конструкции. Конечно, если коэффициент размножения превышен не сильно. Якобы в чернобыльском реакторе наблюдался обратный эффект - при аварийном опускании стержней мощность реактора (насколько я понимаю, непосредственно связанная с коэффициентом размножения) первоначально возрастала, поэтому он взорвался, вместо того, чтобы быстро затухнуть. Это все, что мне известно про управление ядерными реакторами А, да, еще слышал про какое-то отравление активной зоны - видимо, в реакторах строго следят за радиоактивными продуктами с малым временем полураспада, очевидно, создающими немалую часть той самой спонтанной радиоактивности, инициирующие цепочки ядерных реакций. P.S.По теории горения и взрыва наткнулся на более специализированную книгу - Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980 http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mechanics/thermal.htm
--------------------
Пишите в личку.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 27 2007, 06:41
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Евгений Германович @ Jul 25 2007, 16:33) Принципиального отличия горения от взрыва нет.Кто-то из великих физиков во время войны увлекался созданием ВВ.И опубликовал книгу с названием нето детонация горением или горение детонацией.Суть в том,что горение от взрыва отличается скоростью протекания процесса.По сути вопроса,здесь прекрасно будет смотреться пьезоаксельрометр.Вопрос только в одном:или использовать датчик удара или обычный аксельрометр.Вроде горение детонацией. Отличие есть... А число великих физиков "увлекавшихся" теорией горения и взрыва весьма велико - Семенов, Харитон, Зельдович, Щелкин, Ландау, Франк-Каменецкий... Трое из них трижды герои... А двое - нобелевские лауреаты. Цитата(Oldring @ Jul 26 2007, 12:26) Спасибо! Обязательно просмотрю рекомендованную литературу Нет, в этой ветке я не модератор даже формально - поэтому ничего перенести не могу. Что такое "динамическая система" я немного все-таки представляю. Как управляют реактором - тоже только на пальцах. На том уровне, что в реакторе коэффициент размножения держат немного меньше единицы, и непрерывная реакция поддерживается за счет спонтанных ядерных распадов, инициирующих цепочки реакций. Более того, даже если коэффициент размножения окажется слегка больше единицы - реактор взорвется не сразу, а реакция начнет медленно разгоняться. Этот разгон должен быть подавлен контурами обратной связи - причем, якобы, в правильно спроектированном реакторе самопроизвольный разгон давится какими-то процессами в самой конструкции. Конечно, если коэффициент размножения превышен не сильно. Якобы в чернобыльском реакторе наблюдался обратный эффект - при аварийном опускании стержней мощность реактора (насколько я понимаю, непосредственно связанная с коэффициентом размножения) первоначально возрастала, поэтому он взорвался, вместо того, чтобы быстро затухнуть. Это все, что мне известно про управление ядерными реакторами А, да, еще слышал про какое-то отравление активной зоны - видимо, в реакторах строго следят за радиоактивными продуктами с малым временем полураспада, очевидно, создающими немалую часть той самой спонтанной радиоактивности, инициирующие цепочки ядерных реакций. P.S.По теории горения и взрыва наткнулся на более специализированную книгу - Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980 http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mechanics/thermal.htmСчастье (а может несчастье?) состоит в том, что время жизни возбужденного съеданием нейтрона ядра урана порядка секунды, поэтому система управления может успевать держать средний по времени коэффициент размножения в точности равный единице (правильнее было бы сказать постоянным, если учитывать спонтанное и внешнее излучение, хотя для работающего реактора это слезы...). А если Вы эту книжку предпочитаете, то где-то в самом конце имеется ответ на Ваш вопрос - там, где про теорию Щелкина... Про Чернобыль очень много гипотез... Что тут скажешь... - Что случилось с реактором? - Он взорвался... Цитата(Евгений Николаев @ Jul 27 2007, 08:30) Спасибо за советы!
Буду "рыть" в направлении пьезодатчика. Лишь бы его температурная прочность была на должном уровне. А как в серийных приборах это регистрируют - секрет? Может еще вспышку света (ИК) регистрировать? Окно только надо делать и чистить его от копоти, возможно... А можно еще проще - крышечка подпружиненная (пригруженная) подскакивает - контакт размыкается - замыкается... Можно время измерять...
