Ich benötige für ein Experiment bei ca. 5GHz eine solche SBFA. Die genauen Maße und wie ich die HF mittig einspeise ... ist alles klar. Allerdings habe ich zwei Fragen, die mir sicher ein HF-Experte beantworten kann: a) Antennen sind oft auf eine gewisse Breitbandigkeit ausgelegt, was sie besser nutzbar macht, z.B. für Nachrichtenübermittlung. Ich benötige diese Antenne allerdings so schmalbandig wie möglich. Genügt dafür die möglichst genaue Einhaltung der Abmessungen (s. Bilder)? b) ich brauche eine Art Monitorsignal, um Resonanzfrequenz und Signaldämpfung durch Material direkt vor der Antenne feststellen zu können. Ich weiss, dass Profis das wohl mit einem Richtkoppler machen würden, aber dafür fehlen mir die präzisen mechanischen Möglichkeiten. Ist es statt dessen auch denkbar, irgendwo eine weitere SMA-Buchse mit einem kleinen Stück Antenne in den Innenraum ragen zu lassen (1/4 oder 1/8 Wellenlänge)? Oder einfach nur einen Widerstand von der Einspeisung direkt zum Detektor?
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Beitrag "Re: USB - WLAN - Adapter mit externer Antenne" Meine Backfire-Antenne hatte ich da mal gezeigt, Bauanleitung aus den UKW-Berichten 4/1994. Hier in der englischen Ausgabe: https://www.worldradiohistory.com/Archive-DX/VHF-Communications/VHF-COMM.1996.1.pdf#page=5
Frank E. schrieb: > Ich benötige > diese Antenne allerdings so schmalbandig wie möglich. Genügt dafür die > möglichst genaue Einhaltung der Abmessungen (s. Bilder)? Nein. Die Breitbandigkeit einer Antenne hängt am Konstruktionsprinzip. Die Einhaltung der Maße hat damit nur am Rande zu tun. Warum denkst du dass eine schmalbandige Antenne besser ist? Für eine gewisse Reichweite deiner Feuchtigkeitsmessung hätte ich eher vermutet dass du eine Antenne brauchst deren reaktives Nahfeld weiter in den Raum hinein ragt (weil dann Wasser mit hohem epsilon-r Rückwirkung auf die Antenne haben kann). Da hätte ich jetzt vermutet dass das bei einer Antenne mit Richtwirkung der Fall wäre. Wobei Antennen mit stärkerer Richtwirkung normalerweise auch schmalbandiger sind.
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Georg S. schrieb: > Frank E. schrieb: >> Ich benötige >> diese Antenne allerdings so schmalbandig wie möglich. Genügt dafür die >> möglichst genaue Einhaltung der Abmessungen (s. Bilder)? > > Nein. Die Breitbandigkeit einer Antenne hängt am Konstruktionsprinzip. > Die Einhaltung der Maße hat damit nur am Rande zu tun. > Warum denkst du dass eine schmalbandige Antenne besser ist? Für eine > gewisse Reichweite deiner Feuchtigkeitsmessung hätte ich eher vermutet > dass du eine Antenne brauchst deren reaktives Nahfeld weiter in den Raum > hinein ragt (weil dann Wasser mit hohem epsilon-r Rückwirkung auf die > Antenne haben kann). Da hätte ich jetzt vermutet dass das bei einer > Antenne mit Richtwirkung der Fall wäre. Wobei Antennen mit stärkerer > Richtwirkung normalerweise auch schmalbandiger sind. Soweit ich mir angelesen habe, hat eine SBFA eine relativ starke Richtwirkung?
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Frank E. schrieb: > Ich benötige > diese Antenne allerdings so schmalbandig wie möglich. Dann wird sie allerdings durch das in unmittelbarer Nähe befindliche Material verstimmt werden.
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Hp M. schrieb: > Frank E. schrieb: >> Ich benötige >> diese Antenne allerdings so schmalbandig wie möglich. > > Dann wird sie allerdings durch das in unmittelbarer Nähe befindliche > Material verstimmt werden. Das ist der Sinn bei der Feuchtemessung. Aus dem Verhältnis der Mittenfrequenzen und den Halbwertsbreiten mit und ohne Medium kann auf den Wassergehalt geschlossen werden.
