Speed Sensor

[mag32]

Witam.
Poszukuje rozwiązania pozwalającego na określenie prędkości przesuwającego się pręta/blachy/rurki w zakresie od 0 do ~2m/s.
Impulsowy czujnik HALLA też odpada ponieważ element jest gładki.
Nie może mieć kontaktu mechanicznego z elementem - odpada więc impulsator np. na enkoderze.
Nie może być też optyczny [myślałem o rozwiązaniu typu optyka myszki].
Co więc pozostaje, chyba tylko czujnik magnetyczny lub ultradźwiękowy.
Jak ?
Co radzicie ?
Jakieś gotowe rozwiązania ?

[skoczek]

Witam serdecznie.
Trudno cokolwiek sensownego doradzić nie wiedząc nic więcej na temat tego gdzie i w jaki sposób chce Kolega to zastosować. Jakie są wymiary przesuwających się detali? Kolega chce mierzyć prędkość w zakresie małych przesunięć czy wyznaczyć prędkość np. całego poruszającego się arkusza blachy? Przydałoby się więcej informacji na ten temat. Dlaczego pomiar optyczny odpada? Nie jest możliwe naniesienie "markerów" na blachę i odbiciowy pomiar ich położenia? Później możnaby poprzez pomiar czasu określić jej prędkość. Jeżeli Kolega chce określić prędkość poruszającego się arkusza być może wystarczyłoby ustawić fotokomórkę określającą moment wejścia w tor jej promienia arkusza i moment jego wyjścia? A może jakaś rolka dociskana do tego poruszającego się przedmiotu i na niej impulsator?
Poza tym z jaką dokładnością Kolega potrzebuje określić prędkość?
Pozdrawiam, skoczek.

[mag32]

Witam serdecznie.

Witam, dzięki za pytania precyzujące, już odpowiadam.

Trudno cokolwiek sensownego doradzić nie wiedząc nic więcej na temat tego gdzie i w jaki sposób chce Kolega to zastosować.

Pomiar prędkości profilu wykonanego z metalu żelaznego o długości praktycznie setek kilometrów bez przerw.

Jakie są wymiary przesuwających się detali?

od rurki średnicy 15mm po profile płasko wypukłe o przekroju 100mm

Kolega chce mierzyć prędkość w zakresie małych przesunięć czy wyznaczyć prędkość np. całego poruszającego się arkusza blachy?Przydałoby się więcej informacji na ten temat. Dlaczego pomiar optyczny odpada?

Ponieważ po powierzchni leje się chłodziwo.

Nie jest możliwe naniesienie "markerów" na blachę i odbiciowy pomiar ich położenia?

Wykonalny, ale niezalecany.

Później można by poprzez pomiar czasu określić jej prędkość. Jeżeli Kolega chce określić prędkość poruszającego się arkusza być może wystarczyłoby ustawić fotokomórkę określającą moment wejścia w tor jej promienia arkusza i moment jego wyjścia? A może jakaś rolka dociskana do tego poruszającego się przedmiotu i na niej impulsator?

Mała dokładność a głównie fluktuacje prędkości powodowane błędem z poślizgu i innymi pewnie jeszcze elementami trudnymi do stwierdzenia.
Ten temat testowałem.

Poza tym z jaką dokładnością Kolega potrzebuje określić prędkość?

Potrzebuje pomiar od zatrzymania do max 2m/s, z dokładnością dużą. Muszę na początek poznać możliwości. W tej chwili pomiar jest robiony enkoderem inkrementalnym na podstawie zliczania impulsów, jednak powstaje błąd, jak wcześniej pisałem, a synchronizacja jest potrzebna do sterowania frezem, by go nie złamać co już się raz zdarzyło. Błędy wynikają z poślizgu rolki enkodera, mocniej docisnąć nie można, ślizgania się rolki po chłodziwie, aquaplaing , profil nie zawsze idzie w osi co powoduje dodatkowe błędy związane z kształtem rolki, pół okrągła dla rurki, jak zmieni rurka swoją oś, to zmienia się nieznacznie średnica rolki i kaszanka. Przy innych profilach podobnie, zastosowanie płaskiej odpada, za mała powierzchnia styku.

Pozdrawiam, skoczek.

W związku z tym wydaje mi się iż tylko bezstykowy pomiar wyeliminuje większość tych problemów.

[Leoo]

Ciekawa sprawa.
Widzę dwie możliwości:
1. Magnetyczny zapis i odczyt markerów na materiale jak na karcie magnetycznej.
2. Koło enkodera optycznego (z myszki) zaopatrzyć w magnes na obwodzie.

W metodzie nr 1 można zastosować małe magnesy neodymowe "przyklejane" do materiału a po odczytaniu czujnikiem magnetycznym - zdejmowane. Oczywiście trzeba zaprojektować system np. na bazie taśmociągu, który będzie automatycznie wykonywał proces "znakowania".

