Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Высокая температура
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сборка РЭУ > Вопросы надежности и испытаний
Страницы: 1, 2
bullit
Всем Здравствуйте!

Стоит задача по разработке устройства, которое будет работать в широком диапазоне температур - от минус 40 до 180 градусов.
Есть необходимость в применении МК, ОУ и т.д.
Сейчас ставят PIC рассчитанные на 125 градусов. В принципе работают, но говорят надежность флешпамяти после однократного перегрева до 175 градусов существенно снижает её ресурс.
Операционники наши: 140 серию. Уход как по смешению так и по усилению.

Кто как выходит из положения? Какие МК, ОУ, сердечники трансформаторов, материал для ПП, защитные покрытия и т.д. и т.п.

Может есть соответствующая литература? буду рад всему.

Для себя может я бы и не задумывался, взял бы что есть под рукой, а тут нельзя.

Слышал применяют сосуды Дьюара, и подобные термоса.

Заранее большое спасибо!
kalimusk
Цитата(bullit @ Apr 7 2008, 14:34) *
Всем Здравствуйте!

Стоит задача по разработке устройства, которое будет работать в широком диапазоне температур - от минус 40 до 180 градусов.
Есть необходимость в применении МК, ОУ и т.д.
Сейчас ставят PIC рассчитанные на 125 градусов. В принципе работают, но говорят надежность флешпамяти после однократного перегрева до 175 градусов существенно снижает её ресурс.
Операционники наши: 140 серию. Уход как по смешению так и по усилению.

Кто как выходит из положения? Какие МК, ОУ, сердечники трансформаторов, материал для ПП, защитные покрытия и т.д. и т.п.

Может есть соответствующая литература? буду рад всему.

Для себя может я бы и не задумывался, взял бы что есть под рукой, а тут нельзя.

Слышал применяют сосуды Дьюара, и подобные термоса.

Заранее большое спасибо!


Мы прменяли тепловые трубки (было куда отвести тепло от элементов). Может быть элементы Пельтье помогут. Если 180 градусов действуют постоянно, то это почти неразрешимая задача. Надежность изделия будет катастрофически низкая. Аналогичные проблемы есть в геофизической аппаратуре, может быть там можно подсмотреть технические решения.
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 7 2008, 14:34) *
Стоит задача по разработке устройства, которое будет работать в широком диапазоне температур - от минус 40 до 180 градусов.
Есть необходимость в применении МК, ОУ и т.д.

..................................................

Кто как выходит из положения? Какие МК, ОУ, сердечники трансформаторов, материал для ПП, защитные покрытия и т.д. и т.п.
У Honeywell есть набор таких микросхем. Раздобыть, видимо, будет непросто...
У TI и Infineon тоже что-то встречалось, по-моему.
Применять при 180гр. компоненты, рассчитанные на 125гр - нельзя.

Цитата(bullit @ Apr 7 2008, 14:34) *
...Может есть соответствующая литература? буду рад всему.
Погуглите на тему "кремний на изоляторе" - SoI.

Кроме того, не забывайте, что даже резисторы с конденсаторами должны быть соответствующими. А также материал платы, и даже припой.
Ilya_z
Цитата
У Honeywell есть набор таких микросхем. Раздобыть, видимо, будет непросто...
У TI и Infineon тоже что-то встречалось, по-моему.
Применять при 175 гр. компоненты, рассчитанные на 125гр - нельзя.

