Keramikugnar

Problem vid höga temperaturer

2017-03-04 13:28 #0 av: John Rönnbäck

Hej !

Jag har köpt en begagnad ugn utan automatik och byggt en egen automatik för att styra temperaturregleringen.  Det hela fungerar bra upp till 1100 grader men sedan får jag problem.  Efter ca 1180 grader dyker temperaturen trots att effekten är max.  Se bifogad tempkurva.  Det fins förstås en risk att min ugn inte klarar så höga temperaturer, men då borde temperaturen plana av.  I det aktuella fallet har jag ställt in ugnen så att den ska värmas upp med 130 grader per timma tills den når 1300 grader.  Om ugnens kapacitet eller isolering inte skulle räcka till så skulle jag förvänta mig att temperaturen skulle plana ut på exempelvis 1180 grader trots max effekt.  Istället sjunker temperaturen snabbt, som om jag skulle ha stängt av strömmen helt.  Hur kan ugnen reagera så här?  Händer det något med kanthaltrådens resistans vid den här temperaturen?

Jag inser att detta kanske är en ganska teknisk fråga, men kanske finns det några ugnsbyggare i gruppen?

Anmäl
2017-03-04 14:03 #1 av: rolnor

Har du mätt effekten vid topptemp?

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl
2017-03-04 14:03 #2 av: rolnor

Jag menar straxt efter topptemp?

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl
2017-03-04 14:15 #3 av: Bosse Cebex Gbg

Går det att upprepa det här resultatet, eller hände det bara en gång ?   Det ser onekligen ut som om "något hände" vid 1180°C,  t.ex. elementavbrott, en säkring som löste ut, eller en dörr/lockkontakt som fick för sig att bryta...etc etc....  

Svaret borde gå att finna om man vet om ugnen jobbade med sin fulla effekt - eller inte - under den blå delen av kurvan.....  (som rolnor också nämner)

Är ugnen av en, två, eller trefastyp...?

Nu har du byggt din styrning själv, så jag vet inte vad du byggt in i den. (?)   En modern "köpestyrning" kan bete sig precis så här när den känner att temperaturen inte orkar stiga mer (en självövervakande säkerhetsfunktion). Bränningen avbryts helt enkelt, för att skydda element och gods. 

----------------------------------------------------------------

Sista frågan, av mer spånande art:    Tar du fram grafen ovan med ett friliggande separat instrument ??     I så fall kanske du fick ett givaravbrott på styrningsdelen...?  (typ K ??) 

---------------------------------------------------------------

Anmäl
2017-03-04 14:38 #4 av: John Rönnbäck

Hej rolnor och Bosse!  Tack för snabba svar. :-)

Systemet använder trefas.  Jag har gjort testen två gånger med liknande resultat.  Den första med ett termoelement av typ K som inte klarade de höga temperaturerna så resultatet blev lite oklart. Gårdagens försök gjorde jag med ett termoelement av S-typ.  Själva temperaturmätningen gick då klickfritt. Strömmen genom faserna vid max effekt borde vara runt 11,5 ampere.  Mina multimetrar klarar max 10.  Jag har beställt en tångmultimeter som klarar strömmen och så snart jag har den ska jag mäta den faktiska effekten strax före och strax efter toppen.  Teoretisk effekt borde vara 7,9 kWatt totalt i alla tre faserna tillsammans.  

Jag har som sagt programmerat regulatorn själv och det finns ingen logik som stänger av effekten om temperaturen slutar stiga.  Effekten borde vara max strax innan toppen och under hela den del där temperaturen sjunker, men teorin kanske inte stämmer med verkligheten i det här fallet.  Bra tips att mäta effekten efter toppen.  Jag ska göra det så snart jag får hem min nya multimeter.

Anmäl
2017-03-04 14:40 #5 av: John Rönnbäck

Bosse, sista frågan:  Just nu har jag tagit fram en enkel regulator med basala funktioner och den loggar temperaturerna på en fil.  Grafen fick jag fram genom att lyfta över filen på min macbook och skapa grafen i Excel.  

