Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PT1000 / Glasseide - wie beständig?


von Martin S. (sirnails)


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Guten Tag,

ich habe einen PT1000 V4A Einschraubfühler. Der ist bis 400°C 
spezifiziert. Der Hersteller meinte, die Glasseideleitung sei bis 400°C 
betreibbar, der PT1000 wohl bis 500°C. Allerdings riskiere man, dass er 
dann komplett stirbt.

Jetzt mal meine Frage:

1) Warum hält der nicht viel mehr aus? Ist das Platin im Fühler 
irgendwie gelötet, sodass sich die Bondung (???) ablöst - oder woher 
kommt die Begrenzung?

2) Wieviel hält eine Glasseideleitung wirklich aus? Glas schmilzt ja 
nicht bei 400°C. Schaffroth bietet Leitungen bis 650°C aus Glasseide, 
allerdings auch nur welche bis 400°C. Wenn das wirklich glas ist, dann 
liegt der Transformationspunkt doch erst bei 1300°C.

Hat das jemand schonmal einen Stresstest mit solchen Fühlern gemacht? 
Sind die da sehr empfindlich, wenn es auch mal 100°C mehr sind, oder 
werden sie nch oben hin einfach ungenauer?

von Falk B. (falk)


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@ Martin Schwaikert (sirnails)

>1) Warum hält der nicht viel mehr aus?

Reicht das nicht?

>Ist das Platin im Fühler
>irgendwie gelötet, sodass sich die Bondung (???) ablöst

Kann sein.

>2) Wieviel hält eine Glasseideleitung wirklich aus?

Die 400C sind schon ein gescheiter Wert.

>Glas schmilzt ja
>nicht bei 400°C. Schaffroth bietet Leitungen bis 650°C aus Glasseide,

Wahrscheinlich Spezialglas.

>allerdings auch nur welche bis 400°C. Wenn das wirklich glas ist, dann
>liegt der Transformationspunkt doch erst bei 1300°C.

Das halte ich für ein Gerücht. Dann ist es schon lange flüssig.

>Sind die da sehr empfindlich, wenn es auch mal 100°C mehr sind, oder
>werden sie nch oben hin einfach ungenauer?

Wenn du in dem Bereich und darüber hinaus arbeiten willst, nimm doch 
einfach den richtigen Sensor. Thermocouples sind das Mittel der Wahl. 
Dieses Überfahren von Sensoren bringt außer Stress rein gar nichts.

von Purzel H. (hacky)


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da der Sensor aus einem Platinfilm auf Keramik besteht, das Kabel raus 
aber nicht, muss irgenwo eine Verbindung sein...

von MaWin (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Jetzt mal meine Frage:

Ich hätte auch eine Frage: Warum nicht einfach einen Sensor kaufen, der 
die Temperaturen auch offiziell aushält ?

von Purzel H. (hacky)


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Ja, ich wuerde keine Versuche machen, und auf ein Thermoelement gehen.

: Bearbeitet durch User
von Martin S. (sirnails)


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MaWin schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Jetzt mal meine Frage:
>
> Ich hätte auch eine Frage: Warum nicht einfach einen Sensor kaufen, der
> die Temperaturen auch offiziell aushält ?

Weil das gar nicht mal so leicht ist. Geizen mit Informationen scheint 
bei diesen Dingen wohl das A und O zu sein.

Z.B. der hier:

https://www.sensorshop24.de/temperaturfuehler/einschraubfuehler-mit-kabel/einschraubfuehler-mit-g1-4-gewinde/einschraubfuehler-bis-550-c-nicr-ni-typ-k/mit-aderendhuelsen/einschraubfuehler-50mm-mit-g1-2-gewinde-bis-550-c/

0 Informationsgehalt im Datenblatt. Mit keiner Silbe ist irgendwo 
erwähnt, ob die Anschlussleitung das überhaupt überlebt.

