Форум РадиоКот

Здравтвуйте, товарищи!
Хочу обсудить с вами такую вот мысль:
Имеется цилиндр приплюснутый с двух противоположных боков (не знаю как называется такая фигура), по сути цилиндр основанием, которого является не круг а овал. Длина и ширина основания - 35см и 15см, высота - 30см. Это сосуд (не металлический), наполненной густой желеобразной жидкостью разной плотности и температуры (в диапазоне от 35 до 40 град С). Всосуде постоянно идет движение всей этой массы.
Сверху через небольшое отверстие в сосуд погружается шарик в металлической оболочке диаметром 0,5см. Шарик начинает движение. Задача заключается в том, чтобы отследить перемещение шарика за 48 часов внутри сосуда.
Сам сосуд и его содержимое не прозрачны, так что об оптический метод исключается сразу, рентген тоже иключим - слишком дорогое удовольствие и вообще это не наш путь)). На ум приходит только ультразвук! Итак, ставим 3 ультразвуковых приемопередатчика по бокам сосуда (на основаниях ставить нельзя, по условиям эксперимента) и измеряем расстояное до шарика, скажем, каждые 10 минут. Так как координаты передатчиков известны, то координата шарика легко вычисляется. И еще известно, что шарик в сосуде за 48 часов пройдет около 10-15м по сложной траектории сверху вниз. Эту траекторию и нужно получить, особенно интересует скорость прохождения отдельных участков траектории.
Такая вот задача стоит передо мной) Может кто-то сталкивался с чем-то подобным и поделится опытом. Очень не хочется изобретать велосипед , так что если есть готовая система, я с радостью возьму ее на вооружение , но пока я ничего подобного не нашел. А может лучше использовать не ультразвук, а что-то еще? А если ультразвук, то какие приемопередатчики выбрать? Каким образом приемник опознает шарик, а не спутает его, например, с другим приемопередатчиком? Кроме того приемники должны игнорировать сигналы друг друга. Я в деле ультразвуковой локации дилетант, поэтому буду рад любому совету

ультразвук распространяется в упругой среде - в случае вашего желе в трубе , может и затухнуть на коротком расстоянии,
или неотразится. также длина волны ультразвука наверное не позволит сделать точные измерения.

как вариант можно предложить СВЧ излучатель с свч приемниками - по аналогии с гаишными радарами.
обьект (шарик) можно сделать из материала с наилучшими свойства для выбранного диапазона СВЧ, можно покрыть его поверхность отражающими пирамидками. или просто вместо шарика взять специальную призму, отражающую свет строго в обратном направлении (не помню как она называется).Призмы полного внутреннего отражения-те что используются в катафотах?

Ортогонально разместить пластины/катушки емкостных/индуктивных датчиков, измерять емкость/индуктивность.
Это будет гораздо проще ультразвука и СВЧ.

Rrafa писал(а):На ум приходит только ультразвук! Итак, ставим 3 ультразвуковых приемопередатчика по бокам сосуда (на основаниях ставить нельзя, по условиям эксперимента) и измеряем расстояное до шарика

Это фантазии. Что излучать - можно представить, но как измеряем расстояное до шарика вы вряд-ли знаете. А это задача сложная настолько, что не стоит и браться.

Какие требования к шарику? Плотность, наверное, но что еще?
* может быть проводящим? (видимо да, раз в металлической оболочке. А гель проводящий? А сосуд?)
* он магнитится или может быть магнитом? (а среда, гель ваш, магнитен? А сосуд?)
* может (теоретически) содержать в себе передатчик какой-нить длины волны (от звука до света)?

Ну и к постановке задачи: не повлияет-ли УЗ на поведение системы (процессы в желе)?

Я не знаю как решить задачу, но как минимум на эти вопросы себе следует ответить.

Добавлено:
Впрочем, знаю. Я-бы заменил непрозрачную емкость на прозрачную, установил-бы камеру (две, три), освещение и делал-бы снимок каждую минуту. Потом обработал-бы на компьютере для получения траектории.
Это самый продуктивный метод.