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 27 2007, 09:44
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Цитата А по поводу "чпока" от искры - сделайте временнУю селекцию Интересно как это? Если искра, не успев догореть, вызывает воспламенение... Цитата А как в серийных приборах это регистрируют - секрет? 1.) флажок + оптопара. 2) цилиндр с магнитиком + геркон 3) есть патент (не мой), основанный на изменении условий горения искры, если объем вспыхивает. 4) ручной метод (вносят горящий фитиль и видят воспламенение). Цитата А можно еще проще - крышечка подпружиненная (пригруженная) подскакивает - контакт размыкается - замыкается... Можно время измерять... Аналог п. 2. Цитата Может конденсаторную схему возьмете. Поставьте в сосуд две пластины ... Искра образуется напряжением 5,2-5,4 кВ... Думаю, что не отличу наводку от изменения собственных свойств.
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 27 2007, 15:13
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Евгений Николаев @ Jul 26 2007, 09:02) Датчик температуры - да, Pt100..1000 какой-нибудь. А вот насчёт датчика давления сильно сомневаюсь. И, к тому же, он должен быть "шустрый". Датчик температуры можно использовать обычный, кремниевый, каких сейчас навалом (только тепловую инерцию учесть надо). Датчики давления на такую температуру тоже найти можно, но они дороговаты и великоваты. Однако, все 160 град. ему выдерживать вовсе не нужно - ведь его можно разместить снаружи "стакана", а с внутренней средой связать с помощью узкого канала, который можно заполнить пористым термоизолирующим веществом. Миниатюрные недорогие датчики с уже готовым подобным каналом можно посмотреть, например, у Freescale и Honeywell. О быстродействии таких датчиков можно не беспокоиться - они представляют собой резистивный мост. Какой приставите к ним усилитель - таким и будет быстродействие. Интеграл давления во времени с помощью таких датчиков получится весьма точным. Кстати, Вы не сообщили о максимальном давлении, которое должен выдерживать датчик. Цитата(Евгений Германович @ Jul 25 2007, 16:33) Принципиального отличия горения от взрыва нет... Вообще-то, есть. Взрыв отличается от горения не временнОй скоростью протекания реакции, а скоростью распространения фронта процесса в реагирующей среде. При взрыве фронт движется со скоростью, превышающей скорость звука в веществе (образуется т.н. детонационная волна), а при горении этого не происходит. Впрочем, определение взрыва, наверное, может быть и иным, но мне такое представляется вполне логичным. Цитата(Oldring @ Jul 26 2007, 12:26) Спасибо! Обязательно просмотрю рекомендованную литературу Нет, в этой ветке я не модератор даже формально - поэтому ничего перенести не могу. Ну, так отправляйтесь в ту ветку, где Вы модератор хотя бы формально, и там задавайте вопросы, не относящиеся к тематике форума. А то от Вашего с Таней флуда в глазах рябит. Кстати, модераторам данного раздела не мешало бы уделить вам хотя бы немного внимания.  Цитата(Oldring @ Jul 26 2007, 12:26) ...Что такое "динамическая система" я немного все-таки представляю...
................................................. Ваши представления впечатляют, особенно в части реактора РБМК.  Кстати, к-т размножения нейтронов в любом нормально работающем реакторе поддерживается бОльшим 1.  Прошу прощения за оффтоп. Цитата(Tanya @ Jul 27 2007, 10:41) Счастье (а может несчастье?) состоит в том, что... Таня, адресованное Олдрингу относится и к Вам в полной мере. Прошу прочитать внимательно Правила форума (п.3.1) и не засорять тему.
Сообщение отредактировал Stanislav - Jul 27 2007, 20:46
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 27 2007, 20:36
|
Уставать стал
Группа: Свой
Сообщений: 603
Регистрация: 11-07-05
Из: Севастополь
Пользователь №: 6 692
|
Цитата(Евгений Николаев @ Jul 26 2007, 09:02) Непрофессионально :-) Да и где взять 5-10 таких проигрывателей? А если (не дай бог) придётся делать подобную вещь серийно?!