Abgesehen davon, dass eine Temperatur über 400°C - wenn überhaupt - nur 
sehr kurzzeitig anliegt, und nicht der reguläre Betriebsfall wären.

von Martin S. (sirnails)


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Falk B. schrieb:
> @ Martin Schwaikert (sirnails)
>
>>1) Warum hält der nicht viel mehr aus?
>
> Reicht das nicht?

Klar reicht das nicht. Platin hält viel viel mehr aus. Die Oxide, die 
zur Ummantelung genutzt werden, sind zumeist extrem viel 
temperaturbeständiger als alles andere. Das Limit von 500°C wirkt da 
fast schon willkürlich. Oder absichtlich, um höher klassifizierte 
Sensoren teurer zu verkaufen.

>>2) Wieviel hält eine Glasseideleitung wirklich aus?
>
> Die 400C sind schon ein gescheiter Wert.

Was ist ein "gescheitert" Wert?

>>Glas schmilzt ja
>>nicht bei 400°C. Schaffroth bietet Leitungen bis 650°C aus Glasseide,
>
> Wahrscheinlich Spezialglas.

Nachdem andere Anbieter von Quarzfaser sprechen, gehe ich davon aus, 
dass die Faser aus stink normalem Quarz-Glas ist, dass durch 
entsprechende Additive biegsamer gemacht wurde.

>>allerdings auch nur welche bis 400°C. Wenn das wirklich glas ist, dann
>>liegt der Transformationspunkt doch erst bei 1300°C.
>
> Das halte ich für ein Gerücht. Dann ist es schon lange flüssig.

Naja "lange" noch lange nicht. Es sind 1130°C. Kleiner Zahlendreher.

>>Sind die da sehr empfindlich, wenn es auch mal 100°C mehr sind, oder
>>werden sie nch oben hin einfach ungenauer?
>
> Wenn du in dem Bereich und darüber hinaus arbeiten willst, nimm doch
> einfach den richtigen Sensor. Thermocouples sind das Mittel der Wahl.
> Dieses Überfahren von Sensoren bringt außer Stress rein gar nichts.

Ich will nicht außerhalb dieses Bereiches arbeiten, aber in extrem 
seltenen Fällen, die einen viel teureren Sensor nicht rechtfertigen 
würden, könnte es sein, dass kurzzeitig höhere Temperaturen auftreten.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Gerade an Oberflächen finden auch schon alle möglichen chemischen und 
physikalischen Reaktionen deutlich unterhalb des Schmelzpunktes statt. 
Dies sieht man besonders gut auch an Halbleiterbauelementen, die ja je 
nach Gehäusematerial auch nur bis maximal 250°C spezifiziert sind. Nach 
Deiner Argumentation fehlen da noch locker 1000°C, da ja Silizium erst 
bei 1410°C schmilzt.

Vermutlich geht es also bei den Angaben zu den Temperatursensoren gar 
nicht um die kurzfristige vollständige Zerstörung, sondern die 
Driftstabilität, die ja ganz entscheidend davon abhängt, welche langsam 
ablaufenden Austauschvorgänge an den Oberflächen stattfinden. Man 
beachte, dass Platin (so wie auch andere Edelmetalle) Gase (z.B. 
Wasserstoff, Sauerstoff) in nicht ganz unerheblicher Menge binden kann, 
natürlich ohne dabei zu korrodieren, was natürlich auch Einfluss auf die 
Leitfähigkeit hat.

von Martin S. (sirnails)


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Andreas S. schrieb:
> Halbleiterbauelementen

Naja das hat aber eher den Grund, dass der Halbleiter durch die hohen 
Temperaturen in die Diffusion gebracht werden. Die Dotierung verändert 
sich und danach ist der Halbleiter zwar immernoch ein Halbleiter, nur 
halt ein anderer.

