Temperatur messen bis zu 1000° mit ca. 1° aufl. und Billig

Hi!

Für mein Reflowofenprojekt suche ich iene Möglichkeit, Temperaturen oberhalb von 500°C (bis etwa 1000°C), mit einer möglichst guten Auflösung natürlich, zu messen.
Das ganze sollte natürlich möglichst billig und einfach sein.

Die Platintemperatursensoren von Conrad habe cih bereits, aber für eine gescheite PID-Regelung müsste man noch die Temperatur der Heizwendeln (...des Reflowofens: Umgebauter Pizzaofen wie im Elektor) kennen.

Ich dachte an einen Draht, der, um die Heizwendeln gewickelt, seinen Widerstand ändert. Aber mit Konstantandraht oder Kupferdraht oder Silberlackdraht geht das halt so schlecht.

Gibts da ein passendes Material, oder sollte man das eh ganz anders messen?
Vllt. über IR-Sensor?

VLG und Danke,
Tobi

Thermoelemente sind für den Bereich sicher eine erprobte Lösung.
Manfred

http://141.99.140.157/d/ifft3/LehreS...che/MTL-V3.pdf

HI

Ja, an thermoelemente habe ich auch schon gedacht, aber das Proglam ist, dass ich ienen möglichst breiten Querschnitt über die Länge der Heizwendel möchte.

Wie wärs mit Wolframdraht? (Wo gibts den?)

VLG Tobi

Wieviel wird benötigt?

http://www.restposten24.de/index.php...gebot&id=35253
Beschreibung: Wir bieten im Kundenauftrag Wolframdraht an.
Wolframdraht der Marke "ВТ-15 TU 48-19-309-79"
Die chemische Reinheit W > 99.95 % (einschliesslich Thoriumoxid Th O2 - 1.5 %)
806 Kg in den Stärken 0,15, 0,2 und 0,3 mm , verschieden Längen
Preis VB / Angebot
Menge: 800 Stück
Preis: 1,00 EUR / Kg
Mindestabnahme: 80 Stück

Andererseits kan man ja mal nachsehen wie lang der Draht in einer Glühlampe ist. Wenn das allgemein so ist:
http://www.fhm.edu/home/fb/fb05/vs/U...e/et_pv_05.pdf

Zitat:

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Zitat von Rechenaufgabe

1. Welchen Durchmesser hat der Wolframdraht einer Glühlampe, der 67 cm lang ist und bei 20 °C den Widerstand 29,5 Ω aufweist? (ρ = 0,055 mm 2/m)

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Hi Manf!

So um die 2...3 Meter.

Das Angebot habe ich auch schon gefunden, aber mich stort die Mindestabnahme etwas meint 80stk 80 kg also 80€?
Dann könnte ich mir geradesogut 3 Thermoelemente kaufen meines Wissens kosten die bei RS 24€ irgendwas.

VLG Tobi

Tja, dann bleibt noch "Wolframfaden einzeln hinter Glas" Pollin 530439 .
Stck 0,60€.
http://www.pollin.de/shop/shop.php
Wenn der so lang ist wie in der Aufgabenstellung oben dann sollte es gehen.
Manfred

Hallo tobimc
Ich glaube nicht, dass Wolfram geht. Wolfram oxidiert an der Luft bei höheren Temperaturen ziemlich schnell, das merkt man, wenn man mal eine Glühbirne mit zerbrochenem Kolben betreibt (brennt nur einmal kurz, der gelbliche Rückstand ist Wolframoxid).
Sicherlich ist der elektrische Widerstand der Heizwicklung auch temperaturabhängig. Das wäre natürlich die billigste Methode und die Integration über die Länge der Heizwicklung ergibt sich automatisch.

HI

Über die Messung des Widerstands der Wendeln selbst habe ich auch schon nachgedacht. Allerdings sind die mit 99%iger Wahrscheinlichkeit aus Konstantan.

Sonst noch eine Idee?

VLG Tobi

servus!

kannst ja was anderes auch probieren:
infrarot.....

