Hallo zusammen,
Für ein Thermometer-Projekt, bei dem ich die Körpertemperatur möglichst
genau messen will, verwende ich einen MAX30205-Sensor.
Diesen will ich mit einer langen, dünnen Platine in eine dünnwandige
Edelstahlhülse einschieben und thermisch mit dieser kontaktieren.
Eine Skizze findet ihr im Anhang. Am Ende der Hülse wird sie mit einem
3D-gedruckten gehäuse verbunden.
Es gibt natürlich dabei einige Punkte zu berücksichtigen:
1. möglichst gute Thermische verbindung zwischen Chip und Hülse
2. möglichst geringe Wärmekapazität des gesamten Aufbaus
3. möglichst geringe Wärmeleitung nach hinten zum rest der Apperatur.
Komplett vergießen scheidet dadurch aus.
Meine Idee wäre gewesen, den vorderen Teil(also 3-4mm) mit einem
Wärmeleitkleber auszufüllen und den Sensor dann einzuschieben. dahinter
lasse ich bis zum Gehäuse einfach Luft.
Habt ihr Empfehlungen für Kleber bzw Vergussmassen, die dabei verwendet
werden können? Oder gibt es Vorschläge für ein besseres konzept?
Ich bin für jeden Tipp dankbar.
Viele Grüße
SimCo
SimCo schrieb:> 1. möglichst gute Thermische verbindung zwischen Chip und Hülse> 2. möglichst geringe Wärmekapazität des gesamten Aufbaus
Dann darf deine Edelstahlhülse nicht rund sein. Die Schichtdicke des
Kontaktmediums und die Wärmekapazität ist bei einer runden Hülse
deutlich größer als bei einem elliptischen Querschnitt.
Hallo,
> SimCo schrieb:> Es gibt natürlich dabei einige Punkte zu berücksichtigen:> 1. möglichst gute Thermische verbindung zwischen Chip und Hülse
Feststoff ist allemal besser als Luft.
Wärmleitkleber bringen da nicht mehr so großen Effekt.
> 2. möglichst geringe Wärmekapazität des gesamten Aufbaus
Was auch immer du einfüllen willst, es wird ein Kompromiss zwischen
guter Wärmeleitung und geringer Wärmekapazität gefunden werden müssen.
> 3. möglichst geringe Wärmeleitung nach hinten zum rest der Apperatur.> Komplett vergießen scheidet dadurch aus.> Meine Idee wäre gewesen, den vorderen Teil(also 3-4mm) mit einem> Wärmeleitkleber auszufüllen und den Sensor dann einzuschieben. dahinter> lasse ich bis zum Gehäuse einfach Luft.
Ich empfehle einen 2k Epoxy-Kleber, der möglichst dünnflüssig ist.
Für ähnliche Zwecke benutze ich z.B. "Uhu Plus Endfest 300", der bei
Erwärmen auf ca. 40...50°C sehr dünn ist und so gut in Spalte fließt.
Kager 4439 hat ähnliche Eigenschaften. Der Uhu ist aber am leichtesten
zu beschaffen und ist sehr unproblematisch bezüglich Mischung und
Anwendung.
> Habt ihr Empfehlungen für Kleber bzw Vergussmassen, die dabei verwendet> werden können? Oder gibt es Vorschläge für ein besseres konzept?
Hülse so klein wie möglich mit dünnen Wandungen. Evtl. die Hülse leicht
oval verformen, so dass der Sensor in ein Röhrchen mit Di=3mm gerade
noch rein passt.
Gruß Öletronika
U. M. schrieb:> Feststoff ist allemal besser als Luft.> Wärmleitkleber bringen da nicht mehr so großen Effekt.
Wenn der Sensor komplett eingegossen ist und nur der hintere Teil, also
ab da wo das PCB dünner wird, freiliegt, ist dort Luft nicht bezüglich
der Wärmekapazität am besten?
Klar - Luft leitet Wärme nicht gut, aber ich messe ja auch nur in der
spitze, die ja dann thermisch gut verbunden ist.