Anmäl
2017-03-04 14:54 #6 av: Bosse Cebex Gbg

Ok, ugnen går på tre faser.  Temperaturen dyker så plötsligt och snabbt att det inte kan liknas vid elementavbrott eller annat enskilt  fasbortfall.  Kurvan ser ut som om ugnen "stängs av".  Om det inte är termostaten som bryter, prova med att förbikoppla ugnens lock/dörrkontakt och gör en testbränning.  Det är inte ovanligt att kontakten - om den är i behov av justering - avbryter bränningen, när ugnens utsida börjar bli riktigt varm, och saker börjar "röra på sig".   Ett riktigt lömskt fel, eftersom kontakten inte sällan återgår till normalfunktion när ugnen kallnar.....   Många dyra "evighetsfelsökningar" har berott på just detta "onda" fenomen.....

Gör denna enkla test på ett tidigt stadium, innan du "dyker djupare".....Ler

 

Anmäl
2017-03-04 16:04 #7 av: John Rönnbäck

Hej Bosse!

Bra förslag men...  jag har en toppmatad ugn utan lås eller kontakt på luckan.  Håller med om att det hela ser ut som att strömmen bryts helt och hållet, men jag kan inte förstå hur det i sådana fall går till.  Jag ska mäta effekt och ström ordentligt när jag får min multimeter.  Hoppas att det klarnar då.

Anmäl
2017-03-05 19:42 #8 av: Bosse Cebex Gbg

Hej igen.....kom att tänka på en sak:

Din hembyggda styrning var programmerad för hastigheten 130°C/timma, ända upp till topptemperaturen.   Det är fullt rimligt att anta att ugnen inte klarar den begärda hastigheten under bränningens sista fas, t.ex. från 1180°C och uppåt.

Frågan är hur styrningen hanterar det problemet.  (1)  Ignorerar den programmeringen och bara "gör vad den kan och gillar läget", eller (2) betraktar den avvikelsen som ett "FAIL" och avbryter bränningen....?

Det är brukligt att bränningar avslutas med  en ramp som inte är tidsstyrd (dvs "full fart"), bl.a. av den här anledningen.

Anmäl
2017-03-05 21:07 #9 av: rolnor

Roligt med hembyggen, har du nån bild du kan visa?

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl
2017-03-06 15:18 #10 av: John Rönnbäck

Hej rolnor,

Själva ugnen är inget hembygge utan jag har köpt en ganska gammal begagnad ugn.  Okänt fabrikat.  Lindningarna verkade vara hela så de fick vara kvar, men sedan har jag byggt en temperaturregulator.  Regulatorn är nog inte mycket att visa bilder på men jag ska ladda upp några bilder på själva ugnen. :-)

Anmäl
2017-03-06 15:31 #11 av: John Rönnbäck

Hej igen!

Nu har jag provkört en gång till med exakt samma resultat, d.v.s. vid ca 1180 grader verkar ugnen lägga av och temperaturen sjunker snabbt, ungefär på det sätt man skulle förvänta sig om man bröt strömmen.  Se bifogad bild. Men det har jag alltså inte gjort utan slingorna värmer fortfarande med full effekt.

Ugnen har totalt sex slingor som är kopplade parvis parallellt. (Y-koppling)  Över varje par låg under hela nedgången ca 225 V och genom alla slingorna gick 9,8-10 ampere.  Samma värden under både uppvärmningen och efter puckeln vid 1180 grader då ugnen börjar tappa temperatur snabbt.

Det här känns helt ologiskt tycker jag.  Kanthalslingorna är mycket gamla men de verkade vara ok.  De är i alla fall hela och alla slingorna har ungefär samma resistans, 40 Ohm.  Kan mitt problem på något sätt bero på att kanthaltråden är "utnött" och inte värmer på samma sätt vid höga temperaturer? Känns orealistiskt i och för sig.  Så länge de är hela och leder ström så borde de väl fungera?

