Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Wie Thermoelement an Kupfer befestigen?


von Sarah E. (meneymaus)


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Hallo zusammen,

ich möchte einen Kupferklotz induktiv erwärmen und dabei die 
Oberflächentemperatur messen. Wie kann ich dort ein Thermoelement 
befestigen?

Ich habe erste Schweißversuche mit so einem Feinpunktiergerät gemacht 
aber es hält leider nicht.
Weiß jemand dort einen besseren Rat? Vllt. hartlöten?

LG Sarah

von Michael S. (e500)


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Wie warm wird der Kupferklotz denn?

Kupfer lässt sich doch gut (Weich-)löten, vielleicht Dein Sensor auch!?

von c.m. (Gast)


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ankleben, reinschrauben, festklemmen - glaskugel...

von Georg (Gast)


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Sarah E. schrieb:
> Ich habe erste Schweißversuche

Willst du denn wirklich das Thermoelement elektrisch mit dem Kupferblock 
verbinden??

Georg

von Sarah E. (meneymaus)


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Der Kupferklotz wird ca. 300 °C warm.

Ja ich möchte die beiden Enden zusammenführen am Kuperklotz.

Da ich die Oberflächentemperatur messen möchte, kann ich dort kein Loch 
bohren.

Denkt ihr, Kleben wäre auch eine Gute Option?

von c.m. (Gast)


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bei 300°C wirds mit kleben eng. polyimide (auflösbar afair in THF) 
halten bis 310°C aus, das wars aber meines wissens schon.
eine andere, mechanische, verbindung willst du wirklich nicht? wie wärs 
dann mit einem ir-thermometer?

von Sarah E. (meneymaus)


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Ein IR-Thermometer wäre auch eine Option, ich habe sogar eins hier.

Lt. Anleitung muss ich dort den Emissionsgrad einstellen.

Außerdem ist mir erzählt worden, dass der zu messende Körper schwarz 
anzustreichen ist.

Kann ich nun den Kupferklotz z.B. auf 300 °C erwärmen, mit einem 
Kontaktthermometer die Temperatur vergleichen und dann den Emissionsgrad 
im Gerät soweit anpassen, dass die Ergebnisse (vom IR-Thermometer und 
vom Kontaktthermometer) dieselben sind?


LG Sarah

von dadada (Gast)


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Wie stark "klotzig" ist das ganze denn? Auflöten von 
Messinggewindestangen und den Sensor irgendwie klemmen geht nicht? Bei 
den Temperaturen ist kleben echt heikel...

von dadada (Gast)


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Und bezglich IR. Nimm dir ein Material mit bekanntem Emissionsgrad (mir 
wurden oft Schusslochaufkleber empfohlen, die lagen bei 0,93 meine ich, 
aber da findest du sicher was dazu). Kleb diese auf den Kupferklotz und 
mess die Temperatur mit dem bekannten Emissionsgrad (also auf dem 
Aufkleber). Danach Kupferblock (auf Kupfer) messen und den Emissionsgrad 
nachkorrigieren bis der Wert stimmt. Natürlich muss die Temperatur 
währenddessen stabil bleiben.

von dadada (Gast)


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Ach mist, nicht eingeloggt... sry für den dritten Beitrag. Wichtig bei 
IR ist, du wirst Probleme mit Reflektionen des Hintergrundes und 
ähnlichem bekommen. Wenn deine Messung nicht extrem genau sein muss, ist 
das erstmal nebensächlich. Nur behalte es mal im Hinterkopf.

Bei FLIR, Infratec und den üblichen Verdächtigen gibt es da übrigens 
ganz interessierte Application Notes und Anleitungen zum messen ;-)

von Ansgar Z. (osram)


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Sarah E. schrieb:
> Kann ich nun den Kupferklotz z.B. auf 300 °C erwärmen, mit einem
> Kontaktthermometer die Temperatur vergleichen und dann den Emissionsgrad
> im Gerät soweit anpassen, dass die Ergebnisse (vom IR-Thermometer und
> vom Kontaktthermometer) dieselben sind?

Hi,
ähnlich mache ich das auch immer. Leider ist dann der Fehler schwierig 
zu schätzen. Müsste aber klappen. Einfach beide Kurven aufzeichnen und 
eine Anpassung errechnen.

Gruß,
OsRam

von Dieter W. (dds5)


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Bei den üblichen Niedertemperatur IR-Thermometern, die im 
Wellenlängenbereich 8 bis 14µm messen, funktioniert ein Aufkleber aus 
Kaptonband mit einem Emissionsgrad von etwa 0,96 sehr gut.

von Hp M. (nachtmix)


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Sarah E. schrieb:
> Da ich die Oberflächentemperatur messen möchte, kann ich dort kein Loch
> bohren.