Как с помощью датчика вибрации поймать этот "чпок"? Профессионально то , что предложил идею. А непрофессионально то, что так оценивается собственная способность применить её. Новое придумать - не поле перейти. <поймать этот "чпок"?> Лучше и проще тем же пьезо, поискать надобно, если уж нет тарелочки с голубой каёмочкой. Мысль поддержана многими. Пьезо если пораскинуть глазами всегда найдётся, практически любой - даже преобразователь эл. сигнала в звук! эти вещи могут и в обратном направлении преобразовывать, да будет Вам известно. Ширее надо мыслить.
--------------------
Коллектив-Большая Сила!  |
|
|
|
|
|
|
|
Jul 29 2007, 13:28
|
Частый гость
Группа: Новичок
Сообщений: 129
Регистрация: 4-08-06
Пользователь №: 19 327
|
Цитата(Евгений Германович @ Jul 29 2007, 09:08) Недурно,но как регистрировать?Зато можно менять чувствительность. Измерять ёмкость между проводником в "дальнем" колене и его металлическим корпусом - какие уж тут внутри помехи? И всю схему можно в металлический набалдашник над коленом упрятать. С батарейным питанием и выводом данных через световод :-).
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 30 2007, 12:35
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654
|
Цитата(Stanislav @ Jul 29 2007, 22:45) Ну, вот и посмотрите. Ключевое слово - MEMS, что означает "микромашинный". И сравните их инерцигнность с "пьезо". А присоединённую массу газа и трение в стенках канала тоже учесть надо, или как? И какое быстродействие можно считать достаточным, если речь идёт о "гайках"? На что посмотреть на слово мемс ,посмотрел не впечатлило.Если вас не затруднит приведите цифры. По поводу быстродействия Си R датчиков,я имел ввиду не быстродействие самих датчиков,а время затраченное на получение результата .
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 30 2007, 21:36
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Евгений Германович @ Jul 30 2007, 16:35) На что посмотреть на слово мемс ,посмотрел не впечатлило.Если вас не затруднит приведите цифры. Ну, там же есть они. Для хонивела, например, 100 мкС типовое время отклика. Думаю, однако, что это время определяется вовсе не инерционностью мембраны, а скоростью установления равновесного давления в измерительной камере датчика. Цитата(Евгений Германович @ Jul 30 2007, 16:35) ...По поводу быстродействия Си R датчиков,я имел ввиду не быстродействие самих датчиков,а время затраченное на получение результата. Не совсем понятно, что Вы подразумеваете под временем, затраченным на получение результата. Есть пьезорезистивный мост. Подключаем его к быстродействующему дифф. усилителю. Путём выбора соответствующего усилителя можно сделать общее быстродействие практически равным быстродействию самого датчика. Для того, чтобы фиксировать барографический ход развития процесса сгорания смеси, достаточно времени отклика на один-два порядка большего, чем в датчиках такого типа. Если нужно измерять только температуру - тут время отклика и вовсе может измеряться долями секунды, ибо инерционность датчиков температуры довольно велика. Вообще, мне не совсем понятно, почему давление в стакане нужно именно интегрировать, а не просто измерить его пиковое значение. Может, автор темы просветит?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 31 2007, 05:26
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Цитата Вообще, мне не совсем понятно, почему давление в стакане нужно именно интегрировать, а не просто измерить его пиковое значение. Может, автор темы просветит? Автор темы может и просветит, если сам точно уверен :-) Опыт заключается измерении температуры вспышки паров масла. Масла бывают разные и их пары состоят из нескольких фракций, отличающихся друг от друга по массовой доле, по способностям испаряться, по температуре воспламенения и по свойствам самого горения/вспышки/взрыва (если хотите). Некоторые фракции практически взрываются, обеспечивая достаточно высокий пик мгновенного давления за счёт именно взрыва, а не горения. Но при этом их количество мало и эти "чихи" нельзя считать вспышкой основных паров. Другие же не взрываются, а воспламеняются и сгорают (как пары ацетона или спирта - пробовали когда-нибудь в почти пустую бутылку горящую спичку кинуть? ;-) ), но их масса велика и давление хоть и не достигает такого пика, но "выхлоп" дыма довольной ощутим из-за своей длительности. Задача - отделить "чихи" малочисленных (хотя, может быть и очень взрыво-активных) фракций от воспламеннения основнной доли. Исходя из этого измерение пика не совсем подходит. Наверное, именно поэтому пьезодатчики не подходят. Интегрирование ближе к сути. Сам стакан, где всё это происходит, хоть и закрыт, не не герметичен, поэтому среднее давление там равно атмосферному и его подъем происходит только в моменты вспышек. Получается, что интегрирование должно быть довольно быстрым. --- Посмотрел датчики ускорения ADXL203 - у них есть способность измерять угол наклона. Рабочая температура до 125 градусов (в конструкции, приведённой ниже, не думаю, что прогреется и до такой температуры). Подумал о такой конструкции (в чём-то аналог баллистических методов):
Прикрепленные изображения
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 31 2007, 13:41
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Евгений Германович @ Jul 31 2007, 17:08) Глубоко уважаемый Stanislav .Цифра 100мкС конечно впечетляет,если конечно это время установления,но
чем эти датчики лучше пьезоаксельрометров?Кстати а по цене как? Тем, что они измеряют давление. По цене - вполне доступно, и не только для нефтяников. Цитата(Евгений Германович @ Jul 31 2007, 17:08) Про R & C представте,что вам нужно померять ёмкость и сопротивление.Где быстрее получите результат?
