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食の安全と放射能測定所フォーラム

冷やせ!
日付
2015年05月16日(土) 19時32分
温度ドリフトが宿命だったり、10度あたりではなかなか優秀なノイズ特性が手に入るとなると、可搬タイプはさておくとして、固定局タイプの場合、強制冷却ってのもありな気がしてきた。

比較的手頃な値段でペルティエ素子も手に入るし。

ちょこっと、定格の半分くらいでうごかしてみると・・結構な冷え方とすごい発熱・・・(熱効率はヒートポンプよりかなり劣るらしいので、廃熱はでかい)。

制御回路をつくってみたものの、温度制御プログラム開発以前に、ちゃんとした放熱環境つくらないと全然だめだということが判明・・・PWM制御して、実効1Wくらいしか消費させてないのにアルミケースちんちんじゃ。これじゃ全然使い物にならん・・・
フルパワーかけたら、たしかに、素子融けるわ、こりゃ。

自然空冷にしたいので・・・もしかして相当でっかな放熱フィンが必要か・・・そもそもケースのレイアウトとかも見直さないと使えないことだけは判ったわあ(爆)


ちなみに冷やすべきところはPDの部分だけなので、そこでの熱発生は100mW前後。あとは断熱と、冷却側と放熱側の温度差でいけるか否かが決まるか・・

夏場でもセンサのみ10℃運用とかできたら、素晴らしいんだけどね。恒温運転できれば出力も安定しそうだし。


放熱と断熱を工夫してから、制御方法考えようっと。
HOT側にも温度センサおいた方がよいかなあ。COOL側だけで済めばおされさんだけれどね。

投入電流と温度と温度変化をモニタすればCOOL側だけでもなんとかなりそうな気はする・・・結局、PID制御に近い感じかなあ。
蛍 袋夫
いろいろ試行錯誤してどうにか室温27℃でセンサ10℃は切れそうだ・・(いやもっと大電力素子を使えば楽勝なんだろうが・・)

ここまででわかったこと(といっても極初歩的な事柄)。
被冷却物の断熱は重要。
なによりも廃熱側の放熱が超重要。
小型ファンでも強制空冷の威力は大きいな(しかし五月蝿いぞ)。

自然空冷で+15℃のところ、強制空冷だと+3℃弱で済んでいる。
冷却は廃熱側からの温度差でほぼ決まるので、これだけで-12℃分の効き目有り。実際、自然空冷で室温-5℃前後がやっとのところ、室温-15℃は楽勝。

いま、冷却素子の出力はやや抑えて使っているので、この電源フルパワーならもう少し下がるかなという感じ。もっとももともと10Vくらい定格の素子をMax 5V駆動で使っているので能力の出し惜しみには違いない(けれど廃熱は大した物だ)。

いま約4V駆動、消費電力約5W。これで被冷却物と放熱側の温度差が20℃、室温から-17℃見当。

もう少し放熱方法も検討したいところ。大型の放熱器を使えば自然空冷でいけるかどうか、センサ周辺で振動を出したくない。




蛍 袋夫
2015年05月24日(日) 10時29分
ふむ、強制空冷だと自然空冷の10倍前後放熱量が増えると期待できるぽ。ということは・・自然空冷なら今の10倍の表面積?それはちょっと有り得ないか(既に小さいとはいえないフィンをつかっているので)。

悩ましいところだわ。強制空冷しないと15℃くらい廃熱側があっちっちになってしまって、結局室温から5℃くらい下げるのがやっと(しかも冷却素子の消費電力は大きい)。結局なんとか排熱しなければいけないことにはかわりないのだが。

被冷却側の断熱をもう少し厳重にしてみた。こちらも少し効果があったか。2℃くらい下げられた。効率上はこちらも無視しちゃいけないですね(2℃節約できると冷却電力を2割ほど削減できるっぽい)。なかなかむずかしいわ。

まだ制御プログラムを作るのは早すぎな感じ。もう少し工作ノウハウをためて、いまはダミーを冷やしているけれど実物でテストできるまでもっていかないとねえ。
蛍 袋夫
2015年05月24日(日) 19時45分
筐体自体を外側から冷やしてしまうと云うのではダメでしょうかね?
計測器側とは別物扱いで…
それならド派手な冷却フィンも容易に装着出来るし
筐体はほぼ密封状態だから、全体冷やしちゃえば検出器も回路もまとめて冷やせる
USB電源で稼働する取り外し簡単な外付け冷却機
そう云うのが有ると良い
配信等の時のスマホ熱暴走にも使えそうだし…
ケロジ~
2016年02月11日(木) 05時02分
筐体ごと冷やしてもよいです。その場合の問題は、単に、冷却に必要なパワー(電力)の問題だけです。AC電源が使えるならそれほど問題ないですが、モバイル運用を想定すると辛いんじゃないかって考えて、温度に敏感なとこ狙い撃ちを考えていたところ。

対象がおおきくなれば、ペルチェじゃなくてもっと効率がよさそうなヒートポンプとか使えるかもね。

あと、冷却時は結露に注意!!!です。
蛍 袋夫
2016年02月11日(木) 09時44分
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