Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drucksensor für Messung in Öl bei 400°C


von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Hallo,

Ich bin gerade dabei für die Universität einen Sensorblock zu entwerfen, 
der den Druck (etwa 10 bar), die Temperatur und den Volumenstrom von Öl 
in einem Rohr messen soll. Das Öl wird bis zu 350 °C heiß. Ich würde den 
Drucksensor an der Oberseite senkrecht in den Waagerechten Sensorblock 
einbauen, sodass dieser den Druck des fließenden Mediums misst.

Nun habe ich das Problem, dass es nicht wirklich einen Sensor gibt, der 
einen Temperaturbereich bis 400°C abdeckt, der auch bezahlbar wäre. Ich 
habe nun im Forum gelesen, dass es auch möglich ist zwischen Rohr und 
Drucksensor eine Verbindung zu schaffen, sodass das Öl mit einer 
geringeren Temperatur beim Drucksensor ankommt und ich somit nur einen 
Sensor bräuchte, der deutlich geringere Temperaturbereiche abdecken 
kann.
Da ich mich damit leider nicht wirklich auskenne und nicht wüsste wonach 
ich suchen soll, wollte ich fragen ob ihr mir vielleicht weiterhelfen 
könntet?

Mit freundlichen Grüßen

Trung Nguyen

von Purzel H. (hacky)


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Weshalb willst du eine Temperatur am Sensor, eine Kaplillare passt doch 
auch, dann kann der Sensor auf Raumtemp arbeiten.

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Wie meinst du das genau mit der Kappillare?

von Radler (Gast)


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Wir setzen von KMK die DSI1 (mit Verstärker) bzw DS1 (ohne Verstärker) 
Sensoren ein. Sind bis 410°C zugelassen (Umgebungstemperatur natürlich 
geringer).
https://www.kmksensoren.de/produkte/drucksensoren/massedrucksensoren-der-dsi-serie.html

Kann dir aber nicht sagen, was die kosten

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Ich kenne mich leider noch nocht so gut aus, kannst du das genauer 
ausführen? Oder vielleicht mit Hilfe eines Bildes darstellen, dann kann 
ich mir mehr darunter vorstellen. Vielen Dank!

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Radler schrieb:
> Wir setzen von KMK die DSI1 (mit Verstärker) bzw DS1 (ohne
> Verstärker)
> Sensoren ein. Sind bis 410°C zugelassen (Umgebungstemperatur natürlich
> geringer).
> 
https://www.kmksensoren.de/produkte/drucksensoren/massedrucksensoren-der-dsi-serie.html
>
> Kann dir aber nicht sagen, was die kosten

Danke das schaue ich mir mal an!

von Georg (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> eine Kaplillare passt doch
> auch

Wie misst man mit einer Kapillare den Volumenstrom?

Georg

von Dussel (Gast)


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> Kaplillare
> Kappillare
Ich biete Kapillare. :-P

Mein erster Ansatz wäre gewesen, eine Art Kolben (ein)zu bauen, also ein 
runder Stab in einer Bohrung. Der kann beliebig lang und dementsprechend 
weit weg von der Wärme sein. Die Kraft wird durch den Kolben 
weitergeleitet werden und aus dem gemessenen Wert kann der Druck 
berechnet werden. Die Größe ist dabei sehr weit beliebig.

von Stefan F. (Gast)


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Georg schrieb:
> Wie misst man mit einer Kapillare den Volumenstrom?

Die Frage des TO bezog sich auf den Druck-Sensor, nicht Volumenstrom.

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Georg schrieb:
>> Wie misst man mit einer Kapillare den Volumenstrom?
>
> Die Frage des TO bezog sich auf den Druck-Sensor, nicht Volumenstrom.

Genau, Temperatur und Volumenstrom sind bis dato kein Problem, dafür 
habe ich schon Lösungen gefunden. Das einzige was fehlt ist eine 
Vorrichtung für den Drucksensor.

