ИНТЕРЕСНО Самодельный измеритель мощности лазерного излучения на элементе Пельтье.

Alsan

Alsan

МЕСТНЫЙ СТАРОЖИЛА
Команда форума
НАШ ЧЕЛОВЕК
Регистрация
03.12.2018
Сообщения
1 822
Репутация
2 287
Баллы
138
Город
Kazan
Имя
Алексей
Прошивка
1.1f
Плата
woodpecker 3.2a
Нашел интересную статью. Решил выложить её здесь, почти полностью с дополнениями из других источников, возможно заинтересует.

Самодельный измеритель мощности лазерного излучения на элементе Пельтье (термоэлектрический калориметр).

Понадобиться:
1. Элемент Пельтье.
2. Радиатор, от какого нибудь старенького компа или видеокарты.
3. Термопаста.
4. Суперклей.
5. Герметик или любой другой полимерный наполнитель.
6. Прямые руки.

Критерий к радиатору - радиатор не должен быть массивный, не должно быть толстым основание,должен полностью покрывать элемент Пельтье.
2.jpg
Не ровное основание радиатора нужно исправлять для хорошего контакта с элементом Пельтье. Берем мелкую наждачную бумагу (индекс 600), и кусок стекла. Наждачную бумагу на стекло предварительно намочив водой и шлифуем основание радиатора.
Далее нужно элемент аккуратно и равномерно покрыть термопастой предварительно обезжирив спиртом. Берем пластиковую карточку и малярный скотч, оклеил элемент(Чтобы паста не испачкала края и не попала внутрь).
Элемент нужно размещать стороной с проводами к радиатору.
4.jpg
Обезжирив основание радиатора спиртом, нужно плотно прижать элемент, чтобы там не осталось воздуха.
Выровнять элемент на радиаторе и удалить остатки пасты с радиатора и элемента.Зафиксировать элемент на радиаторе проклеив суперклеем.
5.jpg
Для создания поверхности с хорошим поглощением на ту сторону, куда будем светить лазером, наносим термопасту, предварительно обезжирив и обклеив торцы скотчем. Очень тонким и равномерным слоем, пасту желательно брать с максимальными теплопроводными характеристиками. Далее берём обычную свечку, и зажигаем. Об кончик пламени коптим нашу термопасту, до равномерного окрашивания в глубокий, чёрный цвет.
Будьте аккуратны - покрытие как легко наноситься, так и легко стирается.
7.jpg
Удаляем скотч, делаем рамку, например, из картона, чтобы не повредить поглощающее покрытие.
8.jpg
Для калибровки нужен источник нагрева известной мощности, можно применить низкоомный резистор в качестве нагревателя. Зная ток , напряжение нетрудно расчитать мощность.
При нагреве с определенной рассеиваемой мощность измеряем напряжение на выходе Пельтье. Меняя мощность калибруем получившийся датчик.

Можно подключать к мультиметру, на измерение напряжения и измеряя милливольты наблюдать за мощностью лазера или сравнивать мощность разных лазеров.

  • плюсы:
    • измерения вразумительных мощностей (от 50 мВт )
    • измерения в почти любом спектре (главное, чтобы хорошо поглощалось поверхностью)
    • показания слабо зависят от длины волны,
    • калибровка возможна по эталонному источнику тепла (например, по наклеенному резистору известного номинала, по которому пропускается известный ток)
    • практически линейная характеристика.
    • показания слабо зависят от температуры самого датчика, (зависят только от разности температур)
  • минусы:
    • низкое быстродействие - надо ждать прогрева лучом.
    • измерена может быть только мощность дающая существенный нагрев (при некотором опыте и аккуратных измерениях
 
Последнее редактирование:

nicam78

nicam78

ЧТО-ТО УЖЕ ЧИРКАНУЛ
Регистрация
28.12.2019
Сообщения
2
Репутация
0
Баллы
1
Город
Донской
Имя
Андрей
Т.к. радиатор нужен для сброса тепловой мощности в окружающую среду, то
критичными параметрами влияющим на точность измерения - будет температура, влажность, сквозняки, загрязненность поверхности радиатора, состояние чувствительного элемента (закопченной стороны). Измерение мощности лазера, по этому принципу, требует продолжительного времени, до выхода на устойчивый режим. Т.е. пока сброс тепла в окружающую среду не будет равен притоку тепла от лазера. После чего производится измерение температуры с помощью элемента Пельтье. Но, чем дольше будет производиться измерение, тем значительнее будет погрешность из-за влияния параметров окружающей среды теплоотвод.
Ваши сообщения автоматически объединены:

На сколько я понял, автор статьи предлагает использовать элемент Пельтье в качестве термопары, напрямую измеряя термоЭДС на его выводах. При этом радиатор используется в качестве охладителя. Но, веть элемент Пельтье и сам охладитель. А значит, можно работать по компенсаторной схеме. В этом случае не будет громоздкого радиатора завязанного на не стабильные параметры окружающей среды. Для калибровки надо прикрутить к датчику ТЭН, сопоставимой с измеряемым лазером мощности, и термометр. Подключить к Пельтье регулируемый источник питания. Измерить электрическую мощность потребляемую элементом Пельтье, когда его температура будет равна температуре окружающей среды. Выбор такой температуры нивелирует теплоотдачу, т.к. движущей силой процесса теплопередачи является разность температур. Процесс первичной калибровки и градуировки потребуется повторить несколько раз при разных номиналах ТЭНов.
Ваши сообщения автоматически объединены:

Элемент Пельтье можно использовать например такой - TEC1-12706 стоимостью примерно 150 руб. Рабочий ток 4.3-4.6 A (при напряжении 12 В). Номинальное напряжение 12 В. Максимальное напряжение 15 В. Мощность охлаждения 55Вт. Максимальная потребляемая мощность 70 Вт. Диапазон температур рабочей среды -55 °C до + 83°C. Размер 40х40х4 мм.
 
Последнее редактирование:
Сверху Снизу