Guten Tag, zur Zeit schreibe ich meine Abschlussarbeit für mein Bachelorstudium. Im Rahmen dieser Arbeit untersuche ich die Lichtabschwächung durch Rauch. Dafür habe ich folgende Schaltung gebaut: Ein Laser wird auf einen Fototransistor ausgerichtet. Dann wird Rauch ein geleitet. Die Leistung des Laserstrahls die an der Fotozelle ankommt, sollte dadurch abnehmen, da das Licht getrübt/gestreut/etc. wird. Als Transistor nutze ich den Siemens BPX81-3 http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=siemens%20bpx81-3&source=web&cd=1&ved=0CEAQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.datasheetcatalog.org%2Fdatasheet%2Fsiemens%2FBPX81-3.pdf&ei=e7iTT5r0A4_GswbO39iHBA&usg=AFQjCNHiLQShQzts6ZxD8-0Tjy4A3IvWvw&cad=rja Der Transistor wird mittels Netzteil mit 12 V Gleichstrom, 80 mA versorgt. Die Anschlüsse sitzen richtig (Collector = plus, Emmitter = minus). Hinter dem dem Emmiter habe ich ein Multimeter eingebaut - quasi "in Reihe". Folgendes ist fest zustellen: Bei eingeschaltetem Licht (Glühlampe) messe ich eine Spannung von ca. 15,2-15,3 V. Mit einem Laser (http://www.pollin.de/shop/downloads/D860422D.PDF) und ausgeschaltem Umgebungslicht messe ich die gleiche Spannung. Ich gehe davon aus dass das die maximale Sättigung ist. Schwäche ich das Licht ab z.B. durch Entfernung zur Lichtquelle oder durch einbringen einer trüben Folie, erhalte ich schwächere Spannungen. Quasi genau das was ich benötige. Das ganze ist nur eine "Testschaltung" damit ich weiß was ich später brauche. Was mich aber stutzig macht: Will ich überhaupt eine Spannung messen? Es wird doch durch das einfallende Licht (Laser oder Umgebung) ein Strom erzeugt. Den sollte ich doch messen - stelle ich mein Multimeter auf Strom bekomme ich einen Wert von 0,00 mA angezeigt. Der Messbereich meines Gerätes geht bis 400 mA. Mache ich da was falsch? Verste ich was falsch? Ich wäre für jede Hilfe dankbar. Zur Info: Ich studiere nicht E-Technik, sondern eher etwas im Bereich Sicherheit/Brandschutz
Leftout schrieb: > stelle ich mein Multimeter auf > Strom bekomme ich einen Wert von 0,00 mA angezeigt. Der Messbereich > meines Gerätes geht bis 400 mA. Ach du Geier! Was ist denn dein Verbraucher? Hast wohl das Meßgerät nur umgeschaltet auf Strom, und es Paralell wie die Spannungsmessung angeschlossen gehabt? Spannungsmessung: Paralell Strommessung: Seriell
Tut mir leid, das Projekt ist voellig falsch aufgesetzt. Da sollte eigentlich ein Physiker mit ausgedehnten Elektronikkentnissen ran. Mit dem geplanten Ansatz kann man nur relativ dichten Rauch messen. Als Sender kann man einen Laser verwenden, und als Empfaenger eine Photodiode. Eine Photodiode bringt vielleicht 0.6A/W. Da der Laser nur mW bringt, kommen aus der Photodiode auch nur mikroampere. Im Besten Fall. plus das Umgebungslich, das auch noch Strom bringt. Plus das Rauschen der Photodiode. Das Umgebungslicht kriegt man weg, indem man den Laser moduliert. Dann gibt es auch noch Streuung an kleinen Pertikeln. Vonder Art der Streuung kann man auf die Partlikelgroesse schliessen.
Leftout schrieb: > Was mich aber stutzig macht: Will ich überhaupt eine Spannung messen? Es > wird doch durch das einfallende Licht (Laser oder Umgebung) ein Strom > erzeugt. Den sollte ich doch messen Erst mal wären Skizzen von deiner Anordnung sehr hilfreich gewesen. Der Elektroniker nutzt Schaltpläne und keine Prosa zum Verständnis. Ob du Spannung oder Strom misst, ist eigentlich gleichwertig. Einen Strom lässt man durch einen Widerstand fließen und misst daran die Spannung. Über U=R*I wird dann umgerechnet. Auch ein Messgerät macht nichts anderes - bei der Strommessung wird ein Shuntwiderstand genommen und daran der Spannungsabfall gemessen. Man könnte auch sagen, dem (niederohmigen) Shunt wird ein (hochohmiges) Messwerk parallel geschaltet und dadurch etwas Strom für die Messung abgezweigt. Bei der Spannungsmessung kann man ähnlich argumentieren und dann fällt auf, dass man zum Messen immer Strom und Spannung (=Leistung) benötigt, um am Messgerät einen Ausschlag zu erzeugen.
1) Ich schließe mich den Vorpostern an. Nimm einfach eine Fotodiode und miss den Fotostrom. Ein paar 100µA sind ja gsd simpel zu messen. Ein Netzteil ist hier nicht nötig. 2) Das Messprinzip ist fragwürdig. Als erstes miss einmal ohne Rauch über ein paar Minuten den Fotostrom. Ich prophezeie Schwankungen um ein paar Prozent durch Schwankungen der Laser-Leistung. Das wird dir schon einmal einen gehörigen Messfehler liefern - insbesondere wenn die Dämpfung durch den Rauch dann nur gering ist.
>Ob du Spannung oder Strom misst, ist eigentlich gleichwertig.
Nein, ist es nicht. Photodioden(usd Solazellen) sind Stromquellen. Sie
setzen Photonen in Strom um. Wenn man die Spannung misst, ist man im
Solarzellenmodus. Spannung ist nicht proportional zum Licht, und die
Spannung ist stark von der Temperatur abhaengig.