есть еще вариант - магнитный шарик, и несколько магнитометров(есть в продаже с цифровым выходом на ISP, I2C) вдоль сосуда.
остается добавить сбор значений магнитометров + математика для обработки этих значений.
возможно придется стабилизировать падение шарика, чтобы его магнитное поле не вращалось во время падения

igor-x писал(а):ультразвук распространяется в упругой среде - в случае вашего желе в трубе , может и затухнуть на коротком расстоянии,
или неотразится. также длина волны ультразвука наверное не позволит сделать точные измерения.

Затухнуть - это вряд ли, УЗИ тому пример) да и волны можно подобрать в сантиметровом диапазоне. А что касатся СВЧ, то боюсь, что превратиться мой эксперимент в микроволновкку

bolek писал(а):Ортогонально разместить пластины/катушки емкостных/индуктивных датчиков, измерять емкость/индуктивность.
Это будет гораздо проще ультразвука и СВЧ.

Это интересно, а поподробнее можно?! Насколько помехоустойчива система? Какой точности можно добиться? Есть ли примеры подобной локации, ссылка может быть есть?

maglev писал(а):

Rrafa писал(а):На ум приходит только ультразвук! Итак, ставим 3 ультразвуковых приемопередатчика по бокам сосуда (на основаниях ставить нельзя, по условиям эксперимента) и измеряем расстояное до шарика

Это фантазии. Что излучать - можно представить, но как измеряем расстояное до шарика вы вряд-ли знаете. А это задача сложная настолько, что не стоит и браться.

Спасибо! Именно это мне и нужно - здоровая критика. А почему сложная? Навскидку парочку аргументов можете привести?

maglev писал(а):Какие требования к шарику? Плотность, наверное, но что еще?
* может быть проводящим? (видимо да, раз в металлической оболочке. А гель проводящий? А сосуд?)
* он магнитится или может быть магнитом? (а среда, гель ваш, магнитен? А сосуд?)
* может (теоретически) содержать в себе передатчик какой-нить длины волны (от звука до света)?

Ну и к постановке задачи: не повлияет-ли УЗ на поведение системы (процессы в желе)?

Отвечаю на ваши вопросы:
Шарик проводящий, может магнититься, но магнитом быть не может, передатчик может содержать, даже не может, а содержит радиопередатчик. Среда проводящая но не магнитна, сосуд - диэлектрик, не магнитен. Ультразвук на процесс в системе не повлияет.

maglev писал(а):Я-бы заменил непрозрачную емкость на прозрачную, установил-бы камеру (две, три), освещение и делал-бы снимок каждую минуту. Потом обработал-бы на компьютере для получения траектории.
Это самый продуктивный метод.

К сожалению, сделать систему прозрачной никак нельзя - она неразборная. Вообще очень близкой к теме задачей является отслеживание местоположения радиокапсулы в желудочно-кишечном тракте человека. Правда, я так и не нашел ни одного решеня позволяющего точно определить траекторию и скорость перемещения радиокапсулы от желудка до прямой кишки

igor-x писал(а):есть еще вариант - магнитный шарик, и несколько магнитометров(есть в продаже с цифровым выходом на ISP, I2C) вдоль сосуда.
остается добавить сбор значений магнитометров + математика для обработки этих значений.
возможно придется стабилизировать падение шарика, чтобы его магнитное поле не вращалось во время падения

Очень интересно! Как я уже писал, задача очень похожа на отслеживание местоположения радиокапсулы в ЖКТ. А теперь подумаем можно ли представить магнитную радиокапсулу в кишечнике человека, а на теле этого человека пояс из магнитомеров...? Почему бы и нет! Надо копнуть под этот метод, спасибо!

igor-x писал(а):несколько магнитометров(есть в продаже с цифровым выходом на ISP, I2C)

Вы о чем? Пример можно?

По всей видимости об этом

Ага, ясно, спасибо.