Temperatursensor mit langem Kabel

[Dirk]

Hallo Elektroniker,

demnächst wird unsere Geothermie-Heizung gebaut. Als uC Fanatiker will ich das Bohrunternehmen, dass bei uns die Tiefenbohrung (100m) macht, bitten, einen Temperatursensor zusammen mit dem Rohrsystem mit nach unten in 100m Tiefe zu legen, evtl. auch einen 2. in 50m.
Da kommt dann für den Sensor insgesamt locker eine Kabellänge von 120 bis 150m bis zum auswertenden uC zustande.

Welchen Sensortyp und welche Kabelart (häufig gibt es ja auch max. 100m-Rollen!) würdet ihr mir bei diesen Leitungslängen empfehlen?

Gruß Dirk

[Jon]

Ich habe bei mir 8Temperatursensoren von unserer Heizung mit einem 3m Kabel, dass extra abgeschirmt ist. Die Sensorbezeichnung kann ich leider auch nicht herausfinden.
Ob es überhaupt machbar ist, ohne einen Signalverstärker das Analoge-Signal auf 150m zu übertragen bezweifle ich. Zu brobieren wäre, ob es mit einem sehr gut abgeschirmten Kabel geht.
Welchen Sensortyp man aber bräuchte weiß ich nicht.

jon

[Foooob]

Eine analoge Signalauswertung über 150m ohne Signalverstärkung bei einem Temperatursensor halte ich für sehr schlecht. Und selbst wenn es ginge - Für hochabgeschirmte Leitungen dieser Länge zahlt man ja ein kleines Vermögen.

Da würde ich die Daten lieber digital senden und am Punkt des 2. Sensors, der auf 50m Tiefe ist nochmals verstärken. Und dann am besten nochmals sobald das Signal wieder überirdisch verläuft.

Also sprich:

[Babbage]

Ich würde die Sache in einen proportionalen Strom umsetzen. Einige Sensoren geben auch direkt 4-20mA aus.

Auf jeden Fall bist Du mit einer Stromübertragung unabhängiger von Störungen und auf jeden Fall von der Leitungslänge.
Sollte der Widerstand der Leitung für die 20mA zu groß sein dann mußt du halt ne größere Spannung draufgeben oder einen geringeren Strom wählen.

Babbage

[squelver]

Wie wäre das über Lichwellenleiter?

Also der Temperaturfühler hat seine eigene Schaltung und sende die Werte digital via Laser- oder Infrarotdiode über einen Lichtwellenleiter an den Empfänger. So hast du von dem Sensor nur 1/0, der Wert würde nicht verfälscht durch den Leitwiderstand irgendeines langen Kabels \:D/
Du hast halt nur zwei Kabel für die Stromversorgung des Sensor und dem Wandler und den Lichtwellenleiter, der dir die Signale ins Haus holt.

Was meinste dazu?

Hier gibts fertiges:
http://www.fiber-shop.de/
leider nur max. 50Meter, im Netzwerkbereich bis zu 100 Metern ;)

[Dirk]

@Jon:

Ob es überhaupt machbar ist, ohne einen Signalverstärker das Analoge-Signal auf 150m zu übertragen bezweifle ich.
Denke ich auch!

@Foob:
Digital scheint mir auch das beste, aber Probleme kriege ich mit der Herstellung: Das geht da ziemlich rauh ab beim Einführen der Rohre. Da müßte ich ein kleines "Kästchen" mit dem 50m-Sensor und dem Verstärker schon sehr solide und stromlinienförmig ausführen. Habe Zweifel, ob ich das hinkriege. Das beste wäre ein durchgehendes solides Kabel.

@Babbage:
Das ist meine Lieblingslösung. Eigentlich wäre das ja z.B. nur ein KTY-Sensor mit linearer Widerstandsveränderung. Ob da noch der Leitungswiderstand dazukommt: Egal! Ich kann ja z.B. ein dreiadriges Kabel nehmen und unten am Sensor 2 Adern verlöten. Dann kann ich den Leitungswiderstand im Betrieb messen und kompensieren.

