Feststellen wann ein Draht versagt möglich?

OP #5377358
Lesenswert?

Hallo Community,

möchte mittels eines einfachen, mechanisch automatisierten Aufbaus, die 
Lebensdauer einer ~15cm langen Litze feststellen, bzw. wann sie anfängt 
zu versagen.
Die motorgetriebene Maschine biegt den Draht entsprechend schnell und 
oft.

Nun stellt sich mir die Frage, kann man technisch feststellen wann 
einzelne Drähte der Litze, schon Unterbrechungen haben?
Mit einem normalen Multimeter lässt sich selbst bei einem einzigen Draht 
kaum zuverlässig ein Widerstand feststellen.

Gibt es Widerstandsmessgeräte die so fein sind, oder ist das 
physikalsich nicht klar feststellbar?

Schon mal vielen Dank für mögliche Antworten!

Wenn noch Fragen zum Aufbau sind, nur her damit bitte.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5377369
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Gibt es Widerstandsmessgeräte die so fein sind, oder ist das
> physikalsich nicht klar feststellbar?
Ja. Aber es ist sicher ungleich schwieriger, das im Betrieb 
festzustellen...

Wenn diese Leitung nur in ausgebautem Zustand vermessen werden soll, 
dann würde ich einfach ein paar Ampere drüber lassen und den 
Spannungsabfall messen.
Gast #5377380
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Die motorgetriebene Maschine biegt den Draht entsprechend schnell und
> oft.

Dann hat der Draht da nix verloren. Kann man das nicht anders lösen, 
entweder mit Lahnlitze (auch nur ein spezieller Draht, der aber 
konstruktiv schon mehr Biegungen aushält) oder gleich induktiv, per Funk 
oder wie auch immer.

Dürfte billiger sein und den Kunden erfreuen, wenn er keine 
Fehlkonstruktion bekommt.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #5377383
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Du meinst das aber nur sehr kurzzeitig, oder? Sonst brennt sie ja durch.
Nein, ich meine das so, dass im schlimmsten Fall nur die vorgeschädigte 
Leitung durchbrennen würde.

Im Normalfall fallen an der unbeschädigten Leitung nur ein paar mV ab.
Mit einer Wärmebildkamera sieht man dann sogar die Fehlerquelle...
Gast #5377399
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Wäre ausgebaut, ja. Du meinst das aber nur sehr kurzzeitig, oder? Sonst
> brennt sie ja durch.

Das kommt drauf an, wie dick der Draht ist.

IMHO ist das auch mit dem Milliohmmeter gar nicht so einfach zu messen, 
weil sich die Leitfähigkeit beim Bruch eines Einzeldrahtes kaum ändert. 
Die Länge der Querschnittsveränderung ist bei einem Einzelbruch in 
Relation zur Gesamtlänge extrem kurz und außerdem beträgt die 
Querschnittsschwächung - je nach Anzahl der Einzeldrähte - nur wenige 
Prozent.
Da wirst du eine ganz gehörige Messgenauigkeit brauchen, um das über den 
Widerstand zu erfassen.
#5378217
Lesenswert?

HF-Wellenmann schrieb:
> könnte man da was mit HF machen?

Ich würde eher Audio versuchen.
Aus Erfahrung:
An Kontaktstellen (Steckverbindungen, Schraubverbindungen, Klemmstellen, 
Schalter...) über die große Gleichströme - aber auch Audiosignale - 
fließen,  werden geringste Widerstandsänderungen (z.B. Erschütterungen, 
Bewegungen oder Ziehen an Leitungen) hörbar.

So ein Riss in einem Drähtchen könnte bei entsprechender Verstärkung 
eventuell durch ein Knacken oder Prasseln abgehört werden, wenn sich die 
Enden immer wieder mal berühren?

