Indukční ohřev sekundáru

[seestar]

Řešil jsem pro kolegu, který si nechal na zakázku vyrobit karbonového super tenkého pavouka ohřev sekundáru. Požadavek zněl, aby to bylo bez drátů, tak jediné řešení jsem viděl v indukčním ohřevu. Průměr karbonového tubusu 230mm moc velkou naději nedával, ale co nezkusíš, to nevíš.
Na zrcátko jsem vyleptal cívku 12 závitů na 0.1mm tenkém cuprexitu a do tubusu vložil 20z samonosnou cívku z 0.8mm měděného drátu. Vzhledem ke vzdálenosti jsem nepočítal s vekou účinností, nicméně jsem doufal, že pokud se trefím do rezonanční frekvence cívky na sekundáru, mohlo by to fungovat a ono to kupodivu funguje. Nevím, jestli jsem trefil přímo první harmonickou, nebo nějaký podíl, ale při cca 175 kHz, se sekundár začal citelně ohřívat. Měřil jsem teplotu bezkontaktním teploměrem. Příkon byl cca 20W, výkon lze jen odhadovat, ale na udržení teploty sekundáru nad rosný bod to určitě stačit bude a regulace výkonu je navíc velmi jednoduchá. Není to pochopitelně vhodné pro cestovní sestavu, protože je to žrout energie, ale doma na zahradě to problém není. V souladu s Cimrmanovou hláškou "Nešlo by to bez drátů, Marconi? " musím konstatovat, že by to šlo, ale na patentový úřad s tím nepoběžím.
Měl jsem trochu obavy o kameru, která je dost blízko cívky, ale nic negativního jsem nezjistil. Kovové pozdro kamery funguje jako stínění velmi dobře a stínění kabelů, rovněž. Kovový tubus by to asi řešil na 100%, ale je otázka, jak by pak fungoval ten ohřev.

[hades]

To je zajímavé řešení, stálo by za to to podrobit delšímu testování

[biker.fm]

A v cem je to indukcni reseni lepsi nez privest dva dratky k sekundaru ? Tohle mi pripada docela slozite na vyrobu a energeticky je to taky "prodelecny podnik". Nenasel jsem pozitiva a treba jsem neco prehledl a nenasel jsem.

[dvader]

U velkého průměru, kde je i velký sekundár, by to mohlo bez drátů jít i tak, že se před střed pavouka upevní nějaký vhodný akumulátor…

[hades]

biker.fm: u velmi tenkého pavouka bude složité tam přivézt vodiče pro napájení výhřevu

[vla]

Za mě skvělý nápad.

[seestar]

Až test v zimě při -20°C ukáže, jak je to životné. Při skoro letních teplotách se to ohřálo na 45°C při 20W příkonu, takže teoreticky by to těch 5° nad nulou v zimě dát mohlo. Kolega má žebra pavouku 0.1mm silné a 45mm široké. Zkoumal jsem zbytky karbonu a je to fakt výrazně tužší než ocel. Je to cítit už při kolimaci, že je minimální pohyb terčíku laseru na zrcadle při kontaktu se šrouby. Původní ocelový se choval hůř. Takhle slisovat karbon na 98% u nás snad nikdo neumí. Pásnice, co běžně kupuju, jsou proti tomu bláto.Tahat tam drátky 0.5mm znamená pavouka znehodnotit. Je to 200/F8 na planety a planetárky s malým 35mm sekundárem, takže se honí kontrast a minimální difrakční kříže na planetách.
Kritické je se trefit do rezonanční frekvence cívky na sekundáru. Nemám čím změřit indukčnost té cívky, tak nespočítám rezonanční frekvenci. Ještě by šel použít kapacitní trimr, aby se fr dala ladit, pak by se třeba trefila první harmonická a účinnost by se zvedla.Obě cívky jsou osově symetrické, jen ta druhá je nakloněná o 45°. Axiálně jsou od sebe cca 50mm. Jestli to ještě přiveze na ladění, tak to nafotím. Obrázek vydá za tisíc slov.

[hades]

Proč bys měl chtít vyhřívat zrcátko na +5°C? Stačí ho ohřát nad rosný bod, a ten může být klidně -15°C, když je okolí -20°C. Nebo mi něco uniká?

[biker.fm]

Staci ohrev +1C nad vypocitany rosny bod.

[seestar]

Moje zkušenost je taková, že při teplotě vzduchu -15°C mi namrzá všechno, co nemá teplotu nad nulou, takže snaha byla dostat se o 25°C nad teplotu okolí. Moc jsem toho v mrazech nenafotil, takže vycházím z těch mála případů, kdy mi namrznul sekundár, i když jsem tam měl na tubusu namotané dva topné pásy. Počítat rosný bod asi kolega nebude. Chce nastavit topení a jít do hajan s jistotou, že mu to někdy ve 3 ráno nenamrzne.

[vla]

Topné pásky na tubusu u newtona jsou prakticky k ničemu. Přímý ohřev sekundáru stačí opravdu nad rosný bod, prakticky mírně nad teplotu okolí, 20-25° je nesmysl. Tím se ti vyřeší i energetická náročnost, na ohřev sekundáru by ti mělo stačit něco kolem pěti W.

[Tomáš Grygarčík]

Tím se ti vyřeší i energetická náročnost, na ohřev sekundáru by ti mělo stačit něco kolem pěti W.

