www.elektronik.si

[snow]

V datasheetu fotodiode (npr SFH203: ronja.twibright.com/datasheets/pin/sfh203.pdf) najdemo podatek o občutljivem delu, npr 1 mm x 1 mm = 1mm^2. Zanima me ali ta senzor zazna vzporedni žarek 1 mm x 1 mm ali kaj več, npr. zaradi plastike, ki deluje kot leča? Torej če imamo nek dokaj točkast izvir svetlobe (recimo LED) in svetimo v to fotodiodo ali lahko zaznavanje tega žarka popolnoma prekinemo z 1 mm x 1 mm velikim objektom?

[Sokrat]

Ne. Pri tem ti skoduje difuzija svetlobe.

V teoriji bi sicer delovalo, ce bi vsa okolica polprevodnika v celoti absorbirala vso svetlobo, ki ne pride direktno nanj ... kar je v praksi v nasi atmosferi precej neizvedljivo.

[snow]

V mislih imaš difuzijo zaradi atmosfere oziroma zaradi zraka in delcev v njih? Verjetno dobro imeti v mislih.

Razmišljam o tem kako bi detektiral majhne (netransparentne) delce velikosti 1 mm in o izbiri fotodiode. Gre za optično tomografija in bi rad vedel kako širok 'snop' svetlobe zazna detektor. Ali tu igra samo velikost občutljivega dela ali so tudi leče na nekaterih fotodiodah.

[Sokrat]

Mislim, da si zacel resitev iskati na napacnem koncu - ce delce lahko usmerijas (ocitno jih lahko, ce se ti zdi sprejemljiva tocka 1 mm^2 fotodetektorja), potem jih usmeri pred paralelen (ali stozicast, obrnjen navznoter) izvor svetlobe, torej laser.

Ce predmeti blokirajo celotno aperturo, skozi katero prihaja svetloba, potem je nepomembno do kaksne difuzije in odbojev pride za predmetom in kako velik je detektor.

Tukaj ti bo zagotovo najvec znal svetovati Aly.

Sicer pa raje cimbolj podrobno opisi problem, katerega zelis resiti, namesto da sprasujes o stvareh, ki morda niti niso primerne (ceprav se ti tako zdi)

[aly]

Sokrat ima prav, tudi sam sem na to pomislil.
Če imaš širok izvor in ozek detektor, moraš delce spraviti tik pred detektor.
Bolje je, da imaš širok detektor in ozek izvor - tak žarek lažje manipuliraš.

Ena varianta je, da vzameš LED ali laser in kolimatorsko (zbiralno) lečo.
Tako: izvor - leča - cev z delci - detektor.
Vse skupaj v črni škatli. Delci morajo iti tam skozi žarek, kjer je teoretično neskončno tanek (žarišče). Manj "dioptrije" kot ima leča, bolj položno padajo žarki skupaj in dobiš daljše področje, kjer je žarek tanjši od 1mm.

V vsakem pirimeru ne moreš loviti sence na detektorju, če nimaš izvora pod kontrolo. Poguglaj malo za shematske slike delnega sončevega / luninega mrka. Sistem je enak.

Malo se razpiši, da ne bo potrebno spet uporabljat te slike

[snow]

Ja najbolje da razložim celotno problematiko. Rad bi analiziral tok delcev (okrogli delci premera ~ 1mm) skozi valj notranjega premera 72 mm. Ti delci potujejo skozi valj s hitrostmi med 1 in 10 m/s (hitra kamera, simulacije). Gre za eno napravo, ki se uporablja v farmacevtski in prehrambeni industriji - shema:


Želja je, da bi ugotovil kako se ti delci gibljejo. Njihov položaj/koncentracija in mogoče natančna hitrost. Da bi sledil vsakemu delcu je verjetno nerealno, razmišljal pa o tem, da bi dobil nek profil koncentracije delcev na izhodu iz valja. Recimo da je situacija nekaj takega:
Torej rad bi vedel kje ti delci so oziroma koliko jih je. Ocena je da zavzemajo nekje med 5 in 15% volumna.

Zasledil sem par člankov na temo optične tomografije: http://www.hopsasa/f/1r/w3/2BXF6fyU/c1.pdf in http://www.hopsasa/f/13/UR/3SIBarLb/c2.pdf kjer so delali podobno zadevo. V prvi primer mi je všeč, ker gre za relativno poceni komponente, ampak ja veljajo vajni pomisleki glede velikosti izvora in senzorja. 3mm LED se mogoče ne zdijo tako napačne... obstajajo tudi kakšne manjše za vgradnjo? Kaj pa laserska črta (ravnina)? Koliko so kaj cene teh?

Gledam v slikice, ki problem ponazarjajo: in

Tak da ozek izvor in in velik detektor se ne zdi tako slaba ideja. Ali pa podobne velikosti?


Bi bil kdo pripravljen tak sistem se pravi ene 15x lučka (laser?) + 15 x detektor pa en A/D in povezava na računalnik naredit mi? Za koliko €? Se pravi za sliko bi bilo potrebnih 15 x 15 samlingov se pravi 225. Koliko slik/s? Čimveč. Recimo tam 1000.

