Холодильник Пельтье

[SF]

Получается -70 на откачанной ПЗС при +15 окружающего воздуха на "пирамидке" из нескольких элементов.

Но для сильного охлаждения scientific grade камер до сих пор используют жидкий азот в массивном дьюаре с контролируемым подогревом. При наклоне колбы неудачной конструкции поле может быть заметно кривым. "Механика", к сожалению, критична.

И, как правило, сейчас [разнотипные] ПЗС "морозят" или в районе -45..65 (пельтье), или -110..120 (азот).

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Вопрос пользователям подобных систем. Какая разница получается между окружающей температурой и температурой матрицы реально?<HR></BLOCKQUOTE>

Один элемент дает разность от -20 до -50 градусов в зависимости от типа элемента при макс. доп. мощности тока, типа охлаждения и внешней температуры. При обычном воздушном охлаждении если не использовать спец. радиаторы с мощным вентилятором- то каскадирование двух мощных элементов по 60-75 ватт уже проблематично так как они сами рассеивают огромное количество тепла и такая схема не очень эффективна.
И при охлаждении ниже -20 С если вы живете не в каракумах то хорошо бы делать систему кондиционирования , так как уже при нормальной влажности начинает появляться роса на охлаждаемой микросхеме.

[Victor Maiorov]

Я имел несколько другое ввиду. Мы сейчас городим холодильник на наши камеры. Переый опыт показал разницу в 20-25 градусов с окружающей температурой. Холодильник одноступенчатый, охлаждение воздушное, вакуума нет. Я хочу понять - это норма для подобных камер или маловато будет?

[SF]

Где-то так и бывает (плюс-минус "развесистость" радиатора).

[Victor Maiorov]

Вопрос пользователям подобных систем. Какая разница получается между окружающей температурой и температурой матрицы реально?

[Victor Maiorov]

Хвастаюсь
Довели разницу до 30 градусов. Повесили себе еще один орден.

[dvmak]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Хвастаюсь
Довели разницу до 30 градусов. Повесили себе еще один орден.<HR></BLOCKQUOTE>

Какие у Вас первые впечатления от этой разработки: насколько меньше стали шумы? Действительно ли стоило "огород городить"? Очень интересно мнение компетентных людей...

[Victor Maiorov]

Пока могу похвастаться только температурой. В процессе отладки что-то спалили в камере и изображение идет поганое. Камеру отремонтируем на следующей неделе. Как только получится - нашишу результаты.

[yas]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения dvmak:
Какие у Вас первые впечатления от этой разработки: насколько меньше стали шумы? Действительно ли стоило "огород городить"? Очень интересно мнение компетентных людей...<HR></BLOCKQUOTE>

Ответ на такой вопрос можно дать ничего не делая. Тепловой шум уменьшается в 2 раза при падении температуры на 5-6С. И это характерная особенность любых ПЗС.
Т.ч. есть ради чего "огород городить"

[yas]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения SF:
Получается -70 на откачанной ПЗС при +15 окружающего воздуха на "пирамидке" из нескольких элементов.
<HR></BLOCKQUOTE>

Интересно. Поделитесь информацией - кто сейчас делает камеры с перепадом 85С только на Пельтье?
Я знаю лишь одну фирму Andor, да и та еще только обещает такие параметры и, кажется, с дополнительным водяным охлаждением.

[Igor Nesterenko]

... ну например,
1) SITe - http://www.site-inc.com/
Там более детальное описание содержится в pdf'никах, лучше их читать.
2) Государственное Унитарное Предприятие НПП "Электрон-Оптроник" (Silar) в Питере - http://www.silar.spb.ru/c/homepage.htm

А что за Andor, впервые вижу это название?

Да, забыл уточнить,
разные источники склоняются все же к 7-8 С на каждую двойку в уменьшении тепловых шумов...

[ 06-11-2002: Сообщение редактировал: Igor Nesterenko ]

[Anton]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Я имел несколько другое ввиду. Мы сейчас городим холодильник на наши камеры. Переый опыт показал разницу в 20-25 градусов с окружающей температурой. Холодильник одноступенчатый, охлаждение воздушное, вакуума нет. Я хочу понять - это норма для подобных камер или маловато будет?<HR></BLOCKQUOTE>

Сдается мне, что маловато будет. Я вчера закончил веб камеру с охлаждением, теперь могу поделиться мыслями.

Элемент Пельтье по бумажке дает перепад температур в 70 градусов при номинальной мощности. Я использовал элемент 40х40мм 6 амперный (90 вт). Я не заморачивался подводом холода непосредственно к матрице (ColdFinger), ибо матрицу выпаять с платы проблематично, поэтому решил заморозить всю камеру целиком. Плата смонтирована внутри железяки размерами 43х40х80мм. При первых испытаниях без теплоизоляции при подводимой мощности 40 вт, вся железяка заросла снегом и льдом. Те минимум 25 градусов уже есть и это при такой огромной площади теплопоглощения. Железяка была засунута в кожух из стеклотекстолита с теплоизоляцией из пенополиэтилена с закрытой ячейкой толщиной 5 мм. При том же токе кожух имеет снаружи практически комнатную температуру - теплоизоляция работает восхитительно, я думал будет хуже. Думаю градусов 5 за счет этого уже убыло внутри. Те уже есть около 30 градусов перепад. А теперь представьте , что будет если подвести всю допустимую мощность к холодильнику?

