Urządzenia elektroniczne czasami muszą pracować w bardzo trudnych warunkach. Jedną z aplikacji, gdzie tak właśnie jest, są balony stratosferyczne. Są one wysyłane na dużą wysokość np. w celach badawczych. Układy elektroniczne znajdujące się w balonie muszą wytrzymać panujące tam warunki. Temperatura dochodzi do -60°C, a ciśnienie jest znacznie niższe niż na powierzchni ziemi. Jako że taka operacja, jak wysłanie balona w stratosferę, jest bardzo droga, trzeba postarać się, aby system który wynoszony jest wraz z balonem był możliwie bezawaryjny. W tym celu konstruuje się specjalne komory do testów. Panuje w nich niskie ciśnienie i niska temperatura, podobnie jak w stratosferze. Autor poniższej konstrukcji oparł się na projekcie komory, stworzonej przez Howarda Brooksa. Dokumentację tamtej komory odnaleźć można tutaj:
http://www.depauw.edu/files/resources/highaltitudechamberconstructionmanual.pdf
http://www.depauw.edu/files/resources/operatingthehighaltitudevacuumchambermanual.pdf
Oczywiście powyższy projekt musiał zostać dostosowany do konkretnych wymagań autora.
Styropianowa obudowa
Styropian został wybrany, jako materiał do konstrukcji obudowy z uwagi na zapewnianą przezeń izolację termiczną. Obudowa ma wymiary 24" x 26" x 48". Zamiast niej można było wykorzystać np. komorę chłodziarki czy zamrażarki, jednak sklejenie taśmą arkuszy styropianu w formę komory było najprostszym wyjściem.
Dolna część komory została wzmocniona dodatkową warstwą styropianu, jako że tam będzie znajdowała się komora ciśnieniowa i pojemniki na suchy lód.
Folia aluminiowa
Cała komora została pokryta folią aluminiową w celu odbijania promieniowania podczerwonego z zewnątrz,które ogrzewałoby inaczej wnętrze. Klej epoksydowy został wykorzystany do przyklejenia folii, a taśma posłużyła do zabezpieczenia brzegów. Jedna część komory została na tym etapie doklejona taśmą z jednej strony, dzięki temu może się otwierać jak na zawiasie.
Rura z PVC
Rura po przycięciu do długości 34" została delikatnie wyszlifowana na krawędziach. Następnie wywiercono w niej otwór na podłączenie węża próżniowego i nagwintowano. W nagwintowanym otworze osadzono nypel z oliwką, do którego podłączono wąż i pompę próżniową.
Pokrywy
Końce rury z PVC zostały zaślepione pokrywami wyciętymi z lexanu. Jak widać powyżej, udało zmieścić się dwie pokrywy na arkuszu materiału o wymiarach 2' x 2'. W pokrywach wywiercono otwory, które posłużyły do zamontowania gwintowanych prętów, utrzymujących całą konstrukcję w całości.
Uszczelnienie komory
Ostatnim etapem budowy komory było uszczelnienie jej pokryw. W tym celu autor wykorzystał uszczelkę, wykonaną z gumowego fartucha drzwi garażowych, która była podobnej długości, co obwód rury. Uszczelka została delikatnie przyklejona do rury i pozwoliła na osiągniecie dostatecznej szczelności, jaka wymagana była w projekcie.
Gotowa komora
Powyższe zdjęcie pokazuje gotową komorę próżniową.
Connecting the Vacuum Pump
Jako że zadanie to można zrealizować na wiele sposobów, nie należy przywiązywać zbyt ścisłej uwagi do tego etapu - można wykorzystać inne elementy. Autor skorzystał z gwintowanych metalowych elementów.
W styropianowej obudowie wykonany został niewielki otwór, pozwalający na umieszczenie w nim gumowego węża, który został podłączony do komory. Drugi jego koniec podłączony został do trójnika, do którego podłączone były zawór kulowy i pompa próżniowa. Pozwala to na zapowietrzanie komory, po skończonej pracy. Drugi trójnik zamontowany jest przed samą pompą próżniową i umożliwił zamontowanie próżniomierza.
Pojemniki na suchy lód
Pojemniki na suchy lód wykonane zostały z drobnej siatki i wyściółek do rynny. Koszyki wykonane w ten sposób umieszczone zostały w dolnej części styropianowej obudowy, obok komory, jak i w samej komorze. Pozwoliło to na znaczne obniżenie temperatury wewnątrz komory. Dodatkowe wentylatory zapewniają lepszy obieg chłodnego powietrza w obudowie i poprawiają chłodzenie komory.