Du wirst dabei aber nichts anderes messen, weil die Wärmeleitfähigkeit 
von Kupfer so groß ist.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ich wuerd ein Loch bohren und mit Keramikzement einkleben. Es gibt 
Zemente, die machen 1600 Grad und isolieren dabei noch elektrisch. 
Elektrische Isolation scheint mir das wichtigste. Die Waermeleitung von 
Keramikzement ist gut.

von c.m. (Gast)


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Oder D. schrieb:
> Ich wuerd ein Loch bohren und mit Keramikzement einkleben.
auspuffloch flick-paste. ist billig, da sind aber glasfasern mit drin.

z.b. 
http://www.amazon.de/Auspuffreparaturmasse-hitzebest%C3%A4ndig-modellierbar-ThermoSteel-Metallreparaturen/dp/B005554XMG

das ist "irgendein silikatzeug das an luft aushärtet".

von Thomas B. (thombde)


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Ich würde einen fertigen Thermofühler verwenden.
ZB den hier von HASCO ,Type J

http://www.hasco.de/de/content/view/full/18158

Dann Sackloch bohren Gewinde rein und anschrauben.

Kleben wäre mir zu unsicher.
Die Wärmeleitung des Klebers ist nie so optimal
wie der direkte Kontakt des Thermofühlers mit der Oberfläche des
Kupfers.


Gruß aus dem Werkzeugbau :-)
Thomas

Edit:
Eventuell ginge noch löten mit Silberlot. (kein Elektroniklot !)
Wichtig ist nur das bei dem selbstgebauten
Thermoelement das Lot nicht hinter die Kontaktstelle
des Fühlers läuft. Also da wo die Ausgleichsleitung
angeschlossen ist.
Aber wenn Du induktiv erwärmst, bin ich mir nicht sicher,
ob das angeschlossene Messgerät nicht Mist misst :)

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Sarah E. schrieb:
> Da ich die Oberflächentemperatur messen möchte, kann ich dort kein Loch
> bohren.

Das ist eine reine Illusion. Lässt du das Thermoelement unverkleidet, 
misst du eine Temperatur zwischen der des Kupferblocks und der Umgebung. 
Verkleidest du das Element, misst du wahrscheinlich eine höhere 
Temperatur als die Oberflächentemperatur, je nach Isolation bis zur 
Innentemperatur des Blocks. Immer unter der Voraussetzung, dass es 
überhaupt einen relevanten Unterschied zwische der Oberfläche und innen 
gibt.

Wenn du dich tatsächlich drauf versteifst, die Oberflächentemperatur zu 
messen, musst du das berührungsfrei machen, etwa mit Infrarot.

Sarah E. schrieb:
> Außerdem ist mir erzählt worden, dass der zu messende Körper schwarz
> anzustreichen ist.

Das ist auch nicht soo trivial, eine schlecht wärmeleitende Lackschicht 
erzeugt schon wieder Fehler.

Georg

von Lexikon (Gast)


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von Henrik V. (henrik_v)


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Elektropunktschweissen ist schon ganz gut geeignet, also Schweissen üben 
;)

von Lurchi (Gast)


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Schweissen / löten ist wegen der starken Wärmeableitung schwierig. Man 
braucht da eine wirklich kräftige Wärmequelle oder müsste bei löten den 
Kupferblock als ganzes kräftig vorheizen.

Wegend er guten Wärmeleitfähigkeit wird auch das Loch und einkleben 
funktionieren.

Für die IR Messung wäre eine passende Farbe / Aufkleber mit guter IR 
absorbtion sehr hilfreich. Die Korrektur der Emissivität ist immer eine 
Notlösung, denn der Rest kommt dann irdgendwo vom Hintergrund. Wegen der 
Störungen wäre die IR Messung schon eine gute Idee.

von Thomas B. (thombde)


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Thema löten:
Leider weiß man nicht wie groß der Kupferbrocken ist.
Ansonsten müsste man ihn im Härteofen vorheizen.
Bei einem geeigneten Brenner ginge das vielleicht auch ohne.
Backofen wird nicht reichen.

Gruß
Thomas

Edit:
Ups, hat Lurchi oben schon erwähnt sorry
Und:
Vielleicht meldet sich der TO mal wieder.

von michael_ (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Schweissen / löten ist wegen der starken Wärmeableitung schwierig. Man
> braucht da eine wirklich kräftige Wärmequelle oder müsste bei löten den
> Kupferblock als ganzes kräftig vorheizen.

Du kannst glauben, die gibt es.
Loch bohren, Gewinde rein und mit der Schraube kannst du alles 
befestigen, was du willst.
Wo ist das Problem?

von Ohjemine (Gast)


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Das Problem ist, dass hier wild gefaselt wird ohne zu wissen wie DAS
Thermoelement gestaltet ist.

von Thomas B. (thombde)


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Ohjemine schrieb:
> Das Problem ist, dass hier wild gefaselt wird ohne zu wissen wie DAS
> Thermoelement gestaltet ist.


Mag ja sein,
gefaselt hin oder her.
Aber wie ist denn jetzt dein Lösungsvorschlag?

