Heisse Elektronik

Aug 24, 2012 27 Replies

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Moin!



Ich würde gerne Temperaturverläufe im hermetisch verschlossenen Kochtopf bzw. darin eingebauten Gegenständen messen - sagen wir mal: Zeit zwischen Verschließen und Öffnen bis zu einer halben Stunde, Spitzentemperaturen an die 150° C, im Backofen vielleicht auch 200° C. Loch reinbohren und Sensorleitung durchziehen ist nicht (nun ja: es gibt eine Gummidichtung, insofern könnte man vielleicht doch dünne Drähte in den Dichtspalt reinquetschen ... vielleicht doch die bessere Option), also muß das Ding autonom agieren und entweder in der Zeit die Meßdaten aufzeichnen oder per Ultraschall oder sowas durch die Wand funken.



Prinzipiell gäbe es zwei Optionen:



  1. Elektronik + Stromversorgung, die solche Temperaturen abkönnen,
  2. eine Wärmeisolation, die den Krempel hinreichend lange hinreichend kühl hält.

Für die zweite Option wäre eine Schmelzkühlung denkbar: Außen eine Isolationsschicht (Vakuum?), dahinter eine Schmelzmasse, die die durchtretende Wärme als latente Schmelzwärme aufnimmt und dadurch einen Temperaturanstieg verzögert.



Der ganze Apparat soll nicht so groß werden (vielleicht 100 cm^3, also billardkugelgroß).



Ideen in diese Richtung?



(Wahrscheinlich ist es am einfachsten, an der Gummidichtung rumzufummeln und durch die Thermoelementleitungen durchzuziehen. Dann kommt einfach außen normale Laborelektronik dran. Silikonisolierung ist aber wohl das mindeste: Drinnen ist halt agressives Zeug.)



Gibt es handelsübliche bezahlbare kleine Drucksensoren für diesen Bereich, die sich an der Temperatur nicht stören und ca. 1 bar Skalenendwert mit 10 bit auflösen können?



Die ganze Geschichte muß übrigens nicht notwendigerweise elektronisch sein: Eine mechanische Lösung (z. B. mit Federwerk) ginge im Prinzip auch, mehr als 0,1 Hz Meßfrequenz brauche ich nicht. Z. B. sowas: Es gibt eine temperaturempfindliche Stimmgabel, die in Abständen von einem Uhrwerk angeschlagen wird. Der Ton wird außen mit Mikrofonen aufgenommen, die gemessene Frequenz ist dann der Meßwert.



Stromversorgung wäre eher problemlos: Wegen der Dichtung sind Topf und Deckel gegeneinander isoliert, da kann man moderat (paar zehn Volt) Spannung anlegen. (Hm, auf dem Weg müßte man eigentlich auch die Signale rauskriegen können - Spannungsquelle schön hochohmig machen.) Dann braucht man eigentlich gar keine Elektronik, nur eine Diode im Glasgehäuse oder sowas als Sensor. (Reicht einmal kalibrieren, oder läuft die weg?)


Gruß aus Bremen Ralf


R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen: adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus

Am 24.08.12 23.24, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Na wunderbar, simpelst. NTC? So dass Du mit Zweileiterschaltung auskommst?

Oder eine Minimallösung (Zweidraht mit Modulation der Stromaufnahme) mit etwas Vogelfutter rund um einen Analog Devices TMP03 oder so, das hat natürlich weniger analoge Schmutzeffekte. Die gehen aber i.d.R. nur bis 150°C.

Die Methode ist deutlichst veraltet, funktioniert aber natürlich grundsätzlich. Kommt immer drauf an, welche Anforderungen man hat.

Für moderate Anforderungen an Nullpunktstabilität und Stabilität der Empfindlichkeit kann man Dioden bei Konstantstromspeisung i.d.R. bis ca. 150°C einsetzen. Besser sind AFAIR als Diode beschaltete Bipolartransistoren. U_BE ist ziemlich linear mit negativer Empfindlichkeit von T anbhängig. Individuelle Zweipunktkalibrierung ist Pflicht. Und mehr als 150°C geht i.d.R. mit allen "normalen" Halbleitern nicht.

