Richtiges Messen mit Flüssigkeitsthermometern

[qwe]

So, da ich nach kurzer Suche hier im Forum noch nirgendwo was zum Thema Fadenkorrektur gefunden und schon ein paar Posts a la "Warum kocht meine Würze bei 110°C"? gelesen habe, dachte ich mir, ich mach hier einmal einen Thread auf und teile meine Erkenntnisse zur Verwendung analoger Flüssigkeitsthermometer.

Kurzer Hinweis zu meinem Brauverfahren: Ich Maische in einem mit Isomatte isolierten 28L Topf auf einer Induktionsplatte und messe sämtliche Temperaturen im Brauprozess mit einem Alkohl-Flüssigkeitsthermometer mit Temperaturbereich von -10 bis +110°C.

Bei meinem letzten Sud, hab ich zum ersten Mal die Temperatur beim Würzekochen gemessen -> 104°C
Ich war erstaunt und dachte mir, womöglich hat Würze einen stark abweichenden Siedepunkt von Wasser, recherchierte kurz, fand nichts und dachte mir, ok ich sollte wohl einmal mein Thermometer überprüfen.

Anlässlich dieses Threads (https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic.php?f=3&t=25656) hab ich mir dann mein Thermometer genauer angesehen und ein bisschen recherchiert:

Bei Flüssigkeitsthermometern hängt der angezeigte Wert klarerweise von der Eintauchtiefe bzw. der Umgebungstemperatur ab. Da sich ja auch die Flüssigkeitsäule(Faden) im Stiel des Thermometers je nach Temperatur ausdehnt. (Stichwort Fadenkorrektur) Bis jetzt dachte ich, dies kann man aufgrund des großen Volumens an Flüssigkeit an der unteren Spitze des Thermometers in Relation zum Volumen des Fadens wohl vernachlässigen, womit ich wohl falsch lag.

Jedenfalls hab ich jetzt getestet und mein Thermometer hat ca 1cm unterhalb der Temperaturskala einen schwarzen Ring, wenn ich bis dahin eintauche bekomme ich in Eiswasser 0°C und in kochendem Wasser 99°C (ca.350m Seehöhe, 20°C Umgebungstemperatur)
Wenn ich es aber in den wallenden Wasserkocher ganz reinstecke, bin ich bei 104°C, genauso wie bei der Messung beim Würzekochen.
Daraus schließe ich, dass mein Thermometer für 20°C Umgebungstemperatur und ein eintauchen bis zu besager Markierung kalibriert ist.
Außerdem bekomme ich auch verfälschte Ergebnisse beim Test mit kochendem Wasser, wenn ichs einmal ganz reinstecke, sich dadurch das Glas erwärmt und wieder rausziehe. Vermutlich da in unmittelbarer Umgebung des dampfenden Kochtopfes das Glas außerhalb nur sehr langsam wieder abkühlt. Kurz unter die kalte Wasserleitung und ich hab bei richtiger Eintauchtiefe 99°C

Resumee für mich: Thermometer nicht so weit reinstecken!

Da ich das Thermometer beim Maischen immer weit reinsteckte, weil ich die Temperatur möglichst nahe der Hitzequelle messen wollte, bin ich jetzt sehr gespannnt, ob ich bei meinem nächsten Sud, wenn ich "richtig" messe, erhebliche Unterschiede bei Sudhausausbeute und EVG feststellen kann. Ich schätze jetzt nämlich, dass alle meine tatsächlichen Temperaturstufen beim Maischen immer so 2-3°C unter der Zieltemperatur waren.

Kann meine Überlegungen/Erkenntnisse so irgendjemand bestätigen?

[flatflo]

Bei meinem Thermometer stand auch dabei wie weit ich es in die Flüssigkeit stecken darf und das misst - wenn man die Vorgabe beachtet - wunderbar.

Edit: Es handelt sich um ein Digitaltermometer. Die Eintauchtiefe sollte aber bei allen wichtig zu beachten sein.

[jkmanfred]

Moin.
Das hört sich ja plausibel an.
Ich werde mal drauf achten.

