Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.

michal2666 17 Maj 2015 15:43 19428 46
  • Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym. Dawno mnie nie było na tym forum ze względu na dużą ilość pracy, jednak wreszcie trafiło się coś, co mogę dość szeroko opisać. Cały projekt bardzo szczegółowo opisałem w moim portalu naukowym: www.portalnaukowy.edu.pl. Prezentowane urządzenie to plazmotron generujący zimną plazmę do modyfikacji powierzchni. Niskotemperaturowa plazma zyskuje coraz szersze komercyjne zastosowania w przemyśle m.in. do modyfikowania powierzchni materiałów. Pozwala na precyzyjne czyszczenie zabrudzonych elementów, aktywację plazmową powierzchni, wytrawianie podłoży krzemu oraz pokrywanie elementów związkami chemicznymi w celu modyfikacji i zmiany ich właściwości fizykochemicznych. Wytwarzanie m.in. warstw hydrofobowych oraz hydrofilowych.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Nie będę tu przepisywał szerokiego opisu, który zamieściłem na mojej stronie, w kilku zdaniach postaram się przedstawić mój projekt. Zwrócono się do naszej pracowni z zamówieniem na wykonanie eksperymentu sprawdzającego możliwość wygenerowania plazmy, nie w komorze próżniowej, jak to robiono dotąd, ale w powietrzu pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym. Zleceniodawca w komorach próżniowych na tworzywach sztucznych osadza warstwy materiałów, które zmieniają właściwości danego elementu, jednak rozwój firmy i zmiana skali produkcji wymusza budowę coraz większych komór, a co za tym idzie coraz większych kosztów produkcji zmniejszających opłacalność.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Oczywiście nie odkrywamy tu Ameryki, bo takie urządzenia istnieją, jednak są stosunkowo drogie. Naszym celem jest zbudowanie taniej, prostej w eksploatacji i nieskomplikowanej maszyny. Zatem pierwszym pytaniem, jakie sobie postawiliśmy było: "co nam jest potrzebne by wytworzyć plazmę pod ciśnieniem atmosferycznym ?" Odpowiedź: wysokie napięcie ! przede wszystkim. Jednak, wysokie napięcie jest niebezpieczne !, a nasze urządzenie ma służyć ludziom i nie narażać ich na utratę zdrowia lub życia. Zatem kolejne pytanie: "co zrobić z tym wysokim napięciem by nie stanowiło śmiertelnego zagrożenia ?", ano zrezygnować z napięcia stałego i zastosować napięcie zmienne a najlepiej bardzo szybkozmienne. Dlaczego ? Odpowiedzią jest efekt naskórkowy czyli zjawisko pełzania prądów w.cz. po powierzchni przewodnika nie wnikając do środka. Opisałem to przy budowie nagrzewnicy indukcyjnej w dziale magnetyzm i SSTC w dziale wysokie napięcie.