Hi

if((billig == true) && (auslesen == simple) && (genauigkeit == ausreichend)){
sag_mir_wie_das_geht();
}

Also ich möcht halt nicht irgendwelche IR-Temperatursensoren nehmen, und dann +-3mV auswerten...
(Da krig ich schon beim OpAmp abstimmen das große Kribbeln... ;D)

@ Manf: "Wolframfaden einzeln hinter Glas" ist ne Idee, ist auf jeden Fall länger als ne normale Glühbirne... :

VLG Tobi

Um ehrlich zu sein, ich glaube nicht, dass es mit der Methode "Draht rumwickeln" geht. Bei den angesprochenen Temperaturen geht der meiste Teil des Wärmetransports durch Strahlung, nicht mehr durch Wärmeleitung. Der Draht, der um den Heizkörper gewickelt wird, "sieht" aber nur zur Hälfte seiner Oberfläche den Heizkörper, die andere Hälfte strahlt in den "kalten" Ofenraum ab. Mit anderen Worten: die Temperatur des Messdrahts wird sicher nicht auf 1°C genau der Heizkörpertemperatur folgen.
M.E. kommt am ehesten eine Messung mit einem Pyrometer (also Strahlung) in Frage, die Dinger sind aber eher teuer und ergeben auch nur eine Spotmessung (also nicht über die gesamte Heizkörperlänge).
Andere Frage: Warum muss man die Temperatur der Heizwendel kennen, übliche Öfen messen die Temperatur eher an einem Ort, der für das zu erhitzende Gut repräsentativ ist.
Gruss Uli

Da die Heizwendel ziemlich homgen gewickelt sind, reicht es, meiner Meinung nach, vollkommen aus etwa in der Mitte der Heizschlange ein NiCrNi-Thermoelement zu platzieren. Alternativ eine PT100/PT1000-Pille.
Gruß Hartmut

Zitat:

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übliche Öfen messen die Temperatur eher an einem Ort, der für das zu erhitzende Gut repräsentativ ist.

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Da würde ich auch lieber ansetzen. Die Erwärmung bei der Fahrt duch den Ofen oder über die Dauer der Bestrahlung wird sicher pro Bauelement unterschiedlich sein und sollte im Test abhängig von der Bestrahlungsstärke und Dauer und bestimmt werden.
Am sichersten wird das über die Beurteilung der Qualität der Lötstellen gehen.
Manfred

Von NiCr-Ni-Elementen und PT-Widerstandsthermometern würde ich bei dem Temperaturbereich (500-1000°C) abraten. Die schon vorhandenen Platinelemente sind eine gute Wahl. Wenn es wirklich notwendig ist ein Mittelwert über die Heizwedellänge zu bekommen könnte man mehrere Elemente in Reihe schalten und auf der Wendel verteilt anbringen. Das ganze mit Keramik (evtl. Glasseide) isoliert, Thermospannung über Operationsverstärker an ADC auswerten, wobei bei 10bit (1024 stufen) eine 1°C-Auflösung vielleicht nicht zu erreichen ist.
Aber wofür brauchst Du bei einem PID-Regler die Heizelementtemperatur ? Oder möchtest Du eine Kaskadenregelung oder Folgeregelung aufbauen ?

Viele Grüße
Jens

HI!

Die Platinwiderstandselemente gehen bis 500°C die messen die Temperatur im Ofeninneren an 2 representativen Stellen (die Temperatur im Inneren wird ja selbst für Bleifreilote nicht über 450° gehen), und sind glasseideisoliert.
Frage: Wo gibts solche Galsseideisolationsschläuche?

@Jens N. : Naja, ich dachte die ganze Sache wird genauer, wenn der PID weis, welche Temperatur das Heizelement gerade hat, um es nicht zu "übersteuern", und zu wissen, in wieweit die Steuerimpulse bereits umgewandelt wurden.
Naja, ich werde jetzt mal alles zusammenbauen, das System ist ja schließlich erweiterbar.