Gruß und Danke
Manfred

[Hefti510]

Ich benutze ein digitales Thermometer mit Edelstahlstift, und messe auch Temperaturen bis 105°C.
Der Fehler tritt also unabhängig von der Flüssigkeitsskala analoger Thermometer auf.
Ich muss zugeben, dass ich auch immer extra tief eingetaucht habe, um möglichst nah an der Hitzequelle zu messen - werde dies zukünftig anders handhaben.

Danke für den Denkanstoß!

Gruß
Philipp

[bwanapombe]

Ich habe noch ein älteres Checktemp Einstechthermometervon Hanna Instruments. In der Anleitung steht, zum Messen solle man 4 cm einstechen/eintauchen. Mich würde es interessieren, ob es da einen Standard gibt oder für jedes Gerät neu festgelegt wird.

Dirk

[Commander8x]

Der Standard für Flüssigkeitsthermometer wurde schon genannt: die Fadenkorrektur:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Fadenkorrektur

Bei Digitalthermometern ist es wohl so, dass nur die Messhülse in die Flüssigkeit eintauchen soll.

Gruß Matthias

[Brandergartenbier]

Hi,

ich habe ein analog Glasthermometer und habe beim ersten Sud nur die Temperatur rauf und runter gefahren weil das blöde Ding hin und her gesprungen ist. Oben im Einkocher waren es meine 65°C unten ( fast ganz eingetaucht) ist das Ding plötzlich auf 75°C gesprungen.
Ich Unnwissender habe natürlich sofort den Einkocher ausgemacht :D ja, dass lag dann wohl an der Eintauchtiefe.....

Mein digital Thermometer zeigt 6°C Differenz zu meinem Inkbird, hier habe ich aber nicht in die ANleitung geschaut wie es da behandelt werden sollte. Ich glaube aber, dass sämtliche digitalen Thermometer ala PT100 , Thermoelemente NiCrNi etc. NUR an der Spitze messen, ich komme aus der Motorenforschung und hier messen wir immer in >800°C heißen Abgasnachbehandlungssystemen die Temperaturen mittel eingefädelten Thermoelemente. Diese messen ausschließlich an der Spitze, ich denke nicht, dass ein digitales Thermometer das anders macht.

[JackFrost]

Hi,

ich habe ein analog Glasthermometer und habe beim ersten Sud nur die Temperatur rauf und runter gefahren weil das blöde Ding hin und her gesprungen ist. Oben im Einkocher waren es meine 65°C unten ( fast ganz eingetaucht) ist das Ding plötzlich auf 75°C gesprungen.
Ich Unnwissender habe natürlich sofort den Einkocher ausgemacht :D ja, dass lag dann wohl an der Eintauchtiefe.....

Mein digital Thermometer zeigt 6°C Differenz zu meinem Inkbird, hier habe ich aber nicht in die ANleitung geschaut wie es da behandelt werden sollte. Ich glaube aber, dass sämtliche digitalen Thermometer ala PT100 , Thermoelemente NiCrNi etc. NUR an der Spitze messen, ich komme aus der Motorenforschung und hier messen wir immer in >800°C heißen Abgasnachbehandlungssystemen die Temperaturen mittel eingefädelten Thermoelemente. Diese messen ausschließlich an der Spitze, ich denke nicht, dass ein digitales Thermometer das anders macht.

Bei Widerstandsthermometern muss die ganze "Messzelle" eingetaucht sein, dieser ist ja immer in der Spitze eingebaut.
Aber auch die Leitung hat einen Widerstand und auch dieser ist von der Temperatur abhängig.
Wenn die Leitung immer die gleichen Bedingungen hat, dann kann man das mit einem Offset rausrechnen.

Wenn aber die Bedingungen der Kabel nicht gleicht sind, dann kann man z.B. bei einem Pt100/Pt1000 mit einer Dreileiter oder Vierleiter Messung,
den Widerstand der Leitung rausrechnen und hat nur den Widerstand der Messzelle. Das macht bei den kurzen Leitungen hier aber nicht viel aus.
2m Leitung mit 0,14 mm² machen 0,5R bei 20 °C , bei 35 °C wäre es dann 0,529R. Macht bei einem PT100 1,28 °C bzw. 1,35 °C aus.
Bei einem NTC mit 10k oder mehr fällt das nicht ins Gewicht.