Kolik je potřeba výkonu na primární cívce, aby to dalo na cívce sekundáru těch 5 W, to je oč tu běží. Problém je ta vzdálenost mezi cívkami.

[MMys]

Trochu opatrně s tím ohřevem sekundáru. Pokud je výrazně teplejší než okolí, tak to dost degraduje obraz. Takže super-tenký pavouk pro maximalizaci kontrastu, a ten následně domršit proudem teplého vzduchu ze sekundáru, to nebude dobrý nápad.

Ze zkušenosti s mojí řídící jednotkou: Topím do zrcátka zezadu destičkou, co má uprostřed asi 3cm otvor, a v jeho středu je nakontaktované teplotní čidlo (zezadu tepelně zaizolované), měřící jakž-takž skutečnou teplotu zrcátka (zezadu, předek bude asi chladnější). Dále mám uvnitř tubusu kombinované čidlo teplota/vlhkost, a z toho určuji rosný bod. Pak vyhřívám o něco nad něj. U velkých 150-200mm sekundárů stačí spolehlivě teplota zadní strany zrcátka 3-5° nad rosný bod, a nikdy se to nezamlžilo, i když je to při testech venku, a nebo za provozu vysoko ve štěrbině.

Nápad s indukčním ohřevem na tuhle vzdálenost je to sice dobrý, ale pochybuju, že by to zařízení prošlo při testech na EMC. Leda bys to nějak poladil, aby to mělo čistě harmonický průběh, tedy nějaký spojitý oscilátor. Jenže to zase bude topit na vysílací straně (spínací ztráty). Takže bastl doma jo, praktická využitelnost na komerční výrobek asi žádná.

Jinak na tenkém pavouku je to řešitelné elegantně nalepením vodivé kovové (např. měděné) folie po povrchu pavouka. Dva proužky, tlouštka je tak desetina milimetru, šířku co dovolí pavouk. Proudová zatížitelnost veliká, to ani nevyužiješ. Po napojení stříknout černou matnou barvou, a nikdo nevidí, že tam nějaké přívody jsou.

[BertCZ]

Moc chytré, tohle řešení se mi moc líbí. Martine, prosím, udrž myšlenku do doby, než budu škemrat o poladění Hubble Optics ...

[seestar]

Trochu opatrně s tím ohřevem sekundáru. Pokud je výrazně teplejší než okolí, tak to dost degraduje obraz. Takže super-tenký pavouk pro maximalizaci kontrastu, a ten následně domršit proudem teplého vzduchu ze sekundáru, to nebude dobrý nápad.

Ze zkušenosti s mojí řídící jednotkou: Topím do zrcátka zezadu destičkou, co má uprostřed asi 3cm otvor, a v jeho středu je nakontaktované teplotní čidlo (zezadu tepelně zaizolované), měřící jakž-takž skutečnou teplotu zrcátka (zezadu, předek bude asi chladnější). Dále mám uvnitř tubusu kombinované čidlo teplota/vlhkost, a z toho určuji rosný bod. Pak vyhřívám o něco nad něj. U velkých 150-200mm sekundárů stačí spolehlivě teplota zadní strany zrcátka 3-5° nad rosný bod, a nikdy se to nezamlžilo, i když je to při testech venku, a nebo za provozu vysoko ve štěrbině.

Nápad s indukčním ohřevem na tuhle vzdálenost je to sice dobrý, ale pochybuju, že by to zařízení prošlo při testech na EMC. Leda bys to nějak poladil, aby to mělo čistě harmonický průběh, tedy nějaký spojitý oscilátor. Jenže to zase bude topit na vysílací straně (spínací ztráty). Takže bastl doma jo, praktická využitelnost na komerční výrobek asi žádná.

Jinak na tenkém pavouku je to řešitelné elegantně nalepením vodivé kovové (např. měděné) folie po povrchu pavouka. Dva proužky, tlouštka je tak desetina milimetru, šířku co dovolí pavouk. Proudová zatížitelnost veliká, to ani nevyužiješ. Po napojení stříknout černou matnou barvou, a nikdo nevidí, že tam nějaké přívody jsou.

Vedení pomocí měděné folie bylo to první, co jsem mu navrhoval. Mám Cu folii 0.02mm v metráži, ale když bez drátů, tak bez drátů. PWM sice generuje i vyšší harmonické, ale dostat se od stovek KHz k desítkám MHz na relativně velké indukčnosti asi moc nehrozí. Vyzářený výkon by asi nebyl nijak dramatický. Navíc nám Bůh stvořil i kondenzátory, které spolehlivě požerou vyšší frekvence. Má je ostatně každý komutátorový motor. Navíc v okamžiku, kdy se naladíš na rezonanční kmitočet sekundární cívky, tak 90% vyzářeného výkonu sežere právě ona. To je to kouzlo rezonance. Když dostavěli konstrukci Nuseláku, zmizelo v Praze vysílání jednoho rádia, protože se přesně trefili do rezonanční frekvence ocelové sítě v mostu a museli vysílací kmitočet přeladit o pár stovek KHz. Navíc tady nikdo neuvažuje o komerčním využití. Píšu to sem jen proto, že mě překvapilo, že to vůbec funguje. U bezdrátového nabíjení mobilů jsou cívky pár mm od sebe, a tady je to 10cm. Pokud bude stačit menší výkon, a nemám důvod vám nevěřit, pak je to jen dobře. Berte to jako raritu, ne jako obecné doporučení. Prostě rád řeším různé technické problémy a tohle téma mě zaujalo.