HM Wär' die Infrarotmethode nicht brauchbar?

VLG Tobi

Erzähle doch noch ein bisschen über den Bereich der erhitzt werden soll.
Wie groß ist er, wie homogen, welche Temperaturdifferenzen sind zu erwarten, durch lokale Absorbtion, Reflexiom, Wärmekapazität. Sollen lokale Temperaturdifferenzen gemessen und bewertet werden?
Manfred

HI Manf!

Der Ofen hat ein Volumen von ca. 6Liter (laut Hersteller) und eine Leistung von 950Watt (158 Watt/l)
Die Innenwände bestehen aus Weißblech.

Temperaturdifferenzen sollen tatsächlich gemessen und ausgesteuert werden, ich habe 2 Heizwendeln, eine oben und eine unten, und ich will ja nicht einseitig heizen.

Link zum Ofen:
http://www.quelle.de/is-bin/INTERSHO...ProductPage=12

VLG Tobi

@tobimc: - in dem ersten Beitrag hattest du von Platintemperatursensoren gesprochen und da hatte ich an Platin-elemente gedacht (Typ-R oder Typ-S)
-den PID würde ich entsprechen auf die Regelstrecke optimieren, wenn die Strecke an sich zu ungünstig ist, so das das Überheizen nicht in den Griff zu bekommen ist kann man ja noch den Ausgang begrenzen.
- wenn die Heizwedel offen im Ofen liegen kann mann evtl noch knap darüber Bleche einbauen für bessere Wärmeverteilung
-wie soll der Ofen betrieben werden ? (Klappe auf, Lötgut rein, Klappe zu, Zeit warten, Klappe auf, Lötgut raus, Klappe zu)

Viele Grüße
Jens

Hi!

1) ok
2) die Sind oben und unten angeschraubt und in ein Glasrhor verpackt.
3) genau so. Aber "Auf Start drücken" hast du vergessen :D Ich mach ja nicht umsonst eine µC-Steuerung... :D

VLG Tobi

Dann könnte ich mir folgendes vorstellen:

Hallo,
ich will ja niemand den Spass verderben, aber:

Zitat:

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ich habe 2 Heizwendeln, eine oben und eine unten, und ich will ja nicht einseitig heizen

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Bei der gegebenen Anordnung gibt es eine waagerechte Ebene, bei der die Heizleistung von oben und unten gleich ist. Man legt ein Toastbrot hinein und wenn es oben und unten gleichmässig braun wird, hat man diese Ebene gefunden. Damit kann man sich irgendwelche Messungen, Regler usw. sparen (na gut, eine Zeitsteuerung wäre notwendig, hat der Ofen aber schon eingebaut).
Gruss Uli

HI

Wie gesagt, die Sensoren sind hauptsächlich dazu da, einen genaueren Temperaturwert des Innenraums zu erhalten, im prinzip sind 2 überflüssig.
Aber wenn man schon 2 hat, kann man auch Differenzen ausgleichen.

Beim Reflowlöten, muss man bestimmte Phasen einhalten, und die Temperatur dementsprechend regeln. Deshalb ist eine einfache Zeitschaltung unbefriedigned.

@ Jens N. : ich kann die Beschriftung fast nicht lesen; Aber warum willst du Stahlplatten(??) als Wärmespeicher einbauen? Dann wär ja die Regelung zu lahm bzw. würde hinterherhinken.

VLG Tobi

Hi

Zitat:

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Wie gesagt, die Sensoren sind hauptsächlich dazu da, einen genaueren Temperaturwert des Innenraums zu erhalten

