ich möchte einen Temperatursensor (LM75+dünnes Anschlußkabel) wasserdicht ummanteln.
Das ganze sollte die Wärmeleitung möglichst nicht behindern, mechanisch robust und so elastisch sein, daß das Teil auch beim Bewegen der Anschlußleitung dicht bleibt.
Einsatz: im Erdboden bzw. unter Wasser, UV also kein Thema.
Mir fällt da folgendes ein:
- eingießen in ein kleines Metallgehäuse (zum Thema Vergußmasse läuft gerade eine Diskussion)
- in irgendwas dünnflüssiges tauchen.
Die letzte Variante scheint mir am besten zu sein, aber was nimmt man da?
Wie macht man sowas richtig? Ich brauche übrigens nur 2 Stück, eine Riesenpackung Vergußmasse die dann verdirbt wäre nicht optimal :-)
Das Metallgehäuse verringert zwar die Ansprechgeschwindigkeit des Sensors (macht ihn träger), dies ist aber im Wasser, wegen dessen höherer Wärmeleitfähigkeit, wesentlich weniger ausgeprägt als in Luft.
Ich habe meine Sensoren in Messingröhrchen (aus dem Baumarkt) vergossen, die gerade so groß waren, dass Sensor und Kabelende hineinpassten. Messing ist ein fast so guter Wärmeleiter wie Kupfer. Vergossen habe ich sie darin mit "Uhu Plus Schnellfest" und "Uhu Plus Endfest 300". "Endfest 300" hat den Vorteil, dass es sehr langsam durchhärtet und dabei sehr dünnflüssig wird. Nach 24 Stunden, wenn es schön verlaufen und fest geworden war, habe ich mit einer Heissluftpistole "nachgehärtet". Damit der Sensor dabei nicht zu heiß wurde, habe ich ihn halt benutzt und beim "föhnen" die Temperatur gemessen. Das "Endfest 300" habe ich sogar dazu verwendet, Kühlkörper zusammenzukleben. Der Wärmewiderstand der Klebstelle, den ich nicht gemessen habe, muss sehr gering gewesen sein, wie sich an der Wärmeverteilung auf dem Gebilde erkennen ließ. Von außen habe ich das Röhrchen ebenfalls mit Kleber bestrichen, damit es vor Korrosion geschützt ist. Um zu vermeiden, dass Kontakt zwischen Metallröhrchen und Sensor-Pins Kurzschlüsse verursacht, habe ich die Lötstellen, bevor ich den Sensor ins Röhrchen schob, mit Epoxy beschmiert.
Die Anschlußleitung hat mir unerwartet bisher keine Sorgen bereitet. Ich habe sowohl RG174 (PVC) als auch zweiadrige ungeschirmte Silikon-ummantelte Litze (2 x 0,5 qmm, Conrad) verwendet und den Kabelmantel 5 bis 10 mm in das Röhrchen gesteckt. Allerdings vermute ich, dass diese "Zugentlastung" nicht sonderlich belastbar ist, und habe es vermieden, daran zu ziehen. Für den Fall, dass das mal nicht ausreicht, habe ich mir überlegt, den Schirm vom RG174 mit einer Metallhülse aus einem BNC-Stecker auf das Röhrchen zu crimpen und diesen "Anschluß" mit Schrumpfschlauch zu überziehen. Das habe ich aber noch nicht ausprobiert, und es ergibt sich dann auch das "Problem", dass man den Schirm-Kontakt auch im Röhrchen braucht -- also irgendwie zusätzlich nach Innen ziehen muss. Nicht unmöglich, aber aufwändiger.
2-Wire-Interface, hab' wieder nur auf das Bild gestarrt und den Text nicht gelesen. Den würde ich auf ein Stückchen Epoxidharz- Platine löten oder kleben, durch die Platine zwei Löcher bohren, auf die ich eine Kabel-Zugentlastung (Typ Schukostecker) schrauben würde. Man könnte auch Pertinax verwenden, dann aber zwei der Zugentlastungen, eine von oben und eine von unten. Dazu besagte Kabel, aber kein Rohr. Vielmehr irgendein kleines Döschen besorgen, z. B. die Miniatur-Töpfchen mit Schraubdeckel, die Apotheken zum Verpacken von Kleinstmengen Salbe verwenden (und einzeln verkaufen). Platine darin vergießen.