Gruß
Thomas

von Ohjemine (Gast)


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Bei einem unbekannten Thermoelement gibte es keine Lösung.

von Thomas B. (thombde)


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Ohjemine schrieb:
> Bei einem unbekannten Thermoelement gibte es keine Lösung.

Sarah E. schrieb:
> Ja ich möchte die beiden Enden zusammenführen am Kuperklotz.

Also selber gebastelt.

Edit:
aber ob Type J, K oder sonstiges.
Es geht um die Verbindung mit dem Kupferklotz

: Bearbeitet durch User
von Sarah E. (meneymaus)


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Vielen Dank für die Antworten.

Habe das Thermoelement rauflöten lassen und seitlich durch die Windungen 
führen lassen.
Ergebis: Sobald der Umrichter eingeschaltet wird geht sofort 
(fälschlicherweise) die Temperatur steil nach oben obwohl kaum Leistung 
abgegeben wird.

Nun führe ich die Kabel zwischen zwei Windungen durch. Ergebnis: Messung 
weniger anfällig für die Felder.

Gleichzeitig messe ich nun auch noch mit einem Pyrometer (Emissivität 
auf 95 % eingestellt) den schwarzlackkierten Kupferklotz. Ich denke, 
dieser Wert ist der verlässligste. Bei der Thermoelementkonstruktion in 
der neuen Anordnung habe ich das Gefühl, dass sich die beiden Drähte 
etwas oberhalb der Oberfläche bereits berühren und somit wird 
grundsätzlich immer etwas kälter gemessen als beim Pyrometer.


LG Sarah

von Thomas B. (thombde)


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Sarah E. schrieb:
> Bei der Thermoelementkonstruktion in
> der neuen Anordnung habe ich das Gefühl, dass sich die beiden Drähte
> etwas oberhalb der Oberfläche bereits berühren und somit wird
> grundsätzlich immer etwas kälter gemessen als beim Pyrometer.

Kann durchaus sein, weil die Kabel auch etwas Wärme  wegziehen.
Ich würde mal eine Vergleichsmessung auf einer normalen Heizplatte
machen.
Dann mit Pyrometer und mit Thermofühler messen.

Gruß
Thomas


Edit:
Sarah E. schrieb:
> Ergebis: Sobald der Umrichter eingeschaltet wird geht sofort
> (fälschlicherweise) die Temperatur steil nach oben obwohl kaum Leistung
> abgegeben wird.

Du müssest die Zuleitung Abschirmen.

: Bearbeitet durch User
von haeh (Gast)


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Und den Oberflächensensor einfach mit Stahlband zusammen zurren ?
Keine Ahnung wie die Dinger heißen, gibt's in manchen Baumärkten als 
Meterware und haben regelmäßig gestanzte Löcher drin.
Eine Schelle könnte auch gehen wenn der Block nicht zu groß ist.
Geflochtenes Kupferdungsband fällt mir noch ein, wäre wohl sinnvoller 
als Stahl ...

von michael_ (Gast)


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Sarah E. schrieb:
> Habe das Thermoelement rauflöten lassen und seitlich durch die Windungen
> führen lassen.

Welche "Windungen"? Kannst du das mal erläutern.
Thermoelemente sind eigentlich sehr niederohmig.
Bei 300°C ist eigentlich die Grenze für nackte Thermoelemente mit 
Glasseideisolation der Zuleitungen erreicht.

von Sarah E. (meneymaus)


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Mit Windungen meinte ich den Induktor, also die Kupferwindungen die den 
Kupferklotz umschließen.

Ich habe nun ein Stück Metall mit dem mattschwarzen Lack welches ich für 
den Kupferklotz eingesetzt habe besprüht und in einem Ofen erwärmt.

Anschließend habe ich die Pyrometerwerte mit denen eines 
Kontaktthermometers verglichen. Ergebnis war, dass das Pyrometer ein 
paar Grad höher war. Habe nun den Emissionsgrad von 0,95 auf 1 gestellt. 
Das Pyrometer zeigt weiterhin höhere Werte an, aber die Differenz 
beträgt nur ca. 2 °C, vorher waren es ca. 5 °C. Hinzukommt, dass ich 
auch nicht genau sagen kann inwieweit ich eine perfekte Verbindung mit 
dem Kontaktthermometer erzeugt habe, möglicherweise ist da auch noch ein 
Unterschied.


LG Sarah

von Thomas B. (thombde)


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Wie genau soll denn die Messung sein?
+- 2 Kelvin,....jetzt bitte nicht +-100mK ;)

Wie ist das denn, wenn Du den Induktor ausschaltest und dann misst?
Sind die Temperaturunterschiede dann genauso groß?

Mache doch mal ein Foto von dem Kupferklotz mit dem Thermoelement.
Würde mal gerne die Verkabelung sehen.
Bitte mehr Info.

: Bearbeitet durch User
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