Działanie
Zasadniczo obsługa komory ogranicza się do włączenia pompy próżniowej i załadowaniu suchego lodu.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Simulated-High-Altitude-PressureTemperature-Chambe/?ALLSTEPS
Od tłumacza - niestety nie znalazłem finalnej informacji o tym jakie ciśnienie i temperaturę udało się uzyskać w komorze.
http://www.depauw.edu/files/resources/highaltitudechamberconstructionmanual.pdf
http://www.depauw.edu/files/resources/operatingthehighaltitudevacuumchambermanual.pdf
Oczywiście powyższy projekt musiał zostać dostosowany do konkretnych wymagań autora.
Styropianowa obudowa
Styropian został wybrany, jako materiał do konstrukcji obudowy z uwagi na zapewnianą przezeń izolację termiczną. Obudowa ma wymiary 24" x 26" x 48". Zamiast niej można było wykorzystać np. komorę chłodziarki czy zamrażarki, jednak sklejenie taśmą arkuszy styropianu w formę komory było najprostszym wyjściem.
Dolna część komory została wzmocniona dodatkową warstwą styropianu, jako że tam będzie znajdowała się komora ciśnieniowa i pojemniki na suchy lód.
Folia aluminiowa
Cała komora została pokryta folią aluminiową w celu odbijania promieniowania podczerwonego z zewnątrz,które ogrzewałoby inaczej wnętrze. Klej epoksydowy został wykorzystany do przyklejenia folii, a taśma posłużyła do zabezpieczenia brzegów. Jedna część komory została na tym etapie doklejona taśmą z jednej strony, dzięki temu może się otwierać jak na zawiasie.
Rura z PVC
Rura po przycięciu do długości 34" została delikatnie wyszlifowana na krawędziach. Następnie wywiercono w niej otwór na podłączenie węża próżniowego i nagwintowano. W nagwintowanym otworze osadzono nypel z oliwką, do którego podłączono wąż i pompę próżniową.
Pokrywy
Końce rury z PVC zostały zaślepione pokrywami wyciętymi z lexanu. Jak widać powyżej, udało zmieścić się dwie pokrywy na arkuszu materiału o wymiarach 2' x 2'. W pokrywach wywiercono otwory, które posłużyły do zamontowania gwintowanych prętów, utrzymujących całą konstrukcję w całości.
Uszczelnienie komory
Ostatnim etapem budowy komory było uszczelnienie jej pokryw. W tym celu autor wykorzystał uszczelkę, wykonaną z gumowego fartucha drzwi garażowych, która była podobnej długości, co obwód rury. Uszczelka została delikatnie przyklejona do rury i pozwoliła na osiągniecie dostatecznej szczelności, jaka wymagana była w projekcie.
Gotowa komora
Powyższe zdjęcie pokazuje gotową komorę próżniową.
Connecting the Vacuum Pump
Jako że zadanie to można zrealizować na wiele sposobów, nie należy przywiązywać zbyt ścisłej uwagi do tego etapu - można wykorzystać inne elementy. Autor skorzystał z gwintowanych metalowych elementów.
W styropianowej obudowie wykonany został niewielki otwór, pozwalający na umieszczenie w nim gumowego węża, który został podłączony do komory. Drugi jego koniec podłączony został do trójnika, do którego podłączone były zawór kulowy i pompa próżniowa. Pozwala to na zapowietrzanie komory, po skończonej pracy. Drugi trójnik zamontowany jest przed samą pompą próżniową i umożliwił zamontowanie próżniomierza.
Pojemniki na suchy lód
Pojemniki na suchy lód wykonane zostały z drobnej siatki i wyściółek do rynny. Koszyki wykonane w ten sposób umieszczone zostały w dolnej części styropianowej obudowy, obok komory, jak i w samej komorze. Pozwoliło to na znaczne obniżenie temperatury wewnątrz komory. Dodatkowe wentylatory zapewniają lepszy obieg chłodnego powietrza w obudowie i poprawiają chłodzenie komory.
Działanie
Zasadniczo obsługa komory ogranicza się do włączenia pompy próżniowej i załadowaniu suchego lodu.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Simulated-High-Altitude-PressureTemperature-Chambe/?ALLSTEPS
Od tłumacza - niestety nie znalazłem finalnej informacji o tym jakie ciśnienie i temperaturę udało się uzyskać w komorze.
Fajne? Ranking DIY
