Hallo,
ich habe hier einige Kupfer-Konstantan Thermoelemente nach dem
Funktionsprinzip nach http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement bei
denen sich die ursprunglich punktverschweissten Enden mit der Zeit durch
mechanische Beanspruchung von einander gelöst haben (Bruch). Bisher habe
ich solche Elemente immer durch neue ersetzt.
Da ich aber auch Messaufgaben habe, bei denen nur Maximaltemperaturen um
die 100 Grad Celsius gemessen werden müssen, frage ich mich, ob die
Enden zwingend verschweisst werden müssen, also Metall auf Metall, oder
ob ich das auch verlöten kann. Durch das Lot kommt ja von der Sache her
ein drittes Metall ins Spiel, also habe ich dann im ungünstigen Fall
nicht mehr nur eine Verbindungsstelle (Kupfer-Konstantan) sondern zwei
(Kupfer-Lötzinn und Lötzinn-Konstantan). Habe ich da dann gegebenenfalls
so eine Thermosäule gebaut, wie sie in dem Wikipedia-Artikel beschrieben
wird?
Danke im Voraus,
Klaus
> also Metall auf Metall, oder ob ich das auch verlöten kann
Hast du das schonmal ausprobiert? Normalerweise lassen sich
Thermoelemente beschissen bis garnicht loeten.
Olaf
Klaus Kaiser schrieb:> ich habe hier einige Kupfer-Konstantan Thermoelemente bei> denen sich die ursprunglich punktverschweissten Enden mit der Zeit durch> mechanische Beanspruchung von einander gelöst haben (Bruch).
Könnte man da nicht die Enden verdrillen und mit einem Mini-
Schweissgerät in Feuerzeuggröße verschweissen?
Gruss
Harald
So verschweißt man Thermoelemente:
Nimm eine Kohle aus einem DC Motor. Klemm die an ein Netztei. Den
anderen Pol an das Thermoelement. Stell eine Spannung von ca. 20-30V
ein. Jetzt das verdrillte Ende des Thermoelementes über die Kohle
reiben.
Mit Spannung muss man ggf etwas spielen.
>Nimm eine Kohle aus einem DC Motor.
Statt Kohle geht auch eine Tasse mit konzentriertem Salzwasser -- ein
russischer Kollege hatte als Spannungsquelle einfach einen Stelltrafo
genommen, was nicht ungefährlich ist. Ich würde wohl ein
Elektroden-Schweißgerät versuchen, mit ca. 48V.
Russische Reparatur mittels Salzwasser.
Ich habe bei uns im Geschäft an einer Extruderheizung mehrfach die
Erfahrung gemacht dass Thermoelemente altern. Dies ist auch in dem
Wiki-Artikel vermerkt. Durch Materialwanderung verändert sich die
erzeugte Spannung. Wenn dann auch noch Na+ bzw Cl- Ionen mit ins Gefüge
eingebettet werden wird das Meßergebnis immer fragwürdiger. Ich tät das
lassen und für ein paar Mark ein neues Thermoelement kaufen.
Konstantan läßt sich nur recht schwer löten. Da braucht man dann schon
ein passendes Flussmittel. Ähnlich schlecht verlöten sich die Drähte von
Typ K Thermoelementen.
Das 3. Metall an der Lötstelle ist kein Problem, so lange die Temperatur
über die Lötstelle einigermaßen gleich ist, was bei einer eher kleinen
Lötstelle kein Problem ist. Auch das Einlegieren in den Draht geschieht
nur ganz lokal, stört also nicht.
Als Alternative zur Kohle aus dem Motor ginge noch Kohle aus einer
Zinkkohlebatterie, oder auch eine Bleistiftmine.
Als alternative Version zum Verschweißen, vor allem bei sehr dünnen
Drähten, eignet sich sonst ggf. auch ein großer Elko als Stromquelle.
Vorher Verdrillen oder verknoten hilft für die mechanische Stabilität.
Klaus Kaiser schrieb:> frage ich mich, ob die> Enden zwingend verschweisst werden müssen, also Metall auf Metall, oder> ob ich das auch verlöten kann.
Die ist klar, dass die Thermospannung wegen der zwei unterschiedlichen
Metalle entsteht...und zwar nur an der Grenzschicht an der die Metalle
verbunden sind?
Um deine Frage zu beantworten: Ja, es muss zwingend Metall auf Metall
sein.
Löten kann man zwar auch, schwächt aber a. den Effekt deutlich ab und b.
bräuchtest du dafür ne neue Kennlinie, die dir den Temperaturverlauf
verrät oder ist es dir wurscht wenn du statt 100°C nur 23,87°C misst?
Hrtlöten mit
degussa Flußmittel und normalem silberlot wie es zum hartlöten üblich
ist
wenn es sehr genau sein muß werden die elemente in der temperaturkammer
duchgefahren und der fehler ermittelt
aber < 1% ist der immer
schon seit über 40 jahren wird das hier sogemacht früher mit der
gasflamme heute mit nem wasserstofferzeuger aber nur weils mobiler und
kleiner ist
lücht schrieb:> Nimm eine Kohle aus einem DC Motor. Klemm die an ein Netztei. Den> anderen Pol an das Thermoelement. Stell eine Spannung von ca. 20-30V> ein.
