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NotaPublicado: Lun Mar 31, 2008 2:06 pm 
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Hola a tod@s

He estado trabajando de nuevo en el espectrógrafo y acabé el circuito del sensor (aun con el integrado coballa), y a quedado más o menos así...


ImagenImagen

Aun tendré faena con él porqué tiene demasiado ruido de fondo (1 mv pico pico), pese a los blindajes. Tal vez con al AD549 se reduzca pero quiero hacer algunas pruebas más antes de montarlo.

ImagenImagen

El sensor lo cambié por este otro (también provisional) para dejar la otra pata del transistor-pasacables libre (por ahí tiene que pasar los -70V de la placa supresora), El anterior era una placa redonda con dos agujeros que se apoyaba en las dos patas del transistor y que introducía mucho más ruido. Aun no esta blindado para tener mayor amplitud de señal. Cuando monte el blindaje interno, que tendrá solo una ranura para dejar pasar el haz de iones, supongo que se reducirá bastante el ruido de fondo y definirá los picos correspondientes a cada especie atómica, pero también reducirá la intensidad de la señal.

También he estado trabajando en el rac de control. Como ya os dije acabé la fuente del sensor +/- 15v superfiltrada y monté la carátula de control del monitor. Esta parte tiene montada la placa donde irán los circuitos conformadores de onda para atacar las defectoras del monitor, pero mientras la señal no sea la adecuada seguiré trabajando con el osciloscopio que es más versátil. El monitor es para un funcionamiento completamente autónomo del espectrógrafo.

Ahí van unas fotos...

Imagen--Imagen
Imagen


Después de todo esto ya me pude hacer pruebas de funcionamiento, Y bien... funciona mejor, solamente con el tl081 la amplitud de la señal a aumentado tres ordenes de magnitud y se distinguen bastante bien los picos de algunos iones...os pongo algunas fotos de la señal que capta el sensor con el ionizador sintonizado a la máxima amplitud y el electroiman funcionando con onda sinusoidal 220v 50Hz.

Imagen

La sinusoidal de arriba es la alterna de 50Hz que sincroniza el osciloscopio. Fijaros como hay un desfase entre la corriente electrica y el campo magnetico del electroiman. Aproximadamente el centro de la pantalla en la señal del sensor corresponde al punto donde el campo magnético es mínimo, El sensor solo capta señal en la fase positiva del campo magnético, al subir la sinusoidal, primero los iones más ligeros, luego los pesados... y al bajar de nuevo, primero los pesados y despues los ligeros. Por eso la imagen de los picos es especular con el centro en el punto máximo del campo magnético.

Después monte un sensor para el campo magnético en vez de pinchar la corriente alterna...

Imagen

...hecho con un captador de posición de un disco duro viejo (que usaba para captar la señal de las cuerdas en el afinador de pianos), y rectifiqué a media onda la alimentación del electroimán, como apuntaba AJDM. La consecuencia es que el campo magnético se distribuye más en el sentido positivo que en el negativo y disminuye la pendiente de la sinusolidal al principio de la fase, con lo que aumenta la cantidad de tiempo que tiene el sensor para captar los iones más ligeros.

una foto...

Imagen

La sinusoidal ahora corresponde directamente al campo magnético (invertida respecto a la de antes) y el punto mínimo del campo esta aproximadamente sobre las dos primeras divisiones horizontales del osciloscopio (casi coincidiendo con la parte más alta de la señal del campo). La imagen del sensor esta cortada por la derecha en el punto de máxima desviación producida por el campo, de forma que solo se ve la ida (la vuelta es lo mismo pero al revés).En esta imagen se puede apreciar hasta 5 picos de especies de iones diferentes. Los dos pequeños de la izquierda seguramente corresponden al hidrógeno, ya que son los más ligeros que capta el aparato. Los demás son mas difíciles de saber, porque la escala no es lineal, ni en la separación entre iones, ni en la amplitud de cada pico. Recordar que la deflexión la produce una sinusoidal y los haces iones que son captados cerca del punto de máximo campo magnético tienen más tiempo para impresionar el sensor y aparecen con mucha mayor amplitud que los de los iones más ligeros que pasan apenas fugazmente frente al sensor.