    Jednak wysoka częstotliwość to nie tylko podniesienie bezpieczeństwa. Pomoże nam ona w wytwarzaniu plazmy !. Gdy mamy do czynienia z wysokim napięciem stałym, elektrony wyrywają się z katody i podążają w kierunku anody zderzając się po drodze z atomami gazu, jonizują je. Te dodatnie jony płyną do katody i pod ciśnieniem atmosferycznym nie jest łatwo gaz zjonizować, ze względu na dużą gęstość powietrza i niską emisyjność elektronów z katody. Jednak, gdy mamy do czynienia z prądem przemiennym i katoda jest raz z jednej a raz z drugiej strony, to następuje generowanie ciepła w wyniku strat Joule?a (kolizje elektronów i cząsteczek obdarzonych ładunkiem pomiędzy sobą i z otaczającymi cząsteczkami neutralnymi z wydzieleniem ciepła), a w konsekwencji jonizacja zderzeniowa i powstanie plazmy niskotemperaturowej. Im wyższa częstotliwość tym zjawisko jonizacji nasila się. Zatem zaczniemy od budowy zasilacza wysokiego napięcia wysokiej częstotliwości i tu chyba najlepiej sprawdzi się transformator Tesli w wersji elektronicznej. Na początek najprostsza wersja z jednym tranzystorem mocy MOSFET w roli przerywacza. W załączeniu przedstawiam schemat pierwszej wersji generatora do zasilania transformatora.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Po zbudowaniu Układu zasilacza przyszedł czas na rezonansowe uzwojenie wysokiego napięcia, zrezygnowałem z kondensatora powietrznego na rzecz ceramicznych kondensatorów trwałych, zespół pracuje na częstotliwości rezonansowej ponad 400 kHz.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym. Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Wyładowanie przy wysokim napięciu w.cz. nie przypomina takich łuków wysokiego napięcia, jak przy niskich częstotliwościach. Nie obserwowałem charakterystycznych dla niskich częstotliwości wygiętych łuków a zapala się coś w rodzaju spłaszczonej baryłki.
    Pierwszą wykonaną próbą była jonizacja helu pod ciśnieniem atmosferycznym w szklanej rurze. Na zewnątrz nawinąłem siatkę miedzianą podłączoną do uziemienia a do wewnątrz wprowadziłem drut podłączony do zbudowanego generatora. Jak widać na powyższym zdjęciu wewnątrz rurki gaz zajarzył się, są to tzw wyładowania koronowe, specyficzny rodzaj wyładowania elektrycznego. Na pierwszy rzut oka dziwna sytuacja bo przecież obie elektrody oddzielone są szklanym izolatorem. Jednak wyładowania koronowe zachodzą właśnie na powierzchni izolatorów wewnątrz których jest źródło wysokiego potencjału elektrycznego. Gradient potencjału na powierzchni izolatora jest na tyle wysoki by wywoływać jonizację gazu, lecz na tyle niski by nie doszło do przebicia lub zapalenia łuku. Obojętne cząsteczki gazu w silnym polu elektrycznym zostają zjonizowane, teraz na te naładowane jony działa znów silne pole elektryczne i rozdziela te ładunki co zapobiega rekombinacji, to pole nadaje też ładunkom energię kinetyczną. Duży stosunek ładunku elektronu do jego masy sprawia, że elektrony są rozpędzane do znacznie większych prędkości niż jony dodatnie. Rozpędzone elektrony zderzają się z kolejnymi atomami gazu, wybijając z nich kolejne elektrony i dochodzi do takich serii lawinowych, co wzmaga jonizację.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Na powyższym zdjęciu pokazałem w jaki sposób może odbywać się obróbka powierzchni tworzywa sztucznego strumieniem aktywnej plazmy niskotemperaturowej. Plazma jest zimna więc nie dochodzi do żadnych podtopień, deformacji czy wypalania, na pierwszy rzut oka nic kompletnie się nie dzieje. Jednak pamiętajmy że mamy do czynienia z bardzo aktywnym, zjonizowanym gazem. Teraz jest to czysty argon, jednak jeśli do gazu dodamy bardziej aktywne gazy np. tlen, czy metan w odpowiednio dobranych proporcjach możemy czynić naprawdę bardzo ciekawą chemię na powierzchni materiałów. Nawet taka sama plazma powstała ze zjonizowanego argonu ma szereg bardzo ciekawych właściwości, stosuje się ją np. do oczyszczania powierzchni z zabrudzeń organicznych czy do dezynfekcji, odkażania zainfekowanych ran.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Jeśli teraz do gazu nośnego którym jest argon zaczniemy dodawać inne gazy procesowe w odpowiednich ilościach możemy utrzymać narzędzie do wszelakich zastosowań, dzięki temu, że ten mały i niepozorny strumyczek plazmy będzie oddziaływał na materiał zarówno fizycznie jak i chemicznie. Jeśli dodamy do gazu procesowego odpowiedniej ilości tlenu to po zjonizowaniu gaz będzie zawierał wolne rodniki tlenowe o bardzo silnych właściwościach utleniających. Jeśli dodamy np. sześciofluorku siarki, gaz będzie zawierał niezwykle agresywne rodniki fluorowe, które mają niezwykłe zdolności bardzo głębokiego trawienia związków krzemowych, np. czystego krzemu do produkcji procesorów lub np. ogniw fotowoltaicznych. W procesie powstaje lotny czterofluorek krzemu SiF4, który jest odbierany z układu. Na zdjęciu pokazałem urządzenie, które stosuje się do bardzo precyzyjnego dozowania gazów do układu. Jest to masowy kontroler przepływy gazu, element który zarówno mierzy przepływ masowy (niezależnie od temperatury i ciśnienia), ale także za pomocą wbudowanego zaworu iglicowego dokonuje regulacji w oparciu o ten zmierzony przepływ rzeczywisty.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Na powyższym zdjęciu prezentuję taki przykładowy zestaw dozujący argon z dodatkiem wodoru do jakiegoś procesu plazmowego. Mamy tam regulatory ciśnień gazu, filtry, zawory, masowe kontrolery przepływu i sterowane pneumatycznie zawory wylotowe. My do naszego eksperymentu również budujemy taki mieszacz, który będzie mieszał argon z pewną ilością tlenu i może innych gazów, by zrobić z powierzchnią tworzywa sztucznego to, co klient normalnie robił w komorach próżniowych. Być może będę mógł pochwalić się wynikami, jednak na obecną chwilę mogę pokazać jedynie naszą pierwszą prototypową głowicę.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Jak się w pracach eksperymentalnych okazało, by na powierzchni tworzywa otrzymywać jednorodne modyfikacje należy zapewnić jednorodny posuw głowicy na całym obszarze tak, by przy zastosowaniu stałych parametrów plazmy zapewnić identyczny czas kontaktu z plazmą. Trudno było by to zrobić plazmą punktową więc zaczęliśmy pracę nad jakimś szerokim strumieniem. Powyżej pokazałem jeden z pierwszych pomysłów, który nie specjalnie się sprawdził, ze względu na brak jednorodności strumienia plazmy.

