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Entwicklung und Aufbau einer druck- und temperaturgeregelten Prüfkammen

Christmann, Eike (2014):
Entwicklung und Aufbau einer druck- und temperaturgeregelten Prüfkammen.
TU Darmstadt Institut EMK / FG MuST, [Bachelor Thesis]

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird eine Prüfkammer entwickelt, um die thermischen und elektrischen Zeitkonstanten von Drucksensoren ermitteln zu können. Die Prüfkammer soll sowohl druck- als auch temperaturgeregelt im Temperaturbereich zwischen 0 °C bis 150 °C und mindestens 2 bar betrieben werden. Zur Druckregelung wird die am Institut vorhandene Druckquelle DPI 510 der Firma DRUCK verwendet. Eine Recherche über den Stand der Technik über Produkte, die eine gleichzeitige Auswertung zwischen Druck und Temperatur ermöglichen, wurde durchgeführt. Hervorzuheben sind an dieser Stelle beheizbare Druckkalibratoren wie das Modell PPS1210 der Firma ICS SCHNEIDER. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Auswahl der thermischen Energiequelle und der Architektur der Prüfkammer. Berechnungen zur Bestimmung der Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur sowie der benötigten thermischen Leistung zeigen, dass eine hohe Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur besteht und eine thermische Leistung von mindestens 0,56 W nötig ist, um die Prüfkammer zu temperieren. Auf dieser Grundlage ist folgendes Konzept entwickelt worden: Die von der Druckquelle bereitgestellte Luft wird auf dem Weg zur Prüfkammer temperiert. Dazu wird eine mäanderförmige Struktur entworfen, die durch ein zweistufiges Peltierelement der Firma Quick-Ohm auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Strömt die Luft durch die mäanderförmige Struktur, transportiert sie thermische Energie zur Prüfkammer. Im Gegensatz zu anderen Architekturen der Prüfkammer können somit unerwünschte Temperaturschwankungen vermieden werden. Der Aufbau wurde in CAD entworfen, aufgebaut und charakterisiert. Er ermöglicht eine Temperierung der Prüfkammer von 0 °C bis 150 °C bei einer gleichzeitigen Druckbeaufschlagung von bis zu 10 bar. Dabei wird mindestens eine Temperaturänderungsgeschwindigkeit von 0,4 K pro min erreicht.

Item Type: Bachelor Thesis
Erschienen: 2014
Creators: Christmann, Eike
Title: Entwicklung und Aufbau einer druck- und temperaturgeregelten Prüfkammen
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wird eine Prüfkammer entwickelt, um die thermischen und elektrischen Zeitkonstanten von Drucksensoren ermitteln zu können. Die Prüfkammer soll sowohl druck- als auch temperaturgeregelt im Temperaturbereich zwischen 0 °C bis 150 °C und mindestens 2 bar betrieben werden. Zur Druckregelung wird die am Institut vorhandene Druckquelle DPI 510 der Firma DRUCK verwendet. Eine Recherche über den Stand der Technik über Produkte, die eine gleichzeitige Auswertung zwischen Druck und Temperatur ermöglichen, wurde durchgeführt. Hervorzuheben sind an dieser Stelle beheizbare Druckkalibratoren wie das Modell PPS1210 der Firma ICS SCHNEIDER. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Auswahl der thermischen Energiequelle und der Architektur der Prüfkammer. Berechnungen zur Bestimmung der Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur sowie der benötigten thermischen Leistung zeigen, dass eine hohe Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur besteht und eine thermische Leistung von mindestens 0,56 W nötig ist, um die Prüfkammer zu temperieren. Auf dieser Grundlage ist folgendes Konzept entwickelt worden: Die von der Druckquelle bereitgestellte Luft wird auf dem Weg zur Prüfkammer temperiert. Dazu wird eine mäanderförmige Struktur entworfen, die durch ein zweistufiges Peltierelement der Firma Quick-Ohm auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Strömt die Luft durch die mäanderförmige Struktur, transportiert sie thermische Energie zur Prüfkammer. Im Gegensatz zu anderen Architekturen der Prüfkammer können somit unerwünschte Temperaturschwankungen vermieden werden. Der Aufbau wurde in CAD entworfen, aufgebaut und charakterisiert. Er ermöglicht eine Temperierung der Prüfkammer von 0 °C bis 150 °C bei einer gleichzeitigen Druckbeaufschlagung von bis zu 10 bar. Dabei wird mindestens eine Temperaturänderungsgeschwindigkeit von 0,4 K pro min erreicht.

Uncontrolled Keywords: Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen Temperierung mit Peltier Element Druckfestigkeit Testaufbau Druckregelung Temperaturverhalten Drucksensor Drucksensormeßplatz
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 20 May 2014 08:04
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv Institut EMK. Anfrage über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKB 1843

Art der Arbeit: Bachelorarbeit

Beginn Datum: 23-09-2013

Ende Datum: 23-02-2014

Identification Number: 17/24 EMK B 1843
Referees: Werthschützky, Prof. Dr. Roland
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