Frank E. schrieb: > Feuchtemessung. Steht wo? Warum nimmst du dann nicht einfach einen zylindrischem Meßkondensator? Frank E. schrieb: > ich brauche eine Art Monitorsignal, um Resonanzfrequenz und > Signaldämpfung durch Material direkt vor der Antenne feststellen zu > können. Abstand und Dicke des Materials ist dir egal? Frank E. schrieb: > Ich weiss, dass Profis das wohl mit einem Richtkoppler machen > würden, Damit kann man vorzugsweise auf Grund von Fehlanpassung reflektierte Leistung messen. Frank E. schrieb: > aber dafür fehlen mir die präzisen mechanischen Möglichkeiten. Bei cm-Wellen kann man Richtkoppler auch ganz gut mit gekoppelten Hohlleitern bauen. Dafür reichen ein paar Bohrungen in der Breitseite der HL, die man mit einer Schablone reproduzierbar hinkriegt. Für Frequenzen um 5GHz wäre der ca. 2cm x 4cm grosse R58 bzw WR159 geeignet, den es als präzise gefertigtes Normteil z.B. aus Messing gibt. Übrigens strahlt das offene Ende eines HL auch schon einigermassen gebündelt, ist aber noch nicht gut an den Freiraum angepasst.
Hp M. schrieb: > Frank E. schrieb: >> Feuchtemessung. > > Steht wo? > > Warum nimmst du dann nicht einfach einen zylindrischem Meßkondensator? > Weil es darum geht, den Feuchtegehalt von Medien ausserhalb einer jeglichen Art Messkammer zu bestimmen. Ich hab das Problem schonmal in einem anderen Thread beschrieben, aber ich kann es hier gerne nochmal zusammenfassen. Mein Ziel ist die nicht-invasive Bestimmung des Wassergehaltes an gepressten Strohballen (2m x 50cm x 50cm, Masse ca. 500kg) während der Verladung mittels Radlader ("Online-Messung"). Das bisherige Anhalten des Verladeprozesses und Hineinstecken von Handmessgeräten (z.B. Agreto HF2) sowie das Aufschreiben der Messwerte im Sinne einer Wareneingangskotrolle soll entfallen. Das Hineinspießen von fest an der Ballengabel angebrachten Sensor-Dornen ist zwar prinzipiell möglich, birgt aber mehrere technische Schwierigkeiten, wird aber parallel weiter verfolgt. Aus dem Bauwesen sind reichlich Messgeräte am Markt (Trotec T610, Moist u.a.), die entweder mit sog. Streufeldresonatoren oder SBFA auf das Messvolume zielen und dabei mit ihren Feldern Einndringtiefen bis zu 30...40cm erzielen (laut Eigenwerbung). Der Sensor wird dabei nur auf die Oberfläche aufgesetzt. Leider sind die Dinger ziemlich teuer und schlecht lieferbar um sie z.B. zu zerlegen. Mehrere Versuche, solche Hersteller direkt für unser Online-Projekt zu gewinnen, sind bisher fehlgeschlagen. Natürlich ist es nicht sonderlich effektiv, selber das Fahrrad neu erfinden zu wollen. Nachtrag: Es gibt noch das Konzept der Durchstrahlung, was wesentlich einfacher zu ralisieren ist, ist aber beim verladen mit Radlader und Ballengabel und bis zu 3 Ballen gleichzeitig nicht praktikabel. Das wird nur dort eingesetzt, wo die Strohballen z.B. einzeln auf einem Förderband vorbeiziehen ...
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Frank E. schrieb: > Ziel ist die nicht-invasive Bestimmung des Wassergehaltes an > gepressten Strohballen (2m x 50cm x 50cm, Masse ca. 500kg) Wenn die Ballenpresse sehr gleichmässig arbeitet, könnte man evtl einfach das Gewicht der Ballen bestimmen. Frank E. schrieb: > Aus dem Bauwesen sind reichlich Messgeräte am Markt (Trotec T610, Moist > u.a.), die entweder mit sog. Streufeldresonatoren oder SBFA auf das > Messvolume zielen und dabei mit ihren Feldern Einndringtiefen bis zu > 30...40cm erzielen (laut Eigenwerbung). Der Sensor wird dabei nur auf > die Oberfläche aufgesetzt. Bischen wenig Reichweite bei 2m langen Ballen, und aufsetzen oder gar einstechen willst du ja nicht. Ausserdem hast du wahrscheinlich kein homogenes Material vorliegen, sondern es kann im Innern trockner oder feuchter sein als an der Oberfläche. Frank E. schrieb: > Aus dem Verhältnis der > Mittenfrequenzen und den Halbwertsbreiten mit und ohne Medium kann auf > den Wassergehalt geschlossen werden. Vermutlich mehr noch auf den Abstand zum Meßkopf...