    W tym opisie na razie nie mogę pokazać nic więcej, ze względu na fakt, że prace przeprowadziliśmy na zlecenie. Nie przedstawiamy też szczegółowych rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiających bezproblemowe wykonanie komercyjnej wersji urządzenia. Zauroczony możliwościami plazmy niskotemperaturowej chciałem Państwu zaprezentować podstawowe informacje z nią związane. Mam nadzieje, że w przyszłości będę mógł Państwu pokazać ją w konkretnych zastosowaniach.


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • #2 18 Maj 2015 10:48
    submariner
    Poziom 32  

    Świetny projekt i wnoszący coś nowego i odkrywczego. Interesujące jest szczególnie możliwość wytwarzania warstw hydrofobowych, możesz coś więcej na ten temat?

  • #3 18 Maj 2015 11:40
    michal2666
    Poziom 20  

    Zagadnienie jest troszeczkę złożone, ale tak jak Pan wspomniał bardzo ciekawe. Mnie również interesuje zjawisko hydrofobowości oraz hydrofilności także z uwagi na realizowane zlecenie choć taka plazma może dawać kilkadziesiąt innych efektów ale o tym może innym razem.
    Powierzchnia hydrofobowa to taka, która w warstwie zewnętrznej nie posiada związków dipolowych (takich jak woda). Ma ona bardzo niską energię powierzchniową , ma bardzo wysoki kont zwilżania, można powiedzieć, że woda spływa po takiej powierzchni jak po kaczce.
    Moim zadaniem obecnie jest efekt przeciwny czyli tworzenie powierzchni hydrofilowej na tworzywie sztucznym, uzyskuję to przez dodanie do argonu, który jest moim głównym gazem procesowym ze względu na obojętność i łatwość jonizacji, pewnych ilości tlenu. Wtedy w plazmie argonowej pojawiają się silnie agresywne rodniki tlenowe, które reagują z atomami tworzywa bardzo powierzchniowo je utleniając. Taka utleniona powierzchnia ma dużą energię powierzchniową i woda czepia się jak magnes. Potrzebne jest to w tym przypadku do malowania tego tworzywa.
    Jednak jeśli zamiast tlenu do gazu procesowego będziemy dozować związki fluorowe lub silany czyli krzemowodory możemy doprowadzić do modyfikacji bardzo zwiększających hydrofobowość, jednak ja tego jeszcze nie robiłem więc nie bardzo mam kompetencje by o tym pisać.
    Generalnie efekty bardzo ciekawe.

  • #4 18 Maj 2015 15:02
    submariner
    Poziom 32  

    Czyli ta warstewka to praktycznie igiełki SiO2 ? Niestety nie jest ona zbyt trwała, przynajmniej te wytworzone metodami chemicznymi zmywają się po jakimś czasie, jeśli użyjemy detergentów to po 2-3 krotnym delikatnym przetarciu np gąbką usuniemy taką warstewkę. Jakiś czas temu spotkałem się z hydrofobowością wytworzoną na praktycznie dowolnej powierzchni przy pomocy lasera- wypalenie mikrokraterów... Taka modyfikacja powierzchni przy pomocy plazmy byłaby idealnym rozwiązaniem.

  • #5 18 Maj 2015 15:29
    michal2666
    Poziom 20  

    O hydrofobowości możemy mówić w kilku aspektach, to o czym Pan mówi, czyli ukształtowanie powierzchni, chropowatość czy inne właściwości tym podobne również decydują, zresztą takie mikroigiełki czy wypustki odgrywają znaczącą rolę w przyrodzie. Mówiąc o osadzaniu warstw czy modyfikacji powierzchni możemy rozpatrywać nawet idealnie gładką strukturę, która na poziomie cząsteczkowym jest pozbawiona polarności. Dla przykładu podam teflon, idealnie gładki materiał polimerowy – węglowodór, w którym wszystkie atomy wodoru nadające polarność zastąpiono atomami fluoru. W plazmie możemy dokonywać na powierzchni takich podmian w tworzywach sztucznych atomów wodoru atomami fluoru, lub jeszcze bardziej apolarnymi grupami fluorowo – krzemowymi. Piękna chemia powierzchniowa.