есть еще у Holtek, но к сожалению реально достать все это практически не возможно, даже если цена не имеет значения..
а насчет того что нельзя применять обычные (125гр) компоненты, тут
конечно формально Вы абсолютно правы, тем не менее применяют и теже америкосы применяют, в аппарвтуре стоимостью сотни к$ . Вопрос в том что изготовленная аппаратура должна проходить соответсвующее тестирование и иметь адекватный заявленый срок наработки(реально производители дают от 20-30 до 500 часов).
Что касательно самого вопроса этого температурного диапазона:
Во первых нужно определиться действительно нужно 180гр или достаточно 170 или 165 ? Это важно, поскольку каждые несколько градусов стоят довольно серъезных усилий. Верхняя рабочая температура 150 достигается сравнительно просто, при соответсвующем методологическом подходе, далее все намного сложнее.
На что надо обратить внимание:
Практически все совремменные интегральные стабилизаторы имеют встроенную температурную защиту(в дипазоне 120-150), надо либо искать без защиты, либо делать на рассыпухе, это также в значительной мере относитсяи к драйверам.
Вообще изготавливать что можно на дискретных элементах -неплохой выход. В качкстве микроконтроллеров можно порекемендовать PIC, опасения насчет надежности flash практикой не подтверждаются, самое главное не пытаться делать перепрошивку на высокой температуре- это действительно часто заканчивается фатально, тоже относитсяи к EEPROM - читать можно, писать при температуре выше 100 категорически не рекомендуется.
Слабое место встроенный генератор, при T>150 используйте внешний.
При высоких температурах неплохо работают ОУ, АЦП, ЦАП от AD, особенно которые упакованы в керамические корпуса.
Выпрямительные диоды с шоттки - практически все не работают.
Стеклотестолит на тепреатуры выше 160 - нужно выбирать с высокой температурой стеклования, FR-4 деградирует, покрытие платы лучше делать золотом, обычное горячее лужение может резко снижать прочность паянного соединения.
Вообще если будете заниматься этой темой - придется на всех этитх моментах самому шишки набивать, поскольку решения _очень сильно_ зависят от конкретной конструкции и того что вы хотите от нее получить.
SIA
Цитата(Ilya_z @ Apr 8 2008, 10:16) *
есть еще у Holtek, но к сожалению реально достать все это практически не возможно, даже если цена не имеет значения..
а насчет того что нельзя применять обычные (125гр) компоненты, тут
конечно формально Вы абсолютно правы, тем не менее применяют и теже америкосы применяют, в аппарвтуре стоимостью сотни к$ . Вопрос в том что изготовленная аппаратура должна проходить соответсвующее тестирование и иметь адекватный заявленый срок наработки(реально производители дают от 20-30 до 500 часов).
Что касательно самого вопроса этого температурного диапазона:
Во первых нужно определиться действительно нужно 180гр или достаточно 170 или 165 ? Это важно, поскольку каждые несколько градусов стоят довольно серъезных усилий. Верхняя рабочая температура 150 достигается сравнительно просто, при соответсвующем методологическом подходе, далее все намного сложнее.
На что надо обратить внимание:
Практически все совремменные интегральные стабилизаторы имеют встроенную температурную защиту(в дипазоне 120-150), надо либо искать без защиты, либо делать на рассыпухе, это также в значительной мере относитсяи к драйверам.
Вообще изготавливать что можно на дискретных элементах -неплохой выход. В качкстве микроконтроллеров можно порекемендовать PIC, опасения насчет надежности flash практикой не подтверждаются, самое главное не пытаться делать перепрошивку на высокой температуре- это действительно часто заканчивается фатально, тоже относитсяи к EEPROM - читать можно, писать при температуре выше 100 категорически не рекомендуется.
Слабое место встроенный генератор, при T>150 используйте внешний.
При высоких температурах неплохо работают ОУ, АЦП, ЦАП от AD, особенно которые упакованы в керамические корпуса.
Выпрямительные диоды с шоттки - практически все не работают.
Стеклотестолит на тепреатуры выше 160 - нужно выбирать с высокой температурой стеклования, FR-4 деградирует, покрытие платы лучше делать золотом, обычное горячее лужение может резко снижать прочность паянного соединения.
Вообще если будете заниматься этой темой - придется на всех этитх моментах самому шишки набивать, поскольку решения _очень сильно_ зависят от конкретной конструкции и того что вы хотите от нее получить.

Все верно (делал аппаратуру для нейтронного каротажа). Сейчас этим не занимаюсь, ибо хороший менеджер умер (ЧП), и начавшая быстро развиваться структура, державшаяся на его связях, развалилась....
bullit
Ну по порядку:
Аппаратура разрабатываемая мной - геофизическая.

1) Уводить тепло из прибора некуда. Элементы Пельтье я не отвергаю. С ними покане знаком - Ознакомлюсь. Посмотрю как реализуется и можно ли вообще их применять. Хотя слышал что вроде как пробывали... но вроде как утухло.

2) Платы используются высокотепературные, припой ПСР (или серебряный)

3) ПП на основе Карбида Кремния (кремний на изоляторе) (помоему так) искал. Нашел - но очень маленькая номенкулатура. У нас вроде кто-то делают, но достаточно мало инфы. За рубежом делают. Поставшиков помоему нет. Тоже поисчем.

4) Температура воздействует ~ 1-6 часов. Точных данных у меня нет, пока. Да и точно сказать не возможно, так как зависит от многих факторов.

5) Аппаратуру будут принимать заказчики и согласно стандарту проверять могут при температуре +10 чем расчитан прибор.
Да это и не гланое - главное наработка на отказ и срок высокий иметь.

Сосуд дьюара используют - не очень технологично, но зато проблем с поиском комплектующих меньше.

За советы большое спасибо! Может еще какие камни есть?
SIA
Для подобных дел, кстати, существовала совершенно инфернальная штука, термоионные микромодули. Те наоборот, пока не нагреешь, не работают. Никаких полупроводников smile.gif
bullit
Если это серьёзно, то скажу сразу: прибор проверяют на земле, перед опусканием в скажину. А это значит зимой при минус.... скоко бывает там где есть нефтЯ?...

Есть контора которая уже очень давно использует сосуды Дьюара. Оказывается ремонтопригодность у них не совсем-то и низкая. Электронику можно достать, но это только для конструкции типа термос.
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 8 2008, 15:48) *
1) Уводить тепло из прибора некуда. Элементы Пельтье я не отвергаю. С ними покане знаком - Ознакомлюсь...
Если некуда - то не стоит и тратить время зря. Элемент Пельтье - это всего лишь тепловой насос, причём весьма неэффективный...

Цитата(bullit @ Apr 8 2008, 15:48) *
...3) ПП на основе Карбида Кремния (кремний на изоляторе) (помоему так) искал...
Лучше искать "silicon on insulator". О карбидкремниевых процессорах слышать пока что не доводилось...
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 8 2008, 15:48) *
Ну по порядку:
Аппаратура разрабатываемая мной - геофизическая.

1) Уводить тепло из прибора некуда. Элементы Пельтье я не отвергаю. С ними покане знаком - Ознакомлюсь. Посмотрю как реализуется и можно ли вообще их применять. Хотя слышал что вроде как пробывали... но вроде как утухло.


4) Температура воздействует ~ 1-6 часов. Точных данных у меня нет, пока. Да и точно сказать не возможно, так как зависит от многих факторов.


Сосуд дьюара используют - не очень технологично, но зато проблем с поиском комплектующих меньше.

За советы большое спасибо! Может еще какие камни есть?