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vielen Dank für die (teilweise ernüchternden) Antworten. also ich habe mich etwas falsch ausgedrückt. Ich möchte nicht die Partikelgröße messen. Es geht mir rein um "wieviel Licht kommt am Empfänger an, wenn ich da Rauch (mehr oder weniger, versch. Stoffe, etc). einleite. Die Spannung/der Strom der bei Rauch gemessen wird, sollte geringer sein, als der Strom/die Spannung die gemessen wird wenn kein Rauch drin ist und das Licht ungehindert auf den Transistor trifft. Darüber kann ich dann mittels lambert beersches Gesetz auf die Sichtweite schließen. Das ist der Hintergrund. Wie die Partikel aussehen ist für die Messung nicht rellevant und soll auch nicht untersucht werden. Und ja - ein E-Techniker mit guten Kenntnissen in dem Bereich wäre Gold wert. Aber er/sie steht leider nicht zur Seite, daher hoffe ich auf ein paar Ansätze hier. Gleichzeitig muss ich auch sagen, dass es hierbei "nur" um eine Bachelorthesis handelt und dementsprechend auch nicht ein so großer finanzieller Rahmen zur Verfügung steht. Daher habe ich mir auch erstmal nur sehr billige Bauteile geholt, um damit zu testen, was ich später wircklich brauch. Ich habe einen laienhaften Schaltplan angehängt und hoffe das dieser halbwegs verständlich ist. Wo muss ich ansetzen/umbauen wenn ich mein am Anfang beschriebenes Ziel erreichen will?
moin! muß es denn unbedingt ein laser sein? geht nicht auch ne ultrahelle led mit geringem öffnungswinkel? mit welcher licht wellenlänge soll gemessen werden? ir durchdringt rauch und nebel besser als sichtbares licht. ne messkammer wäre auch ganz gut. irgendwo hab ich noch ne schaltung zur lichrtmengenmessung im fotobereich. das brauchte man zum entwickeln von chemischen farbfilmen um nen farbstich zu vermeiden. muss mal stöbern. mfg
muss nicht unbedingt Laser sein. War aber für mich erstmal das einfachste, da man einen schön gebündelten Strahl hat. Messkammer wird ein Überseecontainer sein (mache einen Großversuch) - Messtrecke wird so ca. 2,00 m betragen.
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so hab den verstärker mal abgezeichnet. betriebsspannung ist +-3v. durch die dioden arbeitet der op als log verstärker. ich denk mal nur näherungsweise.... mfg
Zur Messung von Lichtintensitäten nimmt man wirklich besser eine Fotodiode - die Ströme sind zwar kleiner, aber die Linearität ist viel besser und der Temperatureinfluss ist geringer. Mit direkt dem Laserstrahl auf die Diode gerichtet hat man da schon relativ viel Strom (eher so im Bereich 100-500 µA) und könnte den direkt mit einem DMM messen. Um wenig Rauch zu erkennen geht es besser nicht das Direkt durchgehende Licht zu messen, sondern das gestreute Licht. Das gestreute Licht fängt bei 0 an und nimmt dann mit mehr Rauch / Streuung zu - das ist zwar wenig im Vergleich zum direkten Strahl, aber immer noch einigermaßen leicht messbar. Hier ist aber eine Modulation gegen Fremdlicht und ggf. auch ein Verstärker sinnvoll. Die Messung des Direkten Strahls hat das Problem, dass man Schwankungen der Laserintensität nicht von etwas Rauch unterscheiden kann. Brauchbar wird das also erst bei relativ dichtem Rauch, wo dann schon weniger als 90% des Lichtes ankommen. Ich würde hier vorschlagen zusätzlich das gestreute Licht zu messen, also 1 Laser und dann 2 oder 3 (ggf.auch mehr) Fotodioden als Empfänger: 1 x der direkte Strahl, 1 x gestreutes Licht und dazu ggf. noch die Intensität des Laser über einen Ausgekoppelten Teilstrahl (z.B. per Reflexion an einer Glasscheibe) vor dem Rauch. Gerade bei einem größeren Versuch neigt man dazu viele Daten aufzuzeichnen damit man den Versuch nicht so oft wiederholen muss. Es ist heute kein Problem wenn der Versuch dann ein paar GB an Daten liefert. Auch wenn man vermutlich 90 % der Daten nicht wirklich braucht und ggf. gar nicht ansieht, hilft es wenn man im Nachhinein zu den Interessanten Zeiten alle Daten hat.
