Jakie termiczne źródła prądu zasilą urządzenie do lokalizacji pożaru?

Thu Dec 09, 2004 7:22 am   

Witam,

Opracowuję koncepcyjnie pomysł urządzenia wspomagającego lokalizację
pożaru. Zasadnicza idea jest taka, że takie urządzonka zbierają i
przekazują komu trzeba informacje o warunkach panujących w ich
bezpośrednim otoczeniu. Wiaże się z tym wiele problemów. Jednym z
nich jest kwestia zasilania. Czy istnieją jakieś źródła prądu które,
zakładając ze wnętrze jest dobrze zaizolowane termicznie, umieszczone
na zewnatrz byly by w stanie zasilić odbiornik pobierający
kilka-kilkanaście mW mocy? Same urządzenia maja mieć niewielkie rozmiary,
wiec i źródło zasilania też nie może byc duże.
Myślałem o termoparach, ale czy umieszczenie "zimnego" złącza wewnatrz
urządzenie nie obniży skuteczności izolacji termicznej? Czy zimna strona
rozgrzewa się podczas pracy? Jaka jest skutecznść i minimalna różnica
temperatur dla takiego źródła zasilania?
A moze istnieje jakas alternatywne rozwiązanie, nie wymagające do
poprawnego działania różnicy temeratur?

pzdr.
j.

Thu Dec 09, 2004 7:22 am   

Obawiam się, że w ekstremalnych warunkach temperaturowych takich idealnych
źródeł nie znajdziesz.


Z pewnością tak.


Nie bardzo rozumiem co masz na myśli.
Istnieje coś takiego jak przewodność cieplna. Rozgrzewanie termopary na
jednym końcu powoduje, że ciepło rozchodząc się w przewodniku ciepła
(termoparowy drut, wykonany z metalu) dociera także i do drugiego jej końca.
Jeżeli nie będzie oddawania tego ciepła do otoczenia lub innego materiału to
z pewnością po pewnym czasie także drugi koniec tej termopary uzyska
temperaturę tego pierwszego.


Nie ma określonej minimalnej różnicy temperatur. Siła termoelektryczna STE
zależy od różnicy temperatur pomiędzy spoiną, a pozostałymi dwoma jej
końcami, pomiędzy którymi powstaje STE.
Skuteczność pojedyńczego ogniwa termoparowego jest niewielka.
Przykładowo dla termopary niklowej typu "K" jest to niecałe 42mV przy
różnicy temperatur 1000 stopni Celsjusza. Jest to akurat termopara, która
posiada jeden z największych przyrostów STE/1 stopień Celsjusza.
Wydajność prądowa także jest niewielka.


Alternatywna to chyba jedynie typowy akumulator + bardzo dobra osłona
termiczna + ewentualnie jakiś aktywny system chłodzenia.
Dla przykładu taka woda, do póki nie odparuje cała ze zbiornika to jej
temperatura nie przekroczy 100 stopni Celsjusza.

Zobacz też jak to jest zrobione w "czarnych skrzynkach" umieszczanych w
samolotach. Muszą one przecież przetrwać wybuch, ogień, upadek z bardzo
dużej wysokości.
Jednak nie czarujmy się - nic nie jest w stanie przetrwać długotrwałego
działania ognia.

--
Jacek "Plumpi"
plumpixjr@wp.pl
Usuń iksa - zabezpieczenie antyspamowe

Thu Dec 09, 2004 9:17 am   

Plumpi <plumpixjr@wp.pl> wrote:

Idealne nie muszą być. Myślałem raczej o źródle zasilania, które mogło by
wspomóc akumulator, a nie całkowicie go zastąpić. Zmniejszenie akumulatora
zmnieszyło by koszt, wage, wielkość i zanieczyszczenie środowiska (to ma
wspomagać lokalizowanie pożarów na przestrzeni otwartej, z dala od
cywilizacji).


O przewodnictwie wiem. Mozna je ograniczyć zmniejszając średnicę drutu bądź
wstawiając łącznik z drutu o mniejszym przewodnictwie cieplnym. Chodzi mi
raczej o "przewodnictwo" elektryczne: wzrost temperatury złącza gorącego
powoduje podgrzewanie złącza zimnego.


Myślałem raczej o baterii ogniw, niz o pojedynczym. Ale te 42mV/1000K nie
wygląda ciekawie. Miałem nadzieję że uda się uzyskać sensowną wydajność już
przy temperaturach rzędu 100C-200C.
BTW. jak działają zabezpieczenia w piecach gazowych? Tam nie ma nic poza
termoparą i elektromagnesem nawiniętym kilkoma zwojami drutu o średnicy
kilku mm.