Ein schlechter Übergangswiderstand am Stecker kann hier ggf. mehr machen.

Bei einem Thermoelement wird ja nur die Thermospannung gemessen, da die sehr klein ist muss diese sehr hochohmig abgenommen werden,
daher fließt hier kaum ein Strom und die Leitungen spielen nur eine Rollen, wenn die Thermoleitungen mit einem anderen Material verlängert wird als das des Thermoelementes. Wichtig ist hier das ein Thermoelement nur einen Temperaturunterschied messen kann. Da aber der Strom sehr klein ist ( Typ K ca. 39 µV/K ) ist hier eine Einstreuung von EM Feldern möglich.
Damit man die Temperatur hat, braucht man die Temperatur in an der Ausgleichsstelle. Wenn die nicht passt, dann stimmt der Rest auch nicht mehr.

Gruß JackFrost

[Brandergartenbier]

Hi,

ich habe ein analog Glasthermometer und habe beim ersten Sud nur die Temperatur rauf und runter gefahren weil das blöde Ding hin und her gesprungen ist. Oben im Einkocher waren es meine 65°C unten ( fast ganz eingetaucht) ist das Ding plötzlich auf 75°C gesprungen.
Ich Unnwissender habe natürlich sofort den Einkocher ausgemacht :D ja, dass lag dann wohl an der Eintauchtiefe.....

Mein digital Thermometer zeigt 6°C Differenz zu meinem Inkbird, hier habe ich aber nicht in die ANleitung geschaut wie es da behandelt werden sollte. Ich glaube aber, dass sämtliche digitalen Thermometer ala PT100 , Thermoelemente NiCrNi etc. NUR an der Spitze messen, ich komme aus der Motorenforschung und hier messen wir immer in >800°C heißen Abgasnachbehandlungssystemen die Temperaturen mittel eingefädelten Thermoelemente. Diese messen ausschließlich an der Spitze, ich denke nicht, dass ein digitales Thermometer das anders macht.

Bei Widerstandsthermometern muss die ganze "Messzelle" eingetaucht sein, dieser ist ja immer in der Spitze eingebaut.
Aber auch die Leitung hat einen Widerstand und auch dieser ist von der Temperatur abhängig.
Wenn die Leitung immer die gleichen Bedingungen hat, dann kann man das mit einem Offset rausrechnen.

Wenn aber die Bedingungen der Kabel nicht gleicht sind, dann kann man z.B. bei einem Pt100/Pt1000 mit einer Dreileiter oder Vierleiter Messung,
den Widerstand der Leitung rausrechnen und hat nur den Widerstand der Messzelle. Das macht bei den kurzen Leitungen hier aber nicht viel aus.
2m Leitung mit 0,14 mm² machen 0,5R bei 20 °C , bei 35 °C wäre es dann 0,529R. Macht bei einem PT100 1,28 °C bzw. 1,35 °C aus.
Bei einem NTC mit 10k oder mehr fällt das nicht ins Gewicht.

Ein schlechter Übergangswiderstand am Stecker kann hier ggf. mehr machen.

Bei einem Thermoelement wird ja nur die Thermospannung gemessen, da die sehr klein ist muss diese sehr hochohmig abgenommen werden,
daher fließt hier kaum ein Strom und die Leitungen spielen nur eine Rollen, wenn die Thermoleitungen mit einem anderen Material verlängert wird als das des Thermoelementes. Wichtig ist hier das ein Thermoelement nur einen Temperaturunterschied messen kann. Da aber der Strom sehr klein ist ( Typ K ca. 39 µV/K ) ist hier eine Einstreuung von EM Feldern möglich.
Damit man die Temperatur hat, braucht man die Temperatur in an der Ausgleichsstelle. Wenn die nicht passt, dann stimmt der Rest auch nicht mehr.

