Как узнать объем и плотность жидкости до 50мл и есть ли для этого smd сенсоры?

Question

[Александр Фадеев]

Суть в следующем. Есть емкость сложной формы, элементарную базу у которой можно впихнуть только в донышко. Ее объем в среднем от 30мл до 50мл. Я ищу возможности измерить в ней плотность жидкости и ее объем. В целом это зависимые параметры. Емкость мобильная и двигающаяся, поэтому весы не подходят. Может какими-то оптическими элементами можно измерить плотность жидкости? Ввиду мелкой конструкции ищется элементарная база именно в виде SMD элементов.

Высоту столба измерить тоже сложно, так как жидкость — это кровь в разном своем состоянии и консистенции. Пытаюсь найти какие-то методы, но не могу пока понять хотя бы принципов, как это делать в такой среде. Буду благодарен любым идеям.

Answer 1

[Василий]

для измерения плотности используют разность давлений, при известной высоте столба.
соответственно на дне вам нужен датчик давления и знать высоту столба, высоту определить оптически или ультразвуком, но этот датчик высоты должен находиться на верхней части сосуда.

Comments

[Александр Фадеев]

А зачем наверху сосуда? Я сейчас как раз читал об ультразвуковом способе измерения столба. Там везде в примерах датчик стоит снизу и измеряет отраженную от поверхности жидкости волну.

[Александр Фадеев]

А, понял. Наверху должен находиться датчик давления. Но если сосуд не заполнен до уровня датчика (а такое возможно, так как в любой момент времени уровень разный), то получается, что я не могу измерить таким образом плотность.

[Василий]

ультразвуковой метод требует знания скорости распространения звука в среде, а он зависит от плотности вязкости и тп, если для воздуха это более менее известно, то для крови мы как раз их ищем.
а датчик давления на верху не нужен там давление 0 по определению. по этому измеряем давление снизу и считаем плотность при известной высоте столба, можно вместо датчика высоты использовать второй датчик давления.

[Александр Фадеев]

Василий: хм. Тогда я теряюсь. Получается замкнутый круг.

Надо измерить высоту столба. Сделать это можно либо оптически, либо ультразвуком. Я не могу поставить датчик где либо еще, кроме как на дне сосуда. Измерять оптически кровь довольно затруднительно, а зависимости от своей консистенции она может быть полностью не проницаема. А чтобы замерить ультразвуком, надо знать скорость распространения в среде, то есть вязкость и плотность и знать точную высоту столба.

Хм...

А что, если сначала разместить датчик на боку у дна на определенном расстоянии от стенки. Так мы будем знать «высоту» столба. И поскольку мы точно будем знать расстояние, которое должна будет пройти волна, мы сможем узнать скорость прохождения. А после этого уже замерять время прохождения волны по вертикали.

Тут точность большая вообще не нужна. Да и еще проблема в том, что кровь в сосуд набирается не сразу, а постепенно и может быть разной консистенции, со сгустками и т.д. То есть точного результата в любом случае не получиться.

Как я сейчас понял, плотность жидкой крови не сильно далеко от воды и составляет 1050-1064 кг/м 3. В целом наверное можно измерять это приблизительно и не запариваться. даже если будет ошибка в 10% — это не страшно.

[Василий]

Александр Фадеев: если у вас есть возможность поставить второй датчик на дне( то есть дно до достаточно широкое)для того чтобы измерить скорость прохождения ультразвука по крови, то почему бы и нет.

Answer 2

[Арсений Ефремов]

Могу предположить, что, по крайней мере массу внутренней жидкости можно вычислять исходя из разности центробежных сил вашего подвижного контейнера в пустом и полупустом состояниях, с помощью электронного акселерометра, например.
Плотность крови, вероятно, можно вычислить исходя из прозрачности пробы. Кровь состоит обычно из плазмы, которая, в принципе, имеет очень точный уровень солёности, и, как следствие, плотности, а так же из миллионов разных кровяных тел, среднее количество которых можно вычислять, скорее всего, именно из оптической прозрачности. Но мне почему-то кажется, что плотность пробы крови будет иметь крайне слабое отклонение от какого-то среднего значения.
Взяв в расчет эту плотность, а также массу из первого измерения, можно вычислить и объем жидкости в контейнере сложной формы.