Hallo Unbekannter (ein Name wäre nett gewesen), für einen Laien bist du schon ein ganzes Stück gekommen, aber ohne einen Mitstreiter mit wenigestens Basiskenntnissen wird das vermutlich nichts werden. Erstmal: es ist richtig, daß der Strom durch den Fototransistor die richtige Meßgröße ist. Allerdings keine 400mA. Hast du kein empfindlicheres Meßgerät? Daß die Spannungsmessung funktioniert, liegt daran, daß du ein "schlechtes" Meßgerät hast - eins das im Spannungsmeßbereich einen relativ geringen Eingangswiderstand hat. Dieser Widerstand bildet mit dem Fototransistor einen Spannungsteiler und der Meßwert hängt vom "Widerstand" des Fototransistors (und damit von der Lichtstärke) ab. Mit einem modernen Meßgerät mit typisch 10MOhm Eingangswiderstand hättest du die ganze Zeit lediglich die Spannung deines Netzteils gemessen. Womit wir gleich beim nächsten Punkt sind: dein Netzteil ist ungeeignet, weil nicht stabilisiert. Wie könntest du sonst mit einem 12V-Netzteil Spannungen >15V messen? Der Effekt, den du messen willst, ist klein. Eine stabile Spannungsversorgung ist daher Pflicht. Als nächstes wäre zu überlegen, ob ein Fototransistor wirklich der richtige Sensor ist. Sehr wahrscheinlich ist eine Fotodiode besser. Du möchtest dich außerdem dringend(!) in die 3 möglichen Schaltungsvarianten einer Fotodiode einlesen. Als da wären: Elementbetrieb im Leerlauf, Elementbetrieb im Kurzschluß, Sperrbetrieb. Als nächstes: Fremdlicht. Wenn das ganze in einem Frachtcontainer untergebracht ist, dürfte das kein Thema sein. Wenn doch, dann geht wohl kein Weg an einer Modulation des Lasers vorbei. Was aber ein Problem werden könnte, sind Temperaturschwankungen. Und bei einer Meßstrecke von 2m gibt es erhebliche Anforderungen an den mechanischen Aufbau. Mal noch ein paar Tips, was kommerzielle Rauchmelder so machen: 1. Rauch sammeln. Rauch ist ja normalerweise mit Feuer verbunden. Warme Luft (und Rauch) steigt nach oben. Ein Trichter mit der Öffnung nach unten konzentriert den Rauch im Rohr, wo man dann messen sollte. 2. Brückenschaltungen. Um Temperaturdrift und Alterung (besonders der Strahlungsquelle) auszugleichen, baut man 2 Meßstrecken, von denen eine gegen Rauch isoliert ist (z.B. in einem Rohr). Ausgewertet wird das Differenzsignal. 3. Kombination mehrerer Verfahren. Z.B. Hitze + Rauch. In einem lichtdichten Container womöglich auch noch (infrarotes) Licht. XL
ja die Funktionsweise eines Rauchmelders ist mir bekannt ;) Themperautrschwankungen sind nicht vorhanden, da nicht in unmittelbarer Nähe des Feuers gemessen wird sondern ca. 10 m entfernt. Zu dem wird sehr wenig Brennstoff verbrannt, so dass es kaum zu einem Temperaturanstieg kommt. Falls doch, ist es auch möglich die Messeinrichtungen außerhalb des Containers aufzubauen (eingehaust, wegen der Fremdstrahlung), womit nur der (Laser?)Strahl durch den Container geht. 1.Frage, wo bekomme ich eine "stabile" Stromversorgung her. (Vermutung von mir: kaufen - aber auf was muss ich beim kauf achten?) 2.Wenn ich eine Fotodiode nehme, brauche ich doch erstmal keine Spannungsversorgung, außer (wenn ich Wikipedia richtig verstehe) einen Strom in die Speerrichtung anlege. Das wäre für meinen Versuch doch das richtige, da der Strom der dann fließt linear abhängig ist vom eintreffenden Licht. Habe ich das soweit richtig verstanden? 3.Dumme Frage: Ein Dämmerungsschalter: Hier wird doch auch mit einem Fotowiderstand das eintreffende Licht gemessen und ein Strom erzeugt. Wir ein bestimmter Wert erreicht, geht eine Lampe an. Kann ich nicht so eine Schaltung nutzen? Bzw. mich daran orientieren? Danke schon mal für die ganzen Antworten!
> Zur Info: Ich studiere nicht E-Technik, sondern eher etwas im Bereich > Sicherheit/Brandschutz Trotzdem sollte man den Unterschied zwischen Strom- und Spannungsmessung begriffen haben
hallo Rolf, du zeigst gerade, dass du den ganzen Beitrag vielleicht mal überflogen hast - mehr nicht, sonst wäre dir nähmlich folgendes aufgefallen: Sogar im ersten Beitrag schreibe ich, dass ich eine Spannung messen kann, einen Strom jedoch nicht. Daran sieht man ja schon, dass ich weiß, beide Größen verschieden sind (Was in der Tat nicht schwierig ist). Außerdem schreibe ich, dass ich "merke" das was bei dieser Schaltung nicht passt, da ich ja einen STROM messen will. Deshalb habe ich mich an dieses Forum gewandt, um hier eine Hilfestellung zu finden. Die Spannungsmessung war mehr ein "Nebenprodukt" auf das ich zufällig gestoßen bin weil ich keinen Strom bekam und damit "rumgespielt" habe. Soviel zu dem Thema das mir der Unterschied nicht geläufig ist. Und selbst wenn mir dieser Unterschied nicht geläufig wäre, gibt es sicherlich einen anderen Weg daraufhinzuweisen. Es ist sicherlich auch eine Frage des Standpunktes - für dich als vielleicht studierter E-Techniker, sehr ambitionierter Hobbybastler oder vergleichbares ist so ein Unwissen ein Grund zum aufregen, da für dich so etwas zu den Grundlagen deiner Tätigkeit gehört. Gleiches könnte dir aber auch passieren sobald du dich außerhalb "deines Wissensbereiches" befindest und z.B. im Brandschutz unterwegs wärst. Oder geht es hier einfach mal drum hier den großen Macker raushängen zu lassen, weil man mal was weiß? Suchs dir aus... Das mit dem Foto tut mir lied, ich bin zur Zeit unterwegs und habe die Zeichnung schnell angefertigt, mit dem Handy abfotografiert und dann unbearbeitet hochgeladen. Ich hoffe ihr verzeiht mir das. Trotzdem wäre ich über hilfreich Antworten dankbar
Für die Vorspannung der Fotodiode, sofern man die Überhaupt braucht, reicht eine Batterie. Da es hier wohl nicht um eine hohe Geschwindigkeit geht, sollte schon eine niedrige Spannung von z.B. 1,5 V reichen. Der Strom sollte sich auch sehr in Grenzen halten, die Batterie wird also sehr lange halten. So lange die Strommessung niederohmig ist, und die Spannung nicht über etwa 200 mV geht, ginge es sogar ohne extra Spannung. Das reicht für die normalen DMMs im Strommessbereich. Wichtiger ist da schon die Spannung für den Laser, denn da wirken sich Schwankungen ggf. auf die Intensität aus. Um welchen Bereich beim Rauch soll es denn gehen ? Eher eine Messung für die Rauchentwicklung, oder eine Detektion des ersten Rauches ? Die Messung im Absorption ist eher was für dichten Rauch; für wenig Rauch ist eher die Messung des gestreuten Lichtes angebracht.
