Heizelement zur Bestimmung der thermischen Leitfähigkeit

[Michael (Gast)]

Hallo zusammen,

ich stehe vorm Problem, die thermische Leitfähigkeit eines 
Leiterplattenmaterials untersuchen zu müssen. Anhand eines einfachen 
Prüfaufbaus sollen verschiedene Materialien realtiv zueinander 
untersucht werden. Bei der Umsetzung hätte ich an ein Heizelement 
gedacht, das gleichezitig einen Temperatursensor enthält. Den Entzug der 
Wärme aus dem Heizelement wäre proportional zur thermischen 
Leitfähigkeit.

Hat jmd. vielleicht eine Idee, welches Element ich hierzu verwenden 
könnte ?

Danke, Michael

[Pandur S. (jetztnicht)]

Und wenn's keines gibt, muss man eben kombinieren.

[Andreas (Gast)]

Da brauchts ja wohl zumindest zwei Temperatursensoren, einer auf der 
heißen und einer auf der kalten Seite. Wie willst du sonst einen 
Wärmedurchfluss berechnen?

Das wäre so ähnlich, wie wenn ich an einem Widerstand die Spannung an 
nur einem Anschlussdraht gegen Masse messe und daraus irgendwie den 
Spannungsabfall über dem Widerstand erraten will.

Für den Messaufbau wird es vermutlich nichts fertiges von der Stange 
geben. Ich würde zwei massive Metallplatten nehmen, Temperatursensoren 
in einer Bohrung anbringen und eine der beiden Platten mit Heizfolie 
beheizen. Das Platinenmaterial wird dann zwischen die zwei Platten 
gespannt und bis zu einem Temperaturgleichgewicht beheizt.

Heizfolien und Temperatursensoren gibts ja in reichlicher Auswahl im 
Internet zu finden.

[c.m. (Gast)]

Michael schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich stehe vorm Problem, die thermische Leitfähigkeit eines
> Leiterplattenmaterials untersuchen zu müssen. Anhand eines einfachen
> Prüfaufbaus sollen verschiedene Materialien realtiv zueinander
> untersucht werden.

also qualitativ (besser/schlechter), nicht quantitativ 
(wärmeleitfähighkeit in watt*meter/sekunde² (oder was auch immer:) ).

wie wärs damit:
du nimmst einen lastwiderstand (so einen fetten mit alu-mantel und 
kontaktfläche), "schraubst" einen temperatursensor dran, ummantelst 
beides bis auf die kontaktfläche des widerstands mit "watte".

die kontaktfläche wird jeweils auf den prüflingen montiert 
(angeschraubt, angepresst - am besten mit gleichem druck und 
wärmeleitpaste).
dann wird eine definierte energiemenge in den widerstand gepumpt 
(p=ri²),
und der verlauf der temperaturerhöhung/erniedrigung aufgezeichnet.

das material mit der besseren wärmeleitfähigkeit hat einen flacheren 
anstieg, eine niedrigere temp(max) und eine schnellere abkühlung.

ja, nein? blöde idee?

[c.m. (Gast)]

nachtrag (mir wird so quick&dirty zumute… oO)

[Chefkoch (Gast)]

Eigentlich müsstest Du die Temperaturdifferenz beim Durchfluß einer 
definieren Leistung bestimmen. Dazu könnte man den Prüfling zwischen 
eine Herdplatte und z.B. einen Topf mit Wasser packen und Heizen. Aus 
der Temperaturänderung pro Zeit des Wassers und der Wärmekapazität des 
Wassers bekäme man die durch den Prüfling geflossene Leistung. Zusammen 
mit der Temperaturdifferenz den Thermischen Widerstand. Fehlerquellen 
wie Energieverluste durch Wärmeabstrahlung usw. müssen natürlich bedacht 
werden.

[Georg (Gast)]

c.m. schrieb:
> das material mit der besseren wärmeleitfähigkeit hat einen flacheren
> anstieg, eine niedrigere temp(max) und eine schnellere abkühlung.
>
> ja, nein? blöde idee?

Eher nein: der Aufbau misst auch die Wärmekapazität. Es mag ja sein, 
dass die speziell bei Leiterplatten weniger ins Gewicht fällt, aber 
prinzipiell muss die Wärmeleitfähigkeit bei konstantem Wärmefluss und 
nach Einstellung des Gleichgewichts gemessen werden.

Andreas schrieb:
> und bis zu einem Temperaturgleichgewicht beheizt.

So isses.

Georg