@copius:
Ja, wäre schon Klasse mit LWL. Da würde ich aber wohl kein Kabel mit 2 Adern plus LWL kriegen und wenn doch, dann wohl nicht erschwinglich!?
Andererseits: Kleine Linse davor und ich kann ein Video drehen, wie's da unten im Bohrloch aussieht! Genial! O:)

Gruß Dirk

P.S.: Ich sehe auch noch nicht das richtige Kabel: Nicht zu teuer, haltbar, geringer Leitungswiderstand.

[squelver]

Kabel für die Betriebspsannung... kann man da nicht zweiadriges Kabel verwenden, das sonst für das Hausnetz angewandt wird?
Schau mal in meinen Link: http://www.fiber-shop.de/

Da gibts auch Patchkabel mit 100 Metern für knapp 70 Euro ;)

Sender und Empfänger gibts dort ebenfalls :)

[Amiwerewolf]

für die leitungslänge würde ich es digital senden, entweder gleich digital hochsenden oder analogmessen und digitalisieren, wenn du es einfach machen willst, nim einen LM75(natürlich in Epoxi oder ähiches vergossen) ich glaub so nen ählichen gibts auch eingeschweißt (der glaub ich löst sogar 0,2° oder 0,1°C auf). Messwert 0,5!°C aufgelöst.
die geschwindigkeit des I²C busses bestimmt der master, also du!
wenn du den bus langsam stellst bekommst auch die leitungslänge zuammmen!

gruß Michi

[mare_crisium]

Dirk,

in der chemischen Industrie werden Temperaturen sehr häufig gemessen. Die Entfernungen von den Schalträumen/Leitwarten zu den Messpunkten in den Anlagen sind oft deutlich länger als 100m.

Als Messaufnehmer werden in 95% der Fälle PT100-Widerstandsthermometer eingesetzt, weil sie wenig störungsanfällig sind und die Auswertung so einfach ist: Man schickt einen konstanten Strom (in der Industrie standardmässig 20mA) durch den Widerstand und misst den Spannungsabfall. Bei den grossen Kabellängen verfälscht aber der Leitungswiderstand, der sich ja mit der Aussentemperatur ändert, den Messwert. Deshalb wendet man die 4-Leiterschaltung an: Dabei ist ein Leiterpaar für die Leitung des Stroms verantwortlich und über die anderen beiden Adern greift man direkt am PT100 stromlos den Spannungsabfall ab. "Stromlos" heisst, dass man eine Spannungsmess-Schaltung mit hohem Eingangswiderstand benutzt, z.B. einen Instrumentenverstärker. Es gibt aber auch fertige Auswerteeinheiten, z.B. hier

http://www.pci-card.com/mcr_pt100.pdf

Alle anderen Lösungsvorschläge sind interessant, aber unter rauhen Einsatzbedingungen (Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, mechanische Spannungen und Vibrationen) doch ein wenig unerprobt. Wenn Du ganz sicher gehen willst, ist es ratsam, gleich ein oder zwei Reserve-Messaufnehmer in das Bohrloch einzubauen. Es könnte ja mal eins ausfallen, und da unten kommt man so schwer dran!

Mare.

[Dirk]

Hallo mare_crisium,

vielen Dank, genau so werde ich es machen.
Mal schauen, was die Industrie an 4-adrigen 150m langen Kabeln zu bieten hat.
Mit den Reserve-Messaufnehmern ist das so eine Sache. Ich kann leider nur 1 Kabel einziehen. Ein Defekt darf nicht passieren, weil das ganze dann in Flüssigbeton gekapselt wird. Ich habe nur 1 Chance. O:)

Gruß Dirk

[r.moshage]

Dann ziehe ein 12 adriges Kabel ein und baue 3 PT100 ein. Das giebt dir mehr Sicherheit.

[falerion]

Ich würde auch empfehlen das über eine 4-Punkt Messung zu machen. Hilfreich gegen Störungen bei 4-Punkt Mesungen kann vielleicht auch ein paarweises verdrilltes Kabel sein!