Någon annan förklaring?

Anmäl
2017-03-06 15:36 #12 av: John Rönnbäck

Lite bilder på ugnen. :-)

Anmäl
2017-03-06 17:24 #13 av: Bosse Cebex Gbg

Ok, då vet vi att elementen fortsätter att jobba, trots droppande mätvärde.

När jag ser dina bilder, anar jag att det kan vara mätvärdet som sjunker, och inte den verkliga temperaturen.  Orsak: Jag konstaterar att givaren är placerad på ett sätt som tillåter att givarhuvudet blir mycket varmt.  Ett överhettat givarhuvud skapar en tredje referenspunkt (!) som förvirrar systemet, och leder till ett sänkt mätvärde.....vilket eskalerar med stigande temperatur.

Prova att fjärma givarhuvudet från ugnen, och lägg gärna dit litet isolering, så att strålningsvärme och heta gaser inte kan nå det.   Se också till att kabeln inte kan bli för het. 

Allra bäst är att montera givaren genom ugnens sida (skissen längst till höger).  

-----------------------------------------------------------------

Slutligen en kontrollfråga:   Du använder väl en "riktig" kompensationskabel av S-typ mellan givare och styrning....och inte någon "lampsladd"...??

Anmäl
2017-03-06 18:37 #14 av: John Rönnbäck

Hej Bosse!

Angående ditt inlägg #8:  För varje "hållpunkt" i brännprogrammet anger jag en måltemperatur och en hastighet (grader/timma).  Styrningen jobbar på till måltemperaturen och försöker hålla angiven hastighet.  Om ugnen inte orkar hålla hastigheten så sätter den effekten på max och tar den hastighet som ugnen orkar, ända till måltemperaturen uppnås.  Automatiken stänger aldrig av innan måltemperaturen är uppnådd. (Eller jag stänger av manuellt)

Angående ditt inlägg #13: Det låter ju som en lösning!  Jag ska prova det.  Det termoelement som syns på de gamla bilderna är ett billigt element som jag har köpt på eBay för 35 kr.  Det är av K-typ.  Jag insåg snabbt att det inte skulle hålla, så det element jag använder nu är av S-typ.  Se ny bild.  Jag har köpt både det och sladden på W Seemann i Stockholm.  Jag hoppas att det är rätt sladdtyp. Som du ser på bilden så sitter detta termoelement lika tätt som det gamla.

Jag gjorde en provbränning även i går med samma resultat.  Då satte jag in en kägla typ Orton 9, 1260-1280 grader.  Den var helt opåverkad, så om termoelementet ballade ur och temperaturen fortsatte uppåt så nådde den i alla fall inte 1260 grader.

Anmäl
2017-03-06 20:08 #15 av: Bosse Cebex Gbg

Hej igen John,

Kabeln ser ut att vara av rätt sort.    Skall bli intressant att höra hur det går med ett svalare givarhuvud (och kabel).

Att kägla 9 inte har lagt sig, kan bero på att den helt enkelt inte hann göra det innan du avbröt.  De sista 100 - 150 graderna kan ta ganska lång tid att stiga, särskilt om ugnens effekt/volymförhållande inte är det bästa.  Enligt dina uppgifter torde ugnens nuvarande effekt vara ca 6,7 kW.   Hur många liter (ca) rymmer ugnen...? 

(Ugnen ser f.ö. ut att komma från Ruben Lind, Trosa )        

Anmäl
2017-03-06 22:01 #16 av: rolnor

Kul med bilder, Bosses förklaring är ju bra, att det är ett mätfel. Lite märkligt att temperaturgivaren visar så totalt fel? Jag hade väldigt varmt i min verkstad vid ett par tillfällen en sommar och det blev mätfel eftersom referenspunkten i styrningen blev för varm. Har nu placerat den i golvnivå och har en termometer bredvid.
Att en Pt-Rh typ S är så billig förvånar mej lite men det är tunna trådar så det blir inte så mycket ädelmetall?

