Hallo Morgoth,
vielen Dank für den herzlichen Empfang und natürlich dein Interesse.

Der Sensor misst beide Volumina, wobei anhand der Drehrichtung einer internen Turbine Einatmung und Ausatmung von einander getrennt werden.
Aus dem Ausatmungsvolumen wird ein Analysevolumen angesaugt, um dessen O2 und CO2 Gehalt zu bestimmen mit dem später über die Methode der indirekten Kaloriemetrie der Energieumsatz der arbeitenden Person ermittelt werden kann.

Die Volumenveränderungen, die durch die Temperaturumgebung der Atengase verursacht werden, werden vom Versuchsteam, das das Ergospirometer einsetzt, vernachlässigt. Darum muss ich mich also nicht kümmern.
Eine Vergrößerung der Düsenöffnung ist keine schlechte Idee, wobei nicht das Zufrieren das Problem ist, sondern die kontinuierliche Querschnittsveränderung der Düsenöffnung während des Betriebs. Das Gerät kalibriert sich vor dem Einsatz bezüglich des Volumens, das abhängig vom Düsenquerschnitt zu Analysezwecken abgesaugt werden kann. Wird durch Querschnittsverengung eine gewisse Toleranzschwelle überschritten, zeigt dies die zugehörige Software durch blödsinnige Messwerte an.

Morgoth, nimm Dir doch bitte mal meine letzte Grafik vor und ändere diese so ab, wie Du sie für sinnvoll hälst. Welche Bauteile würdest du parallel schalten wollen und warum?
Wie würdest du die LED einbauen wollen?

PS: Mit der Anzeige der Bilder bin ich auch nicht glücklich. Nur hätte ich ja allein 5 Bilder hochladen können, hatte doch aber 9 an der Zahl.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 11 Jan 2009 12:37 ]

Hallo Colle,

Danke für die nähere Eräuterung.

kleiner Tipp vorab:
man kann bei jedem Editiervorgang 5 Bilder hochladen (was du natürlich nicht wissen konntest)

Ich würde einfach alles (hinter dem Temperaturschalter) parallel schalten, und die Temperturmessung sollte natürlich am Schlauch stattfinden, und nicht irgendwo, wo halt noch Heizdraht ist...

Ich mach später mal ein Bildchen.

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Es irrt der Mensch solang er strebt

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Morgoth am 11 Jan 2009 12:49 ]

Dann hättest du einfach einen weiteren Post aufgemacht um die restlichen Bilder loszuwerden.
Bei den gegebenen Umweltbedingungen fällt mir automatisch ein Pelztier ein. Die Dinger arbeiten doch richtig gut wenn es ein ordentliches Gefälle zwischen der warmen und der kalten Seite gibt. Denk doch mal über solche Peltierelemente nach, vielleicht sind Die ja ne gute Alternative zum Heizwiderstand?

Ansonsten erinnern mich die beheizbaren Düsen an Welche die ich mal in meinem Wagen verbaut hatte um die Scheibenwaschdüsen eisfrei zu halten. Frag mal bei Bosch nach was Die so anzubieten haben, vielleicht findest du ja was Passendes.


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Tschüüüüüüüs

Her Masters Voice
aka
Frank

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Der optimale Arbeitspunkt stellt sich bei minimaler Rauchentwicklung ein...
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Her Masters Voice am 11 Jan 2009 12:56 ]

Hallo Her Masters Voice,
danke auch für deinen Beitrag.

Ein Doppelpost wird in vielen Foren nicht gern gesehen, weswegen ich mich dagegen entschied. Eigentlich bin ich auch gewöhnt, dass Bilder, die ich extern hochlade, trotzdem sichtbar angezeigt werden. Eben wollte ich nochmal editieren, mir wird aber das entsprechende Icon nicht mehr angezeigt. Vielleicht nimmt sich der Sache nochmal ein Moderator mit Admin -Rechten an.

Petierelemente habe ich eben mal bei Wikipedia nachgesehen, wobei ich nicht ganz sehe, wie sie eine Alternative zum Heizwiderstand darstellen.
zwar geben diese auf einer Seite Wärme ab, erzeugen aber auch auf der anderen in gleichem Maße Kälte. ..Und kalt ist die Umgebung ja schon ausreichend. Wie würdest Du besseren Wissens ein Peltierelement in mein Konzept integrieren wollen?

