Näherungssensor für die Höhe von schneebedecktem Boden

Ich werde dies voranstellen, indem ich sage, dass ich ein Bastler und kein Ingenieur bin, weshalb ich diese Frage wahrscheinlich überhaupt stellen muss.

Wie der Titel schon sagt, möchte ich wissen, welche Art von Sensor ich verwenden kann, um die Höhe eines Objekts aus der Schneedecke zu ermitteln, die den Boden bedeckt, nicht den Boden selbst.

Es wird an einem sich bewegenden Objekt befestigt.

Einige Sensoren, die ich nachgeschlagen habe, geben an, dass sie in ihren Beschreibungen durch Schnee gehen, aber ich bin mir nicht sicher, ob sie einfach fallenden Schnee in der Luft oder gepackten Schnee auf dem Boden meinen.

Bisher scheinen die Optionen Laser, Radar, Infrarot, Ultraschall und möglicherweise optisch zu sein.

Eine Genauigkeit von Zoll wäre vorzuziehen, aber Fuß wäre in Ordnung. Dies schließt barometrischen Druck aus.

Jede Hilfe wäre sehr willkommen.

Welchen Höhenbereich erwarten Sie zu messen? Wird das Gerät nach unten zeigend an Ihrem sich bewegenden Objekt aufgehängt?
Ich hatte gehofft, dass die Reichweite 0 bis 50 Fuß oder mehr sein würde. Ich habe jedoch gelesen, dass einige Sensoren eine Mindestnähe über Null haben. Ja, der Sensor würde an dem nach unten zeigenden Objekt befestigt.
Sie können noch ein paar Jahre warten und sich keine Sorgen mehr um Schnee machen :v

Antworten (2)

Einige der in Ihrer Frage genannten Optionen würden mit unterschiedlicher Genauigkeit und Eignung für den Zweck funktionieren:

  • Ultraschall: Wahrscheinlich die beste Wahl: Piezoelektrische Ultraschallsensoren mit schmaler Apertur (Einzeleinheit zum Senden/Empfangen) sind zuverlässig in Bereichen von wenigen Zoll bis zu hundert Fuß oder mehr. Die Kosten steigen jedoch überproportional mit der Reichweite. Die Präzision ist mäßig bis hoch und funktioniert mit den meisten Oberflächen, einschließlich reflektierender und transparenter Oberflächen, z. B. gepackter Schnee oder Glatteis. Die Scanfrequenz ist ziemlich hoch.
    • Die Senix TSPC-21S-Serie hat eine Reichweite, die genau Ihren Anforderungen entspricht, eine interpolierte Genauigkeit von 50 Fuß / Bruchteilen von Zoll, kostet aber etwa 500-800 US-Dollar. Es gibt einige chinesische Klone, die etwa ein Zehntel des Preises oder weniger kosten, aber keine Ahnung von Präzision oder Zuverlässigkeit haben. Wir hatten einen bestellt, er kam stark beschädigt an, der Verkäufer reagierte nicht. Probieren Sie es vielleicht aus, wenn Sie es nicht wasserdicht brauchen.

Senix Ultraschall-Abstandssensor mit schmaler Apertur

  • Laser: Gepulstes Laufzeitprinzip, ähnlich Ultraschallsensoren. Scannertyp, da der Reflektortyp bei Schnee nicht funktioniert. Reichweite bis zu 40 Fuß, Präzision extrem hoch.
    • SensoPart FT 90 ILA könnte die Anforderung erfüllen, wenn eine Reichweite von 30 Fuß akzeptabel ist. Es behauptet 2 mm Präzision, was bei unebenen Schneeoberflächen bedeutungslos ist.