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl
2017-03-07 00:00 #17 av: John Rönnbäck

Hej !

Nu är ytterligare ett försök klart.  Något bättre men i princip samma resultat.  Nu nådde ugnen 1203 grader innan temperaturen (givaren?) dök.  Jag har nu lagt en ca 10 cm tjock eldfast skiva på ugnens topp och dragit ut termoelementet motsvarande längd.  Även kabeln låg ovanpå skivan så både termoelementhuvudet och kabeln borde ha det betydligt svalare nu.  Det är dock ganska varmt i hela rummet och jag mätte 35 grader vid mikroprocessorn och termolelementets förstärkare.  Förstärkaren innehåller ju elementets kalla nod.  Jag har fattat det så att man mäter temperaturskillnaden mellan den varma och kalla noden så det är väl inte fel att hålla den kalla noden så sval som möjligt.

Men, som sagt, i stort sett samma resultat.  Ska kolla hur käglan ser ut i morgon när ugnen har svalnat.

Kanske är det så att termoelementhuvudet fortfarande är för varmt.  Det är möjligt att jag kan isolera det ännu bättre och kanske vore det idé att montera en liten kylfläkt?

Rolnor: Det var K-elementet som var billigt.  S-elementet var sannerligen inte billigt. :-)

Anmäl
2017-03-07 03:51 #18 av: rolnor

Nej jag tänkte väl det, platina och rodium brukar kosta?!

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl
2017-03-07 09:30 #19 av: ramjambam

Att temperaturen blev högre den här gången verkar bevisa Bosses tes att det är givaren som blir för varm - ovanför ugnen är ju varmaste stället.

Din nya,  dyra termoelement blir inte enbart svalare om monterad från sidan, den blir också bättre skyddad. Borra in så att den ligger i ett spår mitt på bakre väggen, där det inte finns motståndsslingor. Önskar jag kunde skicka en skiss!

Anmäl
2017-03-07 10:55 #20 av: John Rönnbäck

YES!

Nu när jag öppnade ugnen så ser jag att käglan (Orto 9) har smält ihop till en liten klump.  Då måste ju ugnen ha varit uppe i 1260-1280 grader.  Jag ska borra ett nytt hål för termoelementet i ugnens sida och kanske dessutom fixa en kylfläkt. Tack Bosse för all hjälp!

Så fick jag lära mig en sak till idag.  Det är en dum idé att placera en kägla direkt på ugnsbotten.  Den satt fast rätt ordentligt och tog med sig en liten bit av ugnsbotten när jag knackade loss den. :-(

Anmäl
2017-03-07 13:40 #21 av: John Rönnbäck

Det stämmer nog att ugnen är från Ruben Lind.  Jag har googlat lite på Ruben Lind och jag hittar andra ugnar som ser ungefär lika ut.  Min ugn har innermåtten 34x34x52 cm, d.v.s. 60 liter. Lagom för mig som ultranybörjare. :-)

Jag har däremot inte hittat någon hemsida för Ruben Lind.  Finns den firman inte längre?

Tänkte isolera ugnen lite extra med hjälp av fiberboard på locket och runt om på sidorna.  Är det en bra idé? Var hittar man bra icke-cancerframkallande fiberboard?  Cebex verkar bara ha filt i sitt sortiment.  Det borde vara lättare att fästa board på sidorna.

Anmäl
2017-03-07 15:42 #22 av: rolnor

Holger eldfast har jag köpt board från, jag tror dock att all filt och board innehåller kvarts så det blir en liten cancerrisk om det dammar men det är väl om man jobbar dagligen med det tänker jag.

"Det onda har vingar, men det goda tar sig fram med snigelfart." -Voltaire.

Anmäl

Det finns en till kommentar till den här diskussionen. Den är bara synlig för medlemmar på iFokus. För att läsa kommentaren, logga in eller registrera dig på iFokus.