По пункту 1. Тепло можно отводить в окружающую среду тепловым насосом (напр. на основе эффекта Пельтье)
Можно несколько облегчить (возможно) ситуацию, используя упрощенный дьюар - без вакуума с хорошей теплоизоляцией + тепловой аккумулятор на основе теплоты фазового перехода.
Тут подходит вода (кипение), только если есть возможность выпускать пар.....
Натрий - опасно это.
Индий - дороговато. И температура плавления около 150 - высоковата.
Бензол - около 5 градусов - надо предварительно морозить... Если можно морозить, то вода лучше...
Это первое, что в голову пришло. Может есть еще варианты.
Но все это сложно конструктивно - у Вас ведь погружной зонд?
bullit
to Tanya:
Пельте уже отвергли, выше.

Теплоизоляция к сожелению не очень-то и поможет + габариты плат резко уменьшаются, что не есть гут.
А не поможет потому как прибор в скважине до 15 часов может находиться, часа 6-10 при температуре выше 100 градусов.
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 9 2008, 14:45) *
to Tanya:
Пельте уже отвергли, выше.

Это для меня новость. А может зря?
Градусов на 20 охладить можно. Или нагреть. Только, скорее всего, стандартный охладитель не подойдет (я так думаю), а самодельный на термопарах подойдет, только дороговато будет - делать сложно.
В войну для партизан делали генераторы для питания раций на термопарах. Эта штука обратимая...

Цитата(bullit @ Apr 9 2008, 14:45) *
to Tanya:
Теплоизоляция к сожелению не очень-то и поможет + габариты плат резко уменьшаются, что не есть гут.
А не поможет потому как прибор в скважине до 15 часов может находиться, часа 6-10 при температуре выше 100 градусов.

А без теплоизоляции ведь совсем нельзя обойтись... мне кажется. Или Вы знаете способ?
bullit
К сожелению конструкция приборов осталась "старая", т.е. не расчитанная на тепловую изоляцию, которая в лучшем случае будет порядка 1одного см, наверное.
Отвергать я нечего не собираюсь, по крайней мере не просмотрев вариант и реализацию.
Мне как электронщику охота решить задачу выбором компанентов, конструкторам конструкцией - значит будем искать золотую серидину.
Компаненты конечно будут покрываться защитными покрытиями - безусловно. Но это дело не спасёт.
Пока идёт поиск "дубовых" компанент: МК, ОУ, стабилизаторы напряжения, конденсаторы(тут есть проблемы) и многое другое.
Чей-то опыт не помешал бы. Даже просто варианты, озвученные тут уже помощь. "Но мало кошке сало".
Вспоминаю по лекциям институцким тепловые трубки... но куда енто тепло девать......
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 9 2008, 20:32) *
К сожелению конструкция приборов осталась "старая", т.е. не расчитанная на тепловую изоляцию, которая в лучшем случае будет порядка 1одного см, наверное.
Отвергать я нечего не собираюсь, по крайней мере не просмотрев вариант и реализацию.
Мне как электронщику охота решить задачу выбором компанентов, конструкторам конструкцией - значит будем искать золотую серидину.
Компаненты конечно будут покрываться защитными покрытиями - безусловно. Но это дело не спасёт.
Пока идёт поиск "дубовых" компанент: МК, ОУ, стабилизаторы напряжения, конденсаторы(тут есть проблемы) и многое другое.
Чей-то опыт не помешал бы. Даже просто варианты, озвученные тут уже помощь. "Но мало кошке сало".
Вспоминаю по лекциям институцким тепловые трубки... но куда енто тепло девать......

Тепловые трубки могут быть удобны для отвода тепла от самых нежных мест. А отводить можно к тепловому насосу, который должен перекачивать это тепло в горячее место - наружу - за тепловой барьер. А один сантиметр это не так уж и мало... Современная теплоизоляция (от Бурана, например) очень близка к дьару. А для дьюара толщина стенки (между стенками) не играет роли. Правда, экраны внутренние помогают. Еще площадь этой стенки надо минимизировать...
Думается мне, что тут теплофизика главная наука, а не электроника, хотя даже при абсолютной изоляции... внутреннее тепловыделение деленное на теплоемкость даст скорость нагрева... Поэтому, надо еще это учитывать при выборе активных деталей. А что Вы имеете в виду под защитными покрытиями?
Разве зонд не герметичный? Ведь судя по температуре, там и давление соответствующее...
А что Ваш зонд измерять должен?
Stanislav
Цитата(Tanya @ Apr 8 2008, 21:27) *
По пункту 1. Тепло можно отводить в окружающую среду тепловым насосом (напр. на основе эффекта Пельтье)
Если говорят, что отводить тепло некуда - это значит, некуда. Я так, например, это понимаю. Хотя, для страдающих куриной слепотой, можно было это написать и покрупнее. smile.gif

Цитата(Tanya @ Apr 9 2008, 18:00) *
Это для меня новость. А может зря?
Градусов на 20 охладить можно. Или нагреть. Только, скорее всего, стандартный охладитель не подойдет (я так думаю), а самодельный на термопарах подойдет, только дороговато будет - делать сложно.
На каких таких ещё термопарах Вы собрались заняться самодельщиной, Таня?
Хотел бы я посмотреть, что "подходящее" вышло бы из рук Настоящей Мастерицы. lol.gif

Цитата(Tanya @ Apr 9 2008, 18:00) *
...В войну для партизан делали генераторы для питания раций на термопарах. Эта штука обратимая...
Это металл-полупроводниковые устройства, очень древние и малоэффективные. Только какое они отношение имеют к теме?
Уж не предлагаете ли на них делать тепловой насос? lol.gif