  • #6 18 Maj 2015 20:58
    submariner
    Poziom 32  

    Jednak porównując hydrofobowość teflonu czyli tą na poziomie molekularnym do tej mikroskopowej- igiełkowej , teflon wypada dość słabo. Warstwy hydrofobowe mają jeszcze jedną ogromną zaletę - są antyporostowe co w przypadku statków przekłada się na ogromne pieniądze, np. co piąty kurs tankowca(ilość wypalonego paliwa) jest na pokonanie oporów wynikających z warstw skorupiaków i wodorostów.

  • #7 19 Maj 2015 11:31
    michal2666
    Poziom 20  

    Niestety, coś kosztem czegoś, może jest mniej hydrofobowy ale za to dużo trwalszy od warstw osadzanych, tworzących np. takie krzemowe igiełki. Takie warstwy również można robić w plazmie metodami CVD lub PVD czyli chemicznym lub fizycznym osadzaniu z fazy gazowej.

    Poczytałem też trochę o niskotemperaturowej plazmie i dowiedziałem się że cały czas trwają prace mające na celu badanie jej silnie antyseptycznych właściwości. Taka plazma ma dużo bardziej silne właściwości od dotychczas znanych antybiotyków i ma bardzo szerokie spektrum działania zarówno na bakterie jak i wirusy. Co prawda bardzo trudno nią będzie zwalczać ogólnoustrojowe zakażenia, ale w dezynfekcjach ran, dróg oddechowych czy po prostu powietrza, powinna sprawdzić się nieźle.

  • #8 19 Maj 2015 19:33
    JohnRing
    Poziom 14  

    Czy rodzaj zastosowanego gazu (mieszanki gazów) ma wpływ na barwę generowanej plazmy?

  • #9 19 Maj 2015 23:51
    michal2666
    Poziom 20  

    Oczywiście, ma wpływ, w zasadzie każdy gaz emituje fale o różnych długościach. Ja w tej chwili używam argonu, i tylko domieszkuję go bardzo niewielkimi ilościami innych gazów co w zasadzie nie zmienia barwy emitowanego światła. Jako ciekawostka, argon tak łatwo się jonizuje, że przy moich impulsach 412 kHz świeci cała rurka od plazmotronu aż do samej butli :) Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.

  • #10 20 Maj 2015 03:53
    Greyangel
    Poziom 14  

    Widzę że wywiązała się rozmowa na tematy także i mojego zawodu. Z naszych obserwacji (moich i mojego zespołu) wynika że nie tylko igiełki o powierzchni niehydrofilowej dają powierzchnie zwane super-hydrofobowymi. Analiza liścia lotosu i struktury jego naturalnych wosków dała odpowiedź że są to jakby takie dendryty, podobne nieco do fraktali, w rzeczywistości o dość skomplikowanej budowie. Pojawiło się nawet pojęcie nanokalafiora (czegóż to ludzie nie wymyślą :) ). My również używamy plazmy zimnej a w zasadzie plazmy nierównowagowej ale zasilamy igłę bezpośrednio z generatora RF. Różnica potencjałów to co najwyżej 120 V. Igła porównywalna do Twojej (gabarytami) zapala się przy jakichś 80 W. Ciężko dopasować odbitą z racji odbiornika (spada impedancja po zapłonie) ale udaje się niezgorzej do 1% dotuningować.

  • #11 20 Maj 2015 07:51
    slu_1982
    Poziom 26  

    Bardzo ciekawe spostrzeżenie Grayangel, plazma która zapala się przy 120VAC. Generator RF można rozumieć na wiele różnych sposobów. Są lasery wyładowcze dużych mocy, niektóre zasilane wysokim napięciem, niektóre zwykle sieciowym lub mniejszym ale właśnie o dużej częstotliwości, nawet bardzo dużej. Widać tam między innymi tranzystory mocy, które rzadko się widuje nawet u amatorów KF. Pomijam obwody wyjściowe typu filtry, może elementy rezonujące wspólnie z elementami lamp wyładowczych laserów ale, przy jakiej częstotliwości udało Wam się uzyskać zapłon plazmy ? Proszę chociaż przybliżyć rząd wielkości, podejrzewam że to mogą być setki MHz. A pytam ponieważ to ma bardzo duże znaczenie przy bezpieczeństwie i z własnej ciekawości.

  • #12 20 Maj 2015 08:52
    michal2666
    Poziom 20  

    Im wyższa częstotliwość tym gaz naprawdę coraz łatwiej jonizować, ja mam 412 kHz ale potrzebuję przynajmniej kilku kV by doszło do zajarzenia. Też jestem bardzo ciekaw, jaka częstotliwość daje możliwość jonizacji przy tak małej różnicy potencjałów. Poniżej film z jednej z prób na drodze do znalezienia optymalnej konstrukcji głowicy.