Hay además una disminución del ruido de fondo fruto de algunas horas de pruebas y modificaciones del circuito.

Modificando la tensión de aceleración se desplazan los picos por la imagen, apareciendo nuevos por el centro de la imagen especular, conforme disminuye la velocidad de los inones. En la primera foto, los dos picos de la señal del sensor, corresponden a los dos pequeños picos, presumiblemente de hidrogeno de la segunda imagen. Esta segunda imagen esta tomada con la tensión de aceleración casi al mínimo, unos 500 o 600v. Esto nos de la idea de la poca desviación, en la trayectoria de los iones, que produce el electroimán, pese a la potencia que consume.

Después de hacer muchas pruebas he llegado a la conclusión de que con la actual configuración no podré sacarle mucho más rendimiento el espectrógrafo. Aunque pueda reducir más el ruido de fondo y amplificar la señal me encuentro con una limitación estructural. El ángulo de desviación necesario para que los inones impacten contra el sensor es demasiado grande y supone demasiados problemas. Por eso la primera imagen que capté era tan potente (con el tubo recto). De momento tengo pensado construir una nueva sección recta para el circuito de vacío, de forma que pueda ampliar el abanico de iones que podrá captar el aparato, y aprovechar mucho más el campo magnético. y si esto aun no mejora substancialmente la calidad de la señal, tendré que ir pensando en construir las lentes cuadripolo. Ya se que será meterse un berenjenal de altas frecuencias con tensiones de mil voltios o más, pero aprovecharía todos los iones acelerados y podría disminuir notablemente la velocidad de barrido sobre el sensor, aumentando mucho la señal (muy interesante, sobre todo para detectar cantidades muy pequeñas de alguna espacie atómica escurridiza)

Un saludo

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Cecil Thousan


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NotaPublicado: Lun Mar 31, 2008 10:26 pm 
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De todas formas... ¡Chapó...! Sergi. No me quito el sombrero porque no llevo. Pero tienes una constancia y un buen hacer las cosas dignos de encomio. Sólo el hecho de que puedas distinguir iones distintos es ya una victoria. Seguiré atento a tu proyecto.

Una pregunta ¿Tiene que tener el sistema forzosamente la forma de un tubo curvado? ¿No podría ser por ejemplo como un quesito en porciones, en que el cañón iónico esté en el vértice y paralelo a una de las caras, y enfrente tendría una amplia superficie donde colocar los sensores a mayor o menor angulo con respecto al cañón?

Saludos

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NotaPublicado: Mar Abr 01, 2008 10:51 am 
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Hola Anilandro...

Esa configuración es la que tenía en mente al principio, pero opté por un tubo por la facilidad de construcción. Aún no he probado a construir conexiones cuadradas o rectangulares en el circuito de vacío.

La verdad es que venía de la experiencia de lo fácil que resulta desviar haces de electrones con imanes, y no conté con el problema que seria desviar haces de iones (bueno, en realidad no hice los cálculos, primer gran error).

El primer susto vino de las experiencias de Homer con su acelerador multicuspide, con un imán de magnetrón apenas movía el haz. Y las experiencias posteriores me han acabado de confirmar mi inocencia inicial.

Creo que con un ángulo de unos pocos grados el electroimán tal vez servirá, y esa desviación se puede meter dentro de un tubo recto de 6cm de diámetro.

Imaginaros la potencia de los electroimanes de superconductores necesarios para desviar un haz de hadrones a energías de cientos de Gev! con masa relativista incluida. He incluso así necesitan construir anillos aceleradores de varios quilómetros de radio.