Gruß JackFrost

Jetzt noch Mal auf Deutsch bitte.






Spaß, danke für dein fundiertes Wissen, glaube aber, dass das für unsere Biere keine nennenswerte Relevanz hat.

[JackFrost]

[

Spaß, danke für dein fundiertes Wissen, glaube aber, dass das für unsere Biere keine nennenswerte Relevanz hat.

Es gab hier schon Fälle im Forum da hat die Induktionsplatte die Temperatur am Thermometer mit Thmeroelemente verändert.
4K oder so waren es damals, sind ja auch nur ein paar µV durch Einstreuuung.

Wenn Wasser in einen NTC-Sensor o.ä. kommt wir die gemessene Temperatur zu hoch sein, da das Wasser den Widerstand etwas senkt.
Diese geflochtenen Kabel von Fantast usw. sind ja nicht Flüssigkeitsdicht. Auch kondensierender Dampf künnte so ggf. in den Sensor kommen.

Gruß JackFrost

[NiCoSt]

So, da ich nach kurzer Suche hier im Forum noch nirgendwo was zum Thema Fadenkorrektur gefunden und schon ein paar Posts a la "Warum kocht meine Würze bei 110°C"? gelesen habe, dachte ich mir, ich mach hier einmal einen Thread auf und teile meine Erkenntnisse zur Verwendung analoger Flüssigkeitsthermometer.

Kurzer Hinweis zu meinem Brauverfahren: Ich Maische in einem mit Isomatte isolierten 28L Topf auf einer Induktionsplatte und messe sämtliche Temperaturen im Brauprozess mit einem Alkohl-Flüssigkeitsthermometer mit Temperaturbereich von -10 bis +110°C.

Bei meinem letzten Sud, hab ich zum ersten Mal die Temperatur beim Würzekochen gemessen -> 104°C
Ich war erstaunt und dachte mir, womöglich hat Würze einen stark abweichenden Siedepunkt von Wasser, recherchierte kurz, fand nichts und dachte mir, ok ich sollte wohl einmal mein Thermometer überprüfen.

Anlässlich dieses Threads (https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic.php?f=3&t=25656) hab ich mir dann mein Thermometer genauer angesehen und ein bisschen recherchiert:

Bei Flüssigkeitsthermometern hängt der angezeigte Wert klarerweise von der Eintauchtiefe bzw. der Umgebungstemperatur ab. Da sich ja auch die Flüssigkeitsäule(Faden) im Stiel des Thermometers je nach Temperatur ausdehnt. (Stichwort Fadenkorrektur) Bis jetzt dachte ich, dies kann man aufgrund des großen Volumens an Flüssigkeit an der unteren Spitze des Thermometers in Relation zum Volumen des Fadens wohl vernachlässigen, womit ich wohl falsch lag.

Jedenfalls hab ich jetzt getestet und mein Thermometer hat ca 1cm unterhalb der Temperaturskala einen schwarzen Ring, wenn ich bis dahin eintauche bekomme ich in Eiswasser 0°C und in kochendem Wasser 99°C (ca.350m Seehöhe, 20°C Umgebungstemperatur)
Wenn ich es aber in den wallenden Wasserkocher ganz reinstecke, bin ich bei 104°C, genauso wie bei der Messung beim Würzekochen.
Daraus schließe ich, dass mein Thermometer für 20°C Umgebungstemperatur und ein eintauchen bis zu besager Markierung kalibriert ist.
Außerdem bekomme ich auch verfälschte Ergebnisse beim Test mit kochendem Wasser, wenn ichs einmal ganz reinstecke, sich dadurch das Glas erwärmt und wieder rausziehe. Vermutlich da in unmittelbarer Umgebung des dampfenden Kochtopfes das Glas außerhalb nur sehr langsam wieder abkühlt. Kurz unter die kalte Wasserleitung und ich hab bei richtiger Eintauchtiefe 99°C

Resumee für mich: Thermometer nicht so weit reinstecken!

