Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperatur und Druck messen im Schnellkochtopf


von Savas D. (sde)


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Hallo Leute,

ich bin neu im Forum und entschuldige mich im Voraus, falls ich diverse 
Board-Regeln verstoße.

Ich möchte gerne die Temperatur und den Druck eines Schnellkochtopfes 
messen.

Folgendes habe ich mir Überlegt:

I) Im Schnellkochtopf befindet sich eine Hardware (ein PIC oder
   ähnliches) die die Innentemperatur sowie den Druck misst.

II) [optional] Den Deckel mit einem Barometer und Temperatursensor
               ausstatten. Allerdings müsste man hierbei den Deckel
               modifizieren und und diesen Abdichten.

Auf was muss ich achten und welche Variante würde einfacher gehen?

Auf was muss ich bei der Auswahl der Sensoren achten ?

Mit freundlichen Grüßen

Savas D.

: Bearbeitet durch User
von Trenner (Gast)


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Savas D. schrieb:
> I) Im Schnellkochtopf befindet sich eine Hardware (ein PIC oder
>    ähnliches) die die Innentemperatur sowie den Druck misst.

Möglich, wenn die Bauteile Temperaturen von über 100°C aushalten. An das 
Ergebnis kommst Du allerdings erst nach dem Öffnen, und ob's dann noch 
einen Wert hat?

von Igori (Gast)


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Zwei Löcher in den Schnellkochtopf bohren. Ein Loch zum Messen des 
Druckes, ein Loch zum Messen der Temperatur.

Als Bauteil so etwas in dieser Art: 
http://www.directindustry.de/prod/ustsensor-technic-co-ltd/product-55920-886559.html

von Der Andere (Gast)


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Savas D. schrieb:
> I) Im Schnellkochtopf befindet sich eine Hardware (ein PIC oder
>    ähnliches) die die Innentemperatur sowie den Druck misst.

Das Gerät muss dann aber:

bis zu 130°C Aussentemperatur klaglos abkönnen.
in nassem Heissdampf funktionieren
Bei Druckschwankungen von 0-1Bar Überdruck und Temperaturschwankungen 
von über 100°C dicht bleiben.
Auch die Akkus müssen diese Temperaturen/Druck abkönnen
Es wird nicht senden können da der Topf annähernd ein faradyscher Käfig 
ist

Wie genau muss das sein?
Der Deckel hat normalerweise eine mechanische Druck/Überdruckanzeige. 
Wenn man die Position auswertet hat man den ungefähren Druck 
(Referenzkurve aufnehmen) und über den Druck kann man die Temperatur 
berechnen.

von Savas D. (sde)


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@Trenner
> Möglich, wenn die Bauteile Temperaturen von über 100°C aushalten. An das
> Ergebnis kommst Du allerdings erst nach dem Öffnen, und ob's dann noch
> einen Wert hat?

Ich habe hier paar TI Chips die es bis zu 150°C schaffen.

http://www.ti.com/lsds/ti/microcontrollers_16-bit_32-bit/msp/ultra-low_power/msp430g2x_i2x/overview.page


Diese verfügen über einen internen "non-volatile memory " von 2 bis 4 
KB.

Die Ergebnisse  würde ich dann einfach da ablegen falls es möglich ist.


 @Der Andere

> Auch die Akkus müssen diese Temperaturen/Druck abkönnen
> Es wird nicht senden können da der Topf annähernd ein faradyscher Käfig
> ist

Stimmt aber wie sieht es aus mit Kondensatoren als Energielieferer ?? Es 
sind ja etliche auf dem Markt und darunter gibt es die bis zu 200°C 
vertragen ( 
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/passive/articles/453813/).

Der Andere schrieb:
> Der Deckel hat normalerweise eine mechanische Druck/Überdruckanzeige.
> Wenn man die Position auswertet hat man den ungefähren Druck
> (Referenzkurve aufnehmen) und über den Druck kann man die Temperatur
> berechnen.

Kannst du mir das bisschen ausführlicher erklären, habe das leider nicht 
verstanden  :(

von Ich (Gast)


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Nur mal so: "Normale" Elektronik mit heißem Dampf geht nicht lange gut, 
das ist eher als extremer Lebensdauertest anzusehen.
http://www.iws.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/fuegen/kleben/ausstattung/alterungstests_simulation_umweltbedingungen/pressure_cooker.html 
...

Die Variante mit zwei Einschraub-Sensoren ist mit Abstand die 
einfachste, das Abdichten ist ein gelöstes Problem.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Die Temperatur im Schnellkochtopf wird nicht viel anders sein, als auf 
der Außenhülle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels - schließlich besteht 
aus diesem Grunde der Topf aus gut wärmeleitfähigem Material.

Den Druck könnte man evtl. auch indirekt messen, z.B. über die 
Verformung des Topfes oder des Deckels per DMS oder extrem 
"feinfühligem" Abstandssensor mit 1/10mm Auflösung - schließlich ist das 
Metall elastisch.

So bräuchte man weder die Elektronik dem feindlichen Medium auszusetzen 
noch den Druckbehälter (!) anzubohren. Vor Letzterem möchte ich 
ausdrücklich warnen, das ist ein enormes Sicherheitsrisiko ...

von Savas D. (sde)


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Ich schrieb:
> Nur mal so: "Normale" Elektronik mit heißem Dampf geht nicht lange gut,
> das ist eher als extremer Lebensdauertest anzusehen.

Da gebe ich dir auch recht allerdings würde ich bei Variante I die 
Hardware
soweit abdichten, dass die Elektronik nur die Hitze wahrnimmt. Würde das 
nicht gehen ?

von Savas D. (sde)


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Frank E. schrieb:
> Die Temperatur im Schnellkochtopf wird nicht viel anders sein, als auf
> der Außenhülle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels - schließlich besteht
> aus diesem Grunde der Topf aus gut wärmeleitfähigem Material.
>
> Den Druck könnte man evtl. auch indirekt messen, z.B. über die
> Verformung des Topfes oder des Deckels per DMS oder extrem
> "feinfühligem" Abstandssensor mit 1/10mm Auflösung - schließlich ist das
> Metall elastisch.

