Sensor de proximidad para altura desde suelo cubierto de nieve

Prefacio esto diciendo que soy un aficionado, no un ingeniero, por lo que probablemente tenga que hacer esta pregunta.

Como dice el título, quiero saber qué tipo de sensor puedo usar para obtener la altura de un objeto de la capa de nieve que cubre el suelo, no del suelo en sí.

Se adjuntará a un objeto en movimiento.

Algunos sensores que he buscado indican que atraviesan la nieve en sus descripciones, pero no estoy seguro de si simplemente significan nieve que cae en el aire o si significan nieve acumulada en el suelo.

Hasta ahora, las opciones parecen ser láser, radar, infrarrojos, ultrasónicos y posiblemente ópticos.

Sería preferible una precisión de pulgadas, pero los pies estarían bien. Esto descarta la presión barométrica.

Cualquier ayuda sería muy apreciada.

¿Cuál es el rango de alturas que esperas medir? ¿Se suspenderá el dispositivo apuntando hacia abajo desde su objeto en movimiento?
Esperaba que el rango fuera de 0 a 50 pies o más. Sin embargo, he leído que algunos sensores tienen una proximidad mínima por encima de cero. Sí, el sensor estaría conectado al objeto apuntando hacia abajo.
Puedes esperar unos años más y no preocuparte más por la nieve :v

Respuestas (2)

Algunas de las opciones mencionadas en su pregunta funcionarían para este propósito, con diferente precisión e idoneidad:

  • Ultrasónico: probablemente su mejor opción: los sensores ultrasónicos piezoeléctricos de apertura estrecha (envío/recepción de una sola unidad) son confiables en rangos que van desde unas pocas pulgadas hasta cien pies o más. Sin embargo, el costo aumenta desproporcionadamente con el rango. La precisión es de media a alta y funciona con la mayoría de las superficies, incluidas las reflectantes y transparentes, como nieve compactada o placas de hielo. La frecuencia de escaneo es bastante alta.
    • La serie Senix TSPC-21S tiene un rango que se ajusta con precisión a sus necesidades, rango de 50 pies/precisión interpolada fraccionaria de pulgada, pero cuesta alrededor de $500-800. Existen algunos clones chinos, a alrededor de una décima parte del precio o menos, pero no tengo idea de precisión o confiabilidad. Habíamos pedido uno, llegó muy dañado, el vendedor no respondió. Tal vez pruébalo si no lo necesitas a prueba de agua.

Sensor ultrasónico de distancia de apertura estrecha Senix

  • Láser: principio de tiempo de vuelo pulsado, similar a los sensores ultrasónicos. Tipo escáner, ya que el tipo reflector no funcionará con nieve. Alcance de hasta 40 pies, precisión extremadamente alta.
    • SensoPart FT 90 ILA podría satisfacer el requisito si el rango de 30 pies es aceptable. Afirma una precisión de 2 mm, que no tiene sentido para superficies de nieve irregulares.

Sensor de distancia láser de escaneo SensoPart

No se recomienda lo siguiente:

  • Ópticos: estos también usan láseres, pero funcionan según un principio de triangulación estereoscópica. El alcance es limitado, normalmente a 1 metro. La precisión es muy alta, la frecuencia de escaneo es alta.
  • Radar: Precisión insuficiente y alcance mínimo insuficiente. Los dispositivos de RADAR integrados suelen tener un alcance mínimo de 10 pies y un máximo de varias millas, el peso es masivo a medida que aumenta el alcance y la precisión está en decenas de pies.
  • Infrarrojo: Alcance máximo insuficiente para sus propósitos. La reflectometría IR convencional funciona hasta un par de pies como máximo y es más popular en rangos inferiores al pie. Sin embargo, el dispositivo láser mencionado anteriormente también es infrarrojo, ya que utiliza un láser de escaneo infrarrojo.

espero que esto ayude

Gracias, después de leer un poco, tengo la impresión de que el láser no funciona para el agua (suponiendo que también haya nieve) porque el láser no se refleja correctamente. Por favor corrígeme si esto es incorrecto.
El alcance del láser falla con el agua porque la transparencia del agua hace que el haz de exploración atraviese la superficie del agua en lugar de reflejarse lo suficiente para la detección. Por lo general, esto no es cierto para la nieve, y en la cerca para la capa de hielo, aunque la longitud de onda del láser sería un factor allí. Las únicas formas de confirmar esta hipótesis son pedirle al fabricante que la pruebe o experimentar con el láser específico que seleccione.
Con cualquier sensor de altura, se necesita un reflector para enfocar el haz de cualquier fuente para que el reflejo provenga de un área pequeña. Imagine los reflejos desde todas las distancias sobre el suelo con un gran ángulo y luego tendrá que usar un reflector parabólico con material absorbente de reflejos para evitar lecturas falsas más allá de un cierto ancho de haz. Esto se aplicaría a cualquier fuente, ya sea ultrasónica, de RF o de luz.

Quizás el más confiable sea un sensor de imágenes fijas legible por humanos (por ejemplo, una cámara web) del suelo con luz IR o luz diurna y una vara de medir, dado que no había otros requisitos de alimentación o interfaz, pero eso puede ser demasiado obvio.

El coeficiente de reflexión de la nieve, "ya sea" que esté en el aire, húmeda, seca, suelta o compactada, variará significativamente con la longitud de onda desde el audio hasta el VHF y el IR. Tal vez podría dar más detalles;

  • las condiciones cuando las lecturas falsas son aceptables
  • con qué frecuencia se debe monitorear esto o el tiempo de respuesta
  • requisitos de alimentación e interfaz
  • distancia del sensor a la interfaz de usuario
  • interfaz de usuario preferida
  • número de sensores
  • Proximidad y tipo de interferencia u objetos en movimiento cercanos o configuración típica
  • presupuesto para proyecto

Hace mucho tiempo, cuando estaba probando diseños de antenas VHF con un acoplador direccional simple y un detector de "diodo portador caliente" y DVM para medir el movimiento relativo o la posición del reflejo de las personas o los reflejos de la pared usando el voltaje reflejado (diodo detectado) de las ondas estacionarias de la antena señal de un acoplador direccional (o divisor de cable). Ahora los usan para sensores de movimiento de alarma más que cualquier otra cosa, pero podría detectar un cambio en la altura sobre el suelo a la capa más fuerte de superficie húmeda para reflejar RF. Podría detectar fácilmente el ligero movimiento de alguien parado a 10 pies de distancia, pero requeriría restricciones y calibración.

Esto es hipotético y no lo he probado en la nieve, pero sé que la humedad refleja RF pero probablemente no sea lo suficientemente preciso.

Sensor de proximidad para altura desde suelo cubierto de nieve
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