Da ich das Thermometer beim Maischen immer weit reinsteckte, weil ich die Temperatur möglichst nahe der Hitzequelle messen wollte, bin ich jetzt sehr gespannnt, ob ich bei meinem nächsten Sud, wenn ich "richtig" messe, erhebliche Unterschiede bei Sudhausausbeute und EVG feststellen kann. Ich schätze jetzt nämlich, dass alle meine tatsächlichen Temperaturstufen beim Maischen immer so 2-3°C unter der Zieltemperatur waren.

Kann meine Überlegungen/Erkenntnisse so irgendjemand bestätigen?

Danke für den tipp. Das werde ich beim nächsten mal beachten. Ich habe es bisher auch falsch gemacht.

[Barney Gumble]

Aber ich will doch grade vorsichtigerweise um dem Anbrennen am Boden zuvorzukommen unten am heißesten Punkt messen bzw. rühre ich bei meinem kleinen biab-Verfahren mit dem Saunathermometer-Brettchen bewusst auch unten rum.

[guenter]

Aber ich will doch grade vorsichtigerweise um dem Anbrennen am Boden zuvorzukommen unten am heißesten Punkt messen bzw. rühre ich bei meinem kleinen biab-Verfahren mit dem Saunathermometer-Brettchen bewusst auch unten rum.

Das sind genau die Gründe warum ich im ersten Schritt BiaB aufgegeben habe und mir später ein Rührwerk zugelegt habe. Dann kommt es auch +- auf ein Grad nicht mehr an.

Und zum Kochen: wallend ist doch OK, ob es 97 oder 103 Grad Celsius sind spielt hier absolut keine Rolle.

Irgendwie wird die Temperaturmessung beim Maischen meist überbewertet.

[Brandergartenbier]

Das unten an der Heizquelle messen hat mir auch nur Ärger bereitet. Seit ich ein Führwerk habe ist die Temperaturverteilung nahezu gleich.

[Braufex]

Danke für diesen Faden, man lernt nicht aus ;-)

Hab am Anfang auch mit den Glasthermometern gearbeitet.
Auf der Seite vom Hobbybrauerversand steht dabei, dass das Thermometer ganz einzutauchen ist.
Dann wirds natürlich schwer mit dem Ablesen ...
Aber mit der Fadenkorrektur passt's ja dann wieder.

Bin aber, nachdem mir ein Thermometer bei einem Testlauf mit Wasser im Einkocher abgebrochen ist, auf Digitale umgestiegen. Der strenge Geruch nach Petroleum passt zu keiner Biersorte

Bei Pollin gibts die Gläsernen übrigens grad für 99 ct ...

Gruß Erwin

[qwe]

Irgendwie wird die Temperaturmessung beim Maischen meist überbewertet.

Meinst du damit, dass es egal ist ob die Maische bei einer Zieltemperatur von 70-72° tatsächlich nur 68-70° hat?

[qwe]

Auf der Seite vom Hobbybrauerversand steht dabei, dass das Thermometer ganz einzutauchen ist.
Dann wirds natürlich schwer mit dem Ablesen ...
Aber mit der Fadenkorrektur passt's ja dann wieder.

Ja das hängt eben davon ab, wie das Thermometer kalibriert ist. Laut Wikipedia ist das auch Standard.
Bei meinem wars hingegen eben nicht so.
Kann man aber ja zum Glück leicht testen.

[guenter]

Irgendwie wird die Temperaturmessung beim Maischen meist überbewertet.

Meinst du damit, dass es egal ist ob die Maische bei einer Zieltemperatur von 70-72° tatsächlich nur 68-70° hat?

Nein, meine ich nicht. Man sollte aber sein Messgerät kennen und sich der Fehlertoleranz bewusst sein. Wenn mein Gerät 72° anzeigt, liege ich irgendwo zwischen 70 und 74 Grad - auf die gesamte Maische bezogen.

Im übrigen ist es eine gute Idee, zumindest ein kalibriertes Thermometer zu haben.

[JackFrost]

Wenn man sein Thermometer mit Eiswasser und kochendem Wasser incl. der aktuellen Siedetemperatur überprüft, dann kann man auch eine
Kalibriergerade machen. Die ist bei einer Zweipunktkalibrierung mx+t. Damit kann man dann für die wichtigsten Temperaturen den Anzeigewert
bestimmen.

