Achtergrond

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Mogelijk door een piëzo-resistive druktransducers

Op de campus van de TU in Delft werkt een groep enthousiastelingen bij Lobster Robotics aan de ontwikkeling van een diepzeerobot, een robot die het toegankelijk maken van de diepzee veel eenvoudiger en goedkoper moet maken. Een belangrijke taak daarbij is weggelegd voor een druksensor van KELLER Pressure Sensors.

Niet gehinderd door overdreven veel ervaring met onderwaterrobots startte het team van Lobster Robotics vanaf nul met de vragen wat moet de robot kunnen en wat is daar voor nodig. Hieruit volgde de vertaling naar componentenniveau. Voor de druksensor waren ze daar snel uit, dat moest een betaalbare sensor zijn waarmee je tot 600 bar kunt meten of ook wel geschikt moet zijn om tot 6 km diepte te gaan. Hiermee is de robot geschikt voor 99% van al het water op aarde.

Zo simpel mogelijk
Het uitgangspunt van de ontwikkelaars was om een zo simpel en goedkoop mogelijke robot te maken om zo diepzeeonderzoek enorm toegankelijk te maken. Het gebruikelijke principe van een onderwaterrobot is een torpedovorm aangedreven door propellers. Daarmee kun je de robot alleen sturen als hij beweegt. Wat het team voor ogen had, is meer een robot volgens het principe van een quadcopter, zodat je in alle richtingen kunt manoeuvreren, ongeacht de beweging. Voor het uiteindelijke concept hebben ze een mix gemaakt van een quadcopter en een torpedo.

 
Afbeelding 1. Links de niet meer leverbare 8HP-sensor en daarnaast de voor- en achterkant van de serie 7L-sensor.

Er werd gestart bij de basisbenodigdheden; een batterij, een computer, camera, licht, propellers en een druksensor om de diepte te kunnen meten. De camera bleek een flinke uitdaging, maar als je die zo klein mogelijk maakt, heb je minder volume binnen de drukbehuizing nodig. Bepaalde types batterijen zijn van zichzelf al drukbestendig en ook een computer kun je zonder luchtgevulde ruimtes construeren. Als behuizing gebruikten ze een stuk pvc-pijp gevuld met olie. Het resultaat is de Lobster die al relatief eenvoudig grootschalig onderzoek kan doen naar ecosystemen. Met de huidige onderwaterrobots is dat veel te kostbaar. De Lobster kan minder dan de huidige robots, maar is daardoor veel betaalbaarder. Het is als een Zwitsers zakmes versus en een aardappelschilmesje. Welke gebruik je liever om aardappels te schillen?

 
Afbeelding 2. Het inwendige van de sensor met de compensatieweerstanden die extern geplaatst worden.