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Hp M. schrieb: > Bischen wenig Reichweite bei 2m langen Ballen, und aufsetzen oder gar > einstechen willst du ja nicht. Die Ballen werden natürlich quer gemessen, bei 50cm Tiefe sind 30cm doch ziemlich gut. Maßgeblich ist die innere Feuchte, weil das den größten Teil der Masse repräsentiert. Auch wenn der Ballen auf dem Transport in einen Regen kommt, spielt das bei der starken Pressung kaum eine Rolle. Einstechen ist die zweitbeste Lösung. Wie ich schon dutzendfach in diesem Zusammenhang schrieb, geht es nicht um hier und da mal eine Messung, sondern um kontinuierliches Messen quasi im Akkordbetrieb mit einem riesigen New Holland Radlader. Und dort stören die 6 Dorne sofort, wenn mal nicht super gerade aufgeladen wird. Das nervt teilweise die Fahrer und dabei wirken auch Kräfte, die selbst 40mm dicke Metallspieße wie Nudeln verbiegen können ... > Vermutlich mehr noch auf den Abstand zum Meßkopf... Die werden selbstverständlich immer mit dem gleichen Andruck aus einer elastischen Halterung aufgesetzt. Das wird aber erst beim Anbau an die Ballengabel eine Rolle spielen, erstmal gehts um Prinzip. Ausserdem geht es nicht um eine Labormessung, sondern darum, im Bereich von ca. 10...30% absolute Feuchte in zB. 2,5%-Schritten eine verlässliche Aussage zu treffen.
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Frank E. schrieb: > Einstechen ist die zweitbeste Lösung. Wie ich schon dutzendfach in > diesem Zusammenhang schrieb, geht es nicht um hier und da mal eine > Messung, sondern um kontinuierliches Messen quasi im Akkordbetrieb mit > einem riesigen New Holland Radlader. > > Und dort stören die 6 Dorne sofort, wenn mal nicht super gerade > aufgeladen wird. Das nervt teilweise die Fahrer und dabei wirken auch > Kräfte, die selbst 40mm dicke Metallspieße wie Nudeln verbiegen können > ... Ja, es gibt Fälle, wo schon das Aufsetzten einer Sonde problematisch wird....;O) Andere Frage: Bei der Baufeuchtemessung wird gerne mit einer Neutronenquelle für schnelle Neutronen und mit einer Messonde für langsame Neutronen gearbeitet. Gemessen wird die Streuung der Neutronenstrahlung. Da eine Streuung auch teilweise zurück erfolgt, wäre eine Messung von einer Seite eines Ballens ja auch machbar. Hast Du mal über das Neutronenverfahren als Alternative nachgedacht? > Ausserdem geht es nicht um eine Labormessung, sondern darum, im Bereich > von ca. 10...30% absolute Feuchte in zB. 2,5%-Schritten eine > verlässliche Aussage zu treffen. Und Hp M. schrieb: > Wenn die Ballenpresse sehr gleichmässig arbeitet, könnte man evtl > einfach das Gewicht der Ballen bestimmen. Allgemein, auch für HF und Gewicht: Es ist nicht nur Wasser, was da beeinflusst. Stroh enthält ja noch jede Menge anderen Kram und ist auch unterschiedlich nach Sorte (Vergleiche z.B. Weizen mit Haferstroh). Das könnte man aber vermutlich herauskalibrieren, wenn Du von konstanter Strohzusammensetzung (und Pressung) ausgehen kannst. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
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Bernd W. schrieb: > Andere Frage: > Bei der Baufeuchtemessung wird gerne mit einer Neutronenquelle für > schnelle Neutronen und mit einer Messonde für langsame Neutronen > gearbeitet. Gemessen wird die Streuung der Neutronenstrahlung. > > Da eine Streuung auch teilweise zurück erfolgt, wäre eine Messung von > einer Seite eines Ballens ja auch machbar. > > Hast Du mal über das Neutronenverfahren als Alternative nachgedacht? Ich habe natürlich darüber gelesen, aber in der Öffentlichkeit mit radioaktivem Material rumzumachen, überhaupt ranzukommen, halte ich für aussichtslos. Auch bezüglich irgendwelcher Zulassungen