[问题] 冷冻CCD有哪几种冷却方法?
同上。 好像目前的制冷技术不多,CCD一般用制冷二极管制冷。用空压机也能制冷,原理和空调、冰箱一样,不知有没有人用过(体积庞大、效率比二极管高得多)。
液氮等液化的气体可以进行深冷,一般用于红外线、远红外线的CCD。成本极其高,以前做实验一瓶液氮(3磅的保温瓶)要100多元。 CCD是不是有风冷的? 风冷不能低于环境温度。
热电偶(电阻或半导体元件),压缩机,低温物体(冰水,液氮等)致冷都可以将CCD降至低于环境温度。
另外还有更先进的磁冷和声波致冷,一般未在CCD致冷中使用。 一般用半导体制冷, 把冷端的热量抽到热端. 假设环境温度20度, 冷端0度, 则热端实际上比40度要高很多, 原因主要是自己也发热, 因此这个热量要带走, 风冷就是吹/抽这个, 也有水冷的. 我们老师好像说过液氮5元钱一升呀??? 是把一升氮气变成液氮要5元吧?一升冰恐怕都要5元。要不我夏天不买空调了,买液氮恐怕电费都没有液氮便宜。 最初由 niyang 发表
我们老师好像说过液氮5元钱一升呀???
用对于我们业余爱好者来说使用液氮来对CCD制冷是不可取的,因为我们观测和拍摄的条件大多是比较差的,用液氮是十分危险的事情。 问个笨问题:CCD为什么要冷却下来拍摄呢?怕被烧坏了吗? 温度越高,噪点越多。 低温可以提高CCD成像的质量 啊,不会吧。成像应该和仪器的采样率有关啊,怎么还和温度有关呢? 冷却主要解决噪音问题. 噪音的主要成分是热噪音, 这就像二极管的反向电流与温度关系非常大的原因是一样的, 因此可以通过冷却来减少.
举个光电二极管的例子, 假设无光的时候反向漏电流在20度下是1uA, -10度时是0.01uA, 那么在暗光下, 光引起的光电流可能只有0.1uA. 在20度下将淹没在1uA的漏电流中, 而且不同的器件有离散, 平均是1uA, 但有的可能只有0.5uA, 你怎么能够区分出0.1uA的有用的部分? 另一方面, 冷却到-20度, 漏电流就很小, 光电流就占主导地位了. 但是, 假设你要探测更暗的物体, 光电流为0.001uA, 那么这个0.01uA的漏电流也是太大了, 还需要近一步冷却.
CCD感光器件的道理类似. 噪音是与绝对温度有关系的, 0度C是273.2K, 但比30度C的300多K要好不少, 要求不高的也差不多了. 現在我見也有不少同好用風冷
在感光器件上加個小風扇...
我有個奇想
就是好像太空人那樣
在感光器件周圍用小水管
讓冰冷的水不停流過...
不知可不可行呢?? 可以借鉴冷却CPU的方法。
在超频CPU的时候,一般常用强力的CPU风扇,再强一点就是用水冷,小马达可以提供水流动力,再在水中加入冰块降温。
但水冷最危险的就是漏水... 风冷、水冷?有意义吗?由于工作电流极其小(mA级),CCD芯片本身的温度几乎与环境温度一样,所以这些方法毫无意义。 冰水冷可以将CCD降到零度左右,是一个低成本的选择。
更好的是热偶(常用半导体元件做成),可以降到零下20度,但效率低,耗电多。 半导体制冷,又称温差电制冷,亦称电子冷冻。它是利用半导体材料的温差电效应来实现制冷的一种技术。
用这种材料制成的温差电制冷器,其一级制冷温差可达50—60℃,二级制冷温差可达70—80℃,三级制冷温差可达90—100℃。
半导体制冷器必须由直流电源供电。直流电源的波纹系数不得大于15%,而且愈小愈好。
它与压缩式制冷机相比有以下优点:
1)、无机械运动部件因而工作时无噪声、无磨损,寿命长,可靠性高,维修方便。
2)、无冷媒,故无泄漏,无环境污染使用方便。
3)、制冷速度快,小功率制冷器一般在几分钟之内可达到最低温度。还可通过调节电流来调节温度。
4)、可进行逆向操作(电流反接)。
5)、体积小,还可在真空、辐射及特别环境下工作。
其缺点有待克服:
首先是在大制冷量的情况下,制冷效率比机械压缩式冷冻机低。因此,半导体制冷器只能用作小功率制冷器。其次是元件成本比较高。
以上参考94年第6期《电子世界》一书。有删减。 请问半导体制冷贵吗?成本大概在多少? 有冰水流進ccd
那更好吧....
直接冷凍ccd..
hahahahaha......開玩笑吧!
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