Scannender Laser-Abstandssensor SensoPart

Folgendes wäre nicht zu empfehlen:

  • Optisch: Auch diese verwenden Laser, arbeiten aber nach dem Prinzip der stereoskopischen Triangulation. Die Reichweite ist begrenzt, typischerweise auf 1 Meter. Die Präzision ist sehr hoch, die Scanfrequenz ist hoch.
  • Radar: Unzureichende Präzision und zu geringe Mindestreichweite. Integrierte Radargeräte sind in der Regel für eine Reichweite von mindestens 10 Fuß bis zu einer maximalen Reichweite von mehreren Meilen ausgelegt, das Gewicht ist mit zunehmender Reichweite enorm, und die Genauigkeit liegt bei mehreren zehn Metern.
  • Infrarot: Unzureichende maximale Reichweite für Ihre Zwecke. Herkömmliche IR-Reflektometrie funktioniert höchstens bis zu ein paar Fuß und ist in Bereichen unterhalb von Fuß beliebter. Das oben aufgeführte Lasergerät ist jedoch auch infrarot, da es einen Infrarot-Abtastlaser verwendet.

ich hoffe das hilft

Danke, nach einigem Lesen habe ich den Eindruck, dass Laser nicht für Wasser funktioniert (auch Schnee vorausgesetzt), weil der Laser nicht richtig zurückreflektiert. Bitte korrigieren Sie mich, wenn dies falsch ist.
Die Laser-Entfernungsmessung versagt bei Wasser, da die Transparenz des Wassers dazu führt, dass der Abtaststrahl durch die Wasseroberfläche geht, anstatt ausreichend für eine Erfassung reflektiert zu werden. Dies gilt normalerweise nicht für Schnee und am Zaun für Glatteis, obwohl die Wellenlänge des Lasers dort ein Faktor wäre. Die einzige Möglichkeit, diese Hypothese zu bestätigen, besteht darin, den Hersteller zu bitten, sie zu testen, oder tatsächlich mit dem von Ihnen ausgewählten spezifischen Laser zu experimentieren.
Bei jedem Höhensensor benötigt man einen Reflektor, um den Strahl einer beliebigen Quelle so zu fokussieren, dass die Reflexion aus einem kleinen Bereich kommt. Stellen Sie sich die Reflexionen aus allen Entfernungen über dem Boden mit einem weiten Winkel vor und dann müssen Sie einen Parabolreflektor mit reflexionsabsorbierendem Material verwenden, um falsche Messwerte über eine bestimmte Strahlbreite hinaus zu vermeiden. Dies gilt für jede Quelle, sei es Ultraschall, HF oder Licht.

Am zuverlässigsten ist vielleicht ein vom Menschen lesbarer Standbildsensor (z. B. eine Webcam) des Bodens mit IR-Licht oder Tageslicht und einem Maßstab, da es keine anderen Anforderungen an die Stromversorgung oder die Schnittstelle gab, aber das könnte zu offensichtlich sein.

Der Reflexionskoeffizient des Schnees, "ob" in der Luft, nass, trocken, lose oder gepackt, variiert erheblich mit der Wellenlänge von Audio über VHF bis IR. Vielleicht könnten Sie näher darauf eingehen;

  • die Bedingungen, unter denen falsche Messwerte akzeptabel sind
  • wie häufig dies überwacht werden muss oder Reaktionszeit
  • Leistungs- und Schnittstellenanforderungen
  • Abstand vom Sensor zur Benutzeroberfläche
  • bevorzugte Benutzeroberfläche
  • Anzahl Sensoren
  • Nähe und Art der Störung oder sich bewegende Objekte in der Nähe oder typische Umgebung
  • Budget für Projekt

Vor langer Zeit, als ich VHF-Antennendesigns mit einem einfachen Richtkoppler und einem "Hot Carrier Diode" -Detektor und DVM testete, um die relative Bewegung oder Position der Reflexion zu Personen oder Wandreflexionen unter Verwendung der reflektierten (von der Diode detektierten) Spannung der Stehwellen der Antenne zu messen Signal von einem Richtkoppler (oder Kabelsplitter). Sie verwenden diese jetzt mehr als alles andere für Alarmbewegungssensoren, aber sie können eine Höhenänderung über dem Boden bis zur stärksten Schicht einer feuchten Oberfläche erkennen, um HF zu reflektieren. Ich könnte leicht eine leichte Bewegung von jemandem erkennen, der 10 Fuß entfernt steht, würde aber Einschränkungen und Kalibrierung erfordern.

Dies ist hypothetisch und ich habe es nicht auf Schnee ausprobiert, weiß aber, dass Feuchtigkeit HF reflektiert, aber wahrscheinlich nicht genau genug.

Näherungssensor für die Höhe von schneebedecktem Boden
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