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begin quoting, Volker Staben schrieb:

Im Prinzip ja. "Isoliert" ist allerdings relativ, wenn darin heiße leitfähige Brühe rumschwappt. Das geht (ggf.) also nur für die Stromversorgung, ein paar Sensorleitungen müssen schon extra, vor allem, wenn ich mehr als einen Sensor drin haben will. Und dann brauche ich gar keine Stromversorgung, die geht dann auch über die - isolierten - Sensorleitungen.

Werde ich mir anschauen.

Wahrscheinlich ist irgendwas auf Temperatur Gezüchtetes doch sinnvoller - man muß sich keinen unnötigen Ärger machen.

Und für die Druckmessung muß ich mal schauen, ob ich nicht noch ein Kapillarröhrchen durch die Dichtung durchgefummelt kriege, dann kommt einfach außen ein ganz ordinäres Manometer dran. Dem Druck ist der Temperaturverlauf schließlich egal, solange ich keine Tropfen oder Dreck in der Zuleitung habe. Als Drucksensor kommt einfach eine kleine Dose mit einer Silikonmembrane mit zwei Kontakten o. ä. rein: Wölbt sich die Membran nach außen, also von der Sensorleitung aus gesehen in den Topf hinein, wird etwas Gas abgelassen, umgekehrt hineingepumpt (am besten über eine zweite Leitung, damit es keinen Druckabfall durch Strömung gibt). Glaube nicht, daß es dafür etwas Fertiges gibt.

Eine noch nicht geklärte Frage ist, ob die Messungen überhaupt wirklich benötigt werden oder der Prozeß nicht hinreicht gut durch eine Simulationsrechnung beschrieben werden kann. Dann werden nämlich nur Thermochromfarben oder Schmelzelemente oder sowas eingesetzt, um zu überprüfen, ob vorgegebene Maximaltemperaturen in der vorhergesagten Zeit erreicht wurden - falls das paßt, stimmt die restliche Simulation auch. (Hm, das geht auch elektrisch: Schmelzdrähte, die bei Temperaturüberschreitung abschalten. Oder Übertemperaturwächter, die tun dasselbe.)

Gruß aus Bremen Ralf

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Hmm, bis 100°C kenne ich so etwas. Die Dinger, die man mit in das Eierwasser schmeißt. Aber Backofentemperatur ist sportlich. Da die Biester ziemlich ungenau geregelt sind, müsstest Du, wenn Du auf Nummer sicher gehen willst, eher für 300°C auslegen. Und da wird es echt eng.

Gefühlt würde ich sagen ja. Allerdings wird die Zuleitung in lebensmittelecht und gleichzeitig Temperaturfest auch kein Spaß. Teflonisolierter Streifenleiter vielleicht. Evtl. geht auch Kapton, aber ich weiß nicht, wie es da mit Lebensmitteln aussieht.

Temperatursensoren bekommt man Säurefest, indem man sie in einen kleinen Glastropfen einschmilzt. Zufällig ein Glasbläser in der Nähe? Im Dunstkreis der Chemiker wurde man da früher gerne mal fündig.

So Zeug (also mit Kabel) bekommt man meines Wissens in fertig. Wird AFAIK im Bereich von Niedrigtemperaturgaren eingesetzt.

Funk/Schall kannst Du vergessen. Da kommt nichts durch, respektive braucht zu viel Energie.

Wie groß darf es denn werden? In jedem Fall müsstest Du für 30 Minuten mit mehrschichtigem, evakuiertem, verspiegeltem Glas hantieren. Sozusagen geschachtelte Thermoskanne in klein.

Ack.

Riesenaufwand.

Bitte aufpassen, die Weichmacher im Silikon sind nicht unbedingt fürs Essen gedacht.

Bit? Ich würde alles in der "Hot-Zone" analog und passiv machen. Und nein, Du brauchst den Druck sicher nicht mit 10 Bit Genauigkeit. Das kannst Du den Jungs in der Physikalisch Technischen Bundesanstalt überlassen.