> du zeigst gerade, dass du den ganzen Beitrag vielleicht mal überflogen > hast - mehr nicht, sonst wäre dir nähmlich folgendes aufgefallen: > Sogar im ersten Beitrag schreibe ich, dass ich eine Spannung messen > kann, einen Strom jedoch nicht. Daran sieht man ja schon, dass ich weiß, > beide Größen verschieden sind (Was in der Tat nicht schwierig ist). [...weiteres blabla und lächerliches Geschwafel mit unnötigen Rechtfertigungsversuchen...] Schon dein Absatz: | Was mich aber stutzig macht: Will ich überhaupt eine Spannung messen? Es | wird doch durch das einfallende Licht (Laser oder Umgebung) ein Strom | erzeugt. Den sollte ich doch messen - stelle ich mein Multimeter auf | Strom bekomme ich einen Wert von 0,00 mA angezeigt. Der Messbereich | meines Gerätes geht bis 400 mA. Zeigt deutlich, dass du den Unterschied zwischen Strom- und Spannungsmessung eben nicht verstanden hast. Dein jetziger Rechtfertigungsversuch macht das auch nicht besser, sondern schlimmer. Dazu noch die schlimme Blamage mit dem Foto. Aber jeder hat das Recht, sich so lächerlich zu machen wie er kann. Hättest du auf den berechtigten Kommentar von Rolf einfach nicht geantwortet, so wäre die Sache gegessen und vergessen. So wärmst du es nochmal auf, machst dich noch lächerlicher und provozierst weitere Trolle.
Es soll eine Messung zur Absorption durchgeführt werden. Denn darüber kann ich später auf die Sichtweite zu jedem Messzeitpunkt treffen und darüber dann eine Aussage machen, bis zu welchem Zeitpunkt eine Flucht noch möglich ist. Es wird ein kompletter Brand eines Probenwürfels untersucht. In der Anfangsphase wird dementsprechend weniger Rauch vorhanden sein als später. Der Laser ist nicht unbedingt nötig. Andere Lichtquellen (LED, Infrarot, Weißlicht, etc.) können da auch genutzt werden. Was ist da zu empfehlen? Ich habe mal Preise für Fotodioden gegoogelt - sind ja nicht gerade die großen Beträge, sodass ich auch überlege evtl. mehrere Messstrecken zu bauen und verschiedene Strahlungsquellen nehme.
Hallo grr Grr...mhh...warum traust du dich nicht deinen Namen zu schreiben? Selbst wenn ich da was falsch verstehe, steht es dir oder Rolf gerne frei da konstruktiv Kritik zu üben und die Sache vielleicht klar zu stellen. Aber falls das nicht möglich ist oder es unter eurem Niveau ist Hilfestellung zu geben, weil ihr nur mit Leute gleichen Wissens redet, wäre es gut wenn keine weiteren Kommentare von euch kommen. Für mich ist ein Forum ein Platz an dem Fragen/Probleme geklärt werden. Ich werde mich zu diesem Thema nicht weiter äußern, da es ja noch Leute gibt die hier versuchen zu helfen. Dafür noch mals danke.
Leftout - Matthias schrieb: > ja die Funktionsweise eines Rauchmelders ist mir bekannt ;) Kann ich mir ehrlich gesagt nicht vorstellen. > Themperautrschwankungen sind nicht vorhanden, da nicht in unmittelbarer > Nähe des Feuers gemessen wird sondern ca. 10 m entfernt. Ach. Und sonst gibts in einem Frachtcontainer auf See keine Temperaturschwankungen? Tag/Nacht? Sonne/Regen? > Zu dem wird sehr wenig Brennstoff verbrannt, so dass es kaum zu einem > Temperaturanstieg kommt. Falls doch, ist es auch möglich die > Messeinrichtungen außerhalb des Containers aufzubauen (eingehaust, wegen > der Fremdstrahlung), womit nur der (Laser?)Strahl durch den Container > geht. Mit Verlaub, aber du hast nichts begriffen. Du willst einen kleinen Effekt messen: "sehr wenig Brennstoff" macht auch nur wenig Rauch. Du mußt also entweder sämtliche Schankungen, die nicht durch Rauch entstehen, vermeiden. Oder sie zumindest von Rauch unterscheiden. > 1.Frage, wo bekomme ich eine "stabile" Stromversorgung her. Auf dem Schiff? Im Container? Vermutlich gar nicht. Also Batterien bzw. Akkus. > 2.Wenn ich eine Fotodiode nehme, brauche ich doch erstmal keine > Spannungsversorgung, außer (wenn ich Wikipedia richtig verstehe) einen > Strom in die Speerrichtung anlege. Man legt keinen Strom an, sondern eine Spannung. Strom fließt dann als Folge der Spannung (und des wirksamen Widerstands). Für analoge Anwendungen werden Fotodioden gerne als Stromquelle (Kurzschluß-Betrieb) betrieben. Dann braucht die Fotodiode selber gar keine Versorgungsspannung. Die Auswertungselektronik dahinter hingegen schon. > Dämmerungsschalter: > Hier wird doch auch mit einem Fotowiderstand das eintreffende Licht > gemessen und ein Strom erzeugt. Wir ein bestimmter Wert erreicht, geht > eine Lampe an. Kann ich nicht so eine Schaltung nutzen? Bzw. mich daran > orientieren? Ein Dämmerungsschalter ist vergleichsweise wesentlich einfacher, weil 1. der Signalhub (Unterschied zwischen Tag und Nacht) viel größer ist. Und weil 2. die Schaltschwelle in weiten Grenzen beliebig ist. XL