    Link


    Dodano po 40 [minuty]:

    Greyangel napisał:
    Widzę że wywiązała się rozmowa na tematy także i mojego zawodu ...


    Czy Pan zajmuje się także zagadnieniami aktywacji powierzchni mającymi na celu zwiększenie energii powierzchniowej tworzyw sztucznych np. polietylenu ? Zajmuję się tym w tej chwili jednak nie mogę uzyskać jednorodności nawet na prostej powierzchni a przyjdzie mi jeszcze aktywować bardzo fikuśne.

  • #13 20 Maj 2015 10:40
    submariner
    Poziom 32  

    Ciekawy temat wzbudzanie lasera taką plazmą, jeśli to są tak niskie temperatury i napięcia to może pompować tym laser CO2? Doświadczalnie sprawdziłem mikrofalami ale wydziela się przy tym potworna ilość ciepła, które ciężko odprowadzić.

  • #14 20 Maj 2015 22:54
    Greyangel
    Poziom 14  

    michal2666 napisał:
    Czy Pan zajmuje się także zagadnieniami aktywacji powierzchni mającymi na celu zwiększenie energii powierzchniowej tworzyw sztucznych np. polietylenu ?
    Na forum nie używamy takich zwrotów grzecznościowych. Elektronicy są dla siebie kolegami :). Ja się zajmuję czymś innym ale zespół się również zajmuje i taką aktywacją. Z tego co wiem to również polietylen. Ale z racji że się Zajmujesz tym zawodowo to tuszę że jesteśmy konkurencją :D. Dla tego raczej nie będę o tym rozmawiał. Ale mogę odpowiedzieć na pytanie o plazmę co to zapala gaz przy takiej małej różnicy potencjałów, chociaż tylko częściowo. Częstotliwość to 13,56 MHz czyli w paśmie naukowym i medycznym, tyle że my pompujemy nawet 40W na ccm. Jeśli zaś chodzi o samo działanie, najczęściej te urządzenia (o ile nie są sprzężone indukcyjnie) nie zapalają same tylko trzeba im pomóc, zapoczątkować wyładowanie które później przebiega na innych warunkach.

    Dodano po 3 [minuty]:

    submariner napisał:
    Ciekawy temat wzbudzanie lasera taką plazmą, jeśli to są tak niskie temperatury i napięcia to może pompować tym laser CO2? Doświadczalnie sprawdziłem mikrofalami ale wydziela się przy tym potworna ilość ciepła, które ciężko odprowadzić.


    Nie wydaje mi się żeby to było działanie celowe. Ilość ciepła będzie proporcjonalna do ilości zjonizowanego gazu, moc także. Największą moc będzie miało wyładowanie mikrofalowe pod ciśnieniem atmosferycznym ale temperatury uzyskane w płomieniu będą tak wysokie że nie wytrzyma w nich żaden znany mi materiał, może nie jestem na bieżąco w tej gałęzi inżynierii materiałowej ale naprawdę wątpię.

  • #15 21 Maj 2015 07:53
    michal2666
    Poziom 20  

    Przy tak wysokiej częstotliwości jest zdecydowanie łatwiej, jeśli chodzi o jednorodność strumienia plazmy, mam generator 13,56 MHz i robiłem próby jednak ze względu na cenę rozwiązania odeszliśmy od tego kierunku działań. Po za tym nie jest już tak łatwo właśnie z zapalaniem plazmy, problemami z impedancją i dopasowaniem, trzeba to wszystko stroić a po zestrojeniu i tak się rozpływa.

    Przy 400 kHz i wysokim stosunkowo napięciu, jest zdecydowanie łatwiej, choć są inne problemy właśnie z jednorodnością rozkładu zmian na powierzchni. Jednak chyba jesteśmy na właściwej drodze. Co prawda zmieniliśmy konstrukcję zasilacza WN i poszliśmy do góry jeszcze z częstotliwością ale mam cichną nadzieję że nie dojedziemy do 13 MHz :)
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.
    Tutaj taka mała prezentacja, jak nasz płomyczek już ładnie się zachowuje :)

  • #16 21 Maj 2015 09:51
    Greyangel
    Poziom 14  

    michal2666 napisał:
    mam cichną nadzieję że nie dojedziemy do 13 MHz :)


    Szanowny Kolego, jak to do 13 MHz !? Masz Kolego zarezerwowane pasma, nie możesz sobie tak jeździć generatorem mocy po całym zakresie bo zaczniesz zakłócać łączność i sprowadzisz na siebie problemy. Sprawdź pasma dozwolone i pracuj z określonymi częstotliwościami.