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Bei Wärmeübertragung durch Strahlung (dabei wird es sich hier in erster Linie handeln) spielt das Absorptionsverhalten des eingebrachten Materials eine grosse Rolle. Glänzende Materialien (z.B. Zinn) wird die meiste Strahlung reflektieren, während schwarze Materialien (z.B. IC-Gehäuse aus Plastik) mehr Wärmestrahlung aufnehmen und heisser werden (also eigentlich das, was man nicht haben will). Das selbe ist beim Temperatursensor zu beachten, je nach Oberflächenbeschaffenheit wird er etwas unterschiedliches anzeigen. Das ganze nur mal als Hinweis, dass man die Anforderung an Messgenauigkeit nicht allzu hoch ansetzen sollte und eine einheitliche Innenraumtemperatur nicht erwartet werden kann.
Wenn die Ausgangsbedingungen immer gleich sind, denke ich, könnte man mit einer Zeitsteuerung am ehesten klarkommen (ich kenne die Anforderungen an das Reflowlöten aber nicht, vielleicht kannst Du dazu noch etwas sagen).
Gruss, Uli

HI!

Richtig, die Infrarotstrahlung ist hierbei eher eine Nebensache. Viel besser wäre es, wenn der Ofen heiße Luft erzeugen würde. Also würden die Stahlpaltten von Jens N. insofern sinn machen, in dem man dann einfach die Luft erhitzen, und das IR von den Chips abschirmen würde.
Die Frage ist, ob man dann nicht einen Lüfter einbauen muss / müsste, bzw. wie man das bei den Temperaturen überhaupt macht.

Über das Reflowlöten kann man ganze Bücher schreiben.
Ich find jetzt auch nicht so viel, aber das ist shconmal ein Ansatz:
http://de.wikipedia.org/wiki/Reflow-L%C3%B6ten

VLG Tobi

Wenn man also auch unter Industriebedingungen zu dem Schluß gekommen ist, dass der gleichmäßge Wärmeübergang am besten durch Konvektion (pusten) gegeben ist, dann könnte man das ja auch privat so machen.

Aus Wikipedia über Reflow Löten:

Zitat:

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Das Reflowlöten mit Infrarotstrahler ist ein einfaches Verfahren, um Platinen in Serie zu fertigen. Wegen Abschattungseffekten bzw. der farbabhängigen unterschiedlichen Erwärmung von Bauelementen ist das Infrarotlöten nicht mehr Stand der Technik. Ersetzt wurde es durch das Konvektionslöten. ...

Vollkonvektions-Reflow-Löten
Die Vollkonvektions-Reflow-Lötsyteme ähneln den Infrarotstrahler-Systemen, jedoch wird hierbei Luft erhitzt und über ein Düsensystem an das Lötgut geführt. Dadurch erreicht man eine gleichmäßigere Wärmeverteilung, als es mit Infrarotstrahlern möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist die größere Wärmekapazität des Ofens.

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Ursprünglich hatte ich gedacht es sollte nur eine möglichst gleichmässige Wärmeverteilung erreicht werden. Kannst du mal ein Beispiel für den Temperaturverlauf auf der zu verlötenden Platine geben.

Gruß Jens

Soetwas vielleicht?
Bild hier  

HI

Genau sowas hab ich im Netz gesucht, wo gibts das?
Bis jetzt hatte ich nur das Diagramm ausm elektor...

VLG Tobi

Das Bild erschien unter http://images.google.de/images?q=reflow&hl=de

http://www.hubersuhner.ch/co-ch/de/h...ld-refl-image1

ich hab so ein Projekt schonmal im Internet gesehen...
Hier die Seite http://thomaspfeifer.net/
Unter AVR Projekte Reflow Ofen!


Dabei wurde eine 1N4148 Diode im Glasgehäuse verwendet! War auch ein Diagramm was sehr linear aussah.

MfG
Ringo

HI

Den kenn ich ;D
Notfalls greife ich auch auf eine 4148-Diode zurück!

Hm die Frage ist, wie man das Reflowgut so abkühlen soll... ich habe schonmal über lüfter nachgedacht... Mit nem Servo den Deckel aufmachen und dann reinpusten.
wär dann aber glaub ich auch zu schnell... oder?

VLg Tobi

Hallo

Weil meine Frage zwar zum Thema passt, aber nicht ganz zu dieser Überschrift hier, habe ich mal einen neuen Thread dazu aufgemacht.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=266856#266856
L.G. Roberto