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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperatur >1000°C messen


Autor: LinkinPark (Gast)
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Hallo,

ich habe mal ein vieleicht etwas ungewöhnliches Problem. Und zwar muss
ich Temperaturen von ca 1000°C messen. Was mir gleich als Erstes
einfiehl, war die Messung mittels eines Infrarot Sensors. Leider findet
man dazu sehr wenig Informationen. Hat jemand so etwas schon mal
ungesetzt oder gibt es noch andere Möglichkeiten ?

Vielen Dank schon mal

Autor: Michael B. (Gast)
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Eigentlich ne gute Idee.
Wie genau willst du denn messen?

Autor: Alexander (Gast)
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Infrarot ist ja eine kontaktlose Messung. Die Strahlung nimmt mit der
Distanz ab. Wie willst du das genau machen?

Ich habe schon PT100 bzw. PT1000 Elemente aus Platin gesehen, die
solche Temperaturen abkönnen. Sie sind von der Ausführung her aber
"etwas" größer als gängige Katalogware :)

Welches Gut muss den auf diese Temperatur gebracht werden?

Autor: Jürgen Berger (Gast)
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wie wär's mit Thermoelementen?

Jürgen

Autor: Johannes Raschke (Gast)
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Ich habe das mit dem k-Typ Sensor von meinem Multimeter schonmal
gemacht, prinzipiell kein Problem. Allerdings ist der Sensor nun bei
Raumtemperatur nicht mehr so arg genau; angeblich leidet die
Schweißstelle unter der Hitze. Ein brauchbarer IC zur Auswertung des
Sensors ist der MAX6674.

Autor: Johannes Raschke (Gast)
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Oops, sorry, der MAX geht nur bis 127 Grad. Mein Voltcraft - Multimeter
(DM3850) funktionierte aber einwandfrei bei diesen Temperaturen, auch
wenn es laut Anleitung nur bis 1200 Grad Celsius geht.

Autor: Tobias (Gast)
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Da ist das einzige was für dich in Frage kommt ein Thermoelement.
Wir nutzen diese Jedenfalls auf der Firma um genau soetwas zu machen.
Schau dich mal nach einem NiCrNi Typ K Element um.
Diese Infrarot Sensoren messen starke Unterschiede, jenachdem auf
welchem Untergrund du misst. (normal nur genau auf schwarzen Flächen)

Bovor ich mir die Finger wund schreibe, schau mal lieber auf:
http://www.temp-web.de/index.php
dort findest du sicher alle Informationen die du brauchst.

Autor: Thomas S. (Gast)
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Also mal so als 'ne Anregung. Bei solchen Temp. entstehen ja schon alle
möglichen Farben. Ich denke, daß man dabei das Spektrum zur Auswertung
heranzieht.

Gruß

TS

Autor: AxelR. (Gast)
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Genau. mit einem Glühdrahtthermometer. geht sehr genau!
Ein draht wird mit Strom zur Rotglut gebracht und durch den Draht die
heisse Stelle anvisiert. Wenn man den Draht nicht mehr sieht, weil der
die gleiche Farbe hat, wie das glühende Eisen(oder eben was anderes
glühendes), kann man vom Strom, der durch den Draht geht auf die
Temparatur schliessen (War bereits auf der Skala abgetragen). War zu
meiner Lehrzeit gang und gebe. Ob es sowas heute noch gibt, bzw. obs
noch verwendet wird - k.A.

Gruß
AxelR.

Autor: Marcus (Gast)
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Solche Temperaturen werden in der Industrie sehr häufig
mit kontaktlosen (optischen) Infarotsystemen gemessen.

Gruß, Marcus

Autor: LinkinPark (Gast)
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Hallo,

also erstaml danke für die große Beteiligung.

Es handelt sich um einen Ofen, also kann mal meiner Ansicht nach
entweder die Lufttemperatur im Inneren messen oder eben mit einem
Infrarot Sensor die Innenwände anvisieren.