Die Idee mit dem Kolben kling nicht schlecht, ich würde aber den Aufbau 
so simpel wie möglich halten.

von MaWin (Gast)


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Thanh Trung Nguyen schrieb:
> Nun habe ich das Problem, dass es nicht wirklich einen Sensor gibt, der
> einen Temperaturbereich bis 400°C abdeckt, der auch bezahlbar wäre

Chinesen können das

https://m.german.alibaba.com/p-detail/FOP-MH-Fiber-Optic-type-Pressure-60525757093.html

von Wolfgang (Gast)


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Georg schrieb:
> Wie misst man mit einer Kapillare den Volumenstrom?

Gar nicht.
Für den Zweck gibt es z.B. Drucksensoren (->Bernoulli)

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Thanh Trung Nguyen schrieb:
> Die Idee mit dem Kolben kling nicht schlecht, ich würde aber den Aufbau
> so simpel wie möglich halten.

Problem wäre halt immer nur die Wärmeausdehnung vom Medium (Öl bei 
Kapillaren, Metall beim Zylinder), die ebenfalls einen Druck erzeugt.

Ein Massedrucksensor wäre vielleicht möglich. Die Dinger kommen aus der 
Kunststoffextrustion und mit Masse ist die durch Extrusion erhitzte 
Kunstoffmasse gemeint.

Extreme Bedingungen und günstig passt halt nicht wirklich immer günstig

von lloɹʇ (Gast)


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Thanh Trung Nguyen schrieb:
> habe ich schon Lösungen gefunden. Das einzige was fehlt ist eine
> Vorrichtung für den Drucksensor.
>
> Die Idee mit dem Kolben kling nicht schlecht, ich würde aber den Aufbau
> so simpel wie möglich halten.

Tut mir leid, aber ich kann mir nicht Vorstellen, dass es so einen 
Sensor nicht gibt. Goggel liefert sowas:

https://www.kistler.com/de/glossar/begriff/hochtemperatur-drucksensor/#:~:text=Was%20ist%20ein%20Hochtemperatur%2DDrucksensor,und%20Kontrolle%20dynamischer%20Druckschwankungen%20eingesetzt.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Wolfgang schrieb:
> Georg schrieb:
>> Wie misst man mit einer Kapillare den Volumenstrom?
>
> Gar nicht.
> Für den Zweck gibt es z.B. Drucksensoren (->Bernoulli)

"Kapillare" meint in dem Fall die Druckmessung/Übertragung durch 
Schläuche.

https://www.de.endress.com/de/messgeraete-fuer-die-prozesstechnik/druck/Differenzdruck-Deltabar-FMD78?t.tabId=product-overview

Und mit Differenzdruck-Kapillaren und Bernoulli kann man dann den 
Volumenstrom errechnen.

Aber Kapillare klappen bei relativen Messungen "Single Ended" nicht, da 
die Ausdehnung vom Öl mitgemessen wird. Bei DIfferenzdruck ist das egal, 
da die Differenz über die Temperatur gleich bleibt.

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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lloɹʇ schrieb:
> Thanh Trung Nguyen schrieb:
>> habe ich schon Lösungen gefunden. Das einzige was fehlt ist eine
>> Vorrichtung für den Drucksensor.
>>
>> Die Idee mit dem Kolben kling nicht schlecht, ich würde aber den Aufbau
>> so simpel wie möglich halten.
>
> Tut mir leid, aber ich kann mir nicht Vorstellen, dass es so einen
> Sensor nicht gibt. Goggel liefert sowas:
>
> 
https://www.kistler.com/de/glossar/begriff/hochtemperatur-drucksensor/#:~:text=Was%20ist%20ein%20Hochtemperatur%2DDrucksensor,und%20Kontrolle%20dynamischer%20Druckschwankungen%20eingesetzt.