Измерение сопротивления это один цикл АЦП и все,а С? Не понял. Измерить ёмкость тоже можно за один цикл АЦП, только АЦП нужен специфический. И вообще, при чём здесь R, C и АЦП? Речь, насколько я понял, идёт о том, чтобы получить правильные сигналы на выходах датчиков. А что делать с ними потом - это уже второй вопрос. Цитата(Евгений Николаев @ Jul 31 2007, 09:26) Автор темы может и просветит, если сам точно уверен :-)
Опыт заключается измерении температуры вспышки паров масла.
............................................................................. Написано много; суть - непонятна. Итак: - каково максимальное давление, которое может развиваться в камере? - какова необходимая точность измерения температуры и давления (во времени)? - зачем нужно интегрировать результат измерения давления? Цитата(Евгений Николаев @ Jul 31 2007, 09:26) Исходя из этого измерение пика не совсем подходит. Наверное, именно поэтому пьезодатчики не подходят. Интегрирование ближе к сути. Сам стакан, где всё это происходит, хоть и закрыт, не не герметичен, поэтому среднее давление там равно атмосферному и его подъем происходит только в моменты вспышек. Получается, что интегрирование должно быть довольно быстрым. Ничего не понятно. Переведите на язык родных осин. Цитата(Евгений Николаев @ Jul 31 2007, 09:26) Подумал о такой конструкции (в чём-то аналог баллистических методов): И что же Вы хотите получить от этого датчика?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 1 2007, 14:38
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Цитата каково максимальное давление, которое может развиваться в камере?
- какова необходимая точность измерения температуры и давления (во времени)?
- зачем нужно интегрировать результат измерения давления? -атмосферы 2, не более. - температуры +/-0.5 градуса. Сразу после срабатывания датчика вспышки (или появления утвердительного результата от алгоритма определения вспышки) необходимо зафиксировать значение температуры. Таким образом, что во времени, что нет - требуется одинаковая точность, т.к. после вспышки температура продолжает расти. Вообще, этим можно воспользоваться и путём интерполяции более точно вычислить значение, при котором была вспышка, но игра не стоит свеч из-за прочих технологических погрешностей. - точность определения давления и вовсе не регламентируется, т.к. само по себе оно не важно. 1/20 от атмосферного атмосферы вполне подойдёт. - интегрировать не нужно, но желательно, с целью косвенного определения выделяемой энергии в процессе воспламения или взрыва. Необходимо определить температуру, при которой в процессе вспышки выделелось макс. кол-во энергии, т.е. произошло воспламенение основной массовой доли вещества. Цитата Переведите на язык родных осин. пошуршать листьями? :-) Станислав, будь я химик и спец по горению, может был более конкретен, а я электроник и многие вещи приходится самому воспринимать вслепую. Цитата И что же Вы хотите получить от этого датчика? Непосредственно с датчика - угол подъема пластины, закрывающей выхлопное отверстие. Подобная конструкция, правда, без датчика угла уже тестировалась: результаты, по которым не надо срабатывать: - воспламенения малых (по доле к общей массе) фракций либо не приподнимают пластину вообще (объем не идеально гермитичен), либо приподнимают не надолго и/или не высоко (градусов 10-15). - если малые фракции взрываются, то создается пиковое давление, но длительного его поддержания не происходит и пластина подскакивает достаточно высоко (градусов 30-40), но очень короткое время. результаты, по которым надо срабатывать: - воспламеняется основная фракция, пластина поднимается достаточно высоко (от 20 до 40 градусов) и некоторое время удерживается в поднятом состоянии (угол меняется по затухающей экспоненте, с постоянной времени превышающей случаии несрабатывания; если постоянная такая же, то амплитуда всё равно значительно меньше). - взрывается основная фракция - пластина подскакивает на угол более 50 градусов. --- Получается, что - сравнение по амплитуде не подходит, т.к. можно спутать горение основной фракции с взрывом малой; - определение по длительности тоже не годиться, т.к. можно спутать горение малой фракции с взрывом основной. Применяя анализ по обоим величинам (амплитуда, длительность) получаем более селективный алгоритм. Кроме того, если продолжать поджиг после вспышки основной фракции, то и амлитуда и длительность последующих процессов резко падают, т.к. если строить график, то наблюдается явный максимум.