Цитата(Tanya @ Apr 9 2008, 18:00) *
А без теплоизоляции ведь совсем нельзя обойтись... мне кажется. Или Вы знаете способ?
Может, про Дьюар нужно написать аршинными буквами, специально для Вас?
Впрочем, о чём это я?
Таня, знаете, что такое сосуд Дьюара? Это такое устройство, которое осуществляет термоизоляцию. Навроде термоса, только горлышко у него узкое. biggrin.gif

Цитата(Tanya @ Apr 9 2008, 21:10) *
Современная теплоизоляция (от Бурана, например) очень близка к дьару.
Очень интересно!
Не могли бы расписать подробнее: каким таким дьюаровским способом устроена теплоизоляция "Бурана"? wink.gif
rezident
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 04:22) *
Таня, знаете, что такое сосуд Дьюара? Это такое устройство, которое осуществляет термоизоляцию. Навроде термоса, только горлышко у него узкое. biggrin.gif
Извиняюсь за злостный bb-offtopic.gif в тему сосуда Дюара вспомнилось. smile.gif
В самом начале 90-х я неоднократно бывал в командировке на кафедре квантовой радиофизики МГУ. Там рядом с корпусом было хранилище жидкого азота в виде одной или двух цистерн. Сосуды Дюара были в обиходе повсюду. Их даже перед входом в корпус оставляли, когда нужно было собрать для наполнения жидким азотом. Видимо поэтому местные ученые к сосудам Дюара относились попросту, как к стеклотаре. Мне рассказывали как они летом ходили с 5-и литровыми сосудами Дюара за пивом в магазин, расположенный поблизости, а мужики, глядя на такую необычную тару, пропускали их без очереди со словами "пропустите, ученые за пивом пришли" biggrin.gif
bullit
Опишу условия работы прибора: он находится в жидкости с температурой до 150 градусов. И всё это может длиться очень долго. Порядка 4 часов, ну и меньше тоже.
Как я понимаю, может и ошибаюсь, отводить тепло надо в область где меньше температура? в смысле меньше по сравнению с той откуда отводят??? нет?
Конструктивным решением проблемы не я занимаюсь. Потому в суть насосов и сосудов я пока не вдавался. Люди там уже давно с ними возятся - им видней.

А покрытия, я их еще не выбирал и не искал, с целью "размазать", "пеедать дальше" тепло от нагретых мест к остальной области на плате.
Вот примерно так.

Проблема не в том, что нет таких компанент, хотя и тут выбор мал, да и по производительности (МК) не очень...., а проблема их достать. ИМХО
Ilya_z
На самом деле о дьюре с теплопоглотителем подумать стоит, такие решения реально применяются и дают неплохой эффект, другое дело что это не вопрос электронники, а скорее вопрос конструктива.
Цитата
Пока идёт поиск "дубовых" компанент: МК, ОУ, стабилизаторы напряжения, конденсаторы(тут есть проблемы)

Попробуйте Epcos и Murrata - весьма неплохи для этих применений.
Цитата
Вспоминаю по лекциям институцким тепловые трубки... но куда енто тепло девать......

Лекции тут врядли помогут, ломайте приборы конкурентов, смотрите как делают, к сожалению в этой теме главную роль играет практический опыт, готовые решения Вам врядли кто предложит.
bullit
На сосуды Дьюара я смотрю с оптимизмом, но нас задавят в габаритах.

За ссылки производителей спасибо. А проблем с доставаемостью нет?

Ломать (чужие приборы) нечего, потому как нет. Работаю в этой области недавно, потому ни чего не видел.

Будем практиковаться :-)
Tanya
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 02:22) *
Если говорят, что отводить тепло некуда - это значит, некуда. Я так, например, это понимаю. Хотя, для страдающих куриной слепотой, можно было это написать и покрупнее. smile.gif

Это автор ошибся, когда писал, что некуда. Не понимает он ничего в тепловых насосах. И Вы тоже, похоже.

Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 02:22) *
На каких таких ещё термопарах Вы собрались заняться самодельщиной, Таня?
Хотел бы я посмотреть, что "подходящее" вышло бы из рук Настоящей Мастерицы. lol.gif
Это металл-полупроводниковые устройства, очень древние и малоэффективные. Только какое они отношение имеют к теме?
Уж не предлагаете ли на них делать тепловой насос? lol.gif

Я такой самодельщиной давно занимаюсь. Теми самыми насосами. Все довольны. Я тоже...
Правда, есть специальный дядя, который сваривает термопары.
А в войну это работало безо всяких полупроводников.
Зря Вы так индющитесь в техническом разделе. Пишите лучше о том, в чем разбираетесь.

Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 02:22) *
Может, про Дьюар нужно написать аршинными буквами, специально для Вас?
Впрочем, о чём это я?
Таня, знаете, что такое сосуд Дьюара? Это такое устройство, которое осуществляет термоизоляцию. Навроде термоса, только горлышко у него узкое. biggrin.gif

Очень интересно!
Не могли бы расписать подробнее: каким таким дьюаровским способом устроена теплоизоляция "Бурана"? wink.gif

В сосудах Дьара (я в этом уверена) я разбираюсь много лучше некоторых - я ими постоянно пользуюсь.
И даже конструировала. Криостаты. Большие и маленькие. И они, преставьте, работают...
А про теплоизоляцию Бурана... Вы ее держали в руках? У меня есть... А про дьюаровский способ это Вы напридумывали...

Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 12:33) *
За ссылки производителей спасибо. А проблем с доставаемостью нет?