Hallo Frank,

könntest du mir das mit den Dehnungsmessstreifen näher erläutern? Wo 
sollte ich diese anbringen? Anbei finde ich die Idee ziemlich gut mit 
den DMS. :D

Dann würde die Elektronik nicht im Kochtopf sein sondern außerhalb oder?
Wo sollte ich dann den Temperatursensor anbringen?

Frank E. schrieb:
> So bräuchte man weder die Elektronik dem feindlichen Medium auszusetzen
> noch den Druckbehälter (!) anzubohren. Vor Letzterem möchte ich
> ausdrücklich warnen, das ist ein enormes Sicherheitsrisiko ...

Da hast du absolut Recht, darum tendiere ich zur ersten Variante.

von Igori (Gast)


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Frank E. schrieb:
> So bräuchte man weder die Elektronik dem feindlichen Medium auszusetzen
> noch den Druckbehälter (!) anzubohren. Vor Letzterem möchte ich
> ausdrücklich warnen, das ist ein enormes Sicherheitsrisiko ...

Stimmt natürlich. Beim Bohren besteht die Gefahr, dass dir die 
Bohrmaschine auf die Füße fällt. Also: Sicherheitsschuhe tragen.

von ich (Gast)


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Hallo,
ich würde mir erst mal den topf genau anschauen, wir haben einen mit 
Rückschlagventil(Für das abkühlen) (glaub ich), da würd ich einfach 
T-Stücke anschrauben. dann hast du deinen Zugang für den Druck und 
Temperatur.
Dann noch ordentliche Sensoren zum verschrauben genommen, da hätte ich 
wenig angst.
MfG
ich

von Trenner (Gast)


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Savas D. schrieb:
> Da hast du absolut Recht, darum tendiere ich zur ersten Variante.

Was hast Du denn von den Daten, wenn Du sie erst nach Öffnen des Topfes 
lesen kannst?

von Walter T. (nicolas)


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Frank E. schrieb:
> [...] Druckbehälter (!) anzubohren. Vor Letzterem möchte ich
> ausdrücklich warnen, das ist ein enormes Sicherheitsrisiko ...

Der Warnung schließe ich mich an. Ein Dampfdruckbehälter ist ein 
gefährliches Gerät. Beim Versagen eines Schnellkochtopfes kommt die 
Wirkung der einer Handgranate gleich.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Die Befestigung des Temperatursensors dürfte die einfachere Aufgabe 
sein: Per temperaturfestem Kunstharz aufkleben oder mit einer Art Gurt 
andrücken.

Dehnmeßstreifen werden ebenfalls meist aufgeklebt. Du müsstest zur 
Temperaturkompensierung eine Variante nehmen, die mind. zwei 90 Grad 
gedrehte Sensorstreifen enthält, um die Temperaturabhängigkeit und die 
Temperaturdehnung des Topfes zu kompensieren.

Wenn du Zeit und Meßmittel hast, diese Abhängigkeiten aufzunehmen, 
kannst du evtl. alleine mit dem DMS gleich Temperatur und Druck messen.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Trenner schrieb:
> Savas D. schrieb:
>> Da hast du absolut Recht, darum tendiere ich zur ersten Variante.
>
> Was hast Du denn von den Daten, wenn Du sie erst nach Öffnen des Topfes
> lesen kannst?

Falls sich eine Elektronik findet, die quasi auf dem Level einer 
Venus-Mission dieses "Klima" übersteht ... einige Schnellkochtöpfe haben 
ein Glasfenster, da gehen Funkwellen durch. :-)

von Praxis (Gast)


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Jeder DKT hat schon ein Loch, daher muss man keine bohren!
An dieses adaptiert man zuerste den Temp. Sensor (die gibt es wie Sand 
am Meer), anschliessend mittels eines gescheiten Adapters (da liegt die 
Kunst) den Drucksensor (gibt es auch wie Sand am Meer).
Wer drehen und bohren kann (Adapter), für den ist es kein Problem.

Wie wird es wohl in der (chemischen) Industrie gemacht?

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Walter T. schrieb:
> Der Warnung schließe ich mich an. Ein Dampfdruckbehälter ist ein
> gefährliches Gerät. Beim Versagen eines Schnellkochtopfes kommt die
> Wirkung der einer Handgranate gleich.

Naja. Das ist dann doch "etwas" übertrieben.

Selbst bei 130°C hat man gerade mal 1,7 Bar an Überdruck.

Natürlich muss man mit heißem Dampf vorsichtig sein (schlagartiger 
Druckabfall führt zu enormer Verdampfung), aber solch einen geringen 
Überdruck sollte wirklich jede halbwegs vernünftige 
Verschraubung/Dichtung abkönnen. Wenn man dann noch innen anliegende 
Sensoren verwendet, können sich die selbst bei Lockerung nicht 
rausdrücken.
(Das Sicherheitsventil ist ja weiterhin vorhanden, so dass auch da 
nichts passieren kann.)

Ich würde auf jeden Fall Variante II empfehlen, zumal es preiswerte voll 
in Edelstahl gekapselte Temperatursensoren gibt, ebenso wie 
Drucksensoren.

Diese sauber mit Silikondichtungen im Deckel verschrauben - fertig.

von Der Andere (Gast)


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Es fehlt wie immer:
Was soll errreicht werden? Was ist der Zweck?
Genauigkeit?