No prvo pa bi mel vaše mnenje kolk je smiselno to.
Hvaležen za vse komentarje, nasvete. Lahko v obliki če bodo komentarji dobri (kot zgoraj).

[Sokrat]

Hm, ti imas v bistvu 2D problem ? Imel sem napisal precej dolg odgovor (veliko razglabljanja), a mislim, da je tole dalec najboljsa resitev za tvoj problem: dovolj hiter detektor z dovolj majhno povrsimo. V tem primeru lahko uporabis kakrsenkoli izvor svetlobe, ker je povrsina vsakega detektorja bistveno manjsa od povrsine delca, locljivost je precej vecja od tistega, kar si ti predlagal, cena pa verjetno nizja.

Aja pa pivo mi vseeno lahko dostavis

[snow]

Ok tale kamera bo za kak drug namen super. Tukaj pa je problem, da takšne zadeve ne moreš spravit v samo komoro, kjer bi rad opazoval delce. Poleg tega bi rad sliko preseka valja, kot je v članku (prvi pdf).

[aly]

Kot razumem, bi ti rad imel na zaslonu tak rezultat.

Varianta bi bila z laserjem in ukrivljeno stekleno ploščico spredaj, da naredi črto. Na drugi strani pa linijsko CCD kamero. Če delci letijo v smeri osi Z (skozi valj), potem rabiš dva takšna detektorska sistema v oseh X in Y (prečno na valj).
Problem je samo, kako bi ustvaril "paralelno" svetlobo. Zvita šipa namreč naredi svetlobno "pahljačo". S še eno lečo ali dvema bi se dalo rešiti.

Če se od delcev svetloba odbija, potem bi jih lahko s pahljačo osvetljeval v dveh (X, Y) ali vseh 4 smereh (X, Y, -X, -Y) in na vrhu slikal s Sokratovim fotoaparatom.

Hitrosti delcev se tako ne da določiti, še manj jim slediti.
Hitrost imajo delci enako kot medij v katerem so (zrak?). Hitrost zraka lahko meriš z ultrazvokom ali podobno metodo.

[aly]

V tistih PDFjih je kar lepo rešeno.

[snow]

No smo že bližje

Ja na tisti sliki sem mogoče narisal malo premalo delcev, ampak to je recimo željeni rezultat. Vem, da ne bom dobil tako lepe slike ampak nekaj bolj približno. No že ta približek bo dovolj dober.

Kot izvor svetlobe mi je zanimiv tale laser in ukrivljena plošča.. ukrivljena v smislu polkroga? Ja rabim več kot samo X in Y, ker istočasno potuje čez valj več delcev in lahko dobim raznorazne sence.. če pa gledaš iz npr. 15 strani namesto iz dveh (X,Y) pa lahko bolj natančno določiš kje delci so. Ubistvu osnovni algoritem je potem da projeciraš nazaj svetlobo od detektorja proti posameznemu izvoru in vidiš kje se je 'svetloba' ustavila.

Par 'simulacij' ki sem jih delal: http://www.ffa.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/FT/rok/tests.zip (v zipu so svgji... odpre jih npr. firefox). Simulacije so narejene bolj tako tako, ampak za prvi vtis so ok. Upam.

Da se povrnem k prvotnemu vprašanju. Fotodioda SFH203 ima občutljivi del 1mm X 1mm... kako širok vzporeden žarek vidi? Tako velik kot je občutljivi del ali kaj več zaradi plastike (leče?) spredaj? 5 mm LED izvor pa verjetno lahko smatramo kot 5 mm velik izvor? (Sem gledaj prej direkt v eno ledico pa še sedaj vidim eno zeleno piko, ki mi sledi ).

Pivo za oba definitivno Se zmenimo.

[snow]

Zakaj X Y sistem ni dober?

Recimo da imamo mrežo 10 x 10 in imamo dva delca. En v polju 4,4 en v polju 6,6. To zaznajo detektorji X4, X6, Y4, Y6. Če projeciramo nazaj iz njih dobimo 4 presečišča. (4,6) (6,4) (4,4) (6,6). Če uporabimo več detektor, lučka parov imamo manj teh senc. Če imamo več teh delcev kaos še večji

[Sokrat]

[aly]

Vsaka merilna naprava dela pogreške, nobena ni absolutno točna.

Pri realizaciji se moraš zavedati, da boš v vsakem primeru imel sistematski pogrešek.
Nikoli ne boš videl vseh delcev (mimo žarka ali pa bo letel mimo v času teme - multipleks detektorjev, ali bo v senci drugega delca) in nekatere boš videl dvakrat (turbolence ipd).

Zamisliti se moraš, kolikšen pogrešek je še sprejemljiv. Varianta, da bo en delec zakril drugega je po moje zelo malo verjetna pri gostoti delcev 5 do 10%. Sicer pa se da izračunati.

Hm, sicer pa, če postaviš 4 delce v cev, v kvadrat, tako da se prekrivajo drug drugega. Uporabiš 2 linijski kameri. Vsaka bo videla dve senci, iz česar izračunaš, da imaš pač 4 delce.

[Bozo]

To na sliki je stroj za oblaganje pelet z Wursterjevim nastavkom (Glatt, Aeromatic...). Kaj za eno stvar oblagaš?

LP
Božo