Natürlich habe ich sowas in der Art schon gefunden. Dort steht aber der 
Preis nicht dabei (Erst auf Anfrage). Habe schon angefragt und die 
Sensoren sind nicht in meinem Budget. Deshalb habe ich ja gfragt, ob es 
möglich ist Drucksensoren mit geringeren Temperaturbereichen zu 
benutzen, in dem man einen "Trick" verwendet.

von Dussel (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Problem wäre halt immer nur die Wärmeausdehnung vom Medium (Öl bei
> Kapillaren, Metall beim Zylinder), die ebenfalls einen Druck erzeugt.
Meinst du, dass der Kolben verklemmt oder dass die Ausdehnung das 
Ergebnis verfälscht?
Das zweite wäre meiner Meinung nach kein Problem. Wenn sich der Kolben 
ausdehnt, ragt er ein bisschen weiter ins Öl rein, aber die Kraft an 
beiden Enden bleibt gleich, also der Druck durch das Öl auf den Kolben 
ändert sich nicht.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Dussel schrieb:
> Wenn sich der Kolben
> ausdehnt, ragt er ein bisschen weiter ins Öl rein, aber die Kraft an
> beiden Enden bleibt gleich, also der Druck durch das Öl auf den Kolben
> ändert sich nicht.

Ich meine die Ausdehnung. Reibung kommt noch hinzu, kann aber vielleicht 
vernachlässigt werden. Könnte nur eine Hysterese erzeugen. Was da 
erlaubt sein kann, musst du definieren.

Wie weit er ins Öl hineinragt, ist ja abhängig vom Druck des Öls.

Der Druck des Öls bleibt konstant, für den Zylinder ist es also 
einfacher, sich Richtung Drucksensor auszudehnen, da der Sensor ja 
nachgeben muss, um zu messen. Bzw- der weiter hineinragende Zylinder 
wird durch den Druck des Öles wieder auf den gleichen Stand gedrückt, 
und damit Richtung Sensor

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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>Druckmessung mit einer Kapillare ..

.. unbekannt .. aha.

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Problem wäre halt immer nur die Wärmeausdehnung vom Medium (Öl bei
> Kapillaren, Metall beim Zylinder), die ebenfalls einen Druck erzeugt.

Eine Kapillare erzeugt bei Temperaturänderung nur einen Druck, wenn das 
Öl darin eingesperrt ist.
Hier geht es darum, mit der Ölsäule, die sich in der Kapillare befindet 
und mit dem fließenden Medium verbunden ist, einen Abstand zum heißen 
Rohr/Medium zu schaffen. Auf der Drucksensorseite wird das Öl fast nicht 
warm, weil in der Kapillare praktisch kein Austausch stattfindet.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Wolfgang schrieb:
> die sich in der Kapillare befindet
> und mit dem fließenden Medium verbunden ist,

Okay. Ich kenne Kapillare indem Zusammenhang nur als geschlossenes, vom 
Medium getrenntes System.

Aber offen zum Medium ergibt natürlich Sinn bei dieser Anwendung (wenn 
Viskosität/Reibung und Verunreinigung kein Problem darstellen)

von StefG (Gast)


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Hallo
Dynisco könnte was haben:
www.dynisco.com

von Schlaumaier (Gast)


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Objekt nehmen, Sensor und Technik rein, LUFTDICHT verschließen  mit 
einer Membrane. Normalen Luftdrucksensor nehmen den hmm BM-280 
vielleicht.

Denn normalen Wert an der frischen Luft messen (kalibrieren). Dann das 
Teil in ÖL versenken.

Die Membrane drückt die Luft im inneren zusammen, dadurch erhöht sich 
der Luftdruck da die Luft nicht entweichen kann. Der Rest ist pure 
Mathematik.

Ungefähr das selbe Prinzip wie wenn du 5 m Tief tauchst. Dann sticht das 
Trommelfell im Ohr und die Lunge gleich mit.

von tnzs (Gast)


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Ist das Öl "sauber"? Eine Kapilare könnte sich zusetzen und zu 
Fehlmessungen führen.

von Purzel H. (hacky)


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> Ist das Öl "sauber"?