Die Boschdüsen sind eine gute Idee, kann diese aber nicht berücksichtigen.
Die Heizdüse muss einen Kegelsitz aufweisen, der einen Formschluss im Gehäuse des Volumensensors zulässt. Deswegen lasse ich meine angepasste Düse anhand der technischen Zeichnung der originalen Düse anfertigen.

@Morgoth

Für einen Schaltplan wäre ich sehr dankbar.
Deinen Einwand bezüglich des Schalters verstehe ich nicht.
Ich möchte ja die Temperatur des Drahtes begrenzen und nicht die am PVC-Schlauch. Wichtig ist nur, dass der Draht die 70°C nicht erreicht, weil hier die Belastungsgrenze der verbauten Kunststoffe liegt. Wenn der Draht sie nicht hat, hat die Düse sie auch nicht und alles ist im Lot.

Hier nochmal schnell einige Bilder als Zusammenfassung:




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 11 Jan 2009 13:31 ]

Hallo Colle,

Zitat :

Deinen Einwand bezüglich des Schalters verstehe ich nicht. Ich möchte ja die Temperatur des Drahtes begrenzen und nicht die am PVC-Schlauch. Wichtig ist nur, dass der Draht die 70°C nicht erreicht, weil hier die Belastungsgrenze der verbauten Kunststoffe liegt. Wenn der Draht sie nicht hat, hat die Düse sie auch nicht und alles ist im Lot.

Nur weil irgendwo ein stück Draht 70°C hat heißt da ja nicht, dass ein anderes Stück Draht irgendwo anders nicht deutlich heißer oder kälter ist.

Die Ausatemluft ist ja deutlich wärmer als die Umgebungsluft, also ist der Schlauch wärmer als die Umgebung, und folglich kann der Heizdraht am Schlauch leichter eine höhere Temperatur erreichen. Wenn du also deinen Schlauch schützen willst, solltest du auch am schlauch messen, und nicht irgendwo anders. (edit: Habe jetzt erst die vielen Bilder mit der Isolierung und der tatsächlichen verteilung der Elemente gesehen)

Wenn du die Düse anfertigen lässt kannst du dort auch gleich eine Bohrung für einen Temperaturfühler vorsehen.
Dann noch einen Temperaturfühler zwischen Schlauch und Heizwicklung, und eine passende Auswertung (Komparator o.Ä.). Damit kann man dann ein Relais schalten. Wenn es die Bimetallschalter klein genug gibt kann man natürlich auch direkt sowas nehmen.

Eine starke Verbesserung sollte sich auch erzielen lassen indem man den Ansaugschlauch ordentlich isoliert (edit: nach dem letzen Bilderupload ist das natürlich hinfällig)

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Es irrt der Mensch solang er strebt

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Morgoth am 11 Jan 2009 13:47 ]

Hallo, schau mal vor der Haustür:
http://eltherm.logisoft.de/index.php?id=home&L=1

Da sollte sich schon was finden lassen.

Onra

Hallo Morgoth,
danke noch mal für deine Ideen.
Leider gibt es nach meiner Recherche bei Conrad die Bimetallschalter nur in der Dimension, wie sie im Größenvergleich zur LED und Ansaugdüse auf meiner Abbildung zu sehen sind. Ein solcher Schalter wäre zwar mit einer Wärmebrücke von der Düse zur Wärmetauscherfläche des Schalters denkbar, in der Praxis aber nicht realisierbar. Den großen Schalter könnte man an dieser nur schlecht in der Isolation unterbringen, ohne deren Funktion zu stark zu vermindern. Zudem brauche ich eine gewisse Schlankheit der Konstruktion in der Nähe der Düse, da außen noch ein Kunststoffring mit Ösen für ein textiles Klettverschlusssystem aufgeklebt werden soll. Mit diesem wird die Düse gegen Herausrutschen aus dem Volumensensor gesichert werden, da man bei dem Eigengewicht der neuen Bauteile den einst vorhandenen Formschluss vergessen kann.