    Będzie się rozjeżdżać, do tego są autotuningi. I nie jest tak źle, już parę lat pracuję z tą maszynerią i poza okresowym czyszczeniem jest bardzo sprawna a wyniki są bardzo zadowalające.

    Cena rozwiązania :D. Tak, to nie są tanie zabawki jednak da się dużo rozwiązać po kosztach tylko trzeba wiedzieć jak, w wakacje będę stawiał swoją prywatną linię. Może coś o tym skrobnę na Elektrze. Konstrukcji jest całe multum tylko trzeba wiedzieć jak szukać i gdzie.

  • #17 21 Maj 2015 10:10
    michal2666
    Poziom 20  

    Wiem o zarezerwowanych pasmach, napisałem w przenośni, że nie będziemy musieli tak wysoko jechać z częstotliwością. To na razie są prace badawczo rozwojowe a nie finalny produkt :) do tego jeszcze baaardzo długa droga.

    A że te częstotliwości są niezbyt dobre dla urządzeń przekonałem się ostatnio, gdy nasz cyfrowy masowy kontroler przepływu po prostu przestał dawać oznaki życia :(. Był całkowicie odseparowany galwanicznie a jednak. Takie piękne urządzenie i poszło w złom :cry:

  • #18 21 Maj 2015 14:44
    Greyangel
    Poziom 14  

    A jak sie potrafią pięknie wzbudzać kontrolery temperatury :D. Dziwne że Ci rozwaliło kontroler na amen, zwykle to kwestia ekranowania.

  • #19 21 Maj 2015 16:42
    DVDM14
    Poziom 35  

    Nie rozumiem tylko jednego. Czegoś, co pojawia się we wszystkich Twoich projektach (SSTC, nagrzewnica, czy tutaj) i co kosztowało Cię spalenie już niejednego tranzystora: Dlaczego do diabła sterujesz układ rezonansowy sygnałem pozyskiwanym ze sztywnego generatora, zamiast użyć sprzężenia zwrotnego? :D To rozwiązanie jest straszne, nie dość że musisz ręcznie "celować w rezonans", to jakiekolwiek odstrojenie w najlepszym razie powoduje konieczność ponownej regulacji, a w gorszym - wysadzenie tranzystorów.

    Dlatego nikt inny nie stosuje wynalazków jak Ty, typu montowanie stałej pojemności rezonansowej, bo to nie rozwiązuje problemu, a tylko go obchodzi. Dlatego wszyscy używają różnego rodzaju sprzężeń zwrotnych do pozyskania sygnału sterującego końcówką mocy. Implementacja byle jakiej pętli PLL ze sprzężeniem pobierającym sygnał z obwodu wtórnego jest banalna, a gwarantuje bezproblemową pracę i natychmiastowe uruchomienia bez żadnej regulacji i udziwnień typu kondensatory HV. Zwłaszcza w miejscu o tak dynamicznym zachowaniu jak transformatory tesli.

    Za to używane przez Ciebie sztywne generatory gwarantują... Problemy.

    Jak sam pisałeś na swojej stronie:

    Cytat:
    Chcę zastosować zestaw trwałych kondensatorów by wyeliminować wpływ czynników zewnętrznych na pracę układu w rezonansie. Jeśli ktoś miał do czynienia z transformatorami tesli wie, że nawet zbliżenie dłoni do toroidu powodować może gaśnięcie drgań rezonansowych.


    Nie, większość innych konstruktorów SSTC nie wie tego. Bo u nich układ sam się dostraja do zmiany częstotliwości roboczej w czasie rzeczywistym. :) A tu jako generator HV mamy nic innego jak SSTC.

    Co do końcówki mocy... Jeżeli chcesz ułatwić sobie gaszenie spzil przebuduj ją z flybacka na forward.

    michal2666 napisał:

    Odpowiedź: wysokie napięcie ! przede wszystkim. Jednak, wysokie napięcie jest niebezpieczne !, a nasze urządzenie ma służyć ludziom i nie narażać ich na utratę zdrowia lub życia. Zatem kolejne pytanie: "co zrobić z tym wysokim napięciem by nie stanowiło śmiertelnego zagrożenia ?", ano zrezygnować z napięcia stałego i zastosować napięcie zmienne a najlepiej bardzo szybkozmienne. Dlaczego ? Odpowiedzią jest efekt naskórkowy czyli zjawisko pełzania prądów w.cz. po powierzchni przewodnika nie wnikając do środka. Opisałem to przy budowie nagrzewnicy indukcyjnej w dziale magnetyzm i SSTC w dziale wysokie napięcie.