Wenn man eines hat kann man das Andere ausrechnen.
Es gibt einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Dampfdruck und 
Temperatur. Siehe z.B.
https://cdm.unfccc.int/filestorage/U/4/B/U4BKYDK7NTLWWFQ1OTUFUCKJMTEE3Y/U4BKYDK7.pdf?t=SzV8bndrZG10fDCG3Q84CS8rRTiYjgV1VTqo

von Der Andere (Gast)


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Savas D. schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Der Deckel hat normalerweise eine mechanische Druck/Überdruckanzeige.
>> Wenn man die Position auswertet hat man den ungefähren Druck
>> (Referenzkurve aufnehmen) und über den Druck kann man die Temperatur
>> berechnen.
>
> Kannst du mir das bisschen ausführlicher erklären, habe das leider nicht
> verstanden  :(

Siehe Bild Punkt 3:
https://cdm.unfccc.int/filestorage/U/4/B/U4BKYDK7NTLWWFQ1OTUFUCKJMTEE3Y/U4BKYDK7.pdf?t=SzV8bndrZG10fDCG3Q84CS8rRTiYjgV1VTqo

von Der Andere (Gast)


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von Savas D. (sde)


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Der Andere schrieb:
> Es fehlt wie immer:
> Was soll errreicht werden? Was ist der Zweck?
> Genauigkeit?

Ich hatte an sowas in der Art gedacht :

http://www.ekitchen.de/kuechenutensilien/kochtopf/tests/fissler-vivavit-premium-digital-111061.html

"Der Fissler Vitavit Premium Digital kostet in der 4,5-Liter-Variante 
349 Euro (UVP)."

Möchte halt die Temperatur und den Druck messen :D.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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> Wenn man eines hat kann man das Andere ausrechnen.
> Es gibt einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Dampfdruck und
> Temperatur. Siehe z.B.
> https://cdm.unfccc.int/filestorage/U/4/B/U4BKYDK7N...

Im Prinzip ja, aber ich wäre da trotzdem skeptisch.

Schießlich kocht man da nicht nur Wasser, sondern da ist evtl. auch Öl 
und Fett, Fleisch, Kartoffeln, Gemüse ... ob sich so eine "wilde" 
Mischung ohne genaue Kenntnis der Zusammensetzung wirklich in eine 
Formel fassen lässt?

von Klaus (Gast)


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Savas D. schrieb:

> Möchte halt die Temperatur und den Druck messen :D.

Schon. Aber wozu möchtest Du das?

Lies bitte mal die 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems 
hier.

von Der Andere (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Schießlich kocht man da nicht nur Wasser, sondern da ist evtl. auch Öl
> und Fett, Fleisch, Kartoffeln, Gemüse ... ob sich so eine "wilde"
> Mischung ohne genaue Kenntnis der Zusammensetzung wirklich in eine
> Formel fassen lässt?

Ich habe noch sie gesehen, dann wenn ein Koch/Köchin den Druck aus dem 
Dampfkochtopf ablässt, dass dann Öl-, Fleisch-, oder Fett-Dampf! aus dem 
Ablassventil entweicht.
Das ist IMMER Wasserdampf, wenn ich mich da irren sollte dann belege mir 
das bitte :-)

Savas D. schrieb:
> Ich hatte an sowas in der Art gedacht :
>
> 
http://www.ekitchen.de/kuechenutensilien/kochtopf/tests/fissler-vivavit-premium-digital-111061.html
>
> "Der Fissler Vitavit Premium Digital kostet in der 4,5-Liter-Variante
> 349 Euro (UVP)."
>
> Möchte halt die Temperatur und den Druck messen :D.

Fissler misst da garantiert auch nur eins und berechnet das andere über 
eine Tabelle.
War ja klar das es irgendein Nonsens mit ner Smartphone-App ist.

Wenn du auch nur einmal schon mit einem Dampfkochtopf gekocht hättest, 
dann könntest du erkennen dass Fissler hier einfach an dem 
Überdruckventil misst bzw dieses geändert hat, das früher mit dem 
Metallstift "optisch" den Druck im Topf angezeigt hat.
Wenn du meinst so eine digitale Anzeige wäre besser weil sie schneller 
kaputt geht wie die alte mechanische und eine Batterie braucht, dann 
viel Spass beim umbauen.

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> noch sie

"noch nie" soll das heissen, sorry für meine krummen Finger.

von Ich (Gast)


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Savas D. schrieb:
>> Nur mal so: "Normale" Elektronik mit heißem Dampf geht nicht lange gut,
>> das ist eher als extremer Lebensdauertest anzusehen.
>
> Da gebe ich dir auch recht allerdings würde ich bei Variante I die
> Hardware
> soweit abdichten, dass die Elektronik nur die Hitze wahrnimmt. Würde das
> nicht gehen ?
Womit willst Du das denn abdichten? Polymere nehmen Wasser auf, speziell 
Wasserdampf diffundiert gut ein.
Hermetisch abdichten geht, also nur Glas/Metall/Keramik., z.B. 
Keramiksubstrat mit umlaufend aufgelötetem Metalldeckel.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Der Andere schrieb:

> Ich habe noch sie gesehen, dann wenn ein Koch/Köchin den Druck aus dem
> Dampfkochtopf ablässt, dass dann Öl-, Fleisch-, oder Fett-Dampf! aus dem
> Ablassventil entweicht.
> Das ist IMMER Wasserdampf, wenn ich mich da irren sollte dann belege mir
> das bitte :-)

Es geht ihm wohl weniger um den Dampf als um die flüssige "Phase" - Salz 
bspw. erhöht den Siedepunkt und senkt damit den Dampfdruck. Andere 
Zutaten dürften ähnliche Wirkung haben.

Aber so genau muss es vermutlich eh nicht sein.

> War ja klar das es irgendein Nonsens mit ner Smartphone-App ist.

