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牧夫天文网»社区 › 器材信息 › 自制DIY器材 › DIM 冷冻40D，理论+工程样板制造中
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uss_voyager

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DIM 冷冻40D，理论+工程样板制造中

 
发表于 2010-8-29 01:43 | 查看: 6230| 回复: 23来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-9-3 04:54 编辑

本身是想买个现成的，无奈棒子开价实在是。。。。
着手研究这个已经两个礼拜了，主要部件已经完成设计，准备试制工程样板。
CAD图就不用费神跟我要了，画这个花了不少心血；不想公开设计细节。

先来理论

首先大家要理解，无论CCD或是CMOS，他们都是半导体，既然是半导体了就一定会有电阻；电阻加电？这么说吧，一部分电能会变成热能。
这部分热能就是相机CMOS/CCD热噪点的来源。
既然基础理论有了，最简单的方法就是给CMOS降温。。。
我的 40Da

                               
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那么怎么降。。。。理论上来说，散热有两种，一种是被动散热（这个我已经做过了，就是在CMOS后面粘上硅胶，让CMOS热量导到背面电路板的屏蔽罩上，增大散热面积。不过当机器热起来以后，基本上还是没辙。第二种是主动散热，是我最近研究的项目。
前面总结了，被动式散热有效果，但不明显；那么在机身内加装主动散热？那也一样不明智。机身内部空间实在是太小了。
那么咱可以设计个玩意把CMOS的热引导到机身外面来再做处理。
下面是我的设计草图，我家机器没有Solidworks，图有点丑，大家凑合看

                               
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理论上用A铜片收集CMOS的热量，经热导管传导到机身外B铜片上；再做降温处理，就跟电脑CPU散热器一个原理
.设计热导管热传导功率30-40瓦
将CMOS长时间工作高于气温20-30℃的热量全部带出来，并加以冷却。
B铜板的冷却我这里有个想法，就是用半导体制冷器来更彻底地提走热量。并用散热片+风扇加强效果。
半导体制冷片的原理也很简单，是利用半导体材料的Peltier效应。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时,在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量,可以实现制冷。制冷片两端温差能达到60℃，也就是说在室温情况下，热面带散热，冷面温度都保持在零下。

                               
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基本上锁定为一片35瓦的30mmX30mm制冷器
然后把制冷器的热用散热片和风扇散到空气中
定制铜质或铝制散热器
另外还有个80mmX80mm的12V风扇。

                               
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往后还会讨论到冷凝问题，导热部件隔热，CMOS杂讯屏蔽，内部控制电路（智能温控，制冷片过热保护，漏电保护)
==================================================================================================
8月24日更新，气密室工程样板，正在试制。。。。。

                               
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DIY, 制冷, 理论, 设计

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购买望远镜就在牧夫天文商城
发表于 2010-8-29 01:44 来自： 英国
一些构思

                               
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发表于 2010-8-29 01:46 来自： 英国
TEC 单元完成内外部设计+模拟组装 设计重量不超过400g

                               
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渲染效果图


                               
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发表于 2010-8-29 01:47 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-29 02:26 编辑

外部TEC冷却单元工程样板渲染，也是实际制造时候的样子
final_S.JPG

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发表于 2010-8-29 01:52 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-29 02:03 编辑

更新到这里，Flickr图床，有可能国内有些地区IP看不见。。。。。
有部分注释是英文，实在是懒得再打几行字了。。。看不懂的请原谅我吧。。。。

以上所有文字图片均为版权所有，并为自主知识产权，未经许可不得转帖

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yjfPhoenix 该用户已被删除
发表于 2010-8-29 06:56 来自： 江苏省苏州市 电信
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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发表于 2010-8-29 07:30 来自： 北京市西城区 联通
这个类似的产品，国外已经有不少了。

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发表于 2010-8-29 07:35 来自： 广西柳州市鹿寨县 电信
需要注意防水蒸气在CMOS表面液化。

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发表于 2010-8-29 08:56 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-29 09:05 编辑
需要注意防水蒸气在CMOS表面液化。
wlbx 发表于 2010-8-29 07:35

                               
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那个已经考虑好了的，CMOS支架使用气密间设计，CMOS通光方向设计了滤镜挂架，计划装Baader IR Cut低通，并且带空气隔离设计，CMOS结露可能性极微
主要是等几个重要部件做好以后，进行模拟各种湿度和温度下的实验。并且积累些大气数据。
这些数据为单片机控制做准备。计划上会有自动露点计算和控制保护等

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发表于 2010-8-29 08:58 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-29 08:59 编辑
这个类似的产品，国外已经有不少了。
后心发冷 发表于 2010-8-29 07:30

                               
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没错的，鬼子和棒子都有；价格不菲。

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发表于 2010-8-29 08:59 来自： 英国
散热只能算是降温，应该装个冰箱上去。
yjfPhoenix 发表于 2010-8-29 06:56

                               
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这是主动制冷，不是被动散热

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发表于 2010-8-29 09:08 来自： 浙江省宁波市余姚市 电信
必须要有一个温控系统，防止结露.....................各种材料，温差，干湿度不一样而不同的结露温差
http://baike.baidu.com/view/685184.htm
供参考。

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发表于 2010-8-29 09:16 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-29 09:19 编辑
必须要有一个温控系统，防止结露.....................各种材料，温差，干湿度不一样而不同的结露温差

供 ...
errai 发表于 2010-8-29 09:08

                               
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先谢谢了
那个跟大气压强， 湿度 即时温度有关系
设计上来说是双探头，一个接CMOS上 一个接半导体制冷片上
另外还有电子压强计，湿度计，结露报警等综合数据对比数据库做自动处理或选择手动操作。跟导热有关材料已经选好，并做空气隔离设计，不过还是需要大量实验的。

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发表于 2010-8-29 15:26 来自： 北京市 联通
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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发表于 2010-8-29 19:12 来自： 浙江省宁波市 联通
期待中

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发表于 2010-8-29 21:13 来自： 湖北省武汉市 联通
楼主的效果图很漂亮！

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发表于 2010-8-29 22:42 来自： 浙江省湖州市 电信
楼主不访用个摄像头改一下~

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ooc
发表于 2010-8-30 02:59 来自： 海南省海口市 联通
不知这个风扇的震动对拍摄效果影响大不大。

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发表于 2010-8-30 11:19 来自： 吉林省长春市 电信
设计好像有些问题，导热管是有工作温度的，热端要高于管内液体的沸点才能开始工作，而冷端要低于管内液体的沸点，否则没有作用。电脑用的热管是不能用的，里面是纯净水，沸点太高。如果使用低沸点（如氨、氟利昂）的热管，要在整个制冷片冷端到CMOS之间的部分全部加上隔热层，防止热管吸收环境热量。

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发表于 2010-8-30 13:30 来自： 英国
本帖最后由 uss_voyager 于 2010-8-30 17:12 编辑
设计好像有些问题，导热管是有工作温度的，热端要高于管内液体的沸点才能开始工作，而冷端要低于管内液体的 ...
wq_net 发表于 2010-8-30 11:19

                               
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好的，谢谢建议；那个还没有开始研究,不过按照热力学角度来看，真空中纯水（普通工质)还是可以应付的
现在先把制冷端造出来再说

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