Dein erster Vorschlag mit dem Metallröhrchen gefällt mir am besten. Ich dachte zuerst, daß die dicke Schicht Kleber beim Vergießen zu sehr isoliert. Da der Sensor aber flach ist, liegen die Pins doch recht nahe an der Röhrchenwand. Die Sache mit Platine und Dose wird mir zu groß und damit zu träge.
Die mechanische (Zug-)Belastung am Kabel ist bei mir nur sehr gering. Das habe ich an anderer Stelle schon mal so gelöst: Einfach ein paar Windungen Zwirn straff um das Kabel binden (die Isolation dabei etwas quetschen) und die Stelle mit eingießen.
Sorgen macht mir nur die sichere Verbindung von Kabel und Kleber. Es darf kein Wasser dazwischen durchkriechen.
Übrigens brauche ich nur 5 Leitungen. Dabei dachte ich an ein Flachbandkabel.
bei Flachbandkabel im Erdboden hätte ich Bedenken. Die Isolation ist sehr dünn und Sandkörnchen können sehr scharfkantig sein. Deshalb habe ich auch in solchen Fällen über die Messingröhrchen noch ein Stück Schrumpfschlauch geschoben. Die Epoxy-Schicht darauf schützt zwar gut vor Feuchtigkeit, ist aber so dünn, dass sie nicht schwer durchzuscheuern ist.
Was das Kriechen von Feuchtigkeit zwischen den Kabelmantel und die Vergußmasse anbelangt glaube ich, dass das im Prinzip nur dann völlig sicher zu verhindern ist, wenn man sowohl den Kunststoff des Kabelmantels als auch den des Gehäuses, bzw. der Vergußmasse, anlöst, so dass sie sich miteinander verbinden. Ein solches chemisches Verschweissen ist aber kaum machbar:
Für Silikon gibt es gar kein Lösungsmittel. Für PVC gibt es zwar welche, aber die greifen Epoxy oder ABS nicht an, usw.
Trotzdem: Ich habe z. B. "Innenfilter" für Aquarien, die mit
230V betrieben werden und unterhalb der Wasseroberfläche montiert werden. Der Motor ist in Epoxy vergossen, das PVC- ummantelte Kabel in die Vergußmasse geführt. Eine denkbar ungünstige Kombination, weil das Epoxy hart ist und der PVC- Mantel weich. Durch Bewegung des Kabels wäre es also möglich, dass sich der PVC-Mantel vom Epoxy, an dem er bestenfalls haftet, ablöst und Wasser in den Spalt eindringen kann. Wenn aber das Kabel tief genug in die Vergußmasse eingeführt ist, scheint das zu funktionieren.
Beim Sensor ist das ohnehin unkritischer, weil er mit Niederspannung betrieben wird und das Wasser, das eindringen könnte, hochohmig ist (Salzgehalt). Schlimmstenfalls wird das Metall darin anfangen, zu korrodieren. Und solange es nicht durchgefressen ist, was sehr lange dauert, wird er funktionieren. Wenn ich eine Schätzung wagen muss, würde ich sagen, dass er, wenn trotz sorgfältigem Verguß Spuren von Feuchtigkeit eindringen, mindestens 5 Jahre durchhält.
Wenn du den Aufwand nicht scheust, könntest du versuchen, das Eindringen von Feuchtigkeit mechanisch zu verhindern. Dazu müsste der Sensor in ein dicht schließendes Gehäuse, in das das Kabel so eingeführt wird, dass sein Mantel gequetscht wird. Weil PVC aus bis zu 50% Weichmacher besteht, der entweicht und den Mantel verspröden lässt, sollte man dafür besser Gummi, Polyolefin oder Silikon als Kabelmantel verwenden. Frag mich bitte nicht, wo du 5-adriges Kabel mit Silikonmantel in Kleinmengen bekommst! Solches Gummikabel gibt es "fingerdick". Wahrscheinlich ist geeignete Polyolefin-Steuerleitung erhältlich.
Ich glaube aber nicht, dass sich das lohnt, weil vermutlich der Chip nicht so lange durchhält, wie das Kabel und das Gehäuse.
Die beiden Aspekte sind keine gute Kombination. Nimm lieber ein Rundkabel, das kriegst Du besser dicht. Ich würde im Röhrchen mit Vergussmasse arbeiten, und dann nochmal Schrumpfschlauch mit Kleberbeschichtung außen drum machen.