Solche Effekte sollten doch aber bei Platin nicht auftreten?! Es sei 
denn, es ist auch dotiert. Dann würde die thermische Grenze von ca. 
500°C Sinn ergeben. Denn ich habe keinen PT1000 über 500°C gesehen.

von Gerald B. (gerald_b)


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Normales Glas mit Zuschlägen wird ja langsam weich. Schon ab 700 Grad. 
Und es ist bei hohen Temperaturen auch kei idealer Isolator mehr. Wenn 
die Isolation einen Nebenschluss zum Fühler darstellt, ist das auch 
suboptimal. Diffusion ist ebenso ein Thema. Und Salzschmelzen sind so 
ziemlich das Aggressivste, was man sich vorstellen kann. Das wird in 
vermindertem Maße schon eher losgehen. Und wo Leitfähigkeit und Strom 
ist, sind elektrolytische Prozesse ebenfalls nicht weit (man denke nur 
an die Schmelzflusseleltrolyse) das alles setzt wahrscheinlich 
schleichend schon ab 400 Grad ein.

von Martin S. (sirnails)


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Ok dann ist das aber ein Problem, das jeder Fühler Abb 500°C haben 
müsste?!

von hinz (Gast)


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Quarzseide geht bis 900°C.

von Michael B. (laberkopp)


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von Arc N. (arc)


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Martin S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> @ Martin Schwaikert (sirnails)
>>
>>>1) Warum hält der nicht viel mehr aus?
>>
>> Reicht das nicht?
>
> Klar reicht das nicht. Platin hält viel viel mehr aus.

Kleiner Unterschied (auch wenn der hier eher keine Rolle spielen 
dürfte):
Normale PTx sind nicht aus reinem Platin, sondern aus einer Legierung, 
um die von der Norm geforderte Kennlinie zu erreichen.
SPRT (Standard Platinum Resistance Thermometer) sind dagegen aus reinem 
Platin und es gibt diese spezifiziert bis zum Silberschmelzpunkt (und 
etwas drüber, meist 1000 °C). Allerdings sind das dann PT0.25...

> Die Oxide, die
> zur Ummantelung genutzt werden, sind zumeist extrem viel
> temperaturbeständiger als alles andere.

Beständiger schon, aber der Isolationswiderstand sinkt drastisch je 
höher die Temperatur ist.
Bspw. MgO
http://www.isomil.de/en/thermocouple-dielectric-strength.htm
Von 10^13 Ohm*m bei Raumtemperatur auf ~10^9 Ohm*m bei 400°C, < 10^5 
Ohm*m bei 700 °C deshalb werden auch nur PT0.25 bei so hohen 
Temperaturen eingesetzt (je nach Messinstrument gibt das aber auch bei 
Thermoelementen Probleme... Eingangswiederstand)


> Das Limit von 500°C wirkt da
> fast schon willkürlich. Oder absichtlich, um höher klassifizierte
> Sensoren teurer zu verkaufen.

Die Norm könnte auch ein Problem sein bzw. der Hersteller...
Klasse AA ist bis +250 °C genormt, A bis 450 °C, B und C bis 600 °C für 
drahtgewickelte Messwiderstände.
150 °C, 300 °C, 500 °C und 600 °C bei Schichtwiderständen.
Stückprüfung laut Norm:
Prüfung bei mindestens einer Temperatur, vorzugsweise 0 °C...
Bei Thermometern muss der Isolationswiderstand nur bei Raumtemperatur 
gemessen werden.
Typprüfung von Messwiderständen:
Die Prüfung der Grenzabweichung soll auch Temperaturen nahe an der 
oberen und unteren Grenze einschließen.
Zur Typprüfung der Stabilität muss der Messwiderstand 1000h bei 
Höchsttemperatur in Luft gealtert werden. Danach muss sich der 
Widerstand bei 0°C im Bereich der Genauigkeitsklasse liegen.

von Harald W. (wilhelms)


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Arc N. schrieb:

> Allerdings sind das dann PT0.25...