Taka jest koncepcja wyjściowa. I chyba na niej poprzestanę.


A są jakieś akumulatory mogące pracować w wysokich temperaturach ?(poza
Na-S. To musi być w stanie działać także w normalnych temperaturach. Poza
tym one zbyt bezpieczne chyba nie są)


Nie musi działać bardzo długo. Po zrzuceniu w samolotu ma pomóc zlokalizować
ognisko pożaru. Ale im dłużej bedzie działać tym lepiej. Najlepiej jakby dało
się jeszcze zlokalizować w pogorzelisku... ale to już może być trudne.

pzdr.
j.

Thu Dec 09, 2004 9:28 am   

To chyba lepszymi będą fotoogniwa.


Nie to raczej takiego zjawiska nie ma.


Musisz wyciągnąć i sprawdzić :)


Niestety w tej dziedzinie to raczej nie siedzę.
Ja miałem na myśli pierwszy, lepszy akumulator zasilany ze źródła np.
fotoogniwa.



Zlokalizowanie po pożarze to już chyba najmniejszy problem. Problemem może
być jednak samo przetrwanie w ogniu oraz łaczność z tym urządzeniem w
trakcie pożaru tzn. kiedy dookoła urządzenia buchają płomienie, ponieważ one
jonizują powietrze, a to przypuszczam może powodować kłopoty z łącznością
radiową - przynajmniej tak mi się wydaje. Niestety nigdy nie miałem okazji
tego sprawdzić i szczerze mówiąc sam się nad tym zastanawiam jak się
zachowują w takich warunkach urządzenia radiowe.

--
Jacek "Plumpi"
plumpixjr@wp.pl
Usuń iksa - zabezpieczenie antyspamowe

Thu Dec 09, 2004 9:37 am   

On Thu, 9 Dec 2004 08:17:55 +0000 (UTC), Jacek R. Radzikowski wrote:

uzyskasz przy wzmocnieniu sygnalu - mierzylismy na laboratorium temperature
za pomoca roznych czujnikow - rezystancyjnych, termistorow i wlasnie
termopar - sygnal z tych ostatnich wzmacnialo sie tysiackrotnie by uzyskac
wyniki do obrobki.

--
"Bez klapsa psujesz bachora"
LOBO
gg #2070211

Thu Dec 09, 2004 11:22 am   

Hihi, póki co nie wymyślono perpetuum mobile
To znaczy, wymyślono, ale cholera, nie chcą działać )
--
Jacek

Thu Dec 09, 2004 11:25 am   

Użytkownik Jacek R. Radzikowski napisał:


Nie obraź się, ale masz zbyt blade pojęcie o tym co masz zrobić, żeby
opracować koncepcję. Mówiąc wprost - widać, że nie wiesz nic.
Daj to komuś, kto się zna, zaoszczędzisz sobie i zleceniodawcy rozczarowań.

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

Thu Dec 09, 2004 12:02 pm   

Użytkownik "Popey" <skrzeczowas@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:1s9v6dr822txm.dlg@ten.co.uwielbia.BSDM...

wzmacniacz ktory tysiackrotnie wzmacnia wlasne napiecie zasilania to Bill G.
bedzie przy tobie jak zebrak:)

--
Ahmed
m.gala(maupa)interia.pl

Thu Dec 09, 2004 12:06 pm   

On Thu, 9 Dec 2004 13:02:13 +0100, Ahmed wrote:

ooo... to popracuje nad tym dzis wieczorem :P

--
"Bez klapsa psujesz bachora"
LOBO
gg #2070211

Thu Dec 09, 2004 1:12 pm   

))

--
Jacek "Plumpi"
plumpixjr@wp.pl
Usuń iksa - zabezpieczenie antyspamowe

Thu Dec 09, 2004 1:21 pm   

Nie obraź się, ale chyba z 15 lub więcej lat temu widziałem taki radziecki
patent wyglądający jak radiator w kształcie walca, który się zakładało na
lampę naftową i służyło do zasilania radyjek tranzystorowych używanych w
obszarach, gdzie nie było pełnego komunizmu tzn. brakowało jednej z rzeczy
zgodnie z definicją wielkiego przywódcy Wołodii Ilicza. Definicja
największego Komunistów brzmiała tak "Komunizm to Władza Radziecka plus
elektryfikacja całego kraju". Jak można się domyślić Władza Radziecka była
wszędzie i to niekoniecznie tylko w krajach należących do ZSRR, tak więc
chyba chodziło o coś innego ))