Leftout - Matthias schrieb: > ... > kann ich später auf die Sichtweite zu jedem Messzeitpunkt treffen und > ... > Der Laser ist nicht unbedingt nötig. Andere Lichtquellen (LED, Infrarot, > Weißlicht, etc.) können da auch genutzt werden. Was ist da zu empfehlen? Jetzt wird's wirklich bizarr. Dass deine Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektrotechnik/Elektronik nicht ausreichend sind, ist ja kein Problem - wir helfen da gerne. Aber die Dimensionierung des Aufbaus ist ja nun wirklich deine Sache - nicht weil wir das nicht machen wollen, sondern weil nur du über alle Vorgaben verfügst. Für die Messung der Sichtbarkeit ist eine IR-Quelle wohl sinnlos (oder arbeitet ihr auch mit Nachtsichtgeräten?). Du brauchst wohl eher eine weiße Quelle. Falls du die Wellenlängenabhängigkeit der Dämpfung messen willst (und die wird vorhanden sein!) kannst i) eine durchstimmbare Quelle (teuer, umständlich), ii) mehrere diskrete Quellen (Laser oder LED) oder iii) eine weiße Quelle und einen Farbsensor als Empfänger nehmen. Als erstes musst du dir halt im Klaren sein, was du wirklich wissen willst. Versuche es möglichst präzise und quantitativ zu definieren - dann hast du den ersten Brocken Arbeit schon erledigt...
Wenn man wenig Rauch messen will, muss man die Messstrecke erhoehen. Das man man durch Mehrfachreflexion machen , oder mit einem Fabry-Perot. Beides bedingt einen stablen Aubau, zB auf einem Optikboard, und man muss die optischen Elemente regelmaessig putzen. Sonst misst man den Staub auf dem Glas.
"Mit Verlaub, aber du hast nichts begriffen. Du willst einen kleinen Effekt messen: "sehr wenig Brennstoff" macht auch nur wenig Rauch. Du mußt also entweder sämtliche Schankungen, die nicht durch Rauch entstehen, vermeiden. Oder sie zumindest von Rauch unterscheiden." Entschuldigung, da liegst du leider falsch und da beginnt das Thema in dem ich wohl besser bescheid weiß. 1.Frage was wird verbrannt? Es ist ein unterschied ob ich einen Feststoff, eine Flüssigkeit oder Gas verbrenne. Feststoffe neigen zu stärkerer Rauchentwicklung als z.B. Gase, die nachezu "sauber" Verbrennen. (Hier gilt: es gibt auch Außnahmen). Dann ist die chemische Zusammensetzung des Stoffes entscheident. Nehme man z.B. den richtigen Schaumstoff bekommt einen geschlossenen Raum (in diesem Fall der Container) mit vergleichsweiße wenig Material (20x20x20cm) sehr schnell verraucht. Bei dem Luftvolumen des Containers muss man sich deshalb keine Gedanken. Rechnen sie doch mal zum Spaß aus wieviel Energie man benötigt um die Luft im Container um 1°C zu erwärmen? Dann rechne auch noch aus wieviel Energie benötigt wird damit diese um 1 Grad erwärmte Luft dann noch mal das Stahl des Containers um 1 Grad erwärmt. Wenn dann noch Lust besteht kann man ja ausrechnen wie sehr sich das Material ausdehnt.... Ich rede hier nicht über einen ausgewachsenen Zimmerbrand. Der ganze Versuch wird wenn es lange dauert 15 Minuten dauern. 2.Ventilationsbedingungen Wieviel Oxidationsmittel steht zur Verfügung - hier sei nur auf unvollständige Verbrennung verwießen, durch die auch unverbrannnte Partikel mit aufsteigen. Nebenbei, weshalb gibt es dann Phänomene wie eine Rauchgasdurchzündung oder Flashover? "Ach. Und sonst gibts in einem Frachtcontainer auf See keine Temperaturschwankungen? Tag/Nacht? Sonne/Regen?" "> 1.Frage, wo bekomme ich eine "stabile" Stromversorgung her. Auf dem Schiff? Im Container? Vermutlich gar nicht. Also Batterien bzw. Akkus." Der Container steht an Land, Stromanschlüsse sind vorhanden. Meine Frage ziehlte eher auf kauf dir eine Batterie xyz oder hol dir lieber eine Gleichstromquelle abc. Das war meine Frage. Ich nutze den Container nur weil ich ungern es in einem Haus machen möchte.... Der Container steht also stabil auf der Erde, die Türen sind zu (klar gibt es eine gewisse Undichtigkeit, aber diese ist vernachlässigbar). Da dieser Versuch wie gesagt max. 10-15 min dauert, erwarte ich nicht, dass die Umgebungstemperatur innerhalb dieser Zeit von 15°C auf 27,65°C steigt. Auch über die Regenwahrscheinlichkeit werde ich mich vorher informieren. "Für analoge Anwendungen werden Fotodioden gerne als Stromquelle (Kurzschluß-Betrieb) betrieben. Dann braucht die Fotodiode selber gar keine Versorgungsspannung. Die Auswertungselektronik dahinter hingegen schon." Danke für diese klare Ansage. "Als erstes musst du dir halt im Klaren sein, was du wirklich wissen willst. Versuche es möglichst präzise und quantitativ zu definieren - dann hast du den ersten Brocken Arbeit schon erledigt..." Ich möchte nachher auf die sogenannte optische Dichte D schließen. Diese ergibt auf Grund von des lambert beersches gesetzes als: D = -(1/x)* lg(I/I0) x=Länge des vom Licht zurückgelegten Weges I0= Ausgangsintensität I= Gemessene Intensität Daher war meine Grundidee vom Anfang: Ich schicke eine Strahlung der Intensität I0 los. In einem unverrauchten Raum sollte sie nahezu vollständig am Empfänger (F-Transistor, F-Diode,...) ankommen. Dort sollte durch das einfallende Licht ein Strom erzeugt werden, den ich messe. Dies wäre dann quasi mein I0 (Soweit meine damalige Idee) Kommt nun Rauch zwischen Empfänger und Sender wird nicht mehr die volle Lichtintensität am Empfänger ankommen. Dementsprechend wird dort die gemessene Stromstärke geringer. Ja es würde schon Sinn machen, wenn das Licht meiner Strahlungsquelle zwischen 380 und 750 nm Licht, damit ich im Bereich des sichtbaren Lichtes bleibe.