Wenn das Oel einen Schlunz/Sedimente/Polymerisate enthaelt, muss sie 
eben etwas dicker sein

von us (Gast)


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Auslenkung einer Membran berührungslos (=wärmeisoliert) messen.
Wenn's das nicht fertig gibt, müsstest du es natürlich kalibrieren.

von Wolfgang (Gast)


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Schlaumaier schrieb:
> Objekt nehmen, Sensor und Technik rein, LUFTDICHT verschließen  mit
> einer Membrane. Normalen Luftdrucksensor nehmen den hmm BM-280
> vielleicht.

hüstel ...

Thanh Trung Nguyen schrieb:
> ... Druck (etwa 10 bar)

von Jörg K. (joergk)


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: Bearbeitet durch User
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Jörg K. schrieb:
> Druckmittler heißt das Zauberwort:

Jaaaa, das war das Wort!

Anscheinend sind 4 Jahre aus der Branche zu sein, schon genug, ein paar 
wichtige Begriffe zu vergessen.

Wir haben damals auch für Labom, Endress, WIKA et al. gefertigt

von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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von Jörg K. (joergk)


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Wahrscheinlich reicht aber auch ein "Temperaturentkopller", der ist 
bedeutend einfacher aufgebaut und damit biĺliger.

Jörg

von Forist (Gast)


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von Thanh Trung Nguyen (Gast)


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Jörg K. schrieb:
> Wahrscheinlich reicht aber auch ein "Temperaturentkopller", der
> ist
> bedeutend einfacher aufgebaut und damit biĺliger.
>
> Jörg

Habe mal danach gegooglet und finde nichts wirklich dazu. Ist das auch 
ein Produkt, dass man käuflich erwerben kann oder eher etwas 
"selbstgebautes"?

von Forist (Gast)


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Jörg K. schrieb:
> Wahrscheinlich reicht aber auch ein "Temperaturentkopller", der ist
> bedeutend einfacher aufgebaut und damit biĺliger.

Womit wir wieder bei der Kapillare wären ...
Die macht genau das.

von Wendels B. (wendelsberg)


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Sebastian R. schrieb:
> Aber Kapillare klappen bei relativen Messungen "Single Ended" nicht, da
> die Ausdehnung vom Öl mitgemessen wird.

???

von Jörg K. (joergk)


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Thanh Trung Nguyen schrieb:
> Jörg K. schrieb:
>> Wahrscheinlich reicht aber auch ein "Temperaturentkopller", der
>> ist
>> bedeutend einfacher aufgebaut und damit biĺliger.
>>
>> Jörg
>
> Habe mal danach gegooglet und finde nichts wirklich dazu. Ist das auch
> ein Produkt, dass man käuflich erwerben kann oder eher etwas
> "selbstgebautes"?

Nee, kann man fertig kaufen:
https://juenemann-instruments.de/druckmesstechnik/ventile-und-montagezubehoer/temperaturentkoppler/

Jörg

von Purzel H. (hacky)


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> Nee, kann man fertig kaufen:

Genau. Angebot anfordern ... Rupft die Ahnungslosen

von Karl (Gast)


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Ganz ehrlich, wenn es Low-Budget sein muss, dann nimm einen 1-m langen 
Hydraulikschlauch in 1/4" schraub das eine Ende an deinen Messblock und 
das andere an deinen Druckaufnehmer.
Ob die das dann von der Dynamik her reicht kann keiner wissen, weil du 
keine angaben machst, was gemessen werden soll.

Wolfgang schrieb:
> Gar nicht.
> Für den Zweck gibt es z.B. Drucksensoren (->Bernoulli)

Bernoulli funktioniert nur in laminarer Strömung und außerdem braucht 
man Differenzdrücke in unterschiedlichen Querschnitten.
Also nein, Volumenströme misst man besser nicht mit Drucksensoren!

von Karl (Gast)


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Forist schrieb:
> Womit wir wieder bei der Kapillare wären ...

Das Wort Kapillare ist hier doch technisch völlig fehl am Platze, weil 
bei einer Kapillare das Messergebnis durch die Kapillareffekte völlig 
verfälscht wäre.

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