Ich werde ein Messingröhrchen nehmen, außen dick verzinnen und lackieren. Das wird hoffentlich genug schützen. Dann Schrumpfschlauch auf das Kabel und ein kleines Stück über das Röhrchen. Und falls das Teil für 2 EUR nach Jahren den Geist aufgibt - mal sehen, ob ich das dann überhaupt noch brauche :-). Passendes Rundkabel habe ich nicht. Mal sehen was es bei Reichelt gibt. Es muß sehr flexibel sein.
Am 27 Jul 2004 10:10:45 -0700 hat Thoralf Ebermann geschrieben:
Vielleicht gibt es ja geeignetere Materialien als Messing, falls dieses zu Korrosionsanfällig ist. Dünnwandiges Edelstahlrohr sollte zB auch gehen, wird auch für Thermoelemente verwendet.
Würde ich gern verwenden, nur wo bekommen? Mehr als 1 m brauche ich nicht. Für einen Aussendurchmesser von 3,5 bis 4 mm habe ich keinen Lieferanten gefunden, jedenfalls nicht bei Abnahme von
Am Wed, 28 Jul 2004 12:22:19 GMT hat Oliver Friedman geschrieben:
Bei rs-components haben sie jede Menge Halbzeug. Kleine Mengen keine Problem, die Preis aber teilw. exorbitant - dafür liefern sie dir vielleicht auch 20cm, hab aber jetzt nicht gesucht. Der Katalog ist in Papier 2 Telefonbücher dick.
Mal mit offenen Augen durch einen großen Baumarkt gehen, da findet sich schonmal sowas. RS könnte auch sowas haben.
Warum eigentlich kein Aluminium? Das leitet Wärme sehr gut und korrodiert nicht so übel wie Messing. Gibts bei Modulor ab 1.5mm Innendurchmesser, ggfs. auch im Baumarkt.
Wenn Alu nicht eloxiert ist, korrodiert es sehr stark. Durch sägen, feilen, kratzen wird die Schutzschicht zerstört, und wenn es dann mit Säuren in Kontakt kommt, kann man die Korrosion geradezu wachsen sehen. Schau dir mal ältere Alufenster in Industriestädten an. Und vornehme Zurückhaltung wahren beim Verpacken von säurehaltigen / salzigen Lebensmitteln in Alufolie. Es gab bei Medizinern mal den Verdacht, dass der Gebrauch von Alu-Kochgeschirr im Kriege bei der damaligen Generation zum gehäuften Auftreten von Alzheimer führte. Ob diese Hypothese noch aktuell ist, weiss ich aber nicht.
Da fällt mir gerade ein, dass ich noch ein besseres Beispiel habe: Wenn man nicht gerade die teuersten Töpfe und Pfannen kauft, bekommt man welche mit Aluminium-Boden. Und wenn man die, wie ich, öfter mal einige Tage im Wasser liegen lässt, weil etwas angebrannt ist, oder man zu faul zum Abwaschen war, dann sind die Böden nach ein paar Jahren so porös wie ein Schwamm.
"Rostfrei" ist leider ein äußerst auslegbarer Begriff. Ob man für das Geld V2A oder V4A erhält, sagen sie nicht, und aus dem Maßangaben werde ich auch nicht schlau (Innendurchmesser, Außendurchmesser?). Aber 4 Meter per Spedition, um dann davon ein paar Zentimeter abzuschneiden, scheint mir sowieso nicht vernünftig.
Ich probier's mal beim Schiffsausrüster. Baumärkte haben so etwas nach meiner Erfahrung nicht. Vermutlich, weil man sich damit sein Werkzeug kaputt macht, wenn es nichts taugt... ;-)
Ich glaube nicht, daß man diesem Verhalten irgendetwas für den Einsatz als 'Sensorröhrchen' entnehmen kann.
In einer Großgärtnerei, in der mein Vater arbeitet, wird so ziemlich alles an Installationen im Bereich der Gewächshäuser aus nicht-eloxiertem Aluminim gebaut.
Es gibt auch rostfreien Edelstahl. Die Frage ist, wie kommt man an sowas in der benötigten Menge ran? Aluminium und Messingrohre gibts in jedem Baumarkt. Edelstahlrohre in diesen Abmessungen bestenfalls zufällig in irgendeiner Abteilung.
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