Allerdings klingt das was Alexander geschrieben hat sehr plausibel,
dass die Strahlung mit der Distanz abnimmt. Wie wird dies bei
käuflichen Lösungen gehandhabt. Ich meine die Teile bei denen man
mittels eines Lasers die zu messende Stelle "anpeilt". Wird da etwa
gleich mittels des Lasers die Distanz zum Messobjekt ermittelt ? Damit
würde diese Möglichkeit natürlich für den Eigenbau ausscheiden, da das
mit der Lichtgeschwindigkeit ja so eine Sache ist...

Autor: LinkinPark (Gast)
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Der Link von Tobias ist übrigens sehr gut. Ein Typ-K Thermoelement
scheint wirklich das zu sein was ich brauche. Was jemand woher man
diese beziehen kann ?

Autor: anonym (Gast)
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Thermoelement ist gut! Aber ein Typ-K ist für solch hohe Temperaturen
nichtmehr so gut. Bis ca. 1500°C nehmen wir in der Firma Typ-S
(Pt/Pt-Rh10) die haben aber weniger Spannung und natürlich ne andere
Kennlinie. Kaufen kann man sowas zb. bei Omega oder goodfellow. oder
man hat die beiden Drahtsorten (mit Zertifikat!) und schweißt
selber...
mit nem OP-Verstärken und die Kennline in Software entzerren.
Pyroelektr. Sensoren sind meißt nicht sehr genau und Auchnoch Abhängig
von der Oberfläche des zu messenden Materials (Emmissionsfaktor...).
K-Thermoelemente werden gerne genutzt weil sie billig sind und viel
Spannung liefern. Dafür gehen sie bei hohen Temperaturen an Luft
schnell kaputt. Platin ist da viel beständiger.

Autor: LinkinPark (Gast)
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Hm also was ich gelesen habe gehen die K-Typen fast alle bis mindestens
1100 °C. Meine absolute Höchsttempereatur liegt bei 1000°. Was meinst
du mie "an Luft". Macht es einen Unterschied Gase mit 1000° zu messen
oder Flüssigkeiten ?

Autor: Tobias (Gast)
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Vieleicht solltest du einmal konkret dein Anwendungsgebiet angeben.
DAnn könnte man dir etwas besser Beraten :)

Da wo ich arbeite, verkaufen sie diese Thermoelemente, bei Interesse
meld dich mal (nein ich komme nicht aus der Schweiz)

Autor: dds5 (Gast)
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Ein Infrarot Thermometer (Pyrometer), das eine mit Thermoelementen
vergleichbare Genauigkeit hat, ist kaum unter 1000 Euro zu kriegen.
Das ist für diesen Fall sicher Overkill.
Hersteller: Raytek, Optris, Keller, Chinon, Land.

Dieter

Autor: Volker Schmitz (Gast)
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Ja, servus,
wenn Du nur bis 1000°C messen musst, bist Du mit einem Thermoelement
Typ K richtig beraten!!! Die Lebensdauer dieser Elemente beträgt dann
schon mehrere 1000h. Ein Platinelement wäre definitiv zu teuer dafür!!
Der Grund dafür, warum Typ K Elemente meistens nur bis 1000°C zu haben
sind, ist die Ummantelung der Elemente...
Man muss dann schon mit Keramiken isolieren...
Als Tip zur Temperaturmessung: http://www.tcdirect.de/reference.asp
Mal einfach das Handbuch bestellen, ist sehr hilfreich!!

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Der Thread ist über ein Jahr alt...(nur mal so zur Info)

Autor: Uwe K. (aerodactyl)
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Hallo zusammen,

ich greife diesen Fred mal wieder aus, da ich mich derzeit mit der 
gleichen Thematik auseinandersetze.

Hintergrund: Ich muss mit mehreren K-Thermoelementen Abgastemperaturen 
bis 1000°C messen und mit einem µC auswerten.

Mir geht es um die Ankopplung an den µC. Das MAX IC ist nicht so weit 
verbreitet, mit dem AD59x komme ich nicht wirklich klar, obwohl der mit 
ausreichen würde. Die Analogspannung würde ich in den µC einlesen und 
fertig. I2C Bus o.ä. brauche ich nicht zwingend.

Wenn ich nun ins Datenblatt des AD590 schaue, werden dort immer nur 
Temperaturen bis etwas über 100°C erwähnt, nix mit 1000°C. Wo liegt da 
mein Denkfehler?