Rolf, Mitleid will ich keins. Das mit dem Strom und Spannung kommt evtl. auch durch eine "Schludrikeit" des Alltagmenschen. Der Elektriker meines Vertrauens kriegt die Krise wenn ein Kunde kommt und sagt "Ich brauch eine Glühbirne". Dann kommt "Sie wollen also ein Leuchtmittel". Genau so kommt es zu "da ist Strom drauf" oder "da liegt Strom an" - es muss natürlich heißen das da Spannung anliegt. Da gebe ich dir recht.
Schludrikeit = Schludrigkeit Und das mit der Umgangssprache gilt leider auch für den vorherigen Betrag. Ich versuche mehr drauf zu achten
>Ich schicke eine Strahlung der Intensität I0 los. In einem unverrauchten Raum sollte sie nahezu vollständig am Empfänger (F-Transistor, F-Diode,...) ankommen. Das tut sie natuerlich nicht. Es kommt eine proportional Menge an. Das kann zB 1% oder 0.1% sein. Im Fernfeld nimmt die Leistungsdichte mit R^2 ab. Auchy bei einem Laser ist das so, auch wenn sie etwas kleiner wie bei einer LED ist. Geh von einer proportionalen Menge Licht aus, und definiere Io-ankommend als 100% transmission
ja dorfknilch das weiß ich. Ich wollte vor dem Brand eine "Nullmessung"/Kalibriermessung durchführen die dann als I0 zu sehen ist.
Leftout - Matthias schrieb: > "Du willst einen kleinen > Effekt messen: "sehr wenig Brennstoff" macht auch nur wenig Rauch. Du > mußt also entweder sämtliche Schankungen, die nicht durch Rauch > entstehen, vermeiden. Oder sie zumindest von Rauch unterscheiden." > > Entschuldigung, da liegst du leider falsch und da beginnt das Thema in > dem ich wohl besser bescheid weiß. Kann schon sein. Nur erzählst du ja nix. Du machst nicht klar, was von deinen Versuchsbedingungen eine Annäherung an die reale Situation sein soll oder was beliebig ist. Wie soll man dir da helfen? Für mich ist nach diesem Posting jedenfalls EOD. Ich kann nur hoffen, daß du ein besonders abschreckendes Beispiel für einen Bachelor-Kandidaten bist. Zu meiner Studentenzeit (zum Dipl-Ing) wurden an eine Praktikumsarbeit schon höhere Anforderungen gestellt... XL
Naja. Eine fachfremde Arbeit ist immer weniger aufwendig. Bei den Programmierern(aeh Informatikern) ist einer, der einen Transistor einloeten kann und noch eine LED anzuendet der Koenig.
Für mich war nicht von Bedeutung das ich hier quasi meine Bachelorarbeit vorstellen muss. Mir geht es um die zu letzt noch mal beschriebene Messung. Falls es dich beruhigt diese Messung ist nur ein kleiner Teil der Arbeit. Also keine Sorge, es herrscht schon noch Anspruch.
Nimm zur Messung kein langwelliges (rot oder IR), sondern kurzwelliges Licht, dieses wird nämlich stärker gebrochen, die Empfindlichkeit für Rauch wird erhöht und Du kannst das Streulicht leichter messen. Du musst also auch eine Photodiode nehmen, die kurzwelliges Licht sieht, z.B. die SFH203 (ohne die Zusätze FA o.ä.) http://www.mikrocontroller.net/part/SFH203, die kommt bis 400 nm runter (wenngleich mit verminderter Empfindlichkeit) und kostet bei reichelt.de z.Zt. 61 Cent, als Lichtquelle eine ultrahelle blaue (ca 460 nm) oder grüne (ca 520 nm) LED für wenige Cent.
Als Anregung: Ein 2m zöllig Rohr als optische 'Bank' und für den rauchfreien Referenzstrahl. Nimm eine LED (Laser oder die von Bingo genannten) und einen Strahlteiler (Platte oder Prisma) und einen Spiegel um Meß- und Referenzstahl zu erzeugen. Eventuell gehen auch zwei LEDs in Reihe(Serienschaltung). Die Drift wegen unterschiiedlicher Alterung sollte für Dauer deiner Arbeit keine Rolle spielen (nur beim Einsatz ;) ) Auf der Empfängerseite baust Du zwei Photodioden mit Transimpedanzverstärkern (TIA) und einen Differenzverstärker. Du kannst auch dein Spannungsschätzeisen zwischen die beiden Ausgänge der TIAs klemmen. Die LED werden an eine Konstantstromquelle angeschlossen (für 10mA zB ein BF245C mit 100 Ohm). Mehr Strom besser mit OP und FET. Variiert man den Strom etwas (Poti 1000 Ohm in Serie zum 100 Ohm) schwankt die Intensität der Quelle. Damit lassen sich die TIAs auf 'Gleichlauf' abstimmen. Einen Rauchdetektor über differenzielle Lichtschranken findet sich ggf. auch schon im Netz. elector hatte da auch mal was , so vor 15 Jahren??