Ломать (чужие приборы) нечего, потому как нет. Работаю в этой области недавно, потому ни чего не видел.

Будем практиковаться :-)

Самые лучшие дьюары - стеклянные. То, что можно купить - дрянь чаще всего. Лучше найти место, где Вам сделают на заказ. Отжиг обязательно - на этом все всегда экономят. Хорощее серебрение (а то моду взяли - меднить). Стекло лучше всего электроламповое.
Металлические, конечно прочнее, но они похуже - текут потихоньку.
Может есть места, где сделают хорошо? Не знаю.
Можно делать даже разборные. Какой у Вас диаметр? Если небольшой, то надо поискать особотонкостенные трубы из Х18Н10(9)Т - бесшовные. Если больше, то придется варить встык... Мало, где делают. В Туле раньше умели..
bullit
Цитата
Это автор ошибся, когда писал, что некуда. Не понимает он ничего в тепловых насосах. И Вы тоже, похоже.

Давайте не будем устраивать полемику. Алучше Таня поясните: куда девать тепло? При условии что везде вокруг 150 градусов, я подчеркиваю -везде вокруг-. А лучше в двух словах(чёб тут уместилось) объясните как сие работает. Глядишь мы его и испробуем, и более того может даже посотрудничаем в этом направлении. Единственное, но... вы должны понимать, что вокруг жарко, должно работать до 8 часов и не должен "жрать" энергию как танк солярку. Вот в кратце условия.
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 07:53) *
Как я понимаю, может и ошибаюсь, отводить тепло надо в область где меньше температура? в смысле меньше по сравнению с той откуда отводят??? нет?

Тепловой насос может перекачивать тепло в любую сторону. В Вашем случае от холодной (относительно) электроники к горячей наружной стенке.
bullit
Ну тогда может вы поделитесь информацией? как это сделать.
Да и на сколько эти комплектующие большие и труднодоставляемые??

А про стекло и думать не будем, разобъют, как пить дать разобъют.
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 13:43) *
А лучше в двух словах(чёб тут уместилось) объясните как сие работает. Глядишь мы его и испробуем, и более того может даже посотрудничаем в этом направлении. Единственное, но... вы должны понимать, что вокруг жарко, должно работать до 8 часов и не должен "жрать" энергию как танк солярку. Вот в кратце условия.

В двух словах - термопара + некая электроника = тепловая машина. Обратимая.
Чем меньше у Вас внутреннее тепловыделение и чем лучше теплоизоляция, тем меньше будет "жрать" тепловой насос. Без которого лучше бы обойтись, улучшая изоляцию, уменьшая тепловыделение и увеличивая теплоемкость.
bullit
По поводу "некая электроника" поподробней пожалуйста. Примеры и т.д. и т.п.
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 13:49) *
Ну тогда может вы поделитесь информацией? как это сделать.
Да и на сколько эти комплектующие большие и труднодоставляемые??

А про стекло и думать не будем, разобъют, как пить дать разобъют.

Ну, если посуду бьют, то надо бросать пить, как пить дать.... При правильной конструкции... если разобьют, то только нарочно...
Все от всего зависит... Те зонды, которые я видела, были довольно маленького диаметра...
Какого максимального диаметра бывают (были) особотонкостенные трубы не знаю. Попадались около 50 мм и тоньше. Толще не нужны были.
А Вы сначала должны все посчитать... Тепловыделение, теплоемкость, теплопроводность...
А Вы собираетесь все самостоятельно делать? Может дешевле заказать? Криогенмаш (Балашиха)... наводка... типа... Если количество маленькое, то ищите фирмы, которые делают криостаты. Таких много. Руками делают. Надежно. А может и обычной теплоизоляции хватит - считать надо.. Вам...
bullit
Стекло может разбиться от всякого, и вибрация и когда внешний кожух на прибор одевают и нечайно уранили. Даже если кабель рвется в скважине, прибор пролетев ~ 1 км после того как его достали, был работоспособным, как ни вчем небывало. Во как.
Тем более сами понимаете: люди на скважине не будут цацкаться + условия и многое другое.
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 13:56) *
По поводу "некая электроника" поподробней пожалуйста. Примеры и т.д. и т.п.

Все банально просто. Вот термопара с двумя спаями. Один находится в холодильнике (это термин такой термодинамический, а не реальный холодильник, хотя реальный - тоже может быть холодильником, если он исправен и включен в розетку), а другой - у горячего тела (не обязательно человеческого). Вы в курсе, что на концах термопары будет напряжение, которое называется термоЭДС? Так вот, эта самая термопара, если дать возможность току потечь туда, куда ему хочется, будет производить работу. Иногда полезную. За счет чего? Термодинамика (наука такая) объясняет, что это происходит за счет переноса тепла от горячего тела к холодильнику...
Там еще про энтропию...
А если ток пустить в другую сторону (тут нам понадобится некая электроника), то (О, чудо!) холодильник будет охлаждаться, а нагреватель нагреваться. Это потому, что такая тепловая машина обратима. А рабочее тело там - электроны. А подробнее в книжках написано. С цифрами.
bullit
А две термопары от тестеров подойдут?? biggrin.gif
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 07:53) *
Опишу условия работы прибора: он находится в жидкости с температурой до 150 градусов. И всё это может длиться очень долго. Порядка 4 часов, ну и меньше тоже.
Как я понимаю, может и ошибаюсь, отводить тепло надо в область где меньше температура? в смысле меньше по сравнению с той откуда отводят??? нет?
Нет, неправильно. Если так, значит, тепло отводить всё же есть куда. И Пельтье здесь может как раз пригодиться. Другое дело, что конструктив теплообменника нужно рассчитать, исходя из свойств этой жидкости.
bullit
Цитата
Другое дело, что конструктив теплообменника нужно рассчитать, исходя из свойств этой жидкости.