Wolfgang schrieb:> Dann darf deine Edelstahlhülse nicht rund sein. Die Schichtdicke des> Kontaktmediums und die Wärmekapazität ist bei einer runden Hülse> deutlich größer als bei einem elliptischen Querschnitt.U. M. schrieb:> Hülse so klein wie möglich mit dünnen Wandungen. Evtl. die Hülse leicht> oval verformen, so dass der Sensor in ein Röhrchen mit Di=3mm gerade> noch rein passt.
Sehr gut, auf die Idee bin ich nicht gekommen. das werde ich versuchen,
sobald ich die PCBs hier habe.
U. M. schrieb:> Ich empfehle einen 2k Epoxy-Kleber, der möglichst dünnflüssig ist.> Für ähnliche Zwecke benutze ich z.B. "Uhu Plus Endfest 300", der bei> Erwärmen auf ca. 40...50°C sehr dünn ist und so gut in Spalte fließt.> Kager 4439 hat ähnliche Eigenschaften. Der Uhu ist aber am leichtesten> zu beschaffen und ist sehr unproblematisch bezüglich Mischung und> Anwendung.
Danke, werd ich mal besorgen, auch wenn man leider keine Infos zu
Wärmekapazität und Wärmeleitung finden kann. Aber irgendwo hab ich mal
von jemandem gelesen, der generell auch kühlkörper damit aufklebt. so
schlecht kann er also nicht sein.
Danke euch beiden :)
Hallo,
> SimCo schrieb:> U. M. schrieb:>> Feststoff ist allemal besser als Luft.>> Wärmleitkleber bringen da nicht mehr so großen Effekt.>> Wenn der Sensor komplett eingegossen ist und nur der hintere Teil, also> ab da wo das PCB dünner wird, freiliegt, ist dort Luft nicht bezüglich> der Wärmekapazität am besten?
Ja natürlich. Dort, wo du keine Wärmeleitung benötigst, da muß auch kein
Festkörper sein.
Evtl ist eine Füllung mit einem Isolierstoff in Form von Granulat oder
Mehl zweckmäßig.
> Klar - Luft leitet Wärme nicht gut, aber ich messe ja auch nur in der> spitze, die ja dann thermisch gut verbunden ist.
Die gute Wärmeleitung benötigst du natürlich nur im Bereich des Sensors.
>> Für ähnliche Zwecke benutze ich z.B. "Uhu Plus Endfest 300", der bei>> Erwärmen auf ca. 40...50°C sehr dünn ist und so gut in Spalte fließt.>> Kager 4439 hat ähnliche Eigenschaften. Der Uhu ist aber am leichtesten>> zu beschaffen und ist sehr unproblematisch bezüglich Mischung und>> Anwendung.> Danke, werd ich mal besorgen, auch wenn man leider keine Infos zu> Wärmekapazität und Wärmeleitung finden kann.
So? Ist Google bei dir kaputt?
Hier gibt es doch ein recht ordentliches Datenblatt
http://www.uhu-profi.de/uploads/tx_ihtdatasheets/tds_plus_endfest300.pdf
Die Wärmeleitung liegt auch gut im Erwartungsbereich für viele
Kunststoffe (mit ca. 0,2...0,3 W/m*K). Wärmekapazität kannst du auch
unter 1 annehmen.
> Aber irgendwo hab ich mal> von jemandem gelesen, der generell auch kühlkörper damit aufklebt. so> schlecht kann er also nicht sein.
Beim Kühlkörpern wird oft ein großer Kult um die Wärmeleitung des
spaltfüllenden Materials gemacht. Dabei ist meist die Spaltbreite viel
entscheidender. Bei Dicken von wenigen um bis paar 10 um spielt der
spezifische Koeff. für die Wärmeleitung nur noch in Speziellfällen eine
wesentliche Rolle.
Kannst es ja selber mal exemplarisch ausrechnen:
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit#Rechenbeispiel
Dementsprechdend sollte auch in deiner Applikation der Spalt zwischen
Sensor und Röhrchen möglichst eng sein. Das macht sich in doppelter
Hinsicht gut, einmal wegen des Wärmewiderstandes aber auch bezüglich
Masse (-> Wärmekapazität).
Gruß Öletronika