Henrik V. schrieb: > Auf der Empfängerseite baust Du zwei Photodioden mit > Transimpedanzverstärkern > (TIA) und einen Differenzverstärker. Du kannst auch dein > Spannungsschätzeisen zwischen die beiden Ausgänge der TIAs klemmen. Ob das so sinnvoll ist, sei in Frage gestellt. Das ist keine echte Temperaturkompensation! Dazu muss man das Verhältnis TIA-Messwert / TIA-Referenz bilden!!!
Schau Dir mal www.taosinc.com an. Da sparst Du Dir das Geraffel mit den TIA's und kannst Dir aussuchen ob Du Spannung, Frequenz oder gleich ein richtiges Protokol haben willst. Stefan
Man man man, wie du hier zur Sau gemacht wirst tut mir echt leid. Ist so mehr oder weniger der übliche Ton bei "solchen" Fragen, wobei ich noch immer nicht verstanden habe was eine "solche" Frage ausmacht. Aber was mich jetzt noch interessieren würde, willst du eine Messung über längere Zeit vornehmen? Oder Testaubau einschalten, Rauch reinblasen und wieder abschalten? Ich denke für ein genaues Ergebnis würde ich den Versuch ein paar mal machen, einfach mal um zu sehen wie viel Toleranz du so hast. Wie weit bist du jetzt eigentlich? Hast du dir deine Bauteile schon rausgesucht? Ach ja und steht mehr als ein Container zur Verfügung? MFG Dave
Hallo Stefan: Bei Taosinc bzw. bei einem deutschen Händler finde ich dieses Bauteil: http://de.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?R=856-TSL12S-LF Das ist ja eigentlich genau das was ich suche - der ausgegebene Strom ist linear abhängig vom einfallenden Licht. Oder verstehe ich das mal wieder falsch? Wie messe ich diese Spannung? Kann mir jemand in (sehr) einfachen Worten erklären wie ich die (Empfänger)Schaltung mit diesem Bauteil aufbauen muss? Die Idee mit dem "Referenzrohr" finde ich sehr gut! Werde ich drüber nachdenken! An Dave: Es werden mehrere Versuche durchgeführt um mehrmals die Messwerte zubekommen. Bei dem Versuch selbst würde ich die Messanlage(n) aufbauen im rauchfreien Zustand testen und auch "aklimatisieren" lassen. Danach werden die Feuer gezündet - Dauer des eigentlichen Versuchs wird ca. 10 - 15 Min. sein. Davon wird es dann an einem Tag mehrere Durchgänge geben. Ist es sinnvoll die Geräte eine gewisse Zeit "warmlaufen" zu lassen vor dem Versuch? Ich könnte noch einen zweiten Container nutzen, der in der Mitte des "ersten" Container im 90° Winkel steht. Verbunden sind beide durch eine Stahltür. Wieso fragst du? Ich habe noch keine Bauteile rausgesucht, weil ich mit diesem Teil der Arbeit am Anfang bin. Die Teile die ich bis jetzt gekauft habe, waren nur zum "spielen"/"experimentieren" um zu sehen wohin die Reise geht.
Ergänzung: Bevor es evtl. dazu kommt das ich mich nicht bemühe: ich habe die Schaltzeichung/die Funktionszeichung im Datenblad gelesen und verstehe sie leider nicht.
Ergänzung 2: Erkennbar ist für mich (bitte nicht erschlagen wenn komplett daneben): Die Fotodiode ist mit einem "Operationsverstärker" verbunden. Dieser Teil der Schaltung ist geerdet. Vor dem negativen Eingang (sollte einer sein,wenn ich Wikipedia richtig verstehe) wird eine Leitung "abgezeigt. Die Schaltzeichen darüber kenn ich nicht und google zeigt bei den Schaltzeichen auch nicht diese beiden an. Diese Beschreibung dient nicht in erster Linie dem Verständniss, sondern soll zeigen, dass ich versuche den Inhalt zuverstehen...auch wenn das wohl etwas dauert
>Erkennbar ist für mich (bitte nicht erschlagen wenn komplett daneben): >Die Fotodiode ist mit einem "Operationsverstärker" verbunden. Dieser >Teil der Schaltung ist geerdet. >Vor dem negativen Eingang (sollte einer sein,wenn ich Wikipedia richtig >verstehe) wird eine Leitung "abgezeigt. >Die Schaltzeichen darüber kenn ich nicht und google zeigt bei den >Schaltzeichen auch nicht diese beiden an. >Diese Beschreibung dient nicht in erster Linie dem Verständniss, sondern >soll zeigen, dass ich versuche den Inhalt zuverstehen...auch wenn das >wohl etwas dauert Deine Ehrlichkeit ehrt dich. Aber dir sollte klar sein, daß das, was du vor hast, nur mit einer recht anspruchsvollen Meßschaltung umzusetzen sein wird, die ein gehobenes Wissen in Elektronik voraussetzt. Suche dir unbedingt einen Elektroniker, der dir jederzeit mit Rat und Tat zur Seite stehen kann, sonst wirst du nicht viel weiter kommen. TIAs schwingungsfrei zum Laufen zu bekommen, ist kein Kinderspiel, wie ein Nachbarthread beweist: Beitrag "OPA627 und TL071, und irgendwo ist der Wurm drin" Viel Glück, du wirst es brauchen!
also wenn ich den Beitrag von Stefan "Schau Dir mal www.taosinc.com an. Da sparst Du Dir das Geraffel mit den TIA's und kannst Dir aussuchen ob Du Spannung, Frequenz oder gleich ein richtiges Protokol haben willst. Stefan" Richtig lese, kann ich doch mit dem von mir rausgesuchten Bauteil die Geschichte mit dem TIA umgehen? Ich bin verwirrt ..
