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Geräte für Temperaturmessung
 
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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15150

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Nov 2021 09:21    Titel: Geräte für Temperaturmessung Antworten mit Zitat

Ich bin auf der Suche nach Geräten zur Temperaturmessung für kleine Oberflächen aus Metall und Glas in einem Temperaturbereich von ca. 0 bis 100 Grad Celsius. Die Messung soll über einen Zeitraum von ca. 10 Minuten erfolgen, Ablesung optisch alle 10 Sekunden.

Die Messung soll im Backofen stattfinden, d.h. entweder berührungslos (was durch die Scheibe wahrscheinlich nicht funktioniert) oder durch Aufbringen kleiner Sensoren.

Habt ihr eine Idee für geeignetes und kostengünstiges Gerät oder Sensoren? Keine Laborausstattung.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 1652

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 27. Nov 2021 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

Was spricht gegen einen normalen Widerstandssensor wie den Pt100?

Viele Grüße,
Nils

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Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15150

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Nov 2021 17:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte den Körper über einen gewissen Zeitraum erwärmen, sagen wir von 0 auf 100 Grad Celsius, und den Temperaturverlauf als Funktion der Zeit ermitteln. Die Umgebungstemperatur im Ofen beträgt konstant 100 Grad. Ich brauche also eine Messmethode, die nicht durch diese Umgebungstemperatur beeinflusst wird.

Deswegen dachte ich an eine berührungslose Messung mittels IR-Sensor. Dabei kann auch die Umgebungstemperatur “weggerechnet” werden. Ich befürchte nur, dass das durch die Scheibe nicht funktioniert.

Ich bin ehrlich, ich habe keine praktische Erfahrung damit.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2829

Beitrag ML Verfasst am: 27. Nov 2021 19:35    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Tom,

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich möchte den Körper über einen gewissen Zeitraum erwärmen, sagen wir von 0 auf 100 Grad Celsius, und den Temperaturverlauf als Funktion der Zeit ermitteln. Die Umgebungstemperatur im Ofen beträgt konstant 100 Grad. Ich brauche also eine Messmethode, die nicht durch diese Umgebungstemperatur beeinflusst wird.

Im Temperaturbereich 0...100°C ist ein Pt-100 wahrscheinlich die kostengünstigste Lösung.

Ein solcher Sensor wird mit Wärmeleitkleber auf die Fläche aufgeklebt und in Vierleitertechnik angesteuert (2 Leiter versorgen ihn mit Strom, z. B. 1 mA; 2 Leiter messen die Spannung). Für die Zuleitungen würde ich Drähte mit Silikonummantelung nehmen. Diese sind für höhere Temperaturen geeignet.

Wenn Du das Ganze mit einem Arduino auswerten möchtest, dürfte folgender AD-Wandler geeignet sein:

https://www.amazon.de/DollaTek-PT1000-MAX31865-Temperatur-Thermoelement-Sensor-Verst%C3%A4rker-Modul-Arduino/dp/B07HBNS7C7/

Für den Pt-100 würde ich bei Reichelt schauen:
https://www.reichelt.de/platin-chip-temperatursens-bedrahtet-100-ohm-pca-1-1505-1-p85052.html
Diese Sensoren sind relativ klein.


TomS hat Folgendes geschrieben:

Deswegen dachte ich an eine berührungslose Messung mittels IR-Sensor. Dabei kann auch die Umgebungstemperatur “weggerechnet” werden. Ich befürchte nur, dass das durch die Scheibe nicht funktioniert.


Wenn Du optisch messen willst, solltest Du überlegen, ob Du irgendeinen Klebestreifen mit einem auf das Metall aufbringst. Ohne einen solchen Aufkleber misst Du mit einem thermischen Sensor auf einem Metall so etwas wie:



Da das bei Metallen relativ klein ist (insbesondere, wenn sie poliert sind), misst man in vielen Situationen im Prinzip nur die Umgebungstemperatur.

Wenn Du also optisch, z. B. mit einem 25-Euro-Baumarktsensor, messen willst, müsstet Du
- einen Aufkleber auf das Metall aufbringen und
- eine Messöffnung im Ofen offenlassen. Dann wiederum dürfte das gut gehen.


Viele Grüße
Michael
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15150

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Nov 2021 22:27    Titel: Antworten mit Zitat

Super, vielen Dank.

Ich denke, ich werde versuchen optisch zu messen. Man muss den Ofen kurz öffnen, aber das stört wenig. Außerdem kann man die Messung recht gut eichen.

Ein paar Fragen habe ich noch: kann man irgendwie herausfinden, wie man die Temperatur eines Objektes hinter bzw. in einem Glas messen kann? Dazu müsste ja bekannt sein, wie transparent das Glas selbst ist.

In welchem Frequenzbereich messen denn die Geräte optisch? Messen sie im IR und bestimmen die Temperatur über das Maximum? Oder über einen einstellbaren Frequenzbereich im IR bis UV und fitten dort die Plancksche Kurve?

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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2829

Beitrag ML Verfasst am: 27. Nov 2021 23:57    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

es gibt da mehrere typische Messverfahren:
1) Wideband thermometers
2) Norrowband thermometers
3) Ratio thermometers

Bei 1) und 2) integriert man im Grunde die spektrale Leistungsdichte über einen bestimmten Spektralbereich und vergleicht dann mit den zu erwartenden Werten bei einem Schwarzkörperstrahler unterschiedlicher Temperatur.

Typischerweise werden bei 1) der Bereich 8-14µm und bei 2) ein schmaler Bereich um 2,2µm verwendet. Günstige Baumarktsensoren messen oft im Bereich 8-14 µm.
3) ist ein Spezialverfahren, bei dem man das Verhältnis der spektralen Leistungsdichte bei zwei Wellenlängen misst. Das Verfahren muss m. E. für das Material des jeweiligen Messobjektes kalibriert werden.

Beim Messen durch Glas muss man vermutlich einige Klimmzüge anstellen.
Unten findest Du die Transmissivitätskurve von Glas (Quelle: Infrared Thermometry von der Firma Sensorpartners.com).


Viele Grüße
Michael



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