Diepzeeuitdagingen
Om heel diep te kunnen duiken, zijn er de nodige beperkingen. Zo moet de sensortechniek compressievrij zijn en omdat GPS niet werkt onder water is voor het navigeren complexe software nodig die als het ware zelf een onderwaterkaart maakt. De hardware is heel simpel terwijl daarentegen de software juist heel complex is. 
De toegepaste druksensor is een KELLER Serie 8HP. Hierbij staat HP voor High Pressure, een aanduiding voor sensoren met een verstevigde behuizing voor hoge drukken. De sensor is voorzien van een mathematisch model. Dat betekent dat Keller de sensor op diverse temperaturen een drukcyclus van 0 tot 100% laat ondergaan waarbij alle afwijkingen vastgelegd worden. Dit resulteert in een dataset die uniek is voor die specifieke sensor. Deze gegevens worden vervolgens in de software geïmplementeerd en verrekend met de meetwaarden. De software gebruikt deze data dus als een soort opzoektabel waardoor voor een bepaalde druk/temperatuurcombinatie de juiste waarden als meetresultaat wordt gebruikt. Hiermee wordt de nauwkeurigheid tot in het hoogst haalbare geoptimaliseerd. Keller is één van de weinige fabrikanten die dit soort maatwerk ook voor kleine oplages levert.
De Serie 8HP is ondertussen niet meer leverbaar en vervangen door de Serie 7LHP (afbeelding 1), een sensor die vergelijkbaar, maar minder hoog is. Dit resulteert in een kleiner volume in het sensorhuis, een volume dat gevuld is met olie. Door het kleinere olievolume is de offset kleiner, hetgeen de nauwkeurigheid ten goede komt.
Net als de Serie 8 is ook de Serie 7L een piëzo-resistieve sensor. Het piëzo-resistieve meetprincipe is gebaseerd op een brug van Wheatstone. In afbeelding 2 is deze brug te zien plus daar om heen een tweetal weerstanden die gebruikt worden om op een analoge manier afwijkingen in druk en temperatuur te compenseren. Welke weerstanden en wat daarvan de waarde moet zijn, levert Keller in het bij de sensor horende kalibratierapport dat standaard meegeleverd wordt (afbeelding 3). Wie een hogere nauwkeurigheid wenst, kan ook digitaal de meetafwijkingen compenseren. Keller levert dan het hier voor beschreven mathematische model waarbij de resolutie afhangt van dat wat de klant wenst. Een resolutie van 15 bits is daarbij niet ongebruikelijk.
Bij het Lobster-project is gebruik gemaakt van deze digitale compensatie om zo het onderste uit de kan te halen. Het bepalen van de diepte kan daarmee met een hele hoge nauwkeurigheid plaats vinden.

Tot slot
De gebruikte sensor voor de Lobster is niet alleen klein maar ook afgestemd op de wensen van de klant en voorzien van een kalibratierapport. Dit doet KELLER niet alleen voor klanten die grote aantallen willen, maar ook voor projecten waarvoor slechts één sensor noodzakelijk is. Hiermee is Keller redelijk uniek in de markt.

Voor meer informatie over het Lobster-project klik hier.

Voor meer informatie over de druksensor uit de 7l-serie klik hier .   

Afdrukken | Mail door

Meer nieuws van Keller Meettechniek

> IoT-communicatiemodule
> Druktransmitter houdt het ho...
Toon volledig overzicht

Meer achtergrond

> Focussen op Smart Solutions
> D&E event 2022
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

De kracht van standaardisering

Zachte heelmeesters maken stinkende wonden

Wat is meer?

Toon alle columns / opinies

Energietechniek

Lees hier nieuws rond het thema Energietechniek.

Advertorial

VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>

Vacatures

Alliander
Uitvoerder Elektrotechniek
Als Uitvoerder Elektro ben je klant- en resultaatgericht door een goed overzicht te hebben over de lopende werkzaamheden. Dit doe je door zowel met klanten, aannemers en collega's goed en duidelijk te communiceren en verwachtingen te managen. Er wordt van jou verwacht dat je storingen veilig en zo snel mogelijk oplost met jouw team van monteurs. Daarnaast verzorg je ook het onderhoud van het Liander net.
Lees meer >>

ASML - Veldhoven
Experienced Electrical Integration Engineer
Are you an experienced electrical engineer? And do you like to execute measurements on Electrical test set-ups & prototypes? Then our position of Electrical Integrator will be very interesting for you!
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven  
Electrical Design Engineer
Are you an experienced electrical design engineer? Do you like to design complicated electrical systems? You'd better contact us today! As an Electrical Design Engineer, you design and maintain interconnections between boards, racks, cabinets, interconnect PCBA's, sensors and actuators.
Learn more about this job >>
Application form >>

ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>

AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>

Sponsored content

    
Connectoren en lintkabels van het merk CONNFLY
Overzicht van het aanbod voor toepassingen in de productie en industrie. Lees meer >>

advertorial

Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.

Bedrijf in beeld

ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.

AVE Added Value Electronics

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Volg e-totaal

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.