Na, sag das doch gleich. Temperatur geht mit einem kleinen, gefüllten Gefäß mit einer Kapillare dran. Für Druck das gleiche mit einer Membrandose. Beides sollte in Edelstahl gehen, was die Lebensmittel nicht vergiftet und sich gut reinigen lässt.

Die musst Du aber auch erst mal von den Störgeräuschen isolieren. Sonderlich genau wird das jedenfalls nicht.

Du weißt aber schon, dass bei einem üblichen Schnellkochtopf die Haken, mit denen der Deckel festgehalten wird, unweigerlich für Verbindung sorgen. Und ähnliches gilt eigentlich auch für jegliche andere Gummidichtung in diesem Umfeld.

=> Frequenzweiche. Aber bringt nichts, wie gesagt.

Nein, das geht schon. NTC würde es mutmaßlich auch tun.

Marcel

Am Sat, 25 Aug 2012 20:20:51 +0200 schrieb Marcel Müller:

Silikonleitung je nach Hersteller und Variante normalerweise max. 200°C bis 250°C. Mehr geht und kostet mehr.

In der Praxis hält Silikonkautschuk tatsächlich auch einen mit Kraft raufgedrückten Lötkolben mit nominal 370°C (WEller TCP, 7er Spitze) aus, ohne mechanisch beschädigt zu werden. Die Farbe verblasst u.U. etwas. Macht man natürlich nicht, wenn man das Zeug ins Essen wirft, chemische Zersetzung dürfte begonnen haben ...

Weichmacher sind ein Problem, aber nicht bei Silikon. Was bei Silikon für Lebensmittel ungeeignet sein kann, sind manche Katalysatoren. Ist aber kein Problem, beim Hersteller zu fragen.

Drucksensoren mit Digitalausgang sind eher selten - Hinweise auf Typen in Edelstahl würden mich auch interessieren. Analoge gibt es allerdings zu Hauf in Edelstahlausführung - falls es elektronisch sein soll.

Marc

"Marcel Müller" schrieb im Newsbeitrag news:50391783$0$6565$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

Hi, dünner Alupott auf Induktionsherd? Sollte genug Restfeld innen ankommen, um eine Elecktroniek zu laden. Blöd ist die Temp, Isolation trägt auf. Per "Transpondertechnik" könnte man den Wert zurücksenden.

mfg, gUnther

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begin quoting, Marcel Müller schrieb:

Nein, nein, keine echten Backofentemperaturen. Erwartet werden max.

150° C, evtl. mit kleinen Spitzen drauf.

Irrelevant. Das ist nicht für die Produktion gedacht, sondern ein reiner Laboraufbau zum Ausmessen der Geräte, da wandert nichts auf den Tisch, sondern höchstens in den Abfall. Ich mache mir nicht um die Brühe, sondern um die Instrumente Sorgen: Konzentrierte Salzlösung bei

150° C und 2 bar korrodiert Dir jedes Metall außer Gold und Edelstahl schneller, als Du gucken kannst - CuL ist nicht.

("Lebensmittel" wollte ich schon verwenden: Reis ist so praktisch widerverwendbar, kann man mehrfach durch Kochen aufquellen und anschließend wieder trocknen lassen. Irgendwann zerbröselt er dabei wohl final - ist aber egal, der kostet doch nichts. Das ist aber auch bloß eine Testsubstanz "breiige Konsistenz" zur Unterbindung von Konvektion gegenüber der Testsubstanz "Wassersuppe".)

Und das überleben die?

Ja, schon...

Funk ist klar, aber Schall auch?

ACK

Egal, s. o.

Wieso? 10 bit sind e-3 - das ist ja nun nicht gerade das Wunder an Präzision (mbar/bar), sondern normale DVM-Genauigkeit.

Geht das wirklich? Die Temperatur in de Kapillare ist nicht konstant, und deren Durchmesser auch nicht. Flüssigkeitsthermometer sind komliziert und heikel und nicht elektronisch ablesbar.

Ja, das ginge, weil der Meßwert durch die Kapillare nicht verfälscht wird.