Wieviel Strom muss denn das Netzteil dabei etwa bringen?
Ich habe die Enden meines Typ-K Elementes mit einer 0.5er Adernendhülse
verklemmt, diese auf ca. 3mm abgekniffen und dann verzinnt, um Korrosion
zu verhindern.
Vergleichsmessungen mit meiner Heißluft-Entlötstation und einem
punktverschweißten Vergleichselement zeigen, dass das Ganze recht gut
funktioniert.
Das ist dann natürlich nur bis etwas 200 Grad zu gebrauchen, dann
schmilzt das Lötzinn auf.
Wenn Du Dir das Bild hier
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement#/media/File:Themocouple_J.jpg
anschaust, siehst Du auch gleich, worauf es ankommt:
Das gleichzeitige Aufschmelzen zweier Drähte und zwar so, daß sich
während des Aufschmelzens ein "Tropfen" an der Verbindungsstelle bilden
kann.
Bei der Paarung NiCr-Ni (beide Drähte mit D 0,5 mm) geht das am besten,
wenn man die Drähte parallel, z.B. zwischen Holzbretter, so festspannt,
daß die Drahtenden vertikal nach oben herausstehen.
Die Drähte an der Schweißstelle auf ca. 20 mm Länge natürlich vorher
blank machen und beide vor der Schweißung dann abzwicken, damit keine
unerwünschte Oxyde vorhanden sein können.
Dann per WIG schweißen, wobei sich der Tropfen durch das Aufschmelzen
"von alleine" bildet, weil das Material dabei nach unten "wegfließt".
Mit niedriger Stromeinstellung schweißen. 20 bis 30 A reichen völlig
aus.
Und nur ganz kurz "draufhalten". ;)
Michael K. schrieb:> Die ist klar, dass die Thermospannung wegen der zwei unterschiedlichen> Metalle entsteht...und zwar nur an der Grenzschicht an der die Metalle> verbunden sind?
Aua .....
Mach Dich mal über TE schlau... Die Thermospannung ensteht entlang des
Wegintegrals der Leiter. Im Integral steht dann was mit dT * S(T,M)
(S=Seebeckkoeffizient, Material und Temperaturabhängig)
Solange die Verbindung (und ihre durch Verschweißung, Chemie, Migration
umlegierten Anschlußdrähte) keinen Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist,
entsteht da auch keine Thermospannung.
Aus einer ASTM Publikation über TEs, frei übersetzt: Ein TE mißt immer
die Temperatur, die es fühlt, das mag oder mag nicht die Temperatur
sein, die Dich interessiert! ;)
Schönes neues Jahr
Henrik
Klaus Kaiser schrieb:> Da ich aber auch Messaufgaben habe, bei denen nur Maximaltemperaturen um> die 100 Grad Celsius gemessen werden müssen, frage ich mich, ob die> Enden zwingend verschweisst werden müssen, also Metall auf Metall, oder> ob ich das auch verlöten kann.
Wenn Du nicht WIG schweißen (od. lassen) kannst, könntest Du es auf
Grund der relativ niedrigen T auch einfach per Klemmung der Drähte
versuchen:
Die Enden blank machen, eine Lüsterklemme so abschneiden, daß Du nur
noch eine "Klemmung" zur Verfügung hast und dann darauf achten, daß Du
per Schraubverpressung die zwei Drähte (aneinanderliegend) zum sicheren
Kontakt bringst.
Kupfer-Konstantan und Kupfer-Eisen kann man weichlöten!
Den Konstantandraht sofort nach Blankschmirgeln unter Reiben mit dem
Lötkolben und Kolophonium vorverzinnen. Nach Verzwirbeln mit dem zweiten
Draht fertiglöten.
Oberhalb 200° korrodiert alles schnell.
Hartlöten ist in jedem Fall dauerhafter. Geht tadellos mit einem
Propanbrenner und dem ummantelten Silberlot aus dem Baumarkt (es sind ja
nur sehr kleine Lötstellen).
Gruß - Werner
L. H. schrieb:> Klemmung der Drähte
Damit bringst Du aber zusätzlich eine grosse thermische
Kapazität und damit eine grosse Totzeit in den Regelkreis.
Thermoelementenimmt man ja gerade deshalb oft, weil sie
eine kleine Ansprechzeit haben.
Harald W. schrieb:> Damit bringst Du aber zusätzlich eine grosse thermische> Kapazität und damit eine grosse Totzeit in den Regelkreis.
Rein theoretisch ist das richtig.:)
Andererseits wissen wir aber nicht,ob es sich bei den Messungen des TE
um einen Regelkreis handelt.
Wir wissen aber, daß Metalle (auch das bisschen Lüsterklemme) relativ
gute Wärmeleiter sind.
So weit her dürfte es deshalb mit der "zusätzlich großen thermischen
Kapazität" nicht sein.