Забыл сказать, что снаружи давление до 85 МПа. Т.е. внешний кожух толщиной ~ 1 см, может чуть меньше. Вот кожуху передать тепло можно.
Но место мало. Сейчас у меня на плату дали ширину 40 мм (!). Больше нельзя! конечно можно и в "трубочку всё свернуть".
По длине я более, менее свободен.
Stanislav
Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:40) *
Это автор ошибся, когда писал, что некуда. Не понимает он ничего в тепловых насосах. И Вы тоже, похоже.
Всё понимаю, Таня. Просто прикидываюсь. biggrin.gif

Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:40) *
...Я такой самодельщиной давно занимаюсь. Теми самыми насосами. Все довольны. Я тоже...
Правда, есть специальный дядя, который сваривает термопары.
А в войну это работало безо всяких полупроводников.
Ну, тогда скажите, на чём же делаете Вы, и на чём делали в войну? И какова холодопроизводительность у Ваших изделий? wink.gif

Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:40) *
...В сосудах Дьара (я в этом уверена) я разбираюсь много лучше некоторых - я ими постоянно пользуюсь.
Это приятно. Тогда почему задаёте ...ммм... не совсем адекватные вопросы?

Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:40) *
...А про теплоизоляцию Бурана... Вы ее держали в руках? У меня есть...
Теплоизоляцию не держал, но знаю примерно, как она устроена. Ничего общего с Дьюаром там и близко нет.
Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:40) *
...А про дьюаровский способ это Вы напридумывали...
Как же так? 07.gif
А это кто написал:
Цитата(Tanya @ Apr 9 2008, 21:10) *
...Современная теплоизоляция (от Бурана, например) очень близка к дьару. А для дьюара толщина стенки (между стенками) не играет роли...
??? wacko.gif
Tanya
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 14:26) *
А две термопары от тестеров подойдут?? biggrin.gif

Две подойдут в два раза лучше... Жалко только два тестера выбрасывать. Тоже в два раза.
А еще лучше посчитайте тепловой поток, который нужно (если нужно) отводить. С учетом теплового потока снаружи.
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 13:49) *
Ну тогда может вы поделитесь информацией? как это сделать.
Да и на сколько эти комплектующие большие и труднодоставляемые??
Достать - не проблема.
Вот, выбирайте. Там и до 200 град. есть. Контора - питерская.
Tanya
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 14:46) *
Всё понимаю, Таня. Просто прикидываюсь. biggrin.gif

Так я и поверила...

Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 14:46) *
Ну, тогда скажите, на чём же делаете Вы, и на чём делали в войну? И какова холодопроизводительность у Ваших изделий? wink.gif
Это приятно. Тогда почему задаёте ...ммм... не совсем адекватные вопросы?

Не вторгайтесь в мою личную жизнь и производственные секреты...
А Вам я никаких вопросов не задавала, вроде... А про адекватность... Это Вы к месту. Да.
Stanislav
Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 14:20) *
Все банально просто. Вот термопара с двумя спаями. Один находится в холодильнике (это термин такой термодинамический, а не реальный холодильник, хотя реальный - тоже может быть холодильником, если он исправен и включен в розетку), а другой - у горячего тела (не обязательно человеческого). Вы в курсе, что на концах термопары будет напряжение, которое называется термоЭДС? Так вот, эта самая термопара, если дать возможность току потечь туда, куда ему хочется, будет производить работу. Иногда полезную. За счет чего? Термодинамика (наука такая) объясняет, что это происходит за счет переноса тепла от горячего тела к холодильнику...
Там еще про энтропию...
А если ток пустить в другую сторону (тут нам понадобится некая электроника), то (О, чудо!) холодильник будет охлаждаться, а нагреватель нагреваться. Это потому, что такая тепловая машина обратима. А рабочее тело там - электроны. А подробнее в книжках написано. С цифрами.
Таня, скажите, а Вы можете привести эти цифры? Например, какова будет холодопроизводительность у металлической термопары? А также холодильный коэффициент?
Может, Ваши тепловые насосы и работают где-то, но, поверьте, в данном случае Ваше предложение абсолютно нереально, и данную задачу с их помощью решить невозможно. sad.gif
Tanya
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 14:46) *
Теплоизоляцию не держал, но знаю примерно, как она устроена. Ничего общего с Дьюаром там и близко нет.
Как же так? 07.gif
А это кто написал:

??? wacko.gif

А Пастернака читали?
А я писала только о том, что такая изоляция близка по теплоизоляционным свойствам.
Stanislav
Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 14:54) *
Не вторгайтесь в мою личную жизнь и производственные секреты...
Произнося "А", нужно быть готовым к тому, чтобы сказать и "Б", уважаемая. Иначе не получается ничего, кроме распальцовки.


Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 14:56) *
А я писала только о том, что такая изоляция близка по теплоизоляционным свойствам.
Игде? 07.gif

Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 14:20) *
...Так вот, эта самая термопара, если дать возможность току потечь туда, куда ему хочется, будет производить работу. Иногда полезную. За счет чего? Термодинамика (наука такая) объясняет, что это происходит за счет переноса тепла от горячего тела к холодильнику...
Мда-а...
Таня, а Вам не кажется, что пора освежить свои знания школьной физики в части определения работы?
Если нет, объясните, какую такую работу, да ещё полезную, может производить термопара? wink.gif

Вот ещё "перл":
Цитата(Tanya @ Apr 10 2008, 13:53) *
В двух словах - термопара + некая электроника = тепловая машина. Обратимая...
Погуглить лень, что ли?.. Или в учебник заглянуть какой?..
И вообще, где Вы учились? Ужасно интересно.
Designer56
Ежели автору вопроса хочется сделать устройство без холодильников, или холодильники сделать невозможно, то волей- неволей прийдется обратиться в сторону дискретных компонентов. В свете ранее изложенного это означает полный пересмотр концепции усторйства.
bullit
Цитата
то волей- неволей прийдется обратиться в сторону дискретных компонентов. В свете ранее изложенного это означает полный пересмотр концепции усторйства.

Чего ужасно делать не охота....

ИМХО Найти компаненты на 150 не так трудно, да и заказать в прочем тоже.
На 180 естественно придётся ухитряться. Хотя пики расчитанные на 125 работают и при 175 - уже давно и долго.
Vacuum
Немного не ясно.

1. Откуда питание получает прибор, и что он вообще делает? Может там можно и трубку вместе с кабелем протянуть.

2. Почему не посмотреть на это http://www.ixbt.com/cpu/peltje.html просто взять и попробовать. Будет или нет, охлаждать при 150 градусах.
http://www.kryotherm.ru/modulez/down.phtml...4%20_40x44_.pdf

3. Опять, сколько оно жрет, и что должно делать? Может оно само по себе выделяет ватт 100.
Omen_13
т.к. немного в теме (поверхностно) то поясню: Питание и сигналы идут по кабелю. Паралельно кабелю трос (с его помощью зонд опускают и поднимают из скважины). Места для трубок внешней системы охлаждения нет, да и делать не будут - дополнительный геморой к существующему.
Насчёт того что делает самому интересно, но круг задач как правило ограничен: подземная навигация, УЗ сканирование, телеметрия...
Жрут такие зонды как правило мало, мне помниться цифра 5-15Вт, но это под большим вопросом
Vacuum
Цитата(Omen_13 @ Apr 11 2008, 18:55) *
т.к. немного в теме (поверхностно) то поясню: Питание и сигналы идут по кабелю. Паралельно кабелю трос (с его помощью зонд опускают и поднимают из скважины). Места для трубок внешней системы охлаждения нет, да и делать не будут - дополнительный геморой к существующему.
Насчёт того что делает самому интересно, но круг задач как правило ограничен: подземная навигация, УЗ сканирование, телеметрия...
Жрут такие зонды как правило мало, мне помниться цифра 5-15Вт, но это под большим вопросом

В таком случае, я вас не понимаю.
http://www.kryotherm.ru/?tid=56

operating temperature up to 200 °C, max assembly temperature = 220 °C HT(200)
assembly solder with Tm = 232 °C

Ставите такую штуку, и ваши проблемы решены. ИМХО. Никаких термосов с Дьюарами, непонятно какой электроники, и прочей космической экзотики. На "Проверить" такой девайс ИМХО берется на радиобазаре.
bullit
Как уже писал Omen_13 - тянуть трубки нельзя. Питание через кабель. Прибор жрёт порядка 10-15 ватт. Компаненты которые греются имеют макс температуру не более 40-50 градусов.

Будем пробывать, но надо ведь это дело и теплоизолировать. Что можете посоветовать? Тем более с другой стороны платы ведь тоже надо изолировать?
Однако смущает мощность потребляемая. Порядка ~ 50 Вт, что может помешать его внедрить... посмотрим.
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 14 2008, 11:28) *
Как уже писал Omen_13 - тянуть трубки нельзя. Питание через кабель. Прибор жрёт порядка 10-15 ватт. Компаненты которые греются имеют макс температуру не более 40-50 градусов.

Будем пробывать, но надо ведь это дело и теплоизолировать. Что можете посоветовать? Тем более с другой стороны платы ведь тоже надо изолировать?
Однако смущает мощность потребляемая. Порядка ~ 50 Вт, что может помешать его внедрить... посмотрим.
Подумалось вот что.
1. Поскольку спец. комплектующие раздобыть весьма трудно, нужно ориентироваться на то, что есть. Предлагаю изначально "забиться" на компоненты, способные работать при -40/+125 град.
2. Энерговыделение аппаратуры следует минимизировать, для чего применять компоненты, выполненные по малопотребляющей технологии, и использовать соответствующую схемотехнику.
3. Габариты устройства должны быть также минимизированы, чтобы уменьшить площадь поверхности кожуха (а, следовательно, уменьшить интегральный поток тепла, поступающего в устройство извне).
4. С дьюарами и другой экзотикой рекомендую не связываться - дорого, хрупко, ненадёжно. Думается, достаточно будет иметь термоизолированный кожух (напр, металлический, двухслойный, с заполнением пространства между стенками хорошим теплоизолятором).
5. Для охлаждения системы использовать тепловой насос, (напр, на элементе Пельтье). Одну из стенок кожуха выполнить в виде радиатора, или использовать в качестве такового всю внешнюю поверхность дивайса (второй вариант - хуже).
6. Внутри дивайса разместить второй радиатор (между ними - элемент Пельтье), и залить внутренний объём теплопроводящим агентом, имеющим хорошие диэлектрические свойства (типа трансформаторного масла) Внутренний радиатор, таким образом, будет погружен в него. Для расширения оставить небольшой воздушный пузырь. Радиаторы и тепловой насос лучше расположить сверху, чтобы улучшить внутренний теплообмен за счёт конвекции. Погружение в жидкость элемента Пельтье недопустимо - резко упадёт эффективность. Поэтому, его нужно располагать между двумя герметичными стенками.
7. Регулятор температуры можно настроить на, скажем, +110 град. При +125 он должен кочегарить на всю железку. Порядок подводимой мощности для 10-15 Вт только внутреннего тепловыделения Вы оценили правильно, поэтому, думайте, как это тепловыделение снизить.