Prinzip Kohlemikrofon.
Gast #5378383
Lesenswert?

hase schrieb:
> Alex G. schrieb:
>> Die motorgetriebene Maschine biegt den Draht entsprechend schnell und
>> oft.
>
> Dann hat der Draht da nix verloren. Kann man das nicht anders lösen,
> entweder mit Lahnlitze (auch nur ein spezieller Draht, der aber
> konstruktiv schon mehr Biegungen aushält)

Meine Vermutung ist die, daß dieses Drahtstück (=Kabel) in einer 
Testvorrichtung belastet, d.h. motorisch bewegt werden soll und 
währenddessen erfasst werden soll, ob und wann sich in welchem Umfang 
der Widerstand verändert und somit eine Schädigung des Kabels erkannt 
werden kann...
Gast #5378407
Lesenswert?

So verstehe ich das auch - eine Materialprüfung bzw. 
(Sub-)Bauteilprüfung.

Ich vermute, es wird einfacher sein, das mechanisch zu detektieren. 
Kraft- und Wegaufnehmer sind ja sicherlich vorhanden? Wenn Kraft pro Weg 
kleiner wird, ist meist ein Teil des Querschnitts verloren gegangen. 
Oder ist die Litze so fein, dass die Kraft zum Biegen zu klein ist?

MfG, Arno
Gast #5378480
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Nun stellt sich mir die Frage, kann man technisch feststellen wann
> einzelne Drähte der Litze, schon Unterbrechungen haben?

Ganz einfach:
1. Versuchsreihe machen, in regelmäßigen abständen Kabelprobe entnehmen 
und zerstörend prüfen.

Mit anderen Worten: Abisolieren und Litzen auseinandersortieren.
Beitrag #5378846 wurde von einem Moderator gelöscht.
OP #5378854
Lesenswert?

Okey, das sind jetzt mal eine Menge Vorschläge! :)
Vielen Dank!

Ja es handelt sich um einen Testaufbau für ein Projekt welches dann 
innerhalb von Kleidung, am Körper getragen wird.

Die Litzen sind entsprechend dünn da sie flexibel sein müssen.
Im grunde geht es durch den Test darum fest zu stellen wie dünn sie sein 
dürfen.


Die Variante mit dem Milliohmmeter wäre weiterhin die einfachste. Aber 
bevor ich 100-200€ für ein gebrauchtes Gerät ausgebe, wüsste ich schon 
gern ob jemand belastbar sagen kann ob so ein Drahtbruch, damit 
feststellbar ist. Meine Intuition würde eher zu nein tendieren. Eben 
weil die Drähte im Inneren ja nicht isoliert sind und irgendwie muss ich 
das Messgerät ja auch an das Drahtstück anklemmen.



Schreiber schrieb:
> Ganz einfach:
> 1. Versuchsreihe machen, in regelmäßigen abständen Kabelprobe entnehmen
> und zerstörend prüfen.
>
> Mit anderen Worten: Abisolieren und Litzen auseinandersortieren.
Das ist wohl die mühsehligste aber wahrscheinlich sicherste Methode.

Denke ich werde erstmal den Ansatz mit der hohen Stromstärke und 
Spannungsabfall messen, probieren.
Allerdings frage ich mich ob es nicht einen größeren Unterschied machen 
wird ob die Umngebungstemperatuzr zufällig mal ein grad höher ist, oder 
die Leitung ein paar Millimeter kürzer. Das wäre dann wieder zu 
unzuverlässig...


Route 6. schrieb:
> Ich würde eher Audio versuchen.
> Aus Erfahrung:
> An Kontaktstellen (Steckverbindungen, Schraubverbindungen, Klemmstellen,
> Schalter...) über die große Gleichströme - aber auch Audiosignale -
> fließen,  werden geringste Widerstandsänderungen (z.B. Erschütterungen,
> Bewegungen oder Ziehen an Leitungen) hörbar.
>
> So ein Riss in einem Drähtchen könnte bei entsprechender Verstärkung
> eventuell durch ein Knacken oder Prasseln abgehört werden, wenn sich die
> Enden immer wieder mal berühren?
>
> Prinzip Kohlemikrofon.
Das klingt auch sehr spannend, aber ist so garnicht mein Fachgebiet...
Was für Ausrüstung bräuchte man dafür?
Beitrag #5378863 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5378866 wurde von einem Moderator gelöscht.
Gast #5378877
Lesenswert?

Eine Unterbrechung eines Einzeldrahtes, der von den anderen nicht 
isoliert ist, entspricht so etwa einem Kratzer an einem massiven Leiter 
- definitiv nicht messbar. Finde dich damit ab, dass du nur die 
endgültige Unterbrechung erfassen kannst.