Es ist doch immer wieder erstaunlich, mit was sich Geld verdienen lässt 
;-)

von Savas D. (sde)


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Klaus schrieb:
> Schon. Aber wozu möchtest Du das?
Aso tut mir leid hab das bisschen Missverstanden... Sorry bin halt neu :

Die Idee im Ganzen :

Bei einem Schnellkochtopf herrscht eine abnormale Umgebung. Sprich 
schnelle  und hohe Temperaturenverläufe.

Ich möchte nun diese Temperatur- Druckverläufe festhalten.

Es soll eine Art selbstgebauter "Autoklav" werden, wobei beim 
Einschalten diese Verläufe festgehalten werden.

@Der Andere

Nein, soll keine Smartphone App oder sowas sein.

von Savas D. (sde)


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Chris D. schrieb:
> Es ist doch immer wieder erstaunlich, mit was sich Geld verdienen lässt
> ;-)

haha sehe ich genauso :D

von Klaus (Gast)


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Savas D. schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Schon. Aber wozu möchtest Du das?
> Aso tut mir leid hab das bisschen Missverstanden... Sorry bin halt neu :
>
> Die Idee im Ganzen :
>
> Bei einem Schnellkochtopf herrscht eine abnormale Umgebung. Sprich
> schnelle  und hohe Temperaturenverläufe.
>
> Ich möchte nun diese Temperatur- Druckverläufe festhalten.
>
> Es soll eine Art selbstgebauter "Autoklav" werden, wobei beim
> Einschalten diese Verläufe festgehalten werden.

Das beantwortet die Frage leider nicht. So eine Vorrichtung ist ja kein 
Selbstzweck. Vielmehr soll damit etwas erreicht werden, das ausserhalb 
seiner selbst liegt. Das anders nicht zu erreichen ist.

Warum, wozu willst Du das Ganze machen? Für welches Problem ist ein 
Autoklav eine Lösung? Für welches Problem ist die Messung eine Lösung?

Verstehe mich bitte recht: Falls Du ohnehin seit 20 Jahren in einem 
Krankenhaus für die Sterilisation zuständig bist, und das für 
Hausoperationen zu Hause nachbauen willst, dann ist klar, dass Dir die 
Anwendung bekannt ist und Du kompetent darin bist. Aber wir wissen ja 
nichts von Dir. Vielleicht bist Du ein Anfänger, der auf die Weise einen 
Faden durch ein Nadelöhr bekommen will. Lies bitte mal, wie ich Dich 
schon gebeten habe, den Artikel 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems 
Dann sollte klarer werden, warum ich das frage.

von Klaus (Gast)


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Eins noch: Es steht Dir selbstverständlich frei, dass nicht zu 
beantworten.

Technisch gesehen sind die Antworten dann schon gegeben und das Thema 
erledigt.

von Walter T. (nicolas)


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Chris D. schrieb:
> Walter T. schrieb:
>> Der Warnung schließe ich mich an. Ein Dampfdruckbehälter ist ein
>> gefährliches Gerät. Beim Versagen eines Schnellkochtopfes kommt die
>> Wirkung der einer Handgranate gleich.
>
> Naja. Das ist dann doch "etwas" übertrieben.
>
> Selbst bei 130°C hat man gerade mal 1,7 Bar an Überdruck.

Genau. Und aus den vielleicht 3-4 Litern auf 130° überhitzem Wasser, das 
sich noch im Topf befindet, können sich von hier auf jetzt ca. 2 
Kubikmeter Wasserdampf bilden, wenn der Topf platzt (wenn ich mir jetzt 
nicht verrechnet habe). Das ist tatsächlich weniger als eine 
Handgranate. Aber nicht zu unterschätzen, wenn man danebensteht.

von Der Andere (Gast)


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Savas D. schrieb:
> Bei einem Schnellkochtopf herrscht eine abnormale Umgebung. Sprich
> schnelle  und hohe Temperaturenverläufe.

Die thermische Trägheit von mehreren Litern Wasser beim Übergang in die 
Dampfphase ist so groß, dass es gerade keine schnelle Änderungen geben 
kann.

Dann bräuchtest du schon eine Energiezufuhr mit 1.21 Gigawatt :-)

Chris D. schrieb:
> Es ist doch immer wieder erstaunlich, mit was sich Geld verdienen lässt
> ;-)

Jepp
Dafür schmeisst dann der moderne Hobbykoch den alten aber 
funktionierenden Topf mit robuster mechanischer, gut zu reinigende und 
unempfindliche Druckanzeige weg und kauft einen der das 5fache kostet.

Wers braucht...

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Die thermische Trägheit von mehreren Litern Wasser beim Übergang in die
> Dampfphase ist so groß, dass es gerade keine schnelle Änderungen geben
> kann.

die Energie ist ja schon im Wasser - es ist nur noch flüssig weil der 
Umgebungsdruck höher ist.

von Igori (Gast)


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Walter T. schrieb:

>> Selbst bei 130°C hat man gerade mal 1,7 Bar an Überdruck.
>
> Genau. Und aus den vielleicht 3-4 Litern auf 130° überhitzem Wasser, das
> sich noch im Topf befindet, können sich von hier auf jetzt ca. 2
> Kubikmeter Wasserdampf bilden, wenn der Topf platzt (wenn ich mir jetzt
> nicht verrechnet habe).

Zeige doch einmal deine Rechnung.

von Wolle G. (wolleg)


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Walter T. schrieb:
> Genau. Und aus den vielleicht 3-4 Litern auf 130° überhitzem Wasser, das
> sich noch im Topf befindet, können sich von hier auf jetzt ca. 2
> Kubikmeter Wasserdampf bilden, wenn der Topf platzt (wenn ich mir jetzt
> nicht verrechnet habe)

Würde dies bestätigen. Bei 4l Wasser und 130°C würden sich nach neiner 
Rechnung ca. 2,6m³ Wasserdampf bilden.