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 2 2007, 15:29
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Евгений Николаев @ Aug 1 2007, 18:38) -атмосферы 2, не более.
- температуры +/-0.5 градуса. Сразу после срабатывания датчика вспышки (или появления утвердительного результата от алгоритма определения вспышки) необходимо зафиксировать значение температуры. Таким образом, что во времени, что нет - требуется одинаковая точность, т.к. после вспышки температура продолжает расти. Вообще, этим можно воспользоваться и путём интерполяции более точно вычислить значение, при котором была вспышка, но игра не стоит свеч из-за прочих технологических погрешностей.
- точность определения давления и вовсе не регламентируется, т.к. само по себе оно не важно. 1/20 от атмосферного атмосферы вполне подойдёт... Теперь более понятно. Я бы посоветовал Вам в этом случае делать не одномоментное измерение, а регистрировать весь процесс испытания, с вводом информации в компьютер или иной носитель. Одномоментное измерение может быть оправдано только если Вам нужен реал-тайм, а здесь, насколько я понял, задача с успехом может быть решена в постобработке. Для реализации такого принципа нужны будут, как я и предлагал ранее, малоинерционные датчики давления и температуры, а также система ввода данных в ПК. Думаю, разрядности в 10-12 бит вполне хватит. Записав процесс в файл, далее нетрудно организовать его обработку. Я привык в таких случаях пользоваться Матлабом. Преимущества очевидны: можно придумать оптимальный алгоритм обработки данных, а пока его нет, можно классифицировать процессы и "на глазок". Цитата(Евгений Николаев @ Aug 1 2007, 18:38) ...- интегрировать не нужно, но желательно, с целью косвенного определения выделяемой энергии в процессе воспламения или взрыва. Необходимо определить температуру, при которой в процессе вспышки выделелось макс. кол-во энергии, т.е. произошло воспламенение основной массовой доли вещества. Понятно. Но в этом случае, речь идёт не совсем об интегрировании, а о нелинейной амплитудно-временнОй селекции. Интегратор и на короткий хлопок, и на длительное горение может выдать близкие выходные значения (цилиндр не герметичен). Поэтому, боюсь, очень уж простые методы здесь не применимы. С помощью ПК исследовать процесс, имхо, гораздо продуктивнее. Цитата(Евгений Николаев @ Aug 1 2007, 18:38) ...Непосредственно с датчика - угол подъема пластины, закрывающей выхлопное отверстие.
Подобная конструкция, правда, без датчика угла уже тестировалась:
результаты, по которым не надо срабатывать:
- воспламенения малых (по доле к общей массе) фракций либо не приподнимают пластину вообще (объем не идеально гермитичен), либо приподнимают не надолго и/или не высоко (градусов 10-15).
- если малые фракции взрываются, то создается пиковое давление, но длительного его поддержания не происходит и пластина подскакивает достаточно высоко (градусов 30-40), но очень короткое время.
результаты, по которым надо срабатывать:
- воспламеняется основная фракция, пластина поднимается достаточно высоко (от 20 до 40 градусов) и некоторое время удерживается в поднятом состоянии (угол меняется по затухающей экспоненте, с постоянной времени превышающей случаии несрабатывания; если постоянная такая же, то амплитуда всё равно значительно меньше).