Deine Ideen rund um eine Relaisschaltung würde ich gerne verstehen können.
Mir fehlt allerdings die Erfahrung , wie ich schrieb, sodass mir nur eine Skizze oder ein Schaltplan zu meinem Verständnis helfen kann. Auch ziehe ich aufgrund meines elektrotechnischen Erfahrungsmangels ein einfaches analoges System vor, denn ich muss die Konstruktion selbst bauen und sobald Ungereimtheiten auftreten muss ich mir auch selbst helfen können.

Deswegen würde ich mich - solltest du dazu Zeit haben - zunächst sehr über einen Schaltplan mit der oben von dir vorgeschlagenen Parallelschaltung und einer entsprechenden Erläuterung freuen.
..Denn den Charakter der Schaltung kann ich zwar in der Literatur nachsehen, wobei mir aber die möglichen Parameter (z.B. U ist überall gleich) leider rein gar nichts sagen. +

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 11 Jan 2009 20:17 ]

Hallo Onra,
danke für deinen Beitrag.
Ich werde den Link mal genau unter die Lupe nehmen.

Für deinen Draht brauchst du eine elektronische Temperaturregelung.
Den Bimetallschalter kannst du dafür vergessen, der hat eine viel zu
große Wärmekapazität gegenüber dem Draht.
Bis der auf Temperatur ist, ist der Draht schon durch den Schlauch
geschmolzen.

Jeder Abschnitt braucht im Übrigen eine eigene Regelung, da die Düse
wärmetechnisch viel träger ist als der Schlauch.
Um die Temperaturmessung nur geringfügig zu verfälschen, kämen wohl nur
Thermoelemente in Frage. Die können sehr klein gefertigt werden, sind ja
nur zwei verschweißte Drähte aus unterschiedlichen Metalllegierungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement

An deiner Stelle würde ich für den Prototype auf Industrieregler
zurückgreifen, die gibt es auch für 24V (Industrie Standard).
Zum Beispiel von Jumo.

Alles andere wird wohl deine Arbeit sprengen.
Verschätze dich nicht mit der Entwicklungszeit einer Regelung.
Thermospannungen sind auch nicht einfach zu messen.

Edit:

Für den Schlauch kann man auch eine selbstregelnde Begleitheizung
nehmen. Muss man nur schauen ob es sowas für den Leistungsbereich und
die Spannung gibt. PTC - Prinzip: Bei steigender Temperatur steigt der
Innenwiderstand, dadurch sinkt die Heizleistung.

MfG
Holger

_________________
George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!

Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 11 Jan 2009 20:26 ]

Hallo!

Wäre es möglich den Teil, wo die Absaugdüse hineingesteckt wird, aus Aluminium zu fertigen und neben dem Konus für die Düse ein Sackloch für eine Heizpatrone (und wenn nötig ein 2. für einen Temperaturfühler PT100X, oder KTY-XX) vorzusehen? Dann würde sich die Wärme auf die Kupferdüse übertragen. Heizpatronen teilweise mit integriertem Fühler gibt es als fertige Bauteile.

mfg lötfix

_________________
Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am 11 Jan 2009 22:10 ]

Hallo high_speed und Lötfix,
vielen Dank auch euch für euer Feedback.

@Lötfix
Die Fertigung des Volumensensors aus Aluminium ist leider nicht möglich.
Die Bauteile wurden u.a. zur Gewichtsreduktion aus Kunststoff gefertigt, weswegen man sich vielleicht von deren Qualität täuschen lassen mag. Die technischen Komponenten sind aber high end. Die komplette Messeinheit ist für 32.000 Euro zu haben, allein der Volumensensor für 4000 Euro!

@high_speed
Dein Beitrag hat mir einen schönen großen Dämpfer versetzt.

Eine elektronische Regelung ist einfach nicht drin, da mir auch hier die nötige Erfahrung und die Zeit fehlen. Der Bau und Test eines funktionierenden Prototyps, der möglichst schnell seinen Dienst aufnehmen kann, ist nämlich nur ein Aufgabenteil der Diplomarbeit. Mal von der Erstellung des Dokumentes an sich ganz abgesehen.