Jeśli w/w metody nie zostaną zastosowane można pomyśleć nad znakowaniem za pomocą zmywalnej farby UV, która w zwykłym świetle jest niewidoczna.

[skoczek]

Witam ponownie.
Kolega Leoo dobre pomysły podsuwa. Szczególnie ten z farbą wydaje się ciekawy. Co do magnesów to zastanawiam się czy różne opiłki nie wprowadzałyby zakłóceń do układu czujników indukcyjnych - nie chodzi mi o sam fakt, że jakiś dłuższy opiłek mógłby teoretycznie dawać impuls wcześniej niż ten jaki otrzymalibyśmy od magnesu, powiedzmy położonego w tym punkcie w którym miałby się znaleźć lecz o to że wszędobylskie opiłki mogłyby się wręcz "kleić" do czujników indukcyjnych, powodując ich ogłupienie.
Zastanawiałem się czy sensownym rozwiązaniem nie byłaby farba lub lakier nanoszony jakimś pisakiem w dowolnym miejscu materiału który miałby się przesuwać. Koledze chodzi o pomiar tylko prędkości, a nie interesuje go określenie położenia, zatem nie istotne jest gdzie znajdzie się ów marker. Tą metodę można w łatwy sposób dostosować do rodzaju materiału - czy to będzie rurka, czy pręt karbowany, czy arkusz płaskiej blachy lub z fakturą w postaci ryflu. Aby zrealizować to w możliwie elastyczny sposób przydałaby się nam mała kamerka, która patrzyłaby na przelatujący materiał. Dodatkowo ważne jest by w polu widzenia kamery były jakies nieruchome punkty referencyjne, umieszczone np. na kostrukcji taśmociągu, czy ogólnie gdzieś na maszynie. Na podstawie różnicy w klatkach poszczególnych zdjęć zrzucanych do komputera możemy określić prędkość z jaką porusza się nasz materiał. Ta metoda może nie jest najprostszą w implementacji, jednak jest dość dokładna, a jednocześnie daje dużą elastyczność podczas zmiany materiału. Opisana metoda bazuje na analogicznej metodzie stosowanej podczas pomiaru prędkości poruszającego się pojazdu, porównując obraz samochodu z kilku zdjęć z obrazem "wzorcowym" na którym widać elementy strukturalne nawierzchni, typu znaki poziome np. pasy na jezdni.
Jeżeli Kolega chciałby to realizować samemu, to od razu nadmienię, że nie jest to najprostsze rozwiązanie ale jest wykonalne, wszak studenci czasem realizują takie projekty wykorzystując komputery PC lub implementując taki system pomiarowy w FPGA. Realizacja na PC jest prostsza. Jeżeli matryca kamery miałaby małą rozdzielczość to taki marker jest w stanie wykryć nawet mikroprocesor (w miarę szybki) przy dość dobrze zaimplementowanym algorytmie.
Ufff ale się rozpisałem.
Pozdrawiam, skoczek

[mag32]

Ciekawe podpowiedzi.
Ja jednak myślę o czymś znacznie prostrzym.
System działający w podobny sposób jak myszka optyczna ale wykożystujący nie światło lecz pole elektromagnetyczne.
Czy czujniki halla reagują tylko na zmianę kierunku pola S/N czy również są w stanie analogowo zwracać wartość chwilową pola niezależnie od kierunku ?
Myślę tu o wyukożystaniu efektu Lorenza i "rozmazywaniu" linii pola magnetycznego w poruszającym się materiale.
Muszę przeprowadzić testy tej metody, nie mam jednak jeszcze odpowiednich elementów, wpadłem na to w nocy.

[Leoo]

Czy czujniki halla reagują tylko na zmianę kierunku pola S/N czy również są w stanie analogowo zwracać wartość chwilową pola niezależnie od kierunku ?

Czujnik Halla mierzy natężenie pola magnetycznego. Stosowane są w systemach pomiarowych np. prądu stałego tj. elementy LEM czy cęgowe amperomierze DC.
Jeśli Kolega chce odzyskać taki czujnik np. ze starego silnika BLDC (napęd CD), to nowsze wersje posiadają czujniki progowe, zintegrowane ze wzmacniaczem i one do pomiarów liniowych nie nadają się.

[mag32]

a czy ss19/ss49 się nadadzą?

[Leoo]

a czy ss19/ss49 się nadadzą?

Te elementy najwyraźniej mają wzmacniacz analogowy ale pracują liniowo i powinny się ndać.

[bugger]

w jaki sposob material jest przesowany pod narzedziem-frezem? moze tam da sie zaadoptowac jakis czujnik bez dokladania dodstkowych rolek itp.?