--
Jacek "Plumpi"
plumpixjr@wp.pl
Usuń iksa - zabezpieczenie antyspamowe

Thu Dec 09, 2004 1:29 pm   

Użytkownik "Jacek R. Radzikowski"
<jacek@spamer.die.die.die.piranet.org> napisał w wiadomości
news:cp8qus$k2l$1@www.itl.waw.pl


Jeśli dobrze rozumiem, to zakładasz, że czujnik ma być czymś w rodzaju
czarnej skrzynki, wytrzymującej przez pewien czas (kilkanaście... dziesiąt
minut?) w strefie bezpośredniego oddziaływania ognia? Czyli chcesz przez
ten czas utrzymać przy życiu kilkadziesiąt gramów elektroniki (która nota
bene sama wydziela kilka..naście mW) zamknięte w małym pudełku, w sytuacji
gdy na zewnątrz masz np. 800st. C?
IMHO nie ma szans, żeby to zrobić za pomocą samej _izolacji_ termicznej.
Musisz obniżyć temperaturę najbliższego otoczenia. Kłaniają się warstwy
ablacyjne. *)

Co do zasilania. Jeżeli chcesz pobrać z termopary kilkanaście mW mocy
elektrycznej, to musisz przez nią przepuścić co najmniej kilkadziesiąt mW
strumienia cieplnego. Do wnętrza pudełka, które właśnie chcesz uchronić
przed nagrzewaniem. Nie tędy droga. Zwłaszcza, że temperatura strony zimnej
może się zmieniać od 20 do 100st.C a strony gorącej od 20st.C do 1200st.C w
razie pomyślnego rozwoju wypadków.

Jak chcesz się komunikować z otoczeniem? Przewodowo czy radiowo?


*) Np. wełna mineralna nasycona smołą ;-)

--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 - zwykle jako 'niewidoczny'
(Uwaga Gadu-Gadulcowicze: Nie odpowiadam na anonimy.)

Thu Dec 09, 2004 2:30 pm   

Użytkownik "Jacek R. Radzikowski"
<jacek@spamer.die.die.die.piranet.org> napisał w wiadomości
news:cp91nj$m55$1@www.itl.waw.pl


Lasy? Torfowiska? Hałdy koplaniane?

Skoro tak, to czemu ma być takie małe? Obudowa odporna na spiekotę, halny,
kwaśną mżawkę i obs... przez ptactwo musi mieć swoją masę. A do
zasilania....
Akumulator Li-Po doładowywany buforowo z fotoogniwa?
Ogniwo cynkowo-powietrzne, wymieniane planowo raz na rok?


Owszem. Napięcia uzyskiwane z termopary mają pewnie ze 20..30mV, ale za to
rezystancja pętli z elektromagnesem to ledwie miliomy więc mogą przez niego
zasuwać grube ampery. Do statycznego utrzymania przyciągnietej kotwicy -
wystarczy.


Dlatego wspomniałem o warstwie ablacyjnej. A ściśle wielowarstwowym
przekładańcu - żarodoporna warstwa izolacyjna, warstwa ablacyjna o niskiej
temperatrze i dużym cieple odparowania.

Właśnie dzięki temu belka drewniana może mieć lepszą odporność ogniową od
belki stalowej. Stal się nagrzewa prawie jednocześnie w całej objętości i
przy 600..700st. traci własności konstrukcyjne. Drewno pobiera masę ciepła
na rozkłąd i suchą destylację a jednocześnie wierzchnie, zwęglone warstwy
zapewniają dobrą izolację termiczną. W efekcie belka drewniana opala się
stopniowo z wierzchu a rdzeń przez długi czas pozostaje nieuszkodzony.
Podobnie ściana złożona z płyt g-k z izolacją z wełny mineralnej. W
temperaturze ok. 140st.C gips traci wodę krystalizacyjną pobierając przy tym
masę ciepła.