Так что думаю, если минимизировать поступление тепла извне, (теплоизоляция + уменьшение площади поверхностей) можно получить перепад градусов под 40, если не больше...

Эх, давно жена пилит: "Купи градусник на улицу", куплю цифровой, померяю точно, что получилось, доложу. images/smiles/icon_smile.gif

[Andrew]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Хвастаюсь
Довели разницу до 30 градусов. Повесили себе еще один орден.<HR></BLOCKQUOTE>

У ST-6 по паспорту перепад 50 градусов, кажется. Мы обычно наблюдали при 80% мощности и при этом охлаждение было на 40 градусов относительно окр. воздуха (да, это с дополнительным вентилятором, дующим на радиатор - дало почти 5 градусов).

[Victor Maiorov]

А у St-6 -не 2-х ступеньчатый холодильник?
Мы использовали элемент на 5 Вт электрической мощности. Как мы поняли все дествительно зависит только от развесистости радиатора. Когда радиатор не очень здоровый - увеличение мощности не давало эффекта. Нам приходится ориентироваться на разумные размеры радиатора и ставить на него вентилятор.
Сегодня камеру наконец починили. В ближайшее время займемся экспериментами.

[Timur]

Виктор, вы правы, двухступенчатый!

[Anton]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Мы использовали элемент на 5 Вт электрической мощности. <HR></BLOCKQUOTE>

А каких габаритов этот элемент? Я использовал элементы для охлаждения писюковых процессоров производства "Рубеж-Инжиниринг", в Кварце покупал, там самый мелкий элемент 22.4х22.4 имеет мощность 19 Вт. 5 Вт какой-то уж слишком маленький...

[Anton]

Кстати какой вес имеет среднестатистическая камера с холодильником? Я взвесил свою - 550 грамм images/smiles/icon_biggrin.gif , но Сантеловский фокусировочный узел держит ее отлично.

[Victor Maiorov]

Мы используем 12*13 мм. Максимальная мощьность 8 Вт. Габариты позволяют его поместить точно под матрицу без переходника. 5 Вт пользуем потому как для SONY особо большого охлаждения не надо - это не Кодак. хватит -10С. Тем более, что матрицы по техническому описанию имеют температурный диапазон от -10.
90 Вт - это много, куда это тепло девать, при том что телескоп совсем рядом и ему это может не понравиться. Вы попробуйте поменьше дать - может разультат будет не хуже.

[Victor Maiorov]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Anton:

А вот жарким летом холодильничек пригодится, пиво охлаждать в походных условиях images/smiles/icon_smile.gif<HR></BLOCKQUOTE>

Свежая мысль. images/smiles/icon_smile.gif images/smiles/icon_smile.gif

[Anton]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Victor Maiorov:
Габариты позволяют его поместить точно под матрицу без переходника. <HR></BLOCKQUOTE>

Вот это грамотно! На мою гигантоманию не обращайте внимания images/smiles/icon_wink.gif камеру я делал из подручного материала без долгих раздумий, но заложил в нее холодильник с десятикратным запасом. Конечно же при нормальной теплоизоляции мощи подводить нужно будет меньше. У ICX098AK даже при небольшом охлаждении (~10 Вт в моем случае) горячие пикселы исчезают практически полностью. Да и источника стоваттного нету, чтобы кормить ее по полной программе, да и не нужно воздух лишний раз греть, все правильно.

А вот жарким летом холодильничек пригодится, пиво охлаждать в походных условиях images/smiles/icon_smile.gif

[Anton]

Вот, кстати, какой продукт на выходе творческого процесса получился:

http://starlab.ru/upload2/antwebcam.jpg

[SF]

yas >> кто сейчас делает камеры с перепадом 85С только на Пельтье?

Это параметры камеры от Microluminetics (http://www.microluminetics.com). Конструкция достаточно двусмысленная из-за применения откачки:
1. Надо иметь специальное оборудование и
2. некоторые "вакуумные навыки". Например, если перед выключением диффузионного насоса не закрыть клапан на камере, то масло может быть засосано в колбу и попасть на кристалл ПЗС - с понятными последствиями.

yas & Igor Nesterenko >> 5-6C или 7-8С ?

Можно взять "диодную формулу"

I = A exp(-B/kT)

- "и всем будет хорошо" (C). Коэффициенты A и B подбираются под любимую модель.

Интересно, а сильные вибрации вентилятор создает. Может поставить медный радиатор?

[Anton]

Медный радиатор ТЯЖЕЛЕННЫЙ!! Этот алюминиевый весит 200 грамм, по сравнению с ним меньших размеров медный просто как гиря. А насчет вибрации вопрос очень актуаьный. Пока не знаю, будет небо - оценю.

[Victor Maiorov]

Антон!
Как у Вас реализована защита от росы/инея на матрице?

[Anton]

Никакой защиты специально не делал.
Матрица находится на дне стакана глубиной 4 см. Нижняя часть стакана 6мм охлаждается вместе с матрицей, это просто часть контруктива, далее идет теплоизолятор 7мм и все остальное - это теплоизолированная латунная посадка под 1.25" . При включенном холодильнике, если на матрицу специально не дышать, ничего не потеет, росы инея нет. Наверное положительную роль играет длинный и узкий канал к матрице - воздух не перемешиввается и снаружи влага почти не поступает.