    Obawiam się, że się mylisz. :( Wobec ludzkiego ciała nie można mówić o efekcie naskórkowym, nie chroni on nas przed prądami w.cz. w najmniejszym stopniu... Pisałem już o tym gdzieś indziej, nie będę bez sensu kopiował wiadomości, zatem podlinkuję: http://teslacoil.pl/luzne-rozmowy/film-t451.html#p4635

  • #20 22 Maj 2015 19:49
    KJ
    Poziom 31  

    Też się od samego początku zastanawiam dlaczego sztywny generator. Jest to rozwiązanie najgorsze z możliwych szczególnie w przypadku cewek tesli jakie by one nie były. Sam kiedyś próbowałem coś takiego zrobić - to nie ma szans działać poprawnie ze względu na dynamiczne zmiany częstotliwości rezonansowej. Sam wzrost długości wyładowań istotnie wpływa na rezonansową obwodu wtórnego o czym się przy swoich cewkach przekonałem. Na szczęście szybko dałem sobie spokój z tą metodą sterowania. Co do wzbudzania lasera CO2 plazmą - przemysłowe lasery są właśnie tak zasilane. W pracy mam przecinarkę laserową firmy Trumpf z laserem o mocy optycznej 3500W zasila go generator RF mocy ~14kW pracujący na częstotliwości nieco powyżej 14MHz - nie pamiętam dokładnie ile. Elementem wykonawczym jest tam trioda nadawcza. Co ciekawe laser ma bardzo szeroki zakres regulacji mocy - od kilku W do pełnego 3.5kW praktycznie liniowo. Pozwala kroić stal o grubości 20mm niczym masło nożem. Efekt naskórkowy w organizmie to bzdura a wręcz herezja której propagowanie powinno być karalne. Sam w to kiedyś wierzyłem i do dziś mam z tego tytułu problemy które w dodatku pojawiły się po pewnym czasie od "zabawy" z HV o wysokiej (200kHz) częstotliwości. Faktem jest że przepływu prądu nawet dużego - kilka A w impulsie - nie czuć przy takiej częstotliwości. Jednak absolutnie nie dlatego że prąd nie penetruje w głąb ciała tylko dlatego że układ nerwowy na tak szybkozmienny prąd zwyczajnie nie reaguje.

  • #22 24 Maj 2015 10:49
    michal2666
    Poziom 20  

    Odniosę się najpierw do wypowiedzi w kwestii sztywnego generatora. Oczywiście macie Państwo całkowitą rację i brak w tym rozwiązaniu np. PLL to w przypadku produkcyjnego urządzenia całkowita porażka.

    Jednak to rozwiązanie, które Państwu przedstawiłem wykonałem z premedytacją właśnie w takowy sposób. Powodów jest co najmniej kilka lecz dla mnie najważniejszy to ten, by prowadzić prace badawcze nie nad samym generatorem lecz nad konstrukcją samego plazmotrony i systemu produkcji wysokiego napięcia w.cz. Nie wiedziałem jaki rodzaj trafa zastosuje, jaki rodzaj obwodu rezonansowego, nie wiedziałem przy jakiej częstotliwości najlepiej będzie się generować zimna plazma. Jak Państwo widzą w takich pracach optymalnym jest zastosowanie generatora funkcyjnego, gdzie w prosty sposób mogę dowolnie regulować, modulować, przerywać i synchronizować. Jest jeszcze kilka bardzo ciekawych kwestii na styku generowania WN - w.cz i plazmy, ale o tym w innym artykule jak już zobaczą Państwo następne mojej ceweczki tesli. Układ jest na rdzeniu ferrytowym, który gdzieś tam w artykule już pokazałem z tą żarówą. W nowym układzie jest zastosowany forward.

    Teraz ad c4ro, gdzie się kolego podziewasz ? takie piękne cuda majstrowałeś i ustało ....
    A co do zimnej plazmy to ten cleaner, który pokazałeś to dokładnie to samo tylko tam potrzebna komora i obniżone ciśnienie. trochę bardziej kłopotliwe gdy trzeba czyścić lub aktywować naprawdę duże elementy. To co ja robię to próba wyzbycia się komory. W kwestii temperatury plazmy to ona dosłownie jest zimna, sama w sobie może mieć nawet 30 stopni celsjusza. Można nią sobie po dłoni śmigać ,jednak wtedy trzeba ograniczać prąd bo zapalają się łuki elektryczne, które już raczej są ciepłe :) tutaj piszą, że taka plazma jest lepsza od antybiotyków:
    http://gadzetomania.pl/16719,zimna-plazma-skuteczniejsza-od-antybiotykow-wideo

    W każdym bądź razie urządzenie działa ale jest jeszcze masa malutkich problemików, np. z czego zrobić komorę gdy się dodaje związki fluorowe ? po zjonizowaniu rodniki fluoru zjadają kwarc i tylko się oblizują :)