Das läßt sich leicht isolieren - einfach Klebeband drauf. Außerdem dachte ich eher an einen Schraubflansch. (Hm, doch Löcher in den Topf bohren und Leitungsdurchführungen vorsehen? Eigentlich hat ein Schnellkochtopf schon ein Loch, nämlich für das Sicherheitsventil - das kann weg. (Laboraufbau, keine Gefahr!))

Das sehe ich nicht, daß das nichts bringt. Aber mehrere Leitungen sind wohl einfach besser.

Werde mal den Rüssel in Bauteilekataloge stecken.

Übrigens: Das ist zwar nicht das Ziel der Untersuchung, aber eigentlich wäre das gar keine blöde Idee, wenn die Hersteller Kochautomaten für den Haushalt anbieten würden - so eine Art Schnellkochtopf mit eingebauter Heizung und Thermosensor (Elektrogerät mit Stecker), nach außen hin schön dick wärmeisoliert, da füllt man dann in Fächer oder Einsätze die Lebensmittel ein, startet ein passendes Kochprogramm, und die Kiste fährt das dann ab. Der Vorteil wäre die Energieeinsparung und die reproduzierbaren Garbedingungen.

Eine Edelstahlthermoskanne kriegt man inzwischen an jeder Ecke für Kleingeld nachgeschmissen - warum sollte man Kochtöpfe nicht genauso bauen können (eingebaute Heizwicklung - Tauchsiederprinzip - anstatt Herdplatte)? Warum gibt es überhaupt noch normale Blechtöpfe? Die haben extrem hohe Energieverluste. Durch die Temperaturregelung brennt (bei korrekter Bedienung - nichts an, dann kriegt man die also auch gut wieder sauber.

Alternative: "Töpfe" (=Blechwannen) kommen in geschlossene Kammern im Herd, die ebenfalls wärmeisoliert sind. Ok, dann kann man nicht rühren und abschmecken, und es gibt das Problem mit dem Dampfabzug - zum Braten ist das schlecht.

Gruß aus Bremen Ralf

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begin quoting, Marc Santhoff schrieb:

Lebensmitteltauglichkeit ist nicht gefordert.

Analog reicht doch - ADC kommt dann außen dran. Aber wie gut kommen die mit größeren Temperaturbereichen klar?

Das Beste wird wohl sein, einfach nur eine Membrankammer zu nehmen, den Druck über eine Kapillare rauszuführen und den Drucksensor dan außen anzuschließen. Und Edelstahl braucht nicht, Silikonball reicht. Bei einer Flüssigkeitsfüllung kann einem die thermische Volumenausdehnung egal sein, das sind nur ein paar Prozent.

Gruß aus Bremen Ralf

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Am 26.08.2012 03:03, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Meinste. Schonmal nachgerechnet, welchen Druck du für deine Temperaturen bräuchtest? Normal sind etwa 1,8 bar für 116°C (Wasser). Ach ja - willst du das Regelventil auch dicht machen, oder wie willst du auf solche Drücke kommen? Hoffentlich mache ich mich nicht schon strafbar, wenn ich dich sowas frage. :-)

Vielleicht, damit sie auch auf Gas- oder sonstigen Herden zu gebrauchen sind ...

So etwas in der Richtung gibt es:

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Nicht so ausgefeilt im Programm, gibt's aber ab $10.

Und heiß in Dewar einfüllen gibt's wohl auch als Consumer-Produkt, das wusste ich nicht:

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Thomas Prufer

Also es gibt eine Variante von Oliver Bartels die eine Art pass- sives RFID darstellt. Da man dafür mindestens eine Diode braucht ist es fuer richtig hohe Temperaturen eher nicht zu gebrauchn.

Es gibt aber von SAWTek oder -tech einen Sensor der auch auf RFID Basis arbeitet aber komplett passiv ist. Den kann man auch bei sehr hohen Temperaturen auslesen. Das wird ueber eine Art Radar bei 2.4GHz gemacht. Wenn Du also 2.4GHz irgendwie in Deinen Topf rein kriegst und das Medium diese Wellen nicht all zu sehr asborbiert waere das eine schoene Loesung.