Meinst Du 0,25 Ohm? Bislang kannte ich nur PT25. allerdings habe ich
nur unter 100° gemessen.

von Werner H. (werner45)


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Ausführliches zur Präzisions-Temperaturmessung findet man im 
"Kohlrausch".
Kann man bei der PTB in Braunschweig kostenlos downladen.

Gruß   -   Werner

von Miwi (Gast)


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Martin S. schrieb:

>
> Weil das gar nicht mal so leicht ist. Geizen mit Informationen scheint
> bei diesen Dingen wohl das A und O zu sein.
>
> Z.B. der hier:
>
> 
https://www.sensorshop24.de/temperaturfuehler/einschraubfuehler-mit-kabel/einschraubfuehler-mit-g1-4-gewinde/einschraubfuehler-bis-550-c-nicr-ni-typ-k/mit-aderendhuelsen/einschraubfuehler-50mm-mit-g1-2-gewinde-bis-550-c/


Naja, wenn Du beim quasi Lidl für Temperatursensoren einkaufst... selber 
schuld. Geh zu einem Hersteller der die ordentliche Datenblätter bietet 
nur rechne halt mit dem 3fachen Preis.

Die geizen an allem... dafür sind die Sensoren billig - und für viele, 
sehr viele Fälle reicht das ja, denn ob das Rauchgas 365°C oder 356°C 
hat ist - absolut gesehen - vollkommen egal.

MiWi

von Gerald B. (gerald_b)


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Ein sehr preiswerter und gut erhältlicher Sensor sollte eine 
handelsübliche Halogenglühlampe sein.
- Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle
- Die Wolframwendel steckt in einem Rohr aus Quarzglas, was ebenfalls 
sehr temperaturbeständig ist
:-)))

von ths (Gast)


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@Andreas Schweigstill: Da hast du mal Recht, aber sowas von.

Eine Verminderung von Diffusionsvorgängen erreicht man duch Reduzierung 
der in Kontakt stehenden Oberflächen.In Konsquenz führt das zu Pt 100, 
Pt25, Pt10.

Wobei für die genannten sehr hohen Temperaturen Thermoelemente schon 
Sinn machen können.

von Gerald B. (gerald_b)


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ths schrieb:
> Wobei für die genannten sehr hohen Temperaturen Thermoelemente schon
> Sinn machen können.

Jain. Bei Thermoelementen hast du geringe Spannungen, die relativ 
niederohmig belastbar sind. Demzufolge spielen Leckströme durch 
Isolationsverluste eine untergeordnete Rolle. Dafür hast du wieder eine 
kalte Bezugsseite, du mißt keinen Absolutwert, sondern eine Differenz. 
Also mußt du die Temperatur der kalten seite ebenfalls kennen.
Diffusion ist aber bei Thermoelementen ebenfalls ein Thema. Der 
Metallübergang der heißen Seite legiert ebenfalls durch. Dann hast du 
keine Thermospannung mehr, sondern nur noch irgendwas ohmisches.
Das ist quasi der übliche Tod von Thermoelementen.

von ths (Gast)


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Gerald, alles richtig. Aber für hohe Temp gibt es nichts besseres.

von Martin S. (sirnails)


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Miwi schrieb:
> Naja, wenn Du beim quasi Lidl für Temperatursensoren einkaufst... selber
> schuld.

Naja ich muss da ja nicht kaufen. Wenn so ein Fühler statt 15 Euro 60 
Euro kostet, ist es mit das trotzdem wert. So mein leben so lange noch 
ist, wie ich erhoffe, werde ich das Teil noch für viele andere Dinge 
nutzen können :)

von Martin S. (sirnails)


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Also um die Sache hier aufzuklären:

Platinwiderstände, wie der meinige, halten 550°C (kontinuierlich) aus. 
Die Unterscheidung liegt lt. Herstellerkundendienst nur an der 
Zuleitung. Die packt das auf dauer nicht, daher ist der PT1000 nur auf 
400°C bemessen.

von georg (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Also um die Sache hier aufzuklären:

Grundsätzlich verstehe ich solche Diskussionen überhaupt nicht: der 
Hersteller gibt die zulässigen Einsatzbedingungen für einen Sensor (oder 
sonst was) an, die zu überschreiten, weil man persönlich der Meinung 
ist, der müsste doch mehr aushalten, ist ein absolutes NoGo, jedenfalls 
bei professionellen Produkten.