  • #23 24 Maj 2015 10:55
    Frog_Qmak
    Poziom 25  
  • #24 24 Maj 2015 11:37
    michal2666
    Poziom 20  

    No oczywiście, że teflon powinien się nadać :) na razie jeszcze nie konstruowaliśmy nic odpornego na fluor, tylko po podaniu (z czystej ciekawości) sześciofluorku siarki rurka kwarcowa zrobiła się mleczna. Chciałem sprawdzić jak to z tą hydrofobowością będzie. Na razie naszym celem jest efekt przeciwny czyli hydrofilowość polietylenu. Choć z tym fluorem też może być ciekawie. Jako ciekawostkę dodam, że zamiast sześciofluorku siarki w elektronice i procesach cięcia i trawienia plazmowego krzemu stosuje się egzotyczny trochę trifluorek azotu.

  • #25 24 Maj 2015 13:29
    KJ
    Poziom 31  

    Przy wszelkich zabawach z fluorem i jego zwiazkami radzę nie zapominać o ekstremalnej wręcz toksyczności tego pierwiastka i większości jego związków.

  • #26 24 Maj 2015 13:34
    Frog_Qmak
    Poziom 25  

    A i owszem, podobno śladowe ilości HF są zabójcze, w dodatku to paskudztwo przenika przez skórę.

  • #27 24 Maj 2015 14:11
    michal2666
    Poziom 20  

    Dokładnie !
    duża większość związków fluoru jest bardzo toksyczna, ale na szczęście nie wszystkie. W zakładach produkujących układy scalone, ogniwa PV czy wyświetlacze LCD są specjalne linie technologiczne do utylizacji gazów poprocesowych. W tych urządzeniach gazy są spalane a pozostałości zraszane roztworem wody wapiennej, która związki fluoru wiąże do postaci zjadliwego całkowicie fluorku wapnia. Całkowicie nietoksyczny i nierozpuszczalny proszek.
    W moim eksperymencie do strumienia gazowego argonu dodałem dosłownie kilka % również całkowicie obojętnego gazu jakim jest sześciofluorek siarki, jednak po zjonizowaniu i reakcji z różnymi substancjami może powstawać cokolwiek innego. Przy reakcji z parą wodną może powstać nawet trujący HF, dlatego takie eksperymenty należy wykonywać pod dobrym wyciągiem. Do zastosować komercyjnych potrzebna jest już kompletna linia technologiczna a i w tym przypadku zastosowanie ma raczej komora próżniowa i obniżone ciśnienie.
    A do dokładnego dozowania gazów mam teraz takie ładne masowe kontrolery przepływu z wyświetlaczem i ręcznym sterowaniem zaworem iglicowym.
    Generator zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym.

  • #28 24 Maj 2015 17:18
    Greyangel
    Poziom 14  

    michal2666 napisał:
    W kwestii temperatury plazmy to ona dosłownie jest zimna, sama w sobie może mieć nawet 30 stopni celsjusza.


    Co to jest plazma zimna ? Plazma nierównowagowa w której temperatura elektronów jest większa niż jonów. Piszecie Koledzy o plazmie tak jakby za każdą częstotliwością miała takie same własności a one się wręcz ekstremalnie zmieniają. Zastosowanie skali Celsiusza co do określania temperatury plazmy jest oczywiście chybione lepszą skalą są elektronowolty.

    Komory w takich cleanerach (to nie do końca prawda) są ze stali nierdzewnej. Pracuję na Tetrze 40 Dienera, wnętrze jest ze stali.

  • #29 24 Maj 2015 18:35
    michal2666
    Poziom 20  

    Wiesz, w amatorskich warunkach trudno tu mówić o elektronowoltach :) odniosłem się po prostu do jej temperatury w momencie gdy oczyszczałem sobie powierzchnię dłoni :), uznałem że jest po prostu zimna. Ale rzeczywiście mówimy tu o plazmie nierównowagowej. I rzeczywiście jej właściwości diametralnie zmieniają się z częstotliwością. Tak jak wspomniałem wcześnie, m.in. dlatego użyłem zewnętrznego generatora funkcji. Zrezygnowałem też z rezonansowego obwodu wtórnego by mieć możliwość dysponowania szerokim pasmem częstotliwości.

  • #30 24 Maj 2015 21:49
    Greyangel
    Poziom 14  

    O.K. oczywiście eksperymentuj bo nic tak nie rozwija jak własne eksperymenty. Dodam tylko ze w technice przeważnie stosuje się popularne zakresy 20 i 40 kHz, 13,56 MHZ i 2,4 GHz, jest chyba jeszcze 400 kHz. Każdy z tych zakresów stosuje się do nieco innych celów otrzymując ciekawe efekty. Ja sam, jako chemik traktuję plazmę bardziej jako narzędzie.