Georg
#5378878
Lesenswert?

Alex G. schrieb:

> möchte mittels eines einfachen, mechanisch automatisierten Aufbaus, die
> Lebensdauer einer ~15cm langen Litze feststellen, bzw. wann sie anfängt
> zu versagen.

Theoretisch geht das schon. Entsprechende Geräte werden an Seilbahnen
verwendet, um festzustellen, wann die Trag- und Zugseile ausgewechselt
werden müssen. Diese Geräte sind aber sicherlich recht teuer und
deshalb für Dich nicht sinnvoll.
Beitrag #5378883 wurde von einem Moderator gelöscht.
Gast #5378908
Lesenswert?

> Beitrag #5378846 wurde von einem Moderator gelöscht.

Sehr eigenartig, hier wird Ähnliches beschrieben und da wird nicht 
gelöscht:

> Entsprechende Geräte werden an Seilbahnen
> verwendet, um festzustellen, wann die Trag- und Zugseile ausgewechselt..

Ist schon ein spaßiges Forum.
Gast #5378944
Lesenswert?

Echt easy schrieb im Beitrag #5378883:
> georg schrieb:
>> Eine Unterbrechung eines Einzeldrahtes, der von den anderen nicht
>> isoliert ist, entspricht so etwa einem Kratzer an einem massiven Leiter
>> - definitiv nicht messbar. Finde dich damit ab, dass du nur die
>> endgültige Unterbrechung erfassen kannst.
>>
>> Georg
>
> Unfug

Für diese Äußerung hast du doch sicher eine gute Begründung?
#5378952
Lesenswert?

HF-Wellenmann schrieb:
> könnte man da was mit HF machen? Ev. Ändert sich das
> Reflektionsverhalten der Leitung wenn sie Litzen verliert...
>
> Ist aber vermutlich eher Stoff für ne Doktorarbeit...

Die Motorenbauer "klingen" doch so einen Motor ab. Machen die das nicht 
auch mit Frequenz. Sender und Empfänger.
So muss man die Kabel nicht schon vor dem Einsatz einem hohen Stress 
aussetzen und braucht auch nicht so viel Strom.
Gast #5379091
Lesenswert?

Route 6. schrieb:
> Ich würde eher Audio versuchen.

Das halte ich nicht nur für eine gute  Idee, sondern für eine geniale. 
Ich habe deswegen einen vielversprechenden Versuch gemacht:

Eine normale ca. 0,75mm² Litze mittendrin auf ein paar mm abisoliert, an 
den Enden der Leitung einen Mikrofoneingang angeschlossen und die Litze 
mit ca. 1 A durchströmt. Ein bisschen Brummen, Rauschen vom Mikro-VV, 
aber keine Geräusche beim "Berarbeiten" der Litze.

Dann ein Litzendraht durchtrennt. Das ist eine andere Situation, als 
wenn der Draht in der Isolation durchtrennt wird, denn dann liegt er 
nach wie vor an den Nachbardrähten an, hier aber nicht.

Die Erfahrung in dieser Situation: Allein das Bewegen des abstehenden 
Endes ist gut hörbar. Eine 2 mm-weite "Brücke" ergibt richtige Knackser. 
Das Walken der offenen Stelle ist gut hörbar, das Walken anderswo 
unhörbar.

Nun ist die Situation bei unverletzter Isolation anders. Ich schätze, 
dass man einen einzelnen unterbrochenen Draht (noch) nicht hören kann. 
Erfahrungsgemäß brechen aber als nächstes die Nachbardrähte an gleicher 
Stelle, und das dürfte dann bald wieder sehr gut hörbar werden.

Nebenbei: die 1 A kamen aus einem einfachen Labornetzgerät im 
Konstantspannungsbetrieb mit einem Vorwiderstand zur Stromeinstellung. 
Im Konstantstrombetrieb sind mehr Störungen aus dem Netzteil höher.

Wenn das ein Unternehmen wäre, in das man investieren kann... ich wäre 
dabei.
Gast #5379093
Lesenswert?

