Индукционный паяльник DIY

[mike-y-k]

LZepp, таки это не абсолютная величина, а некоторый процесс с разными показаниями в разных точках итогового устройства.
Значение температуры на индикаторе и температура в зоне пайки при разных параметрах теплоотвода совсем не одно и тоже.
В алгоритме нагревателя сие тоже необходимо учитывать для реального отображения температуры припоя, а не условной погоды на Марсе (термопаре). Разные системы имеют разное тепловое сопротивление между этими точками и ориентироваться на показания термопары тут нужно с сильными оговорками.
При экспериментах с индукционным нагревом я например учитывал подводимую мощность для некоторой корректировки показания на дисплее. По данным отдельной термопары в точке пайки этот подход гораздо точнее показывал достигнутое. Но такой подход требует проведение калибровки каждого жала в рабочем диапазоне температур, мощностей нагрева и теплоотвода.

[IOPA4]

mike-y-k, я про самодельный паяльник, что увидел на картинке. Вокруг милливатты и на приличном расстоянии(кроме мобилы), а там поболее и перед головой, да и не менее важный орган под столешницей.

[akegor]

Не, ну конечно же, "если у Вас паранойя, это не значит, что за Вами никто не следит"...
Но будем реалистами. Энергия падает с кубом расстояния. Один см от дебильника до уха и тридцать от паяльника - посчитайте, что приятней.
Да и поле не дурное - улетать от того, кто его принимает охотно, к тому, кто дальше и принимает с меньшей охотой. Хотите возразить? Поиграйтесь с магнитами. Понятно, что статика, но ссуть в одно место.

[IOPA4]

если у Вас паранойя

Абсолютно никакой паранойи, может быть и зря. Приходилось быть и под ВЧ и СВЧ и ГСМ без всяких защит. Было и с ртутью. Там кажется не в кубе, а в 4 степени.

[ampy]

Я, я неправильно понимаю) А можно поподробней? Вопрос не праздный.

Сначала придется понять, что такое есть время и пространство

[laser532]

Спасибо всем за спасибо. Не думал, что понравится )) Мне трудно быть лаконичным, а тут в кои веки работы подвалило. Тем не менее, позанудствую про температуру, пока "тепленькие" есть.
1) Социологическое. Наибольшее количество ошибок у людей связано с "очевидностями", сформированными в детстве. И "температуру", понятно, все умеют измерять с дошкольного возраста. Формируется абстракция разной степени бесполезности, накрепко засевшая в базовые "знания".
2) Физика эксперимента. В школе температуре уже учат, и про температуру таяния льда и про "три вторых ка тэ". Только вот с таянием льда уже не все просто. Делается так: берется исключительно чистая вода, помещается в термос с мешалкой и туда же помещается лед из такой же воды (их начальные "температуры" не очень далеко от 0°С). И в течении нескольких часов (8-ми, кажется) это дело медленно перемешивается, чтобы трение о мешалку не выделило лишнего тепла. И только тогда наступает в воде термодинамическое равновесие с температурой таяния льда, т.е. 0°С. - Но кому нафиг это в жизни нужно? Поэтому читаем дальше.
3) Стоматология. Это из моей практики работы над ошибками. Есть множество печей для обжига металлокерамики или глазурования и т.п. процессов. Идут они по технологии при температурах от 600 до 1200 (не важно, примерный диапазон). Камеры обычно небольшие, не более единиц литров. Минимум одна платиновая термопара. Сейчас уже у всех производителей компенсация холодного спая, точные опорники и хорошие АЦП, ПИД, - все "по-взрослому". Некоторые немцы ставят 2 термопары и еще много ухищрений. Тем не менее, если внутри разместить маленький калибр, например, кусочек чистого серебра 999,9, то обнаружится, что он будет плавиться при "разной температуре", в зависимости от его размещения. Забыл сказать, что эти печки обычно еще и вакуумируются в части техпроцесса. Так вот, дело не в разных температурах плавления серебра, конечно, а в неоднородности температуры внутри камеры. И это несмотря на все современные материалы теплоизоляции (вплоть до корунда микробаллонного) и выравнивания (оксид бериллия и прочие графены не применяют, но вполне плотные керамики вполне). Думаю, тепловое равновесие в камере с зубными протезами создать вообще нереально, но само удивление техников, что эмаль на крайних зубах и средних имеет разные оттенки (человеческий глаз - хороший инструмент для сравнивания рядом расположенных оттенков) и возгласы про "одну и ту же температуру" показывает серьезное недопонимание тепловой картины внутри камеры. Ну, а инженеров я сюда же приплел, глядя на некоторые конструкции, где спираль открыта и там просто 30% биения тепловых потенциалов (температур, измеренных точечными измерителями) по нагревающей поверхности.

Да, температура - полезное понятие, если представлять ее как некоторые потенциалы, между которыми идет выравнивание тепловыми потоками. Хорошо бы понимать еще и какие механизмы теплопередачи присутствуют и доминируют.

На всякий случай напомню простой тест для проверки школьных знаний физики температуры. Нужно спросить человека, в каком костюме теплее исследователю Арктики, в том, поверхность костюма которого теплее или холоднее. - Лень формулировать точнее, но вы понимаете, что это один и тот же человек или идентичные близнецы в одно и то же время и месте. Просто принцип фрактали ведет степень занудствования в бесконечность.