Und wenn ein chinesischer Kopierer keine Angaben liefert, ist der Sensor 
nicht verwendbar - Punkt und aus.

Deshalb halte ich Diskussionen darüber, ob ein Sensor, der bis 400 Grad 
spezifiziert ist, nicht auch 500 Grad aushält, nicht nur für 
überflüssig, sondern für unverantwortlich.

Georg

von Martin S. (sirnails)


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georg schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Also um die Sache hier aufzuklären:
>
> Grundsätzlich verstehe ich solche Diskussionen überhaupt nicht: der
> Hersteller gibt die zulässigen Einsatzbedingungen für einen Sensor (oder
> sonst was) an, die zu überschreiten, weil man persönlich der Meinung
> ist, der müsste doch mehr aushalten, ist ein absolutes NoGo, jedenfalls
> bei professionellen Produkten.

Thread gelesen?

> Und wenn ein chinesischer Kopierer keine Angaben liefert, ist der Sensor
> nicht verwendbar - Punkt und aus.

Sensorox ist ein deutscher Hersteller!

> Deshalb halte ich Diskussionen darüber, ob ein Sensor, der bis 400 Grad
> spezifiziert ist, nicht auch 500 Grad aushält, nicht nur für
> überflüssig, sondern für unverantwortlich.

So ein Käse. Der Hersteller selbst hat mir mitgeteilt, dass 500°C 
durchaus dann möglich sind, wenn die Anschlussleitung unter 400°C 
betrieben wird.

Also nicht gleich aufgehen, wie eine Dampfnudel. Alles im grünen Bereich 
:-)

von Ryven (Gast)


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Dann nimm doch einen mit langer Hülse.
Dünn und lang dann werden die Kabel auch nicht heis.
Wie meinst du das Rauchgas gemessen wird.
Ich hab das 150 mm Tauchrohr etwa 70mm tief im Abgasstrom. Die anderen 
80 mm dienen zum abkühlen.

Klappt einwandfrei. Das Thermoelement ist bis 750° gespect, und bei 600° 
kann man den Übergang zu den Kabeln anfassen weil der nicht warm wird.

von Purzel H. (hacky)


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> .. nicht nur für überflüssig, sondern für unverantwortlich.


Nicht unbedingt. Es kommt auf die Anwendung an, was dranhaengt.
Man sollte sich schon Gedanken machen, was geschieht, wenn man den 
spezifizierten Bereich verlaesst.

Das kann im einfachsten Fall sein, dass der spezifizierte 
Genauigkeitsbereich verlassen wir. Also keine 0.5K Genauigkeit mehr, 
sondern Abweichung steigend. Moeglicherweise spezifizierbar, 
reproduzierbar, aber wozu sollte sich der Hersteller exponieren.

Ich messe zB gerne fluessigen Stickstoff, zB mit einem K-Thermoelement, 
weil ich das grad habe. Die 77K sind grad ausserhalb, und deshalb immer 
noch messbar. Ob die Temperatur nun 1 Grad daneben ist, ist mir egal, 
Ich moechte den Level (Fuellstand) messen.
Geht auch mit einem NTC. Allerdings weit ausserhalb der Spezifikationen. 
Ich nehme an, der Sensor ist nicht mehr zyklenfest, da die mechanischen 
Beanspruchungen doch heftig sind. Die Temperatur interessiert mich 
nicht, nur der Level des fluessigen Stickstoffes. Wenn er nicht mehr tut 
- next.

: Bearbeitet durch User
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