Praxis schrieb:
> Wie wird es wohl in der (chemischen) Industrie gemacht?

Toller Ratschlag!  Beschreib das doch mal, um den Bastlern zu helfen.

von Savas D. (sde)


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Als erstes will ich mich bei dem Forum hier bedanken.
Wirklich ich danke euch für die Unterstützung das Thema wird immer 
Spannender :D


Ich habe an sowas jetzt gedacht :

o uC von Texas Instrument : MSP430G223X-EP. Diese haben eine 
Betriebstemperatur von -40 bis 125°. Auch von 2 bis 4 KB internen 
nichtflüchtigen Speicher und das gute :D einen internen Temperatur 
Sensor.
Den Druck kann man ja dann über die Tabelle die der Autor: @Der Andere 
hier gepostet hat oder mittels DMS (recherchiere grade über DMS) 
bestimmen.

o PROBLEM "Versorgungsspannung" : Batterien oder Akkus habe ich keine
  gefunden die so eine Temperatur aushalten. Allerdings gibt es ja
  Kondensatoren, die bis zu 200°C aushalten.

Daher : Ist es möglich einen Kondensator als Versorgungsspannung
        zu nutzen ?

: Bearbeitet durch User
von Minimalist (Gast)


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Kann man die Temperatur nicht aussen am Topf messen, wenn man eine 
Eichkurve bis 100°C bei offenem Topf aufnimmt. Sprich Temperaturfühler 
mit Wärmeleitpaste aussen an den Topf, Wasser rein un einen 
Temperaturfühler ins Wasser hängen. Dann langsam(!) bis zum Sieden 
hochheizen. Das sollte eine kalibrierkurve geben, die man doch guten 
Gewissens noch die 30 Grad extrapolieren können müsste.
Von der Temperatur sollte man auch auf den Druck schließen können. Bei 
reinem Wasser ist das einfach. Bei Speisen kann man erst bei offenem 
Deckel aufkochen, die Siedetemperatur messen und darüber die 
Druckabschätzung korrigieren. Stichworte Ebullioskopie und 
Clausius-Clapeyron-Gleichung wenn ich mich recht erinnere.

Ist n bisschen Thermodynamik, dafür ist der experimentelle Aufbau echt 
einfach (und Sicher).

Grüße,
M

von Kolophonium (Gast)


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Praxis schrieb:
> Wie wird es wohl in der (chemischen) Industrie gemacht?

Das müßte Chis D. gut beantworten können. Schließlich beliefert er die 
chemische Industrie mit präzisen Durchflußmessungen, wenn ich das 
richtig in Erinnerung habe.

von Wolle G. (wolleg)


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Chris D. schrieb:
> Es geht ihm wohl weniger um den Dampf als um die flüssige "Phase" - Salz
> bspw. erhöht den Siedepunkt und senkt damit den Dampfdruck. Andere
> Zutaten dürften ähnliche Wirkung haben.

Das dürfte sich wohl verriechen. So erhöhen 30g Kochsalz/l den 
Siedepunkt nur um ca. 2K. Bei 300g/l NaCl, also eine nahezu gesättigte 
Lösung, kommt man auf einen Siedepunkt von ca 108°C, wenn ich mich recht 
erinnere.
Aber das ist hier nicht die Fragestellung.

: Bearbeitet durch User
von Praxis (Gast)


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wolle g. schrieb:
> Toller Ratschlag!  Beschreib das doch mal, um den Bastlern zu helfen.

Wie beschrieben, allerdings versuchen wir -wenn möglich- immer 2 
Anschlüsse oben auf dem Kessel zu haben.
Eine alternative sind noch die kombinierten Druck- Temperatursensoren. 
Gibt es ebenso für die Prozessindustrie, werden aber auch gerne von den 
Motorenleuten eingesetzt.

von Amateur (Gast)


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Wenn ich mal davon ausgehe, dass so ein Topf auch mal gereinigt werden 
muss - zumindest bei meinen kommt das regelmäßig vor - dann ist Schluss 
mit einfacher Sensorik.

Die muss Chemikalien (Seife oder was auch immer in Spülmitteln ist), und 
wenn mal was in die Hose gegangen ist, auch was Kratzbürstiges 
aushalten. Drähte haben beim Reinigen ihren eigenen Wert. Hervorstehende 
Kanten oder sich bildende Fugen sind auch nicht jedermanns Sache.

Die "Umwelt" ist auch nicht das Gelbe (vielleicht auch nicht) vom Ei. 
Temperaturen für die normale Elektronik nicht gemacht ist. Heiße oder 
auch eintrocknende Essensbestandteile. Ach so. Manchmal sollte das Ganze 
auch mit Energie versorgt werden. Und manchmal will man auch sehen was 
angesagt ist (Werte oder so).

von Wolle G. (wolleg)


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Praxis schrieb:
> Wie beschrieben, allerdings versuchen wir -wenn möglich- immer 2
> Anschlüsse oben auf dem Kessel zu haben.

Was sollen das für Kessel sein? Polymerisationskessel, welche jeder 
Bastler kennen muss? Oder?

von Wolfgang (Gast)


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Frank E. schrieb:
> noch den Druckbehälter (!) anzubohren. Vor Letzterem möchte ich
> ausdrücklich warnen, das ist ein enormes Sicherheitsrisiko ...

Ein Schnellkochtopf ist keine 300bar Druckluftflasche

von butsu (Gast)


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Die Elektronik in den Topf zu tun halte ich auch für Quatsch. Wenn du 
darin Essen kochen willst sowieso.

Wie (einige) andere schon geschrieben haben, sind Druck und Temperatur 
in dem Pott fest verknüpft (wenn die Füllmenge konstant und/oder bekannt 
ist).

