Bestimmen Sie das Flüssigkeitsvolumen in einer Flüssigkeitsblase

Ich versuche festzustellen, ob es möglich ist, das Flüssigkeitsvolumen (z. B. Wasser) in einem nicht festen Behälter wie einer Flüssigkeitsblase wie dieser oder jener "physikalisch" zu bestimmen .

Angenommen, es ist nicht möglich, den Unterschied zwischen der Menge an Flüssigkeit in der Blase und der Menge, die entnommen wird, genau zu verfolgen, und es muss eine "physikalische" Messung durchgeführt werden (wobei "physikalisch" die Verwendung eines Sensors umfassen kann, oder unter Verwendung einer tatsächlichen Messung der Abmessungen des Beutels, um das Volumen zu berechnen).

fluid-mechanics measurements

— derNincompoop
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Sie könnten eine indirekte Messung durchführen und das Gewicht messen. Wenn Sie jetzt die Substanz, die ist.

— Joojaa

Wie würde das bei den größeren Blasen funktionieren? Ich kann es bei kleineren Blasen sehen, aber ich weiß nicht, wie ich das Gewicht bei einer der viel größeren Blasen messen soll.

— derNincompoop

Sie sollten in der Lage sein, eine vernünftige Schätzung zu erhalten, indem Sie den Druck (nicht die Gesamtkraft) messen, den die Blase auf das Fundament ausübt. Sie müssen den Druck nur an einer kleinen Anzahl von Stellen messen - vielleicht nur an einer. Möglicherweise müssen Sie eine empirische Kalibrierung durchführen, um die Änderungen in der Geometrie der Blase beim Füllen und Entleeren zu berücksichtigen, und der Bereich, der mit dem Fundament in Kontakt steht, ändert sich.

— Alephzero

Legen Sie Dehnungsmessstreifen auf die Struktur, die die Blase hält. Ich habe gesehen, dass dies für Getreidesilos und die Lagerung von flüssigen Rohstoffen in Fabriken getan wurde. Bei der Lautstärke möchten Sie wahrscheinlich auch die Temperatur messen, da die Lautstärke stark davon abhängt. Sie können den Flüssigkeitsdruck auch am unteren Ende der Blase messen.

— Joojaa

@ Carl Witthoft Neugier.

— derNincompoop

Antworten:

Hier sind einige Optionen:

Gewicht - Zuverlässig, wenn die Dichte bekannt ist. Die Blase kann an einer Wägezelle aufgehängt oder auf einer von Wägezellen getragenen Oberfläche platziert werden, und das Volumen kann kontinuierlich abgeleitet werden.
Bag in Tank - Eine einfache Methode zur Berechnung des Volumens besteht darin, eine unangenehme Form in einen Wassertank zu legen und die Volumenzunahme zu messen. Pumpen Sie einfach die in Wasser getauchte Blase in einen Behälter mit gerader Wand, und ein Ultraschall- (oder anderer) Füllstandsmessumformer kann Ihnen eine kontinuierliche Volumenmessung präzise liefern. Archimedes Prinzip
Open Loop-Kalibrierungskurve - Zuverlässig, wenn die Blase so konstruiert ist, dass sie immer vorhersehbar wächst (nicht auf der einen Seite als auf der anderen). Ein Näherungssensor oder ein Abstandssensor (möglicherweise Ultraschall oder Laser) wird verwendet, um einen Ort auf der Blase zu bestimmen, der sich beim Befüllen und Entleeren am meisten ändert (z. B. in der Mitte eines Whoopie-Kissens). Sie würden dann eine leere Messung durchführen, die Entfernung aufzeichnen, mit 10 ml auffüllen, die Entfernung aufzeichnen, mit 10 weiteren ml auffüllen, die Entfernung aufzeichnen usw. Die von Ihnen erstellte Kur kann dann in einem Computer oder einer SPS verwendet werden Leiten Sie Ihre Lautstärke kontinuierlich vom Abstandssensoreingang ab.
3D-Scannen - Ich würde diese Option nur empfehlen, wenn die anderen nicht realisierbar sind, die Geometrie nicht vorhersehbar ist und keine kontinuierliche Messung erforderlich ist. Reverse Rendering mit mehreren Fotos, Laserscanning und LIDAR (wie bereits erwähnt) sind alle möglichen Optionen. Der Computer scannt das Objekt über einen Zeitraum von Sekunden oder Minuten und berechnet dann das Volumen analytisch.

— ericnutsch
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Möglicherweise sind Sie mit LIDAR vertraut . Auf diese Weise wird die Landtopographie in ein digitales Format umgewandelt, um in verschiedenen 3D-Modellen verwendet zu werden.

Gibt es eine Art "Punktwolken" -Gerät, das in das Blasenmaterial eindringen kann, aber von der darin enthaltenen Flüssigkeit reflektiert wird? Wenn Sie ein solches Gerät finden könnten, könnten Sie eine Punktwolke der Fluidmasse erstellen und das Fluidvolumen berechnen, indem Sie die Punktwolke in die Volumen- / Topografie-Berechnungssoftware importieren.

Es wäre wie ein Röntgengerät, das die Blase durchdringt, aber vom Wasser abprallt. Die gesamte Blase müsste gescannt werden, um die Punktwolke der Flüssigkeitsoberfläche zu erzeugen. Sie können dann eine Volumendifferenzberechnung zwischen der 3D-Flüssigkeitsoberfläche und der unteren, ebenen Auflagefläche durchführen.

Schauen Sie sich die Beispiele für Erz und flüssige Kubatur an .

— Neugierig
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Das ist eine ziemlich weite Strecke (und teuer).

— Carl Witthoft

Ich denke, Sie sind auf einem ziemlich guten Weg, aber es gibt eine Annahme, dass es ein Volumen innerhalb der Blasen gibt, das nicht durch das Material gefüllt ist. Aus meiner Erfahrung mit diesen Arten von Blasen sind sie ziemlich frei und nehmen die kleinstmögliche Form an, um die Flüssigkeit, mit der sie gefüllt sind, aufzunehmen. Unter Verwendung der von Ihnen erwähnten Punktwolkensysteme könnte OP das Volumen der Blase selbst bei dieser aktuellen Form bestimmen und dann anhand physikalischer Messungen des Zuflusses / Abflusses überprüfen, um die Genauigkeit zu bestimmen.

— Dopeybob435