Wie wäre es, wenn die Wärmeleitung an der Wärmetauscherfläche des Bimetallschalters dadurch verbessert würde, dass man die im Bild gezeigten Heizschleifen des Heizdrahtes auf eine größere Zahl bringt, sodass der Heizdraht eine beinahe geschlossene Fläche auf der Schalterunterseite bildet.
Zusätzlich könnte man den Schalter rundherum noch thermisch isolieren.

Desweiteren muss klar sein, dass die Erfassung einer eigentlichen Temperatur nicht so wichtig ist. Die Düse, die als einziges warmes Bauteil Kontakt zu Kunststoff hat, darf nur nicht 70°C erreichen, weil das das Gehäuse des Volumensensors angreifen würde. Der Heizdraht selbst berührt, wie man im Konzept sehen kann, keine Kunststoffteile und schon gar nicht den empfindlichen PVC- Schlauch der originalen Absaugstrecke. Besonders im Bereich der Heizwendel an der Düse liegt er in den Nuten einer Keramik, die 200°C erträgt. Entgegen meiner Konzeptzeichnung (s. letztes Bild) könnte man zudem die Heizdrahtanteile auf die Heizwendel und ein kleines Stück am zweiten Anschluss an der Düse begrenzen.

Ich könnte mir zudem vorstellen einen Bimetallschalter mit einer geringeren Auslöseschwelle zu verwenden. Bisher hatte ich eine Öffnungstemperatur (Unterbrechnung des Stromkreislaufs) von 65°C vorgesehen, was ich wohl knicken kann.
Wie wäre es, wenn man eine Öffnungstemperatur von 45°C oder 40°C versuchen würde, um so die Trägheit der Wärmetauscherfläche des Bimetallschalters zu berücksichtigen?

Die Begleitheizung ist eine gute Idee und hat mich mit dem Link von Onra auf einen ähnlichen Ansatz gebracht, den ich prüfen werde.



Weiter benötige ich von euch noch einen Rat zu meiner Energiequelle.
An dieser Stelle kann ich schon mal sagen, dass diese als Zukaufteil an die durch die Konstruktion vorgegebenen Erfordernisse angepasst werden kann. Schön wäre es allerdings, wenn ich den LI-ION verwenden könnte, den der vom Hersteller mit dem Gerät mitgeliefert wurde.
Der Akku würde dann allein für die Heizwecke verwendet werden.

Seine Daten sind: LI-ION; 7,2 V; 7400mAh.
Wie ist dieser Akku von seiner Leistung her einzuschätzen?
Würde er für meine Zwecke ausreichen?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 12 Jan 2009 10:09 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 12 Jan 2009 10:10 ]

Hallo,
eben ist mir noch ein fertiger Temperaturschalter beim Conrad aufgefallen.
Bitte seht Euch das Teil mal an. Könnte mir sowas oder etwas ähnliches nicht auch weiter helfen? Schließlich bin ich als Ingenieur bestrebt, möglichst das Rad nicht neu zu erfinden, sondern Zukaufteile einzusetzen, wenn es sie Zweckmäßig gibt. Vielleicht hat noch jemand eine Idee, die in diese Richtung abzielt?
Als Zubehör gibt es einen Temperaturfühler, für den ich, wie vorgeschlagen, eine Bohrung innerhalb meiner Ansaugdüse vorsehen könnte. Schließlich kann ich sie - natürlich in einem gewissen Rahmen gesehen - so anfertigen lassen, wie ich es wünsche. Man würde eine Sollwerttemperatur einstellen und bei deren Erreichen müsste der Stromkreislauf unterbrochen werden.
Wie seht Ihr das?

Hallo,
anbei ein anderer Ansatz, den ich durch Euren Beistand gefunden habe.
Da ich den Eindruck habe, dass ich an einer Temperatursteuerung nicht vorbeikomme, wird ein Weg gefunden werden müssen, diese als Zukaufteil zu berücksichtigen. Probleme bei Alternativen, die mir durch Euch aufgefallen sind, bereitet die mobile Stromversorgung.

Irgendwie habe ich das Gefühl, dass der LI-ION Akku des Herstellers mit seinen 7,2 Volt nicht so der Brüller ist.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 12 Jan 2009 17:12 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Colle am 12 Jan 2009 17:13 ]