Crystal Bowler schrieb:
> Vor 5 Jahren wurde folgendes geraten:
>
> Beitrag "Wie kann man die Stelle des Kabelbruchs in einem
> Verlängerungskabel erkennen?"

Dort wird die Unterbrechung gesucht.
Aber der TO hier möchte folgendes:

Alex G. schrieb:
> möchte mittels eines einfachen, mechanisch automatisierten Aufbaus, die
> Lebensdauer einer ~15cm langen Litze feststellen

Also möchte er nicht erst wissen, daß eine Ader gebrochen ist und 
wo, sondern er möchte es schon vorher wissen...
OP #5379112
Lesenswert?

sumo schrieb:
> Also möchte er nicht erst wissen, daß eine Ader gebrochen ist und
> wo, sondern er möchte es schon vorher wissen...
Moment, nicht ganz sicher ob wir alle von den selben Begriffen sprechen.
Ich rede von einer Litze mit vielen (~10-20) Einzel-Drähten drin. Die 
sind nicht zueinander isoliert.

Oder ist das was ich meine eher Draht aus mehreren Einzel-Litzen?


@Zahn der Zeit
Sehr interessant. Wenn das tatsächlich ohne Hochfrequenzmessgeräte 
ginge, wäre es schon optimal. Wobei ich ein 1Mhz Oszilloskop schon zur 
Verfügung hätte.

Verstehe aber noch nicht so ganz wie du das angeschlossen hast.
Hast du zwei der Litzen genommen und an die beiden Pole des 
Mikrofoneingangs gekoppelt? Und dann 1A da durch laufen lassen?
Geht bei so einer Stromstärke nichts im Aufnahmegerät kaputt?


Aber da deine Leitung ja unisoliert war. Sicher dass die Störgeräusche 
nicht eindach nur elektrostatische Entladungen von deinen Händen waren?
Gast #5379125
Lesenswert?

Alex G. schrieb:
> Moment, nicht ganz sicher ob wir alle von den selben Begriffen sprechen.
> Ich rede von einer Litze mit vielen (~10-20) Einzel-Drähten drin. Die
> sind nicht zueinander isoliert.

Mein Einwand bezog sich auf den Link von Crystal Bowler. Dort war die 
Rede von einer völligen Unterbrechung, nicht nur vom Bruch eines 
Äderchens. Und die Stelle, wo die Unterbrechung ist, sollte dort 
gefunden werden.
Gast #5379145
Lesenswert?

sumo schrieb:
> Crystal Bowler schrieb:
>> Vor 5 Jahren wurde folgendes geraten:
>>
>> Beitrag "Wie kann man die Stelle des Kabelbruchs in einem
>> Verlängerungskabel erkennen?"
>
> Dort wird die Unterbrechung gesucht.
> Aber der TO hier möchte folgendes:
>
> Alex G. schrieb:
>> möchte mittels eines einfachen, mechanisch automatisierten Aufbaus, die
>> Lebensdauer einer ~15cm langen Litze feststellen
>
> Also möchte er nicht erst wissen, daß eine Ader gebrochen ist und
> wo, sondern er möchte es schon vorher wissen...

Es möchten den kurzfristig bevorstehenden Ausfall der gesamten Leitung 
daran erkennen, indem er feststellt ob (und wieviele) Teile der Leitung 
(die einzelnen Litzendrähte) gebrochen sind. Dazu sollte sich IMHO die 
vorgeschlegene Reflexionsmessung eignen, da an den gebrochenen 
Litzendrähten die Welle in der Litze zuruckgeworfen wird und so als Echo 
messbar ist.
Für das auftreten eines "Echos" ist m.E. nicht erforderlich das das 
gesamte Kabel unterbrochen ist.
Gast #5379180
Lesenswert?

Wenn der Hersteller dazu bereit ist etwas ueber seine Litze zu
erzählen bzw Dir ein Datenblatt zu geben ,kannst Du Zeit sparen.
Das Material / die Legierung koennte einiges ueber Haltbarkeit
aussagen...

wenn Biegeradius ungünstig, dann schlechte Haltbarkeit.