Ist die Füllmenge konstant? Wie stark kann sie schwanken? Wie genau muß 
die Messung sein?

Und vor allem: Was darf es kosten? Wenn es dir was wert ist, kauf einen 
fertigen, temperaturkompensierten Drucktransmitter, der zu deinen 
Bedingungen passt. Der gibt dir dann auch beide Messgrößen aus. So macht 
man das in der Industrie, ordentlich halt...

Diese Serie hier z.B.
http://www.keller-druck.com/picts/pdf/german/21c_g.pdf

kann bis 125°C ab. Dann bohrst du ein 11.8mm Loch in den Deckel, 
schneidest ein G1/4'' Gewinde rein, schraubst ihn rein und wirst 
glücklich (wenn die Wandstärke dafür nicht ausreicht, evtl. auch 
unglücklich...)
Wenn dir die Temperaturmessung nicht genau genug ist, weil das Teil ja 
außen am Topf ist, kannst du das ganze ja noch zur Umbegung hin 
thermisch isolieren.

von Funkenspalt (Gast)


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Hallo,

bei uns laufen im Labor 8 Schnellkochtöpfe bei Temperaturen von 40 bis 
>100°C mit eingeschweissten Einschraubstutzen. In die Stutzen werden die 
Prüflinge eingeschraubt und los gehts.

Da geht alles problemlos. Temperatur wird über ein PT 100 mit 
Schraubanschluss eingeschraubt.

Viele Grüße

von Wolle G. (wolleg)


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Funkenspalt schrieb:
> bei uns laufen im Labor 8 Schnellkochtöpfe bei Temperaturen von
> 40 bis >100°C mit eingeschweissten Einschraubstutzen

Sind das wirklich Schnellkochtöpfe? Was soll bei 40°C schneller gehen?

von Der Andere (Gast)


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Peter II schrieb:
>> Die thermische Trägheit von mehreren Litern Wasser beim Übergang in die
>> Dampfphase ist so groß, dass es gerade keine schnelle Änderungen geben
>> kann.
>
> die Energie ist ja schon im Wasser - es ist nur noch flüssig weil der
> Umgebungsdruck höher ist.

Ja und? Wo sollen dann schnelle Änderungen herkommen? Höchstens wenn er 
explodiert. Hast du schon jemals vor einem Schnellkochtopf gestanden und 
auch nur versucht den Druck abzulassen um ihn dann öffnen zu können. Da 
gehts um 20-30° und das dauert Minuten, bis der Dampf soweit abgelassen 
ist dass man ihn aufmachen kann.

von Der Andere (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Ein Schnellkochtopf ist keine 300bar Druckluftflasche

Nein, aber er ist auch entsprechend weniger fest. Und wenn 5l 130°C 
heissen Wasser plötzlich auf Umgebungsdruck gebracht werden möchte ich 
nicht in der Küche stehen.

von Walter T. (nicolas)


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Der Andere schrieb:
> Da
> gehts um 20-30° und das dauert Minuten, bis der Dampf soweit abgelassen
> ist dass man ihn aufmachen kann.

Solange der Topf intakt ist. Was jemand mit einer Bohrmaschine und ein 
wenig Ungeschicklichkeit leicht ändern kann.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Savas D. schrieb:
> o uC von Texas Instrument : MSP430G223X-EP. Diese haben eine
> Betriebstemperatur von -40 bis 125°. Auch von 2 bis 4 KB internen
> nichtflüchtigen Speicher und das gute :D einen internen Temperatur
> Sensor.

Der ist zwar nicht sonderlich genau, müsste für deine Zwecke aber 
reichen.

Einen MSP430 kannst du relativ gut über einen Elko betreiben, wenn du 
die Low-Power-Modi (LPM) nutzt. Ggf. kannst du auch, wenn du keinen 
kompletten Faraday´schen Käfig hast, den MSP430 auch induktiv betreiben. 
Irgendjemand da draußen im weiten Netz hatte mal eine Seite, auf der er 
einen MSP430 mit ein paar Wicklungen zwischen zwei GPIO-Pins versorgt 
hat, aber ich finde sie leider nicht mehr :(

Für den Druck kannst du auch z.B. den MPXHZ6400AC6T1 nehmen (bis 4 bar); 
das wird nur mit dem Kondensator dann ggf. ein bisschen schwierig, weil 
der Sensor 6mA @ 5V sehen will.

Bauteile, die bis 125°C spezifiziert sind, laufen auch noch bei höheren 
Temperaturen. Sie gehen nur früher kaputt (Faustregel: 10°C mehr = halbe 
Lebensdauer) und sind ggf. außerhalb ihrer Toleranzen.

Gruß,

Max

von physiker (Gast)


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Was Datenlogger betrifft, warum nicht mal googeln:
z.B. 
http://www.madgetech.com/data-loggers/applications/steam-sterilization.html

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Kolophonium schrieb:
> Praxis schrieb:
>> Wie wird es wohl in der (chemischen) Industrie gemacht?
>
> Das müßte Chis D. gut beantworten können. Schließlich beliefert er die
> chemische Industrie mit präzisen Durchflußmessungen, wenn ich das
> richtig in Erinnerung habe.

Jepp - aber da werden die Stutzen für die üblicherweise Schraubbaren 
Sensoren natürlich vorher eingeschweisst und dann der gesamte Behälter 
vom TÜV (bzw. den dafür zugelassenen Werksangehörigen) abgenommen.

Da geht es meist aber auch um ganz andere Volumina und vor allem Drücke 
:-)

Hier reicht ein gebohrtes Loch und eine entsprechende Dichtung 
vollkommen aus.

Der Andere schrieb:
> Die thermische Trägheit von mehreren Litern Wasser beim Übergang in die
> Dampfphase ist so groß, dass es gerade keine schnelle Änderungen geben
> kann.

So isses.

Leute, was rechnet Ihr denn da?

Also musste ich als alter Informatiker-Sack mal wieder nachrechnen:

Die Verdampfungswärme von Wasser liegt erheblich über seiner 
spezifischen Wärmekapazität - etwa um den Faktor 500!

Wenn ich das grob überschlage, dann enthalten die 4 Liter Wasser bei 
130° etwa 30*4*4,2kJ = 500 kJ an zur Verdampung nutzbarer Energie (unter 
100°C verdampft ja nichts mehr).

Nimmt man nun die Verdampfungsenthalpie von Wasser, so liegt diese bei 
etwa 2250 kJ - pro Liter(!).

Das heisst, es verdampfen nur 500/2250*1000ml = 222ml Wasser ... und das 
auch nur bei vollen vier Litern Wasser im Topf.

Ja, das ist schon etwas - aber: nein, das ist keine Handgranate ;-)

von Minimalist (Gast)


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222mL Flüssiges Wasser geben 300L Dampf! Heißen Dampf! Ich würde auch 
dafür plädieren den Topf so intakt wie möglich zu lassen. Eher würde ich 
noch versuchen, die Kabel der Sensoren durch die Dichtung zu führen. 
Oder durch das Überdruckventil. Da der Topf eh bei Solldruck "undicht" 
ist, sollte eine kleine weitere Undichtigkeit nicht Stören.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Wie gesagt, es geht um maximal 1,7 Bar - laut Wikipedia liegt der 
Überdruck im Dampfkochtopf sogar nur bei 0,8 Bar.

Jedes Fahrradventil hält ein Vielfaches aus. Dementsprechend simpel kann 
die Verschraubung/Dichtung sein.

Und: das Gefäß aus 0,5mm starkem V2A/V4A-Blech, das bei 2 Bar Überdruck 
überhaupt (von massiv will ich gar nicht reden) einreisst, das muss wohl 
noch erfunden werden.

von Loog (Gast)


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In der Zeit, in der hier geschwätzt wird, hätte ich den Topf angebohrt, 
den oder die Sensoren installiert, den Herd angeworfen, die Messung 
durchgeführt und nebenbei noch eine schmackhafte Mahlzeit zubereitet.

Aber das geht natürlich nur, wenn man nicht zu den Leuten gehört, die 
beim Mühle spielen einen Schutzhelm & Sicherheitsschuhe tragen.

von Wolle G. (wolleg)


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Minimalist schrieb:
> 222mL Flüssiges Wasser geben 300L Dampf! Heißen Dampf!

300l heißer Dampf (=1,5 Badewannen) sind zwar nicht zu unterschätzen, 
aber bedeutend weniger als meine 2,6m³. (s.o.) Biete jetzt 384l bei 
1.0kp/cm²

von Funkenspalt (Gast)


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wolle g. schrieb:
> Funkenspalt schrieb:
>> bei uns laufen im Labor 8 Schnellkochtöpfe bei Temperaturen von
>> 40 bis >100°C mit eingeschweissten Einschraubstutzen
>
> Sind das wirklich Schnellkochtöpfe? Was soll bei 40°C schneller gehen?

Es geht nicht um das schnell. Es wird die Abdichtung einer elektrischen 
Komponente gegen Wasserdampf getestet. D.h. im Topf wird einerseits der 
Wasserdampf generiert und durch den Druck in die Komponente gedrückt. 
Natürlich passiert bei 40°C fast nichts. Aber das ist halt der 
Temperaturbereich der gefahren wird.
Ach: alle Töpfe haben natürlich ein Überdruckventil für den 
industriellen Einsatz bekommen.

Viele Grüße

von Wolle G. (wolleg)


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Funkenspalt schrieb:
> Es wird die Abdichtung einer elektrischen
> Komponente gegen Wasserdampf getestet.

alles klar

von Kolophonium (Gast)


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>Das heisst, es verdampfen nur 500/2250*1000ml = 222ml Wasser ... und das
>auch nur bei vollen vier Litern Wasser im Topf.

Diese Rechnung gilt aber nur, wenn über die Heizung kein Energieeintrag 
mehr erfolgt.
Bei voller Heizung ist die Heizleistung ebenfalls in Dampf umzurechnen.

von Wolfgang (Gast)


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butsu schrieb:
> Wie (einige) andere schon geschrieben haben, sind Druck und Temperatur
> in dem Pott fest verknüpft (wenn die Füllmenge konstant und/oder bekannt
> ist).

Wo siehst du beim Dampfdruck eine Abhängigkeit von der Füllmenge?
https://de.wikipedia.org/wiki/Dampfdruck#Wasserdampfdruck

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Kolophonium schrieb:
>>Das heisst, es verdampfen nur 500/2250*1000ml = 222ml Wasser ... und das
>>auch nur bei vollen vier Litern Wasser im Topf.
>
> Diese Rechnung gilt aber nur, wenn über die Heizung kein Energieeintrag
> mehr erfolgt.
> Bei voller Heizung ist die Heizleistung ebenfalls in Dampf umzurechnen.

Es ging hier eher um die zerstörerische Wirkung bei einem massiven Riss 
(der natürlich bei 1,7 bar nicht eintritt).

Vier Liter weiter kochendes Wasser sind kein Drama - das haben wir hier 
an jedem Tag, an dem es Nudeln gibt :-)

Wie gesagt: vor 1,7 bar (bzw. eher 0,8 bar) muss man nun wirklich keine 
Angst haben.

Ich hab gestern mal spaßeshalber unsern Druckregler an der Strahlkabine 
auf 1,5 bar eingestellt. Da konnte ich die Düse noch problemlos mit dem 
Daumen verschließen und dicht halten.

von Der Andere (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Da konnte ich die Düse noch problemlos mit dem
> Daumen verschließen und dicht halten.

Probiere es bitte nicht bei 120° heissem Nassdampf :-)

Es ist schon richtig, ein Loch mit einem Sensor eingeschraubt wird den 
Topf definitiv nicht zum Platzen bringen. Die schwächste Stelle an dem 
Topf dürften die Nasen des Topf und die Falze des Deckels sein, mit dem 
der Deckel gehalten wird.
Aber wie gesagt ich sehe nicht dass da irgendwo ein Loch nötig wäre, 
Entweder den mechanisch vorhandenen Druckanzeiger auswerten, oder die 
Temperatur mit einem aussen anliegenden Sensor erfassen und den 2. Wert 
dann berechnen.

von Kubai (Gast)


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> ... die Temperatur mit einem aussen anliegenden Sensor erfassen und den
> 2. Wert dann berechnen.

Führe diesen Vorschlag doch in die Praxis über, erstelle ein Diagramm 
(Innentemperatur, Innendruck) und poste das Ergebnis hier.

von Praxis (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Wie gesagt: vor 1,7 bar (bzw. eher 0,8 bar) muss man nun wirklich keine
> Angst haben.

Nun ja, ich möchte keinen DKT bei 0.8 bar öffnen.
Das Produkt Druck x Volumen entscheidet über die "Gefährlichkeit". 
Danach werden Behälter in der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG eingeteilt. 
DKTs fallen unter die Einteilung "Art.3 Abs. 3", d. h. sie müssen nur 
"nach guter Ingenieurspraxis" konstruiert sein.

Bei z. B. 0.8 bar und 5000 l gilt die Einteilung Kat.IV 
(Schweissbescheinigung, Einzel-Produktprüfung (Röntgen/U-Schall etc.), 
Betriebsaudit, wiederholende periodische Behälterprüfung etc.)

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Praxis schrieb:
> Chris D. schrieb:
>> Wie gesagt: vor 1,7 bar (bzw. eher 0,8 bar) muss man nun wirklich keine
>> Angst haben.
>
> Nun ja, ich möchte keinen DKT bei 0.8 bar öffnen.

Kannst Du ja auch nicht, da (zumindest halbwegs moderne) DKT eine 
entsprechende Sicherung haben.

Es ging aber auch nicht um das Öffnen sondern um das Platzen des Topfes, 
was bei 0,8 bar Überdruck und 120°C schlicht ausgeschlossen werden kann.

> Das Produkt Druck x Volumen entscheidet über die "Gefährlichkeit".
> Danach werden Behälter in der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG eingeteilt.
> DKTs fallen unter die Einteilung "Art.3 Abs. 3", d. h. sie müssen nur
> "nach guter Ingenieurspraxis" konstruiert sein.

Eben. "Nach guter Ingenieurspraxis". Das heisst, es ist problemlos 
möglich, in den Deckel zwei kleine Bohrungen einzubringen und dort die 
Sensoren zu verschrauben.

> Bei z. B. 0.8 bar und 5000 l gilt die Einteilung Kat.IV
> (Schweissbescheinigung, Einzel-Produktprüfung (Röntgen/U-Schall etc.),
> Betriebsaudit, wiederholende periodische Behälterprüfung etc.)

Das ist alles bekannt, aber Du willst doch nicht wirklich einen 
5m³-Kessel mit einem DKT vergleichen, oder?

von Der Andere (Gast)


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Kubai schrieb:
> Führe diesen Vorschlag doch in die Praxis über, erstelle ein Diagramm
> (Innentemperatur, Innendruck) und poste das Ergebnis hier.

Wenn du dir auch nur die Mühe gemacht hättest die Beiträge zu lesen dann 
könntest du sehen daß ich so eine Tabelle hier schon vor 2 tagen als 
Link gepostet habe.
Warum sollte ich also das Ganze nochmal machen wenn es mit 1 Min. Suchen 
oder hier im Thread direkt zu finden ist? Weil du sogar für die 1 Minute 
zu faul bist?

von oszi40 (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Siehe z.B.
The URL may be incorrect.

Abgesehen von der Dichtheit des SK-Topfes wäre noch die Beständigkeit 
der gesamten inneren Topf-Elektronik und deren dauerhafter Verguss 
allgemein zu betrachten. Lange dicht heißt nicht ewig dicht!

Einfachste Lösung wäre wohl eine Lösung aus der Dampfheizungstechnik mit 
Zeigermanometer und Bimetallthermometer? Aber auch da taucht sofort die 
allgemeine Hygienefrage auf, sobald die erste Kartoffelsuppe oder 
Eisbeinfett das Manometer geflutet hat.

Man könnte natürlich auch den Topfdurchmesser mit Druck ins Verhältnis 
setzen oder per Infrarot-Pistole die Topftemperatur äußerlich bestimmen 
...

von Tom Thomsen (Gast)


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Kubai schrieb:
> Führe diesen Vorschlag doch in die Praxis über, erstelle ein Diagramm
> (Innentemperatur, Innendruck) und poste das Ergebnis hier.

Was versprichst du dir davon an Erkenntnisgewinn. Die Dampfdruckkurve 
des Wassers ist bekannt.

Wenn du mit der Messgenauigkeit in dem Bereich bist, wo die 
Inhaltsstoffe des Wassers eine Rolle spielen, kann man weiter sehen.

von Werner M. (Gast)


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butsu schrieb:
> Diese Serie hier z.B.
> http://www.keller-druck.com/picts/pdf/german/21c_g.pdf
>
> kann bis 125°C ab.

Jede Drückflasche bei der Taucherei misst den Flaschenfülldruck von 
200bar über einen soliden Schlauch und ist damit weit weg von der 
Flasche. Was bei 200bar funktioniert, sollte doch auch bei 1.7bar 
umsetzbar sein und den Sensor damit von Wärme und zubereiteter Mahlzeit 
fern halten.

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