Vor allem die 77 - 78° sollten passen , damit man da nicht Richtung >= 80 °C rutscht.

Damit kann man auch eine Flüssgigkeitsthermometer "kalibrieren" sofern man immer gleich tief eintaucht.

Wenn man keine Barometer hat, oder keines das man genau genug ablesen kann, dann gibt es die Luftdruckdaten auch auf Wetter.com, oder evtl.
auch auf anderen Wetterportalen. Aber der Luftdruck ist auf NN normalisiert. Damit die Druckgebiete passen.

Auf https://rechneronline.de/barometer/ kann man das umrechnen lassen. Wichtig ist hier die aktuelle Temperatur, und die Höhe des Ortes.
Dann den aktuellen Luftdruck so lange ändern bis unten der angezeigte passt. Hier stimmt es ganz gut über ein. Mein Barometer zeigt 964 mbar
und mit der Höhe und der aktuellen Temperatur komm ich auf die 1024 mbar von der Seite.

Die Siedetemperatur ist in Näherung dann :

Tsied = -2266,5/( Log10(Luftdruck) - 9,0869) Die Temperatur ist dann in Kelvin.

Im Bereich um 1023 mbar. Hat die Formel einen Fehler von ca. 0,2 K. Sie sollte aber zum Überprüfen eines Thermometers reichen.

Gruß JackFrost

[guenter]

Wenn man sein Thermometer mit Eiswasser und kochendem Wasser incl. der aktuellen Siedetemperatur überprüft, dann kann man auch eine
Kalibriergerade machen.

Das ist sicher besser, als sich blind auf sein Thermometer zu verlassen. Funktioniert aber nur, wenn die Genauigkeit wirklich linear verläuft. Bei digitalen Geräten wird dies oft unterstellt. Aber selbst dann sind es nur angenäherte Werte. Dessen sollte man sich bewusst sein.

Besser wäre es, bei den relevanten Rasttemperaturen zu kalibrieren.

Wobei es wie gesagt auf 1 Grad rauf und runter nicht ankommt, auch mit 2 Grad liegt man noch gut.

Ab 80 Grad kann es tatsächlich kritsch werden. Wie hier schon öfter geschrieben, kann man auch gut bei 72 Grad abmaischen. Ich höre bei 76 Grad auf, mein persönlicher Kompromiss an dieser Stelle.

[Brandergartenbier]

An dieser Stelle würde ich mal gerne wissen, wie es sich mit den Temperaturfühler der eingesetzten Inkbirds handhabt.
Gibt es da jemanden der sicher sagen kann, dass ein plug and Play einsetzen dieser Dinger nicht optimal ist? Ich habe mit 3 Thermometern gemessen und dann die Korrektur des Inkbirds vorgenommen, kann aber auch alles falsch gewesen sein...

[JackFrost]

Das ist sicher besser, als sich blind auf sein Thermometer zu verlassen. Funktioniert aber nur, wenn die Genauigkeit wirklich linear verläuft. Bei digitalen Geräten wird dies oft unterstellt. Aber selbst dann sind es nur angenäherte Werte. Dessen sollte man sich bewusst sein.

Besser wäre es, bei den relevanten Rasttemperaturen zu kalibrieren.

Eine Mehrpunktkalibrierung ist sicher besser, aber da braucht es ein kalibriertes Thermometer das mindestens um den Faktor 10 eine höher Auflösung hat, als die die man kalibrieren will.

Die Sensoren selber sind nicht linear. Selbst der PT100 ist nicht linear in dem kleinen Bereich. Die Mathematik dahinter linearisiert das dann.
Daher kann man in einer einfachen Kalibrierung die Genauigkeit des Thermometers erhöhen.

Bei den Pt100 in der Arbeit ist der Fehler linear, wenn ich die mit dem Hochtemperaturkalibrator überprüfe. Bereich 20 - 200 °C.

Gruß JackFrost