Примерно так.

ЗЫ. В спецификации указана только предельно допустимая эл. мощность элемента Пельтье. Вы же имеете возможность устанавливать её на любом необходимом уровне (не более предельного, разумеется).
Ilya_z
К вышеизложенному добавьте ограничения, конструкция должна быть разбираема и ремонтопригодна практически в полевых условиях, диаметр охранного кожуха(корпуса )строго лимитирован.
применение эл Пельтье в основном и сдерживает их низкий кпд, к томуже перепад температур(между горячей стороной элемента и окр средой ) не велик получатеся, материал кожуха опять таки не произвольный(как правило определенные сорта нержавейки), по хорошему считать надо эффективность данного решения.
Vacuum
Цитата(Ilya_z @ Apr 14 2008, 13:44) *
К вышеизложенному добавьте ограничения, конструкция должна быть разбираема и ремонтопригодна практически в полевых условиях, диаметр охранного кожуха(корпуса )строго лимитирован.
применение эл Пельтье в основном и сдерживает их низкий кпд, к томуже перепад температур(между горячей стороной элемента и окр средой ) не велик получатеся, материал кожуха опять таки не произвольный(как правило определенные сорта нержавейки), по хорошему считать надо эффективность данного решения.

Элементы Плетье могут быть многоступенчатые. В качестве теплоносителя можно использовать к примеру пропан. Внизу он будет кипеть, на элекменте плетье охлаждаться и капать вниз, на схему. Как я понимаю длинна у вас не лимитированна? Ну так можно сделать сверху радиатор, потом куча элементов Плетье, и внизу уже схемма.


Цитата(bullit @ Apr 14 2008, 10:28) *
Как уже писал Omen_13 - тянуть трубки нельзя. Питание через кабель. Прибор жрёт порядка 10-15 ватт. Компаненты которые греются имеют макс температуру не более 40-50 градусов.

Будем пробывать, но надо ведь это дело и теплоизолировать. Что можете посоветовать? Тем более с другой стороны платы ведь тоже надо изолировать?
Однако смущает мощность потребляемая. Порядка ~ 50 Вт, что может помешать его внедрить... посмотрим.

50 ватт, не проблемма. У вас кабель ток выдержит? Если на нем (кабеле) будет выделяться к примеру 500ватт, вас устроит? Подводить ток прямо к элементам Плетье, а питание прибора уже брать с элементов. (Плетье будет как параметрический стабилизатор. )
Stanislav
Цитата(Ilya_z @ Apr 14 2008, 14:44) *
К вышеизложенному добавьте ограничения, конструкция должна быть разбираема и ремонтопригодна практически в полевых условиях...
Я бы не стал закладываться на возможность разборки и ремонта в поле. Более того, такую операцию лучше вообще запретить для пользователей. Аппаратура эта спец. назначения, и должна ремонтироваться и обслуживаться подготовленными специалистами в соответствующих условиях, а не прямо посреди тундры.

Цитата(Vacuum @ Apr 14 2008, 15:19) *
Элементы Плетье могут быть многоступенчатые. В качестве теплоносителя можно использовать к примеру пропан. Внизу он будет кипеть, на элекменте плетье охлаждаться и капать вниз, на схему. Как я понимаю длинна у вас не лимитированна? Ну так можно сделать сверху радиатор, потом куча элементов Плетье, и внизу уже схемма.
А не опасно пропан-то использовать? При 120-150 гр. давление внутри устройства будет значительным (десятки атм.), да и распределить капельки нужным образом по платам вряд ли удастся. Высокое внутреннее давление сильно усложнит конструкцию внутреннего кожуха - его тоже придётся делать герметичным, рассчитанным на большое внутреннее давление.
Можно попробовать что-нить навроде спирта или бензина. Только, мне кажется, вариант с маслом будет более простым и надёжным.
Ilya_z
Цитата
Элементы Плетье могут быть многоступенчатые. В качестве теплоносителя можно использовать к примеру пропан. Внизу он будет кипеть, на элекменте плетье охлаждаться и капать вниз, на схему. Как я понимаю длинна у вас не лимитированна? Ну так можно сделать сверху радиатор, потом куча элементов Плетье, и внизу уже схемма.

Я имел ввиду немного другое, к примеру температура окружающей среды 180с, максимальная температура горячей стороны пельтье 200
то разница не так велика для эффективного теплоотвода, соответственно придется компенсировать площадью - что с учетом некоторого дефицита свободного пространства тоже не гут, плюс тепловое сопротивление самого кожуха и отвести скажем 50вт+кпд,
оказывается не вполне простой задачей, прежде чем такую конструкцию строить необходим хотябы минимальный прикид по расчету теплообмена, иначе можно просто не угадать.
Stanislav
Цитата(bullit @ Apr 10 2008, 14:37) *
Забыл сказать, что снаружи давление до 85 МПа. Т.е. внешний кожух толщиной ~ 1 см, может чуть меньше.
Простите, а Вы не ошиблись? Или всё-таки собираетесь опускать изделие не в нефтяную скважину, а на дно Марианского жёлоба? 07.gif
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.