Leftout - Matthias schrieb: > Bei Taosinc bzw. bei einem deutschen Händler finde ich dieses Bauteil: > http://de.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?R=8... Hm weiss nicht genau was "Licht zu Stromspannung" bedeutet, habe ich da was verpasst oder ist das einfach nur ein dummer Fehler? Leftout - Matthias schrieb: > Die Schaltzeichen darüber kenn ich nicht und google zeigt bei den > Schaltzeichen auch nicht diese beiden an. Das ist ein Widerstand und ein Kondensator - amerikanische "Schreibweise". Eigentlich musst du das auch gar nicht verstehen, dass ich ein Funktionsdiagramm das heisst diese Schaltung befindet sich quasi schon in dem von dir genannten Bauteil. Steht oberhalb des Diagramms in des Description (weiss nicht wie gut dein englisch ist :)). Die Frage ist einfach, wie genau du das mit einem solchen Bauteil misst. Ehrlich gesagt habe ich keine Ahnung von Optik, also bleibt diese Frage wohl anderen überlassen. Oder besser gesagt in welchem Toleranzbereich möchtest du denn deine Messwerte so ca. haben? Wie wäre es denn, so ein Gerät auszuleihen? Leftout - Matthias schrieb: > Ich könnte noch einen zweiten Container nutzen, der in der Mitte des > "ersten" Container im 90° Winkel steht. Verbunden sind beide durch eine > Stahltür. Wieso fragst du? Damit du den Versuch darin auch noch durchführen könntest, einfach damit die Rahmenbedingungen möglichst unterschiedlich sind. Allerdings wirst du wohl kaum eine grosse Abweichung feststellen, wenn du dich noch quasi im selben Container befindest :) Aber wie gesagt, was du vorhast ist nicht gerade leicht, aber ich glaube das ist dir selbst bewusst. MFG Dave
Hallo, Der Sensor ist eine Photodiode mit anschließendem TIA in einem Gehäuse. Dh. Die Spannung aum Ausgang ist proportional zum einfallenden Licht. Zum Testen 5V an Vdd und GND, Voltmeter an OUT und GND. Bei Mouser sind die Versandkosten 20€ der Einzelpreis und auch die Auswahl allerdings unschlagbar. Conrad hat die zum Apothekenpreis auch 'Licht-/Spannungs-Wandler Taos TSL 250' der 260 ist für Infrarot. Achtung nicht übertreiben mit dem 257 kannst du Photonen zählen. Ich finde den TSL13S-LF gut geeignet empfindlich genug und schnell, allerdings nur bei Mouser (übrigens Ami's). BTW. wie sieht denn Deine Auswerteschaltung eigentlich aus? Im Allgemeinen sind die digitalen Varianten per µC einfacher auszulesen. Stefan
Mit Mouse und den Versandkosten war mir bekannt - hätte ich auch geschluckt, aber ich denke der Sensor den Conrad hat reicht auf dem ersten Blick aus. Als Auswertschaltung war ein Datenlogger gedacht, welcher eineSpannung als Eingangssignal benötigt. Näheres erfahre ich in den nächsten Tagen, da mir das Gerät von der Uni gestellt wird und sofern ich es verwenden kann. An Dave: Da der Versuch gesamte Versuch, bei dem nicht nur die Optische Dichte gemessen wird sondern auch noch andere Dinge, maximal 40% ausmacht wurde mir von der Uni geraten das ich irgendwo eine Grenze setzen soll, da es sich hierbei "nur" um eine Bachelorthesis handelt. Und ja - ich bin mir bewusst und merke das ich mich doch teilweise sehr fernab meiner sonstigen "Fachgebiete" bewege - aber eine blutige Nase hat noch keinem geschadet ;)
Nachtrag zum Datenlogger: Mir ist klar, dass ich evlt. Probleme bekomme, wenn die Spannung die der Sensor ausgibt zuklein o. zu groß ist und damit nicht in den Arbeitsbereich des Datenloggers passt. Aber die Hoffnung stirbt zu letzt
Hallo, >> Als Auswertschaltung war ein Datenlogger gedacht, welcher eineSpannung >> als Eingangssignal benötigt. Näheres erfahre ich in den nächsten Tagen, >> da mir das Gerät von der Uni gestellt wird und sofern ich es verwenden >> kann. Na passt doch prima! Die TSL sind auch relativ unkritisch was die Temperatur bzw. Versorgung angeht. >> Mir ist klar, dass ich evlt. Probleme bekomme, wenn die Spannung die der >> Sensor ausgibt zuklein o. zu groß ist und damit nicht in den >> Arbeitsbereich des Datenloggers passt. Die liegt zwischen ein paar mV (Vdark) und 3.xV. Das lässt sich ja mit einem beliebigen OPV (bzw. Spannungsteiler) in den richtigen Bereich bringen. Und lass Dir nix mit mit log. Verstärker einreden wenn Du 1:100 messen kannst ist die maximal messbare Extinktion 2. Extinktionen deutlich über 1 gelten in guten Laboren als Schätzung (man verdünnt 1:10). Bei Dir heisst das die Lichtquelle so zu wählen (einzustellen) das die Blindmessung ~3V am Sensor ergibt. Du wirst eher Änderungen um 0.1 auswerten was problemlos möglich ist. Stefan
> Bei Taosinc bzw. bei einem deutschen Händler finde ich dieses Bauteil: > http://de.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?R=8... Ein ähnliches Teil ist der OPT101 von Texas Instruments. Den bekommt man in D leichter, z.B. bei de.rs-online.com, bei Online-Bestellung ohne Versandkosten innerhalb von 1-2 Tagen
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