- взрывается основная фракция - пластина подскакивает на угол более 50 градусов. М-да. Я бы так делать не стал. Гимору чересчур много, а гарантии результата - накакой. Для его получения нужно рассчитать газодинамику клапана для различных температур и веществ, с учётом трения в подвесе и фазы луны. Нужно ли это - Вам решать, конечно. Цитата(Евгений Николаев @ Aug 1 2007, 18:38) Получается, что
- сравнение по амплитуде не подходит, т.к. можно спутать горение основной фракции с взрывом малой;
- определение по длительности тоже не годиться, т.к. можно спутать горение малой фракции с взрывом основной.
Применяя анализ по обоим величинам (амплитуда, длительность) получаем более селективный алгоритм.
Кроме того, если продолжать поджиг после вспышки основной фракции, то и амлитуда и длительность последующих процессов резко падают, т.к. если строить график, то наблюдается явный максимум. Решение, по-видимому, должно быть комплексным (т.е., учитывать целый ряд факторов). Необходимое условие для его осуществления - качественный исходный материал, который может быть получен способом, описанным мной выше.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 5 2007, 08:18
|
Участник
Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660
|
Цитата(Евгений Николаев @ Aug 1 2007, 18:38) -атмосферы 2, не более.
- температуры +/-0.5 градуса. Сразу после срабатывания датчика вспышки (или появления утвердительного результата от алгоритма определения вспышки) необходимо зафиксировать значение температуры. Таким образом, что во времени, что нет - требуется одинаковая точность, т.к. после вспышки температура продолжает расти. Вообще, этим можно воспользоваться и путём интерполяции более точно вычислить значение, при котором была вспышка, но игра не стоит свеч из-за прочих технологических погрешностей.
- точность определения давления и вовсе не регламентируется, т.к. само по себе оно не важно. 1/20 от атмосферного атмосферы вполне подойдёт.
- интегрировать не нужно, но желательно, с целью косвенного определения выделяемой энергии в процессе воспламения или взрыва. Необходимо определить температуру, при которой в процессе вспышки выделелось макс. кол-во энергии, т.е. произошло воспламенение основной массовой доли вещества.
пошуршать листьями? :-) Станислав, будь я химик и спец по горению, может был более конкретен, а я электроник и многие вещи приходится самому воспринимать вслепую.
Непосредственно с датчика - угол подъема пластины, закрывающей выхлопное отверстие.
Подобная конструкция, правда, без датчика угла уже тестировалась:
результаты, по которым не надо срабатывать:
- воспламенения малых (по доле к общей массе) фракций либо не приподнимают пластину вообще (объем не идеально гермитичен), либо приподнимают не надолго и/или не высоко (градусов 10-15).
- если малые фракции взрываются, то создается пиковое давление, но длительного его поддержания не происходит и пластина подскакивает достаточно высоко (градусов 30-40), но очень короткое время.
результаты, по которым надо срабатывать:
- воспламеняется основная фракция, пластина поднимается достаточно высоко (от 20 до 40 градусов) и некоторое время удерживается в поднятом состоянии (угол меняется по затухающей экспоненте, с постоянной времени превышающей случаии несрабатывания; если постоянная такая же, то амплитуда всё равно значительно меньше).
- взрывается основная фракция - пластина подскакивает на угол более 50 градусов.
---
Получается, что
- сравнение по амплитуде не подходит, т.к. можно спутать горение основной фракции с взрывом малой;
- определение по длительности тоже не годиться, т.к. можно спутать горение малой фракции с взрывом основной.
Применяя анализ по обоим величинам (амплитуда, длительность) получаем более селективный алгоритм.
Кроме того, если продолжать поджиг после вспышки основной фракции, то и амлитуда и длительность последующих процессов резко падают, т.к. если строить график, то наблюдается явный максимум. Есть схожая проблема изучения процессов в камере сгорания ДВС. По осциллограмме давления можно очень легко проанализировать все фазы процесса. Момент вспышки, характер горения различных фракций и т.д. легко определить даже визуально, кривая совершенно характерная. Разные фирмы, например kistler, выпускают готовые датчики, в том числе на ваши давления. Втыкаете датчик в стакан (дырку надо просверлить ) и к АЦП. Малоинерционный датчик температуры на мой взгляд гораздо труднее сообразить. Только не слушайте "умные советы" применить кремниевые. Не для этого они. Успехов!