4. Ближе к нашей РЭА. На 2 мм пластине из меди М0 6 транзисторов ТО247 в ряд. С противоположной стороны припаяна серебряно-цинковым припоем хорошо подогнанная медная трубка для водяного охлаждения. Справляется с выделением 2 кВт тепла, но только при единственно правильном размещении. Смещение трубки на 5 мм приводит к неминуемому выгоранию транзисторов. При правильном размещении работает годами. Выбор размещения был сделан на этапе проектирования измерением сопротивления открытого канала при нагрузках, близких к максимуму. Проверка была произведена с пластиной от 1,5 до 3 мм. Смещение трубки диктовалось компромиссом между ремонтопригодностью и тепловым режимом. Тепловой режим "победил", трубка немного конфликтует со шляпками винтов, но зато все работает.

Понятно, что это малая часть работы и проблем, но это довольно яркий пример того, что материалы, которые мы считаем хорошими проводниками тепла, не являются эквипотенциальными, в них происходят процессы переноса и возникают градиенты. На больших объектах это все легко "пощупать" в маленьких объемах плотности энергий могут быть существенно выше, а наблюдения сложнее.

Ну, и немного похвастаюсь (люблю это дело, извините). "Боролся" с одним американским производителем лазерных диодов, - сразу скажу, ИК диоды у них отменные, коллектив хороший, но всякое бывает. Они предоставили мне образцы ЛД, которые я протестировал и признал подходящими для ремонта старых лазеров. Затем я купил партию - коробочку из 100 шт. И понял, что "попал". ЛД не годились, лазеры шумели (оптический шум - биение амплитуды при стабильной средней мощности по фототоку). Шумели не сами ЛД, а накачиваемые ими кристаллы. Долгая история с обсуждениями методов тестирования и моим приездом на производство, но я победил. Все поменяли, кроме нескольких паяных. А дело было в том, что сохранив полупроводниковую структуру они уменьшили размер скрайбирования, т.к. купили более точное оборудование. Т.е. стало возможным получение большего количества чипов с вафли. Размер излучающей зоны и длина волны не изменились. Однако, появились градиенты на зеркалах (для понимания зеркало имеет размер 1мкм на 100мкм). У меня есть пикометрический спектрометр и я разницу увидел сразу, но американцы тестируют продукцию спектрометром с худшим спектральным разрешением и в спецификацию все попадает. Однако, малошумящие лазеры с их ЛД стали невозможны. Я нашел способ показать изменение теплового сопротивления излучающая зона-корпус. По уходу спектрального максимума с момента подачи тока накачки. Дело в том, что кристалл нагревается, удлиняется и длина волны увеличивается 0,2 нм на градус. Так вот с уменьшенным кристаллом этот уход стал гораздо быстрее, соответственно и реакция на ток накачки изменением длины волны резче, а это приводит к разной абсорбции излучения накачки в кристалле, порождая автоколебания даже при стабильном токе (принцип накачки - слежение за фототоком путем медленного изменения стабильного тока). Этот аргумент американцы приняли, хотя явного противоречия спецификации не было. Думаю, еще и мой напор победил, хотя этот сегмент рынка вряд ли достигает 1% от их продаж.

Хоть и хвастовство, но про температуру. Если не понравилось, маякните, удалю.

[mike-y-k]

IOPA4, ну тот прототип, что на картинке вначале конечно с этой точки зрения совсем не айс.
В любом случае экранирование катушки, провода от источника и самого источника в конечном изделии вещь необходимая. И при тех токах желательно подводящие провода свить - меньше фонить будут.

[ampy]

Это те самые градиенты, о которых я все-время повторяю, призывая уйти от понятия "температура" вообще, т.к. это самая плохо понимаемая людьми физическая величина, которая имеет смысл только при термодинамическом равновесии или как абстракция.

Если по жалу паяльника температура распределена неравномерно, то это еще не тот случай, когда надо уходить от понятия "температура". Она просто из T стала T(x, y, z). А вот если Вы инвертировали заселенности частиц, которые "хранят" энергию - электронные орбитали в лазере, фононы в паяльнике и стало богатых частиц больше чем бедных, ну или просто произошло отклонение от равновесного распределения, скажем, Больцмановского, то таки да. Но в паяльнике этого не добиться!

[mike-y-k]

ampy, таки нас интересует температура в рабочей зоне.
В той динамической системе, которую паяльник вместе с объектом применения составляют - необходимо учесть немало параметров для получения более-менее адекватного значения. Тут и и совокупность параметров от нагревателя до точки пайки, и смачивание флюсом с припоем в точке пайки, и количество припоя с флюсом, и теплопроводность припоя, и теплоотвод через детали и плату в точке пайки, и теплоотвод паразитный в атмосферу, и теплоотвод излучением,…
А так есть некоторая картина распределения температур в пространстве/времени с единственным известным значением на термопаре.
Конечно можно все эти процессы или математически смоделировать, или получить массив эмпирических данных. В таком варианте есть шанс увидеть требуемую температуру. Вот тогда можно вернутся к термину температура.
Приятелю было не лень сделать дополнительную термопару для зоны пайки и собрать некоторый массив данных о почти нужной температуре. В работе были вариации паяльников с жалами 900 серии, несколько T12 и у меня брал TS100 с парой жал.
Картина весьма нелицеприятная.
У 900 серии разница составила до -60/+45°C от показаний встроенной термопары.
У T12 и TS100 разница была заметно лучше -20/+15°C. И у последних в силу лучшей предсказуемости есть неплохой шанс с помощью расчетов по текущей температуре термопары и потребляемой мощности нагревателем достичь точности определения не хуже 5°. Осталось добавить измеритель потребляемого тока и методику калибровки для каждого жала .

[ampy]

mike-y-k, то что Вы пишете означает, что мы просто не знаем точно, какова температура в точке пайки. Особенно теперь, когда жала из не пойми чего. А не то, что это плохо понимаемая физическая величина. Впечатлительный человек прочитает и станет потерян для общества. "Что вы доктор, мы не говорим об этой вещи, которую вы сейчас назвали".