1,5 V kasetinių šildytuvų švino laido parinkimo mokslas
Tiksliame miniatiūrinio šildymo pasaulyje 1,5 V vienos galvutės{1}}kasetinio šildytuvo varžos laidas atkreipia dėmesį. Tačiau laidai, tiekiantys maitinimą šiam laidui, dažnai traktuojami kaip pasekmė. Ši priežiūra brangiai kainuoja. Kadangi įtampa yra tokia žema, srovė yra žymiai didesnė nei įprastuose 120 V arba 240 V šildytuvuose. 50 -vatų 1,5 V kasetė sunaudoja 33 amperais daugiau nei daugelis buitinių prietaisų. Kiekvienas laidų ar jungčių pasipriešinimo miliomas virsta nepageidaujama šiluma būtent ten, kur jai nėra vietos. Todėl tinkamas laidų pasirinkimas nėra detalė; Tai mokslas, kuris tiesiogiai nustato, ar šildytuvas tarnauja mėnesius ar metus medicinos prietaisuose, 3D spausdintuvų karštuosiuose įrenginiuose, dronų jutikliuose ar mikroskysčių analizatoriuose.
Pagrindinė lygtis paaiškina viską: galia (P)=įtampa² (V²) / varža (R). Perpus sumažinus įtampą, atsparumas turi sumažėti keturis kartus, kad išlaikytų tą pačią galią. Rezultatas yra didžiulė srovė. Ta srovė turi eiti per laidus, nesukeldama vietinių karštųjų taškų, įtampos kritimo ar izoliacijos gedimo. 3 mm skersmens šildytuve net 0,01 Ω papildoma varža ties jungtimi gali padidinti vietinę temperatūrą 100 laipsnių ar daugiau, priartindama vidinę nikelio -chromo laidą prie oksidacijos ribos ir smarkiai sutrumpindama tarnavimo laiką.
Yra dvi pagrindinės laidų konfigūracijos, skirtos vienos{0}}galvos kasečių šildytuvams, kurių kiekviena turi skirtingus pranašumus mažos{1}}tampos žemos įtampos įrenginiuose.
Išorinėje{0}}švino konstrukcijoje naudojami standūs gnybtų kaiščiai, kurie išsikiša iš šildytuvo galinio dangtelio. Tada aukštos-temperatūros laidai užspaudžiami arba lituojami už šildomos zonos. Ši konstrukcija yra ekonomiška, leidžia lengvai pakeisti lauką ir yra populiari laboratoriniuose prietaisuose, kur yra gera prieiga. Tačiau išorinė jungtis yra veikiama mechaninio įtempio, vibracijos ir galimo užteršimo. 1,5 V sistemose, turinčiose 20–30 amperų, bet koks užspaudimo atsipalaidavimas sukelia lanką ir greitą gedimą.
Vidinė{0}}švino konstrukcija nukreipia lanksčius aukštos{1} temperatūros laidus tiesiai iš varžos ritės per hermetišką sandariklį šildytuvo gale. Šildomos zonos viduje nėra tarpinių jungčių. Ši konfigūracija yra tinkamiausias pasirinkimas itin-kompaktiškoms, didelės-vibracijos ar plovimo{6}}aplinkoms. Lankstūs laidai sugeria judėjimą neapkraunant vidinio laido, o sandarus išėjimas pašalina drėgmės patekimo kelius-, tai yra esminis pranašumas, atsižvelgiant į anksčiau aptartą MgO higroskopiškumą. Kompromisas yra šiek tiek didesnė kaina ir tikslios švino ilgio specifikacijos poreikis užsakymo metu.
Švino izoliacija ir laidininko medžiaga turi būti parinkta vienodai atsargiai. Silikoninės gumos izoliacija (įvertinta iki 200 laipsnių nuolatinio kampo) pasižymi puikiu lankstumu ir atsparumu cheminėms medžiagoms, todėl ji idealiai tinka medicinos ir maisto -kontaktinėms reikmėms. Stiklo pluošto pynė ant PTFE arba žėručio juostos atlaiko aukštesnę temperatūrą (iki 450 laipsnių) ir yra standartinė 3D spausdintuvų kompiuteriams ar kosmoso jutikliams. Laidininko dydis atitinka griežtas pralaidumo taisykles: 16–18 AWG suvytas nikelis arba alavuotas varis yra būdingas 20–30 A apkrovoms, todėl įtampos kritimas neviršija 0,05 V virš 300 mm laido ilgio. Per mažo dydžio laidas sukuria lygiai tokį patį destruktyvų šilumos kaupimąsi, kuris matomas esant prastam angai arba per dideliam vatų tankiui.
Ryšys tarp vidinės varžos laido ir laido yra vienas labiausiai gedimų{0}}taškas visame šildytuve. Garsūs gamintojai naudoja didelės-jėgos užspaudimą, o po to lazerinį suvirinimą arba sidabrinį litavimą. Bet koks tarpas ar šaltas litavimo jungtis tampa atsparumo karštuoju tašku, kuris per kelias valandas gali ištirpdyti izoliaciją esant 1,5 V{5}}srovei. Siekdami maksimalaus patikimumo, daugelis 1,5 V specialistų dabar siūlo gamykloje{8}}įdiegtus laidus, kurių traukimo-testo sertifikatas viršija 50 N.
Maršruto nustatymas po to, kai šildytuvas išeina iš mazgo, taip pat yra labai svarbus. Staigūs posūkiai (mažesni nei 10 × švino skersmens) sutraiško vidines sruogas ir sukuria įtempių koncentraciją. Kontaktas su karštais paviršiais, viršijančiais izoliacijos vertę, sukelia trapumą ir įtrūkimus. Mechaninis nusitrynimas nuo judančių dalių arba pakartotinis lankstymas priežiūros metu suardo net geriausią izoliaciją. Sprendimas yra apsauginė įvorė: nerūdijančio-plieno pynė, lankstus vamzdis arba aukštos-temperatūros silikoniniai vamzdeliai. Medicininėje ir laboratorinėje įrangoje laidai dažnai vedami per įtempimo{8}}atsparias liaukas arba tvirtinami aukštos temperatūros kabelių raiščiais, kad būtų išvengta bet kokio judėjimo.
Teisingai pasirinkus laidą, visa šiluminė{0}}elektros sistema bus naudinga. Įtampos kritimas išnyksta, prijungimo temperatūra išlieka žema, izoliacija išlieka nepakitusi daugelį metų, o vidinis šildytuvo laidas veikia pagal numatytą temperatūrą, o ne kovoja su papildomu pasipriešinimu. Kartu su tinkamu vatų tankiu, kiaurymės tolerancija, apsauga nuo drėgmės ir apvalkalo medžiaga, tinkamai parinkti laidai paprastai padaugina tarnavimo laiką 3–5 kartus ir pašalina paslaptingus „pertraukiamus“ gedimus, kurie vargina žemos įtampos miniatiūrinius šildytuvus.
Laidai nėra tik laidai,{0}}jie yra gelbėjimosi linija, kuri perneša didelę srovę į mažą, aukštą{1}}šiluminį paketą. Jų pasirinkimą vertinkite tokiu pat inžineriniu tikslu, kaip ir visus kitus 1,5 V kasetinio šildytuvo sistemos parametrus. Projektavimo etape nurodykite konfigūraciją, izoliaciją, matuoklį, ilgį ir apsaugą, o šiandien montuojamas šildytuvas dar ilgai tieks stabilią, kartojamą šilumą, kai bus pakeista likusi įranga.