Wie wird die elektrische Ankopplung der Leitung vom K-Sensor an die 
Platine gemacht? Wenn ich die Leitung zum AD590 o.ä. mache, gehe ich 
gewöhnlich über einen Steckverbinder und Kupferleiterbahn bis an den 
AD590 heran. Dies kann u.U. zu einem verfälschten Messergebnis führen, 
wenn ich die Lektüre richtig verstanden habe.

Kann mir da jemand ein paar Ratschläge geben?

Gruß

Uwe

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Vergiss diese IC's nimme einfach einen 24bit ADC. Der kann das auch. Ein 
Typ-K bringt 40uV pro Kelvin, das passt schon. Ein Thermoelementstecker 
sollte es schon sein, nicht einfach klemmen.

Autor: Dietmar (Gast)
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Der Denkfehler könnte die Betriebsspannung sein.
Ein AD59x liefert am Ausgang 10mV pro Grad Celsius.
Das wären bei 1100 Grad 11Volt.
Der Chip muß dann mit min.12 oder 15 Volt versorgt werden.
Die Ausgangsspannung von 11 Volt muß dann noch heruntergeteilt werden,um
einen Controller anzusteuern.

Sieh mal bei Farnell die Best.Nr. 7078146. 40-1100 Grad. 23,91 Euro

Autor: Ulrich (Gast)
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Der AD590 bzw. AD592 liefert 1 µA /K. Welche Spannung daraus wird hängt 
von der externen Schaltung (Widerstand) ab.

Der AD590 und ein Thermoelement sind 2 getrennte Dinge. Der AD590 geht 
bis vielleicht 150 C oder etwas mehr, aber keine 1000 C.  Zusammen mit 
dem Thermoelement könnte man den zur Kompensation der 
Vergleichslötstelle nutzen. Mit einem Widerstand von etwa 40 Ohm sollte 
das hinkommen. Wenn man einen µC nutzt kann man aber auch den µC nutzen 
um die Ref. Temperatur mit einzubeziehen, man muss es also nicht analog 
zusammenmischen.

Der passende Aufbau als Alternative zu einem speziellen IC wie MAX667x 
ist eher ein hochauflösender langsamer AD, für das Thermoelement und 
dann ein extra Temperatursensor (AD590, Diode, KTY..., LM75,...) für die 
Referenz-temperatur direkt am µC. Je nach AD (und Anforderungen an ESD 
Schutz) könnte sich auch noch eine Verstärkung vor dem AD Wandler lohnen 
- bei einige ADs geht es aber auch ohne.

Autor: ??? (Gast)
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Also der AD590 ist in Verbindung mit Thermoelementen nur zur Messung der 
Umgebungs- bzw. Vergleichsstellen temperatur nötig.
Thermoelemente messen immer nur Temperaturdifferenzen!

also:

                +-----Cu------+--------------\
Spannungsmessung           Vergleichs-        >o T
                           stelle            /
                ------Cu------+-------------/
                              Tv
Die Temperatur T - Tv ergibt die Spannung welche gemessen wird. Tv ist 
die Temperatur an der Stelle wo die Thermoelement-Leitungen erstmals mit 
normalem
Leitungsmaterial (Kupfer) in Berührung kommen. Um es einfacher zu machen 
sollte diese Stelle guten Thermischen Kontakt beider 
Thermoelement-Seiten haben. Wird nun die Temperatur dieser stelle 
gemessen, so kann diese Temperatur im Controller zur Temperatur aus der 
gemessenen TE-Spannung addiert werden. Damit gehen schwankungen der Tv 
(sinnigerweise Raumtemperatur) nicht mit in die Messung ein.
Die linearisierung macht man rechnerisch im controller. Da die 
Spannungen alle im µV bis mV Bereich liegen, ist eine Messung nach einem 
linearen Versterker (z.B mit OPV) einfacher.
kalibrieren kann man z.B. mit schmelzpunkten reiner Metalle (Gold 
1064.2°C, Silber 961.8°C) und Eiswasser oder Fibertermometer.

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