[Dirk]

@ r.moshage:

Dann ziehe ein 12 adriges Kabel ein
Ja, könnte ich mir vorstellen, aber beim Einbringen ins Bohrloch geht es ziemlich rabiat ab, so dass ein Kabeltyp wie LiYCY oder ähnlich keine Chance hätte: Er würde evtl. beim Einführen zwischen den PE-Rohren und der Bohrlochwand längs aufgerissen.
Eigentlich bleibt nur ein "Gummikabel" für die (flexible) Nutzung im Freien (typisches 230V-Verlängerungskabel, wie oft an Tauchpumpen). Oder weisst du einen besseren Kabeltyp?

Gruß Dirk

[dieta]

Was mir gerade einfällt: z.B. Conrad-Art. Nr. 602014-59
Laut Beschreibung Hockflexibel" und Abriebfest. Halt leider auch ziemlich teuer.

Lichtwellenleiter bekommst du da auch relativ günstig (Mengenrabatt) als Meterware.

[Rofo88]

LWL is zwar schön aber ohne eine Spannung an deinem Messpunkt wirds kein Leuchten im LWL geben. Da müßten dann 2 Kabel oder ein Hybrid-Kabel (Cu/LWL) rein und das kostet wieder...


MfG

[r.moshage]

Schau mal bei nach Ölflex-Kabel oder Schleppkettenkabel, das wird in der Industrie verwendet wenn höhere mechanische Beanspruchungen auftreten.

[squelver]

LWL is zwar schön aber ohne eine Spannung an deinem Messpunkt wirds kein Leuchten im LWL geben. Da müßten dann 2 Kabel oder ein Hybrid-Kabel (Cu/LWL) rein und das kostet wieder...


MfG

Hab ich doch geschrieben, dass da noch n zweiadriges Kabel rein müsste \:D/

[dieta]

Oder aber du packst einfach mehere Kabel mit LWL in ein "Panzerrohr" (z.B. Conrad-Art. Nr. 622639 - 62) oder ein ähnliches Rohr, die sind auch relativ stabil.
Was daran auch praktisch ist: Du kannst die Kabel wieder hinausnehmen und somit wiederverwenden und je nach dem wie du das machst, kannst du auch nachträglich noch an den Sensoren arbeiten.

[squelver]

Das mit dem Rohr würde sich gehen, aber den Sensor wird er wohl fest anbringen :-k

[dieta]

Wenn er das Rohr mit Waser füllen würde und die Sensoren mit den Kabeln wasserdicht wären, dürfte es ja eigentlich auch gehen, dass er die Sensoren beweglich macht. Das Wasser wäre in diesem Fall der Wärmeleiter.

[squelver]

Was machst n im Winter, wenns Bodenfrost gibt?

[dieta]

Frostschutzmittel reinkippen :D !
Wenn der Schlauch gut abgedichtet ist, und du Bio- Frostschutzmittel nimmst, dürfte das sogar gehen.

Das normale ist jedenfalls ein Teufelszeug. Ich habe an der Nordsee vor Jahren mal zwei tote Seesterne darin konserviert und die gibt's jetzt noch!

[squelver]

Frostschutzmittel reinkippen :D !
Wenn der Schlauch gut abgedichtet ist, und du Bio- Frostschutzmittel nimmst, dürfte das sogar gehen.

Das normale ist jedenfalls ein Teufelszeug. Ich haben an der Nordsee vor Jahren mal zwei tote Seesterne darin konserviert und die gibt's jetzt noch!

Na wenn dus sagst :mrgreen:
Da kann ich jedenfalls nicht mehr mitreden :-b

[falerion]

In Frostschutzmittel? Igitt :)

[dieta]

[offtoptic]Das Zeug ist fast reiner Alkohol... geht damit genau so gut wie mit Formalin. Nur die bläuliche Farbe der Sorte die wir da erwischt hatten störte etwas.
Wir hatten halt gerade keine Apotheke oder ähnliches in der Nähe, und Frostschutzmittel war die beste Alternative.[/offtopic]