oder Zertifikate. Ich bin dann auch noch auf Magnetresonanz-Verfahren gestossen. Aber auch hier muss entweder die Spule ins Material oder das Material in die Spule gebracht werden, nix was nach aussen funktioniert - ausser eben die Messung von Verstimmung und Dämpfung mittels Mikrowellen-Antenne. Es gibt genügend Messgeräte am Markt, die dieses Prinzip längst als absolut brauchbar beweisen, das ist schon lange ausser Zweifel. Ich suche also nicht nach einem anderen Verfahren, sondern "nur" danach, es selbst zu realisieren. Da steckt der Teufel bzw. das Betriebsgeheimnis im Detail, insbesondere bei den Resonatoren und Antennen. Über den Rest findet man reichlich Fachpublikationen ... > Es ist nicht nur Wasser, was da beeinflusst. Stroh enthält ja noch jede > Menge anderen Kram und ist auch unterschiedlich nach Sorte (Vergleiche > z.B. Weizen mit Haferstroh). Das könnte man aber vermutlich > herauskalibrieren, wenn Du von konstanter Strohzusammensetzung (und > Pressung) ausgehen kannst. In den zahllosen Fachpublikationen die ich inzwischen dazu gelesen habe (auch um die Mathematik dahinter wenigstens ansatzweise zu verstehen, ich muss ja auch auswerten, was ich "messe"), wird übereinstimmend beschrieben, dass aufgrund des Messverfahrens und der Art der Auswertung sowohl Dichte als auch Salzgehalt keine sehr große Rolle spielen. Das Stroh (nicht Heu!) ist in seiner Zusammensetzung und dem Pressgrad relativ konstant. Wie ich schon schrieb, es wird keine Laboranalyse erwartet, sondern eine grobe Qualitätseinstufung bei der Warenannahme.
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Hallo Frank E. Frank E. schrieb: >> Hast Du mal über das Neutronenverfahren als Alternative nachgedacht? > > Ich habe natürlich darüber gelesen, aber in der Öffentlichkeit mit > radioaktivem Material rumzumachen, überhaupt ranzukommen, halte ich für > aussichtslos. Auch bezüglich irgendwelcher Zulassungen oder Zertifikate. Ich habe mal in einem anderen Lebensabschnitt unter anderem mit Röntgenfluoreszenz Handheld Geräten rummgemacht. Ich kann diesen Einwand nachvollziehen, aber es war damals eher von behördlicher Seite aus machbarer, als von dem Köpfen der Kunden her. > Es gibt genügend Messgeräte am Markt, die dieses Prinzip längst als > absolut brauchbar beweisen, das ist schon lange ausser Zweifel. Ich > suche also nicht nach einem anderen Verfahren, sondern "nur" danach, es > selbst zu realisieren. Da steckt der Teufel bzw. das Betriebsgeheimnis > im Detail, insbesondere bei den Resonatoren und Antennen. Über den Rest > findet man reichlich Fachpublikationen ... Ja, Dein Problem ist in der Hauptsache, dass Du zwei Signale messen bzw. vergleichen musst: Das ausgesendete und das zurückgestreute, die nicht wie bei Radar zeitversetzt sondern gleichzeitig sind und sich darum gegenseitig stören können. Und in der Tat, in dem Falle wäre wirklich mein erster Ansatz der mit einem Richtkoppler wie bei einem Dauerstrich Radar.*) Dass dass, unabhängig jetzt von Frequenz und Feuchtemessung, funktioniert, ist mir mal aufgefallen, als ich "versehentlich" beim Basteln mit einer Antenne für 70cm eine solches Dauerstrichradar im Keller gebaut habe....ich konnte den Abstand zu einem Wellengitter Wand mit dem Stewellenmessgerät über das reflektierte Signal (gleiche Antenne) schätzen, allerdings wiederholte sich der Messwert im Lambda/2 Abstand. Leistung war 1W. Du hast aber wenig Reflexion und mehr Dämpfung und Streuung. Eine Reflektion von irgendetwas geeignetem auf der anderen Seite des Ballens (Trapetzblechwand, Metalltor, Fahrzeugbordwand) kann Dir aber auch in die Suppe spucken. Du könntest auch irgendetwas reflektierendes hinter den Ballen bringen, z.B. eine Klappe an