VIele Gruesse, Martin

Moin Ralf,

Temperatur- und auch Drucklogger gibt es für die Lebensmittelindustrie in Autoklavenausführung, d.h. druckfest, temperaturfest und auch säure-/laugenbeständig.

Wenn Du nur die Messwerte aufzeichnen und später auslesen willst, also keine Daten live aus dem Druckbehälter haben musst, dann schau mal hier:

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Gruß Kai

Martin Laabs schrieb:

An sich ist das Prinzip ganz nett, haben wir am Institut auch mal gemacht. Entsprechende kommerzielle Sensoren gibt es afaik sogar von mehreren Herstellern.

Aber: Ralfs Szenario -- das Innere eines hermetisch verschlossenen Kochtopfs aus Metall -- und 2,4-GHz-RFID schließen sich doch ziemlich aus.

Christian

Christian Zietz - CHZ-Soft - czietz (at) gmx.net WWW: http://www.chzsoft.de/ PGP/GnuPG-Key-ID: 0x6DA025CA

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begin quoting, Hartmut Kraus schrieb:

Ja, habe ich. Was glaubst Du wohl, wozu ich die Parameter messe? Um sie zu ignorieren?

Das ist effizienzmäßig aber steinzeitlich.

Gruß aus Bremen Ralf

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begin quoting, Thomas Prufer schrieb:

Slow cooking ist der falsche Weg: Mit zunehmender Temperatur nimmt die Garzeit überproportional ab (halbiert sich bei 10 K Temperaturanstieg, oder sowas), so daß man nur durch kurze Garzeiten Energie (und Zeit) spart.

Clever, kannte ich gar nicht - wo kriege ich sowas her?

(Das Botulinumproblem wird zu Recht erwähnt - allerdings werden die Botulinumbakterien bei längerer Kochzeit auch zuverlässig zerstört, so daß die Probleme eben nur bei den Low-temperature-Methoden auftreten. Ganz interessant: .

Daten:

)

Und ich will nun die Temperaturverläufe messen, um rauszufinden, welche minimalen Behandlungszeiten erforderlich sind. Wobei Nahrungsmittel zum Sofortverbrauch nicht so intensiv (z. B. D12) sterilisiert zu werden brauchen: Die haben schlicht nicht genug Zeit zum Kolonienwachstum und zur Toxinbildung, im Gegensatz zu Konserven, die jahrelang vor sich hingammeln können, außerdem sind die Toxine selbst hitzeemfindlich - auch eine "gammelige" Konserve sollte isch also durch Erhitzen wieder genießbar machen lassen.

Wenn man sich die Zusamenhänge genauer anschaut, dann erscheint das konventionelle Einwecken als ziemlich fragwürdig, zumindest bei Fleischprodukten und Hülsenfrüchten usw. (Die eingekochte Beerenernte profitiert von extremen Zuckermengen, wobei der Zucker chemisch konserviert.)

Gruß aus Bremen Ralf

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Industrielle Sensoren gibt es in ziemlich robuster Ausführung, kurzes googeln liefert z.B. so etwas (-50°C bis 500°C):

Und Pt100 ist für Temperatursensoren doch eigentlich recht verbreitet.

Ralf

Wenn man wie ich die 25 bereits erreicht hat, dann hat man doch bis auf Elterngewesensein, ein erfuelltes Leben und ein Leben schon alles gehabt ;)   ? Urs [Ayahuasca] Traenkner in dasr

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begin quoting, Martin Laabs schrieb:

Weia!

Gruß aus Bremen Ralf

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begin quoting, Kai Ebersbach schrieb:

Perfekt!

Dann brauche ich nur noch jemanden aufzutreiben, bei dem man sowas ausleihen kann.

(Bezahlbar werden die wohl kaum sein - was da drinsteckt, muß absolutes High-Tech sein.)

Gruß aus Bremen Ralf

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Am Sun, 26 Aug 2012 03:16:46 +0200 schrieb Ralf . K u s m i e r z:

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Marc

Am Sun, 26 Aug 2012 15:30:17 +0000 schrieb Ralf Döblitz:

Schätze sowas tiut's auch, wenn der Preis eine Rolle spielt:

Marc

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