Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laserimpulsverfahren zur Wärmeleitfähigkeitsbestimmung


von Wastl S. (siggi-89)


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Servus,

ich möchte gern einen Demonstrator zur Bestimmung von 
Wärmeleitfähigkeiten verschiedenster Flachbatterien aufbauen. Dabei bin 
ich auf das Laserimpulsverfahren gestoßen.

Muss dabei zwingend ein Laser verwendet werden oder könnte man den 
Aufbau mit einer starken Leuchte (z.B. Xenonleuchte) realisieren? Auf 
welche Werte sollte man beim Kauf achten?

Viele Grüße

von Дуссель дук (Gast)


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Kanst dich mal ueber das Messprinzip auslassen? Wie soll's denn gehen?
Mit einem CO2 draufdonnern und schauen, ob man ein Loch bekommt ?

von Wastl S. (siggi-89)


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Das Messprinzip läuft folgendermaßen ab:

Mittels Laser (Wärmequelle) wird pulsartig eine Probe mit einer 
vordefinierten Energie beaufschlagt. Daraufhin findet eine Erwärmung der 
Probe statt, welche sich in alle Richtungen der Probe ausbreitet. An der 
Rückseite befindet sich ein Thermoelement, das den für die Temperatur-
leitfähigkeit a des untersuchten Materials charakteristischen 
Temperaturanstieg misst.
a = 0.1388* d^2 / t_1/2
Die gesuchte Temperaturleitfähigkeit bestimmt man aus der Dicke d der 
Probe und der charakteristischen Halbwertszeit t_1/2.

Soviel zum Messprinzip. Nun brauch ich noch eine Lampe, die die 
entsprechende Power dafür hat.


Hier ist der Aufbau auf der Seite 460f beschrieben
http://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/buecher/Kohlrausch/Band_1/Waerme/Kohlrausch_1_Waerme_Transportgroessen.pdf

: Bearbeitet durch User
von Дуссель дук (Gast)


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Das bedeutet die Beleuchtungsquelle muss eine Groessenordnung schneller 
sein with die Zeitkonstante die es zu messen gibt. Eine Frage der 
Dimensionierung.
Und die deponierter Energie sollte zu einem hinreichend messbaren 
Temperaturanstieg fuehren.
Wenn das Zu messende Material nun 10 x 10 x 0.01 mm misst genuegt eine 
power LED, wenn ..

von Wastl S. (siggi-89)


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Die zu vermessende Probe (Pouchzelle) weist in etwa 90 x 110 x 6 mm auf.

Für meinen Aufbau hab ich mir folgendes überlegt:
Die Leuchtquelle soll nicht direkt auf die Probe strahlen, sondern 
zunächst auf ein dünnes Blechstück, gefolgt von einer Silikonfolie. 
Damit soll eine flächenmäßig möglichst gleichmäßige Energieabgabe auf 
die Batterie erfolgen.
Dieselbe Kombination würde ich auch auf der Rückseite verwenden bevor 
ich mit meinen Thermoelement messe...

von Дуссель дук (Gast)


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Mit soviel Zeug rundrum ist die Zeitkonstante so langsam, dass du auch 
eine Pfanne mit heissem Wasser auf die eine Seite stellen ind auf der 
anderen messen kannst. Das ist viel guenstiger...

von Wastl S. (siggi-89)


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Ok, wahrscheinlich hast du in der Sache recht.
Kannst du eine Leucht empfehlen, die die oben genannte Pouchzelle 
schnell erwärmen kann?

von Дуссель дук (Gast)


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Eine 500W Bau Halogen. Die ist wegen dem schlechten Uebertrag viel 
schlechter wie ein Pfanne Heisswasser.

von Wastl S. (siggi-89)


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:-P, aber ich brauch ja was um Impulserwärmungen zu induzieren

von Jojo S. (Gast)


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die Fraunhofer machen das mit Blitzlampen und IR-Kameras die wenige mK 
auflösen können. http://www.vision.fraunhofer.de/de/texte/218.html
Bei einer grösseren Masse gehen vermutlich auch IR-Strahler und ein 
mechanischer Shutter für eine kontrollierte Belichtungszeit.
Was haben die Grünen eigentlich in ihren bösen (NIR?) Blitzen die öfter 
mal am Strassenrand stehen? Sind die nur per Filterscheibe dunkelrot 
oder sind das spezielle IR-Blitze?

von Дуссель дук (Gast)


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Es bringt wenig, die Engerie in Mikrosekunden zu deponieren um 
Zeitkostanten in der Sekunden Ordnung zu messen. Allenfalls kann man die 
Oberflaeche fuer Infrarot schwaerzen, dann geht's etwas besser mit der 
Baulampe.

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