Kiedyś na targach MTP oglądałem szafy ognioodporne Konsmetalu. Po teście
30min. w temp 1200st.C. ze środka wyjęto nieuszkodzone dyskietki. Z wierzchu
oczywiście wyglądała jak po pożarze, tzn. wyżarzona do żywego metalu, trochę
zdeformowana itp.. Ale w środku na lakierze nie było nawet śladu działania
temperatury. Przypuszczam, że własnie dzieki ochronie ablacyjnej


Dopiero teraz doczytałem jakie ma być przeznaczenie. Czyli jednak lasy?
O gaszeniu mam pojęcie niewielkie, ale wydaje mi się, że przy pożarze lasu,
skok temperatury w jednym punkcie trwa stosunkowo krótko. Tzn. najgoręcej
jest tuż przed ścianą ognia. Po przejściu czoła pozaru robi się znacznie
chłodniej. IMHO potrzebujesz przede wszystkim:

* Pancernej obudowy. Skoro ustrojstwo ma spadać z samolotu, to pewnie z
czymś (żelem?) tłumiącym wstrząsy zawartosci

* Ochrony ablacyjnej z zewnątrz.
* Źródła zasilania odpornego na przeciążenia mechaniczne i doładowywanie
buforowe -> stawiam na aku Li-Poly. Sądzę, że 1200mAh powinno Ci wystarczyć
na min. 1...2 doby pracy. Zaletą ogniw litowych jest dobra sprawność
ładowania (prawie nie grzeją się przy ładowaniu). A przecież cała
elektronika ma być zamknięta niemal w termosie.
* Pomysłu na komunikację. Pożar lasu, zwłaszcza pożar koronowy, to przede
wszystkim duży, chwiejny obszar silnie zjonizowanego gazu. IMHO może
powodować kłopoty z łącznością radiową. A co z anteną odporną na ogień?

Warstwa ablacyjna będzie jednak odparowywać w stosunkowo wysokiej
temperaturze np. 200st.C, więc mimo izolacji cieplnej i tak w końcu
elektronice grozi przegrzanie. Ale coś mi się skojarzyło...
http://www.marbar.com.pl/
http://www.abcnsystem.com.pl
http://www.pcsb.pl/index.html?target=p_248033.html&lang=pl

"Kompres rehabilitacyjno-grzewczy. (...) Wystarczy zgiąć aktywator, by
kompres stał się natychmiast ciepły (temp. 54 stopnie C, trzyma ciepło 30-60
min.)"

Nie wiem co jest w _tych_ kompresach, ale bardzo przypominają mi opisywane
przez S.Sękowskiego grzałki z tiosiarczanem sodu (tamte miały t.t.48st.C).
W każdym razie wkład zawierają substancję o temp. topnienia 54.st.C i dużym
cieple krystalizacji. Gotuje się je w wodzie do stopienia i odkłada na półkę
do wystudzenia. Wkład zachowuje się jak ciecz przechłodzona, krystalizując
gwałtownie dopiero po zainicjowaniu przez potarcie.
IMHO mogą się doskonale nadawać jako ostatnia bariera chroniąca przed
przegrzaniem elektroniki. Tzn. obłożyłbym elektronikę ciasno takim
kompresem i pozwolił mu skrystalizować. W czasie pożaru, strumień ciepła
przenikający przez izolację cieplną do wnętrza byłby w pierwszej kolejności
zużywany na topienie "kompresu", przez dłuższy czas utrzymując we wnętrzu
obudowy temperaturę nie przekraczającą 54st.C.

--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 - zwykle jako 'niewidoczny'
(Uwaga Gadu-Gadulcowicze: Nie odpowiadam na anonimy.)

Thu Dec 09, 2004 3:37 pm   

On Thu, 9 Dec 2004 14:29:37 +0100, Marek Dzwonnik wrote:

Szansa jest - w sprzedazy sa sejfy ogniotrwale w ktorych dyskietki
wytrzymuja np 24h pozaru.


Lepiej pojemnik z alkoholem. A na wylocie turbinka z pradnica.

A na wylocie turbinki palniczek z termopara - gdzies w okolicy
znajdzie sie pewnie troche chlodniejsze miejsce :-)

J.

Thu Dec 09, 2004 4:35 pm   

On Thu, 9 Dec 2004 15:30:26 +0100, Marek Dzwonnik wrote:

Nazwijmy rzec po imieniu - na optakanie przez sraki :-)

P.S. Macie jakis pomysl na odstraszacz ptakow ? parking pod drzewem ..
A moze drzewko zalatwic ? :-)


No i przy roznicy temperatur rzedu 1000 st.


Wystarczy dobra izolacja .. gazobeton ?

Robi wrazenie pokaz mozliwosci aerozelu w NASA - kostke rozgrzana do
czerwonosci wyjmuje sie z pieca .. i chwyta reka. W srodku cos wesolo
sie czerwieni, a zewnetrzne warstwy juz ostygly ...


Cienki drucik wolframowy ? :-)


Teraz powszechny jest octan sodu.

J.