Suche alternative Heizung für Ätzküvette

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18.02.2011, 20:03
Martin.

Suche alternative Heizung für Ätzküvette

Hallo!

Ich hab eine selbstgebaute relativ große Ätzküvette die seit zwei Jahren ihren Dienst eigentlich recht gut verrichet. Leider ist sie in letzter Zeit ein Auslaufmodell geworden und nachdem ich außerdem wenig ätze bin ich am überlegen ob es nicht eine alternative gibt.

Mir geht es dabei vor allem um die Menge an Natriumpersulfat die mindestens rein muss. Bis jetzt musste ich sie immer wegen dem Aquariumheizstab mit ca. 2l befüllen. Wenn ich aber eh nur <10 Platinen im Jahr ätze ist es immer ziemlich viel Aufwand zu befüllen usw.

Lange rede kurzer Sinn, ich bin auf der Suche nach einer kleinen Schale, die beheitzt ist. Ich hab letztens Peltierelemente gefunden, die ich ganz interessant fände. ebay-link

Frage eins: Sind die Daten seriös? Leistungsaufnahme 72W und Qt = 61W?
Frage zwei: Glaubt ihr zwei Stück davon würden reichen um sagen wir mal 300ml zu erwärmen?
Frage drei: Wie (und das betrifft nicht nur Peltierelement sondern auch Heizfolien usw.) koppelt man am besten die Heizung thermisch an das Bad?

Zu Frage drei hab ich mir überlegt, aus dem Ätzgefäß ein Rechteck auszusägen, dessen Maße etwas kleiner sind wie die des Peltierelements und letzteres von unten dranzukleben. ih kann gerne dazu mal ne skizze malen. Gedacht war eben, dass auf der Keramikoberfläche des Peltierelements die Grenzfläche zum Natriumpersulfat ist.

Nun Frage 4: Hält ein Peltierelement soetwas aus? Bauschmerzen bereitet mir auch das saure Milieu, indem es sich dann befindet.

Frage 5 betrifft die Stromversorgung: ich wollte eigentlich keine Transformator verbauen, sondern auf eine fertige Lösung zurückgreifen. Leider finde ich kaum billige Stromquellen die 6A und 12V liefern (sofern ich nur eins verbauen würde). Auf der anderen Seite besitze ich alte PC Netzteile wie Sand am Meer. Eins würde auch auf der 12V Schiene 18A liefern = 3 Peltierelemente.

Anfängern wird ja oft abgeraten PC-Netzteile zu verbauen, weil es keine Strombegrenzung gibt und ähnliches. Wenn meine Ätzanlage jedoch korrekt aufgebaut ist, würde dann etwas gegen den Betrieg mit einem PC-Netzteil sprechen? (das war Frage 5)

Diese Fragen habe ich mir alle gestellt, bevor ich mit dem Bau anfange. Vielleicht hat jemand auch eine viel bessere idee wie man es beheizen kann. Ich bin für Anregungen und Antworten sehr dankbar!

Martin
19.02.2011, 13:23
Martin.

Fehlen noch irgendwelche Informationen oder Skizzen um das Ganze verständlich zu machen?
Oder gibt es einfach zu wenig Erfahrung mit Peltierelementen? Mich würde ja schonmal interessieren, was man beim Einbau alles beachten muss?

Ich kann sie doch mit PWM an einer Gleichspannungsquelle betreiben? Könne die Elemente bei Überhitzung kaputt gehen?

Wenn ich wenigstens auf die Fragen eine Antowrt bekäme oder informative Links, wäre es schonmal nicht schlecht. Ich hab auch schon herstellerdatenblätter durchgelesen, aber meißtens werden die Elemente wohl zur Kühlung eingesetzt was ja hier nicht der Fall ist.

Viele Dank für Antworten!

martin
19.02.2011, 15:34
RoboHolIC

Wie wär's, wenn du einen Vedrängungskörper in eine Küvette gewohnter Maße einbringst und so das effektive Volumen reduzierst? Damit wirbelst du -technologisch betrachtet- am wenigsten "Staub" auf. PVC-Platte, Glasscheiben, ... irgendwas chemisch resistentes rein und schon brauchst du weniger Brühe mit dem selben Heizstab.
Peltierelemente sind eine eher teure Methode, um ausschließlich Wärme zu erzeugen. Ansonsten gibt es noch Heizschnüre / -folien im Aquaristikbereich. Vllt. findest du da 'ne geeignete Alternative zum Heizstab, wenn es wirklich kleiner werden soll.
19.02.2011, 16:35
Manf

Peltierelemente sind recht empfindlich es sind Halbleiter, sie sind vor mechanischer Belastung zu schützen, sie sind in fast allen Ausführungen ungeschützt und vor Nässe zu schützen. Sie habe keine eigenen Montagevorrichtungen. Für den Zweck sind sie höchst ungeeignet.

Jeder Hochlastwiderstand mit Montageflansch ist hierfür schon erst einmal besser geeignet als ein Peltierelement.

Der Aquarienheizkörper ist eingentlich optimal, er ist für die Wärmeabgabe an Wasser konstruiert.
19.02.2011, 19:05
Martin.

Viele Dank für eure Antworten!

Hochlastwiderstände klingen wirklich recht interessant, nur wie kann ich die wiederum an den Behälter koppeln. Würdet Ihr sie direkt an die Behälterwandmontieren, so dass die Wärme durch die Plastikschale abgegeben wird oder sollte man mit Edelstahl den Widerstand an das Wasser koppeln?

Je nachdem wie hier die Prognosen ausfallen bleibe ich doch beim alten Aquarienheizstab aber es wäre schon schön wenn ich auf ihn verzichten könnte. Es ist nicht nur das benötigte Flüssigkeitsvolumen, sondern auch die Regelung. Vielleicht hab ich einfach nur einen schlechten gekauft, aber bei meinem lässt sich die Temperatur nicht so leicht einstellen, sodass ich eigentlich den ganzen Ätzvorgang daneben sitze und dem Kupfer beim lösen zuschaue. Bei meinen Verfahren könnte man also sicherlich noch was verbessern.
20.02.2011, 08:58
ranke

Ich bin nicht sicher, aber Edelstahl (oder andere Metalle) in Kontakt mit der Ätzlösung ist vielleicht nicht dauerhaft. Ideal wäre schon eine Schale aus Kunststoff. Die Temperaturbeständigkeit von Kunststoffen ist allerdings begrenzt, bei den meisten Kunststoffen wird man etwa 120°C nicht überschreiten dürfen.
Um ausreichend Wärmeenergie in die Kunststoffschale zu bringen, könnte man die Wärme also über eine möglichst große Fläche einbringen und eventuell zusätzlich das Heizelement in seiner Temperatur begrenzen, damit auch im Fehlerfall (z.B. keine Ätzlösung in der Schale) nichts "anbrennt".
Als Heizelement könnte man an eine Platine denken, die mit vielen Widerständen (und evt. einem Temperatursensor) bestückt ist. In SMD ausgeführt ist die Rückseite völlig flach und kann gut in thermischen Kontakt zur Schale gebracht werden. Alternativ irgendeine Heizfolie, im Zickzack gespannte Heizdrähte oder eine Platine mit einer langen, dünnen, mäandrierenden Leiterbahn als Heizwicklung (hier kommt es auf die gleichmäßige Breite der Leiterbahn an).
Selbst habe ich nicht so etwas aufwändiges, die ein oder zwei Platinen, die ich im Jahr mache, werden in FeCl3 geätzt, das geht auch bei Raumtemperatur (braucht dann eben eine halbe Stunde aber da kann ich eben auch dem Kupfer beim Lösen zuschauen).
20.02.2011, 09:27
Martin.

Mir ist noch eine alternative eingefallen, die ich glaube ich mal auf mkrocontroller.net gelesen habe. DA hat jemand 12V Halogenlampen in ein Reagenzglas gegeben und das Glas mit Quarzsand aufgefüllt und mit Silikon versiegelt. Das klingt eigentlich auch nach einer vernünftigen Lösung.

Wie kürzt man eigentlich am besten Reagenzgläser?
In einem Bastlerbuch hab ich mal gelesen, dass ein dünner, in Benzin getränkter Faden, um einen Flaschenhals gewickelt beim abbrennen eine Sollbruchstelle im Glas verursacht. Kann das jemand bestätigen?

Viele Dank für eure Antworten und Hinweise!
20.02.2011, 11:37
ranke

Zitat:

Wie kürzt man eigentlich am besten Reagenzgläser? In einem Bastlerbuch hab ich mal gelesen ...

Ich habe das auch einmal gelesen in einem Bastlerbuch, auch probiert, funktioniert aber nicht (zumindest bei mir nicht). Ich habe den Eindruck, die Bastelbuchautoren schreiben auch nur voneinander ab (das Abschreiben ist ja überhaupt eine beliebte Tätigkeit, wie man an einem aktuellen Fall der deutschen Innenpolitik sehen kann).

Eine offensichtlich funktionierende Methode kann man hier sehen (etwa von 4:24 bis 4:45):

http://www.dailymotion.com/video/x3w...pe-triode_tech

Ich könnte mir vorstellen, dass man statt dem heißen Draht auch eine Gasflamme nehmen kann (eventuell mehrfach wiederholen), wichtig ist das Anritzen vorher.
20.02.2011, 12:42
Manf

Die Methode von 8:52 kenne ich von einem Glasbläser man soll es aber danach noch einmal anschmelzen.
In Wirklichkeit sollte man das Reagenzglas passend wählen und einfach überstehen lassen.

Wie ist es mit Niedervolt Halogen Leuchtmitteln in Form von Stiftsockellampen.

http://www.pollin.de/shop/t/ODM5OTA5...kellampen.html
20.02.2011, 13:55
Martin.

Ja die Niedervolt Leuchtmittel hab ich auch schon gefunden und auf die wird es wohl hinauslaufen. In den nächsten Tagen probier ich mal aus, wie warm so ein Reagenzglas wird.
Ich weis noch nicht genau wie ich es aufbaue, eigentlich dachte ich, dass ich als neue Küvette ein Kleinteilemagazin verwende. Eventuell kann ich da ein ganzes Reagenzglas verbauen, vielleicht auch mit Beleuchtung, damit man den Fortschritt beim Ätzen besser sieht.

Danke für eure Tipps!
20.02.2011, 18:19
uwegw

Der Vorteil eine vertikalen Küvette gegenüber einer Schale ist auch die einfachere Luftzuführung. Denn je blubber desto ätz. Das merke ich bei mir ganz gewaltig, wenn da der Sprudelschlauch an einer Stelle nicht so viel hergibt, dauert das Ätzen dort gleich doppelt so lang.
Von daher würde ich eher versuchen, eine Küvette mit möglichst kleinem Volumen (entsprechend deiner maximalen Platinegröße) zu bauen. Durch eine alternative Heizung ist man ja dann nicht mehr durch die Maße der Aquarienheizer festgelegt.
20.02.2011, 20:01
Martin.

Warum ist die Luftzufuhr bei einer vertikalen Küvette vorteilhafter? Bei einer Schale würde ich den Belüftungsschlau in Serpentinen am Boden entlang verlegen. Da sollte die Luftzufuhr die Platine gleichmäßiger erreichen.
Je nachdem wie man den SChlauch verlegt, denke ich spielt die ausrichtung der Platine keine große Rolle. Was mir bei der vertikalen Positionierung mehr Sorgen bereitet hat, war der Temperaturgradient in horizontaler wie auch in vertikaler RIchtung.
27.02.2011, 14:56
-jan_

Moin!

Falls es mit den lampen nicht klappt, kannst du dir auch ne heizplatine ätzen. Entweder unter die Schale oder chemisch verzinnen, ein paar mal mit Plastik 70(??) einsprühen und direkt rein in die Schale. Musste halt die erforderliche Leiterbahnbreite+länge ausrechnen damit das hinhaut. Ich hab ne Platine 175x125 genommen, eine 0,5mm Leiterbahn s-förmig verlegt und bin auf 24 ohm gekommen. wird schön warm an 24 Volt bei 1A..

Das mit der Belüftung wird wohl nich klappen wie du es vorhast. Du wirst den Schlauch nicht eng genug gebogen bekommen und wenn du die radien größer machst, hast du stellen ohne luft.

Gruß jan
27.02.2011, 17:02
oberallgeier

Re: Suche alternative Heizung für Ätzküvette

Zitat:

Zitat von Martin.

... Vielleicht ... bessere idee wie man es beheizen kann ...

Vielleicht so (klick) ?

Zitat:

Zitat von Martin.

... würde dann etwas gegen den Betrieg mit einem PC-Netzteil sprechen ...

Was spricht gegen ein Notebook-Netzteil? Die gibts doch reichlich (hab ich den Eindruck, sind mittlerweile meine Standardnetzteile), sind klein, gut isoliert - und mit max. 60 bis 80 W zum Heizen vermutlich ausreichend?
27.02.2011, 17:03
Martin.

Danke Jan für deine Antwort!

Ich komm erst mitte nächster Woche zu den ersten Probeläufen und meld mich nochmal. Deine Idee klingt auch ziemlich vielversprechend. Aber reichen 24W aus um in angemessener Zeit (<15min) die Flüssigkeit zu erhitzen? Wie viel ml von der Ätzlösung gibst du hinzu?

Danke!

Martin
27.02.2011, 17:54
Martin.

Re: Suche alternative Heizung für Ätzküvette

Zitat:

Zitat von oberallgeier

Zitat:

Zitat von Martin.

... Vielleicht ... bessere idee wie man es beheizen kann ...

Vielleicht so (klick) ?

Zitat:

Zitat von Martin.

... würde dann etwas gegen den Betrieg mit einem PC-Netzteil sprechen ...

Was spricht gegen ein Notebook-Netzteil? Die gibts doch reichlich (hab ich den Eindruck, sind mittlerweile meine Standardnetzteile), sind klein, gut isoliert - und mit max. 60 bis 80 W zum Heizen vermutlich ausreichend?

Das mit den Experimentierplatinen ist klasse! Danke für den Tipp. Bis jetzt hatte ich ein 200W Heizstab und in der Größenordnung gibt es keine (mir bekannten) Notebooknetzteil. Da ich ja die Schale nicht so voll machen möchte, könnten eventuell 50W schon ausreichen. Dann würde auch wieder die Notebook Netzteile in Frage kommen.
27.02.2011, 18:19
uwegw

Zitat:

Zitat von Martin.

Aber reichen 24W aus um in angemessener Zeit (<15min) die Flüssigkeit zu erhitzen?

Für eine grobe Abschätzung kannst du erst mal mit der spezifischen Wärmekapazität von Wasser rechnen. Man braucht etwa 4000 Wattsekunden, um ein Kilo Wasser um ein Grad zu erwärmen.
Bei einem drittel Kilo und Erwärmung von 15°C auf 45°C komme ich damit auf 40000 Ws, also bei 24W eine halbe Stunde. Allerdings würde ich für die Wärmeverluste in einer offenen Schale noch mindestens nochmal so vel draufschlagen, also ist mit über einer Stunde zu rechnen.