einem Greifer. Dann misst Du die Dämpfung zweimal, wodurch sie insgesamt größer wird, und der Einfluss von Fremdreflexionen würde geringer. Wegen der Reflexionene könnte es sinnvoll sein, mit zwei Antennen zu arbeiten. Im Extremfalle zwei Richtantennen wie Deine Backfire, die im 45° Winkel in den Ballen sehen, so dass sie untereinander 90° aufweisen. Dabei muss Dein Richtdiagramm nicht unbedingt schmal sein, sondern Nebenzipfelarm. Eventuell langen auch zwei einfache Dipole, die so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig nicht "sehen". Falls das Wasser nicht nur Dämpft und Streut, sondern auch die Polarisationsebene etwas dreht, könntest Du auch probieren, ob Dir um 90° zueinander verdrehte Polarisationsebenen der Antennen weiterhelfen. > In den zahllosen Fachpublikationen die ich inzwischen dazu gelesen habe > (auch um die Mathematik dahinter wenigstens ansatzweise zu verstehen, > ich muss ja auch auswerten, was ich "messe"), wird übereinstimmend > beschrieben, dass aufgrund des Messverfahrens und der Art der Auswertung > sowohl Dichte als auch Salzgehalt keine sehr große Rolle spielen. Das > Stroh (nicht Heu!) ist in seiner Zusammensetzung und dem Pressgrad > relativ konstant. Wie ich schon schrieb, es wird keine Laboranalyse > erwartet, sondern eine grobe Qualitätseinstufung bei der Warenannahme. Ja, das Messverfahren könnte auch regelmäßige Kalibrationen ohne Ballen z.B. beinhalten. Wenn Du an Manuals der marktüblichen Geräte kommst....manchmal schimmert dort etwas von der verwendeten Technik durch Nebenbemerkungen durch. ;O) *)Nachtrag: Tatsächlich muss das nicht zwangsläufig so sein.....Du kannst auch in den Ballen hinein Pulsen und den reflektierten Puls auswerten. Du musst aber schnell zwischen Sendung und Empfang umschalten bzw. zwei Systeme verwenden und den Empfänger während der Sendung taub schalten. Ein anderes Verfahren, das besonders gut bei Frequenz- und Phasenverschiebung funktioniert, und ohne Pulsen, ist das Mischen des reflektierten Signals mit dem ausgesendeten Signal, ähnlich einem Direktmischempfänger. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
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Frank E. schrieb: > Ich bin dann auch noch auf Magnetresonanz-Verfahren gestossen. Aber auch > hier muss entweder die Spule ins Material oder das Material in die Spule > gebracht werden, nix was nach aussen funktioniert - Das wird voraussichtlich auch nicht funktionieren, weil du damit nicht nur den Wasserstoff in dem Wasser (H-O-H) misst, sondern auch den Wasserstoff in der Cellulose (lauter H-C-O-H Gruppen), dessen Resonanzfrequenz und Stärke sich kaum unterscheidet. Das geht schon unter Laborbedingungen kaum, wo man starke und ausserordentlich präzise Magnetfelder erzeugen kann.
Hp M. schrieb: > Frank E. schrieb: >> Ich bin dann auch noch auf Magnetresonanz-Verfahren gestossen. Aber auch >> hier muss entweder die Spule ins Material oder das Material in die Spule >> gebracht werden, nix was nach aussen funktioniert - > > Das wird voraussichtlich auch nicht funktionieren, weil du damit nicht > nur den Wasserstoff in dem Wasser (H-O-H) misst, sondern auch den > Wasserstoff in der Cellulose (lauter H-C-O-H Gruppen), dessen > Resonanzfrequenz und Stärke sich kaum unterscheidet. Das geht schon > unter Laborbedingungen kaum, wo man starke und ausserordentlich präzise > Magnetfelder erzeugen kann. Ja, du hast natürlich recht, den Wasserstoff in Zellulose, Holz usw. hatte ich glatt übersehen. Interessant ist es trotzdem, zumal es wohl doch auch Varianten gibt, "extern" zu messen, z.B. in Mauerwerk ... https://www.ndt.net/article/dgzfp02/papers/p30/p30.htm
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