Сообщение отредактировал Зина - Aug 5 2007, 08:19
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 6 2007, 08:02
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 597
Регистрация: 24-05-06
Из: г. Чебоксары
Пользователь №: 17 402
|
Зина, спасибо за наводку на Kistler.
С инерционностью датчиков температуры проблем нет, т.к. темп нагрева 5,5 градусов в минуту, т.е. 11 секунд на градус. Причём, график линейный и запаздывание незаметно - сравнивали с ртутным термометром той марки, которая оговорена в соотвествующем ГОСТе.
Stanislav, связь с РС, Матлаб... Это всё хорошо, правильно и удобно. Но есть одно "но" - прибор должен быть самодостаточным в своей базовой конфигурации, т.е. без присоединений к чему-либо.
Если взять, к примеру, осциллографы или спектроанализаторы, то они, конечно, работают в связке с РС, но и самостоятельно способны выполнять 99% заложенных функций.
Не говоря уже о том, что ПО должно быть лицензионным... Матлаб, например :-)
--------------------
Почему разработчики систем повышенной надёжности плохо справляются с простыми проектами? :)
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 6 2007, 08:27
|
Участник
Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660
|
Цитата(Евгений Николаев @ Aug 6 2007, 12:02) Зина, спасибо за наводку на Kistler.
С инерционностью датчиков температуры проблем нет, т.к. темп нагрева 5,5 градусов в минуту, т.е. 11 секунд на градус. Причём, график линейный и запаздывание незаметно - сравнивали с ртутным термометром той марки, которая оговорена в соотвествующем ГОСТе.
Stanislav, связь с РС, Матлаб... Это всё хорошо, правильно и удобно. Но есть одно "но" - прибор должен быть самодостаточным в своей базовой конфигурации, т.е. без присоединений к чему-либо.
Если взять, к примеру, осциллографы или спектроанализаторы, то они, конечно, работают в связке с РС, но и самостоятельно способны выполнять 99% заложенных функций.
Не говоря уже о том, что ПО должно быть лицензионным... Матлаб, например :-) РС и Матлаб в принципе не требуются. Просто для исследовательского этапа это самые простые и удобные средства. Потом будет достаточно какого-нибудь однокристального процессора. 10 лет назад подобная работа делалась на PIC с 8-битным АЦП и самодельным датчиком (фирменный был не по карману). При нынешних возможностях все очень упростилось.
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 6 2007, 10:31
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Зина @ Aug 5 2007, 12:18) Малоинерционный датчик температуры на мой взгляд гораздо труднее сообразить. Только не слушайте "умные советы" применить кремниевые. Не для этого они.
Успехов! А для чего же они, не просветите? Кроме того, что именно Вы подразумеваете под малоинерционностью? Я имею в виду датчики, постоянная времени которых гораздо меньше характерного времени развития процесса. Если нужны более быстрые датчики - здесь, конечно, терморезисторы рулят. Цитата(Евгений Николаев @ Aug 6 2007, 12:02) Stanislav, связь с РС, Матлаб... Это всё хорошо, правильно и удобно. Но есть одно "но" - прибор должен быть самодостаточным в своей базовой конфигурации, т.е. без присоединений к чему-либо. Да ради бога. Обкатайте алгоритм на Матлабе, а потом можете его реализовать хоть на дешёвом восьмибитном МК, в автономном устройстве. Но совсем "вслепую" делать не советую - труда положите больше, и вернётесь к тому, о чём я и написал.
Сообщение отредактировал Stanislav - Aug 6 2007, 11:00
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 8 2007, 08:08
|
Участник
Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660
|
Цитата(Stanislav @ Aug 6 2007, 14:31) А для чего же они, не просветите? У нас дохли как мухи. От ухода параметров до неработоспособности.
Сообщение отредактировал Зина - Aug 8 2007, 08:09
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 9 2007, 07:04
|
Участник
Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660
|
Цитата(Stanislav @ Aug 8 2007, 17:38) Какие именно и при каих условиях? Чтоб не напороться при случае... От ADшных до отечественных транзисторов в диодном включении и просто диодов портились довольно регулярно. Условия описаны автором темы.
|
|
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