Schaue mal nach ueber antistatische Kleidung !
In Italien wurden vor etwa 20 Jahren Versuche
mit Textilien mit Metalldrähten für Raumfahrt
gemacht.

Superflexibel war das Zeugs nicht !
Gast #5379209
Lesenswert?

Fotos anbei. Über das rote Kabel wird ~1 A DC eingespeist. Der 
Mikrofon-Eingang sieht nur wenige µV oder mV DC. Das ist völlig 
ungefährlich.

Interessanter wäre eine Audio-Aufnahme. Das ist etwas aufwändiger als 
Fotos, aber eigentlich bräuchte man ein komplettes Video, um ein Gefühl 
dafür zu bekommen, was das gerade ist, was man hört.

Dass das ausschließlich Geräusche von der defekte Stelle sind, lässt 
sich sehr leicht nachweisen. Es ist vollkommen egal, wo ich sonst 
anfasse: Man hört nichts. Außer ich bewege den Aufbau so stark, das sich 
auch an der Schadstelle etwas ändert.

Ein Oszi wird nicht reichen. Es muss ein optimal rauscharmer 
Vorverstärker sein, aber mit einem Audio-Trafo lässt sich die 
Empfindlichkeit noch erheblich gegenüber dem, was ich im Moment erreicht 
habe, vergrößern. Und das Ergebnis zu hören ist wesentlich 
eindrucksvoller und informativer, als Zacken auf dem Oszi zu sehen.

DZDZ
Angehängte Dateien:
Gast #5379582
Lesenswert?

Hi Alex,

noch ein paar Gedanken zur Ausführung: Das ist keine Methode, bei der 
man mit einem einfachen Versuch "geht" oder "geht nicht" entscheiden 
kann. Man kann einiges falsch machen, man kann auch mit Ideen noch mehr 
aus dem Ansatz heraus holen. Kreativität und Sachverstand gehören dazu, 
einiges an Know-How muss man sich vermutlich erst erarbeiten. Mein 
Vorversuch zeigt nur: Die Chancen stehen sehr gut.

Beispiel: Ich gehe mal davon aus, dass du weist, was eine 
Kelvinkontaktierung ist. Wenn die zu messende Ader über nur je einen 
Steckkontakt pro Aderende angeschlossen wäre, dann würde man 
voraussichtlich wesentlich mehr "Signal" von dem Steckkontakt als von 
einer Bruchstelle bekommen und deswegen zu dem Schluss kommen, dass das 
Verfahren Mist sei.

Ich sehe keine Möglichkeit, an einem der Praxis entsprechend definiert 
beschädigtem Kabel Versuche zu machen. Selbst wenn es gelingen sollte, 
eine oder mehrere Drähte zu unterbrechen, ohne die Isolation zu 
beschädigen, wäre nicht bekannt, ob diese Unterbrechungen der Praxis 
entsprechen. Umgekehrt: Messen (oder "mithören") bis was zu passieren 
scheint, und dann das Kabel öffnen, scheint der einzige Weg, aber er ist 
sehr langwierig.

Eine geeignete mechanische Anregung dürfte sehr hilfreich sein. Das 
Stichwort "Kohlemikrofon" hatte Route 66 auch schon genannt: Vibration, 
vielleicht auf einem Lautsprecher liegend, könnte bei einem 
angeknacksten Kabel ein deutlich hörbares und wesentlich besser 
messtechnisch detektierbares Signal erzeugen, als das Knacksen und 
Knistern bei einfacher Bewegung. (Ich habe hier zufällig gerade einen 
sog. "Körperschallwandler", der könnte auch gut oder mindestens besser 
geeignet sein.)

Ich halte es für gut möglich, dass die Empfindlichkeit eines guten 
Mikrofon-Vorverstärkers in der Praxis vollkommen ausreicht. Falls nicht, 
hatte ich einen Trafo vorgeschlagen. Der müsste ganz spezielle 
Eigenschaften haben, die man bei Audio-Trafos, die für sog. 
Moving-Coil-Tonabnehmer verwendet werden, finden kann: Eine sehr geringe 
Eingangsimpedanz, ein vernünftiges Transformationsverhältnis und eine 
sehr gute magnetische Abschirmung.

Viel Erfolg

DZDZ

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren