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Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik
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Toyota Safety Sense, dessen einzelnen Bestandteile und weitere Assistenzsysteme in Fahrzeugen. Außerdem geht es hier um vernetztes Fahren, die Sammlung und Auswertung von Daten durch IT-Konzerne und Versicherungen sowie ähnliche Themen.
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THEMA: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik
#556192
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 17.09.2019 11:27 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Egon schrieb:

Ich fahre so übers Jahr gesehen ziemlich viele verschiedene Autos, quer durch alle Marken. Ein Kamera-Beschlag-Problem haben die nicht, auch nicht im feuchten Herbst.
[…]
Eine andere Erfahrung: Die (geringe) Abwärme einer nachträglich in Scheibennähe installierten Dashcam reicht bereits, um den Bereich unmittelbar davor beschlagfrei zu halten. Viel Heizleistung benötigt das also offenbar nicht. Allerdings befindet sich hier auch keine Kamera in einem abgeschlossenen Bereich, so dass sich das nicht direkt übertragen lässt.
[…]

Das es bei Deinen Erfahrungen bisher immer funktioniert, kann auch mit dem persönlichen Fahr- und Parkprofil zusammenhängen. Auch das eigene Heizverhalten könnte einen Einfluss haben.

--

1 Watt Wärmeleistung der Dashcam => 1 J/s
Bereich um Dashcam ca. 100 gr Glas

Glas Wärmekapa 800 J/(kg·K)
Es braucht ca. 80 sek um die 100 gr Glas um 1 K zu erwärmen.

Polyamid Wärmekapa 1700 J/(kg·K)
Es braucht ca. 170 sek um die 100 gr PA6 um 1 K zu erwärmen.
ex_Waldfee0815
Beiträge: 273
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Letzte Änderung: 17.09.2019 12:24 von ex_Waldfee0815.
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#556200
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 17.09.2019 12:39 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Hybridfan5 schrieb:
Meine persönliche Meinung ist nach wie vor:
Das "geschlossene Kamera-Assistenzsystem" erlaubt nicht genügend Luftaustausch zwischen Fahrzeug-Innenraum und ihm selbst. Das wäre m.M.n. mit einer GORE Membran zu beheben. Heizung nahe der Scheibe ggf. weiterhin erforderlich.

Willkommen in der Welt der Automobilentwicklung. Löse das Problem von Kosten, Montierbarkeit und Funktion...

Welche Maßnahmen zum Luftaustausch bei anderen Herstellern greifen, bleibt offen.
Kosten sind sicherlich ein Punkt.
Aber weglaufende Kunden sind ein höherer Kostenfaktor.
Und m.M.n. wird für die ach so toll funktionierenden Assistenzsysteme reichlich Euro beim Fahrzeugneukauf verlangt.

Willkommen in der Welt der Entscheidungsträger im Automobilbau. Löse das Problem von Kosten, Nutzen für den Kunden, Ansehen der Marke...
Ist ja nicht so, dass hier nur ein Problem zu Lösen wäre... das Auto besteht ja aus tausenden kleineren und größeren Herausforderungen.

Die bisherigen Generationen von Assistenzsystemen (auch bei Tesla oder BMW oder Audi oder Mercedes oder Volvo ...) haben nicht immer zuverlässig funktioniert und jede hat so ihre eigenen Macken. Da wurde und wird noch viel gelernt und weiterentwickelt. Aber das machen eh nur eine Handvoll Zulieferfirmen weltweit ... die liefern dann genau die Funktionen, die der Kunde (Autohersteller) gewillt ist zu bezahlen.

Das ist traditioniell eine Gratwanderung, die manchmal schief geht. Dann wird nachgerüstet oder die Sache wird ausgesessen. Und viele neue Dinge wie Spurhalteassistenten werden auch von vielen gar nicht genutzt. Daher fallen die paar nervenden Kunden gar nicht ins Gewicht, wenn es hier kleinere Probleme gibt. Erst bei größeren Problemen nd vielen Beschwerden kommt das auf die Reklamationmeldeliste beim Autohersteller(wo die Fachabteilung um Stellungnahme gebeten wird). Und Japan ist hier weit weg.... und die Stückzahlen in Europa eher gering.
ex_Waldfee0815
Beiträge: 273
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Letzte Änderung: 17.09.2019 12:41 von ex_Waldfee0815.
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#556206
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 17.09.2019 13:41 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Eigentlich ist es gar nicht kompliziert.
Effektiv ist es ein reines Temperatur - Feuchteproblem. Der Luftdruck kann vernachlässigt werden, da Druckänderungen im Auto nicht groß genug sind, um sich auszuwirken. Sonst würden alle Mitfahrer ständig "eins auf die Ohren bekommen"...

Voraussetzungen für einen Kondensationsvorgang:
- Wasser in gasförmigem Zustand
- Kondensationskerne oder Oberfläche.
- Temperaturgefälle vom gasförmigen Medium zur Oberfläche.

Die Luft mit dem Wasserdampf hat eine Temperatur. Und damit einen Taupunkt. Dies ist die Temperatur, bei dem eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% erreicht wird. Je kälter die Luft, desto weniger Wasser kann sie aufnehmen. Es gibt einen treffenden Begriff in der Flug-Meteorologie, der heißt "Spread". Es ist die Differenz zwischen der Temperatur und dem Taupunkt. Je größer desto (relativ) trockener. Man kann damit gut die Wolkenhöhe über Grund ermitteln.

Ist der Spread = 0 dann kondensiert es an der Oberfläche.

Dies wird erreicht durch:
- Abkühlung. Die Temperatur nähert sich dem Taupunkt.
- Feuchtezufuhr. Der Taupunkt nähert sich der Temperatur.

Das Auto unterliegt einem ständigen Wechsel. Änderung der Außentemperatur. Strahlungsverhältnisse, unterschiedliche Wärmekapazitäten und Isolationsgrade der Bauteile.

Natürlich ist die Scheibe in der Regel das kälteste Bauteil. Also muss es dort zuerst kondensieren. Wird das Auto aufgeheizt, dann ist die Kamera selbst vielleicht das kälteste Element, während das Fenster frei bleibt. Aber das sind kontinuierlich verändernde Abläufe...

Blöd im Winter. Alle Teile sind kalt. Die relative Luftfeuchte ist hoch. Jetzt steige man ins Auto und verteilt erstmal Atemfeuchte und ggf noch etwas Schwitze...

Die Feuchtigkeit konstruktiv aussperren geht nur bei hermetischer Abdichtung. Macht keinen Sinn am Auto. Zu teuer und aufwändig. Fehleranfällig.

Das Einzige, was in meinen Augen technisch sinnvoll (und leicht zu realisieren) ist eine kombinierte Kamera- und Fensterheizung. Damit wird der Spread künstlich groß gehalten und alles bleibt frei von Kondensation.

Aber ein beheizter Spot auf der Verbundglasscheibe erzeugt bestimmt nette Wärmespannungen...
Dix
Beiträge: 2475
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Tierische Grüße
Dirk
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#556210
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 17.09.2019 13:54 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Dix schrieb:

[…]
Das Einzige, was in meinen Augen technisch sinnvoll (und leicht zu realisieren) ist eine kombinierte Kamera- und Fensterheizung. Damit wird der Spread künstlich groß gehalten und alles bleibt frei von Kondensation.

Aber ein beheizter Spot auf der Verbundglasscheibe erzeugt bestimmt nette Wärmespannungen...

Die sinnvolle Lösung scheitert aber gerne an den Kostenrechnern...

Nennt sich Heizdrähte und ist an vielen PKW an der hinteren Scheibe verbaut. Gibbet manchmal auch an Frontscheiben...
Wird nur dann zum Problem, wenn es zu heiß wird. Aber wir brauchen ja nur wenige Kelvin mehr Temperatur um an die richtige Stelle der Sättigungsdampfdruckkurve zu kommen
ex_Waldfee0815
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Letzte Änderung: 17.09.2019 13:58 von ex_Waldfee0815.
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#556214
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 17.09.2019 14:07 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Waldfee0815 schrieb:
Löse das Problem von Kosten, Montierbarkeit und Funktion...
Grundsätzlich habe ich davon aus einer anderen Branche Erfahrung. Ebenfalls eine Branche, in der man u. U. ein Produkt unter 4 Mio. Stk. Absatz erst gar nicht entwickelt.
Und in der anderen Branche sind Kundenbeschwerden sicherlich weitaus häufiger als in der Automobilwelt. Was nicht bedeutet, in der Automobilwelt ist alles einfach. Sicherlich nicht.

Gruß hybridfan5
Hybridfan5
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Zitat: Du bist auch so einer, der im DB Navigator schaut, wann der Zug ankommt, und dann am Gleis steht. Der DB Navigator ist keine App, in der man Zugfahrpläne einsehen kann, sondern eine Projektionsfläche für unsere Hoffnungen. - M. Schafroth

2018-.........YHSD Edition 2014 chilli-rot 3,9 LHK akt. 270 Tkm
2012-2017 YHSD Life + Komfort & Design, weiß 215 Tkm 4,1-3,9 LHK
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#557148
Aw: Feuchtigkeitsprobleme Kamerasysteme - Physik 22.09.2019 21:10 - vor 4 Jahren, 7 Monaten  
Hallo,
für die Diskussion versuche ich mal eine vereinfachte Beschreibung (aus meiner Sicht)

Damit Wasser in einem (anfangs trockenen) Raum kondensieren kann, muß es in diesen Raum transprotiert werden. Der Transport geschieht auf zwei Wegen - Gasaustausch und Diffusion.
Beide benötigen dazu einen Antrieb, hier Druckdifferenz bzw. Partialduckdifferenz (=Konzentrationsgradient).

Den temperaturabhängigen Sättigungsdruck kann man recht schnell mit der Magnusformel berechnen. Ab 100% relative Luftfeuchte kann auf einer Oberfläche in der Nähe oder an Kondensationskeimen Kondensation stattfinden.
Wie 'gut' eine Oberfläche zum beschlagen tendiert, ist von Größen wie Oberflächenspannung und Wärmeleitfähigkeit abhängig.

Aus dieser Beschreibung ergeben sich automatisch einige Punkte (die hier auch schon angesprochen wurden) :
- der Gasaustausch ließe sich unterbinden, indem man ein (hermetisch) druckdichtes Gehäuse verwendet. Sollen Innen- und Außendruck einigermaßen gleich sein, ist eine gewisse Elastizität nötig (z.B. Membran)
- für die Vermeidung von Diffusion müßte man Materialien verwenden, die (Wasserdampf-) diffusionsdicht sind, also Glas oder Metall

Beide Forderungen können nur bedingt realisiert werden (Klebestellen, Kabeldurchführungen etc.)

Bleiben noch die Oberflächen, auf denen Kondensation stattfindet. Je nach Oberflächenspannung können auch Wasserdampfsättigungen von mehr als 100% auftreten, aber das sind Bedingungen, die im Labor von Interesse sind, weniger in Massenprodukten.
Auf der Basis der Magnusformel wäre ein Heizkreis denkbar, der die Oberflächentemperatur oberhalb der Kondensationstemperatur hält. Auf Grund vom gesamten Materialmix müßte man sich auf Optik und Chip beschränken.

Ich hoffe, ich konnte zur allgemeinen Verwirrung beitragen
Ggf. kann ich noch was weiter ins Detail gehen
Gruß,
Horst

Edith hat noch was :
Restfeuchte im umbauten Raum, den ich oben als trocken angenommen hab, könnte man mit Vakuum und Temperatur austreiben.
hosc
Beiträge: 26
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Letzte Änderung: 22.09.2019 21:14 von hosc.
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