Una pregunta...¿veis factible construir un dimer para el electroimán a base de tiristores, 300V= (220v rectificados) con picos de alta frecuencia de amplitud variable, y de esta forma poder controlar una pendiente de subida del campo magnético mucho más suave?

Un saludo

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NotaPublicado: Mar Abr 01, 2008 1:50 pm 
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¿Qué frecuencia de exploración necesitas? Si no lo tengo mal entendido, estas alimentando el electroimán con alterna de 50 Hz ¿Has calculado cuál es la potencia eléctrica absorbida?

Porque en realidad, lo interesante sería construir un generador de "diente de sierra" de potencia en que pudieses controlar la tensión de los puntos bajo, alto y de la pendiente. Este sistema podría estar incluso controlado por software.

Saludos

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NotaPublicado: Mar Abr 01, 2008 9:28 pm 
Sergi escribió:
Una pregunta...¿veis factible construir un dimer para el electroimán a base de tiristores, 300V= (220v rectificados) con picos de alta frecuencia de amplitud variable, y de esta forma poder controlar una pendiente de subida del campo magnético mucho más suave?
Un saludo

Creo que te apartas del problema. Con la "senoidal" bien "senoidal" creo que es suficiente.


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NotaPublicado: Mié Abr 02, 2008 11:28 am 
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Hola a tod@s

Petruxx...

La sinusoidal me esta dando el problema de la cantidad de tiempo desigual que esta cada haz sobre el sensor, y eso deforma demasiado la señal, tanto en distancias entre iones, como en amplitud relativa de los picos de cada uno.

Y precisamente los iones ligeros, que son los que más me interesan, pasan demasiado fugazmente sobre el sensor y apenas se ven.



Ayer empecé a construir la sección recta del tubo de vacío, y ya lo tenía todo preparado para soldar...

Imagen

cuando... analizando la situación con un ángulo menor me dí cuenta que reduciría notablemente la resolución del aparato. Aunque consiga aumentar la masa atómica que es capaz de detectar, los haces pasaran mucho más cerca unos de otros y costará distinguir entre iones con masa parecida.

Así que, necesidad obliga... me he decidido por la senda apuntada por Homer, y me he vuelto a dejar los dedos ampliando el electroimán todo lo posible. Si le meto más devanados ya no cabe el tubo.

Imagen

No creo que llegue a doblar la potencia, pero se acercará. Esta tarde si tengo tiempo haré algunas pruebas con alterna a 220v. ya os contaré.

Anilandro...

La frecuencia de muestreo mínima para poder visualizar la imagen cómodamente en el monitor supongo que irá sobre los 15 o 20 Hz. Nos interesa usar la mínima velocidad para ampliar el tiempo de paso de cada haz por el sensor y aumentar así la amplitud, y la resolución de la señal

La velocidad de muestreo actual, teniendo en cuenta que solo aprovechamos la mitad del semiciclo positivo, es de 200 Hz. Con una frecuencia de muestreo, del campo magnético, de 20 Hz, en diente de sierra, multiplicamos la resolución en amplitud por 10. Y si además aumentamos el campo magnético al doble, aumentamos la capacidad en u.m.a al cuadrado.

Si antes solo veía hasta el Oxigeno, por poner un ejemplo, ahora podría detectar el Eintenio!... más que suficiente. Solo que consiguiese una resolución de 100 u.m.a ya sería un gran logro.

Para controlar el electroimán a 340v (creo que eso lo que sale cuando rectificas y filtras los 220v) con una potencia de unos 2000W por devanado (y tiene dos) veo muy complicado usar transistores. Habría que sobredimensionar un poco el circuito o reventará a la mínima, pongamos 4000w de capacidad por etapa. Las etapas de audio de 4000w son enormes y complejas (y solo son watios r.m.s., no de consumo), y seguro que si las hiciese trabajar así se quemaban en segundos.

Pongamos que calculamos la capacidad del dimer a 10 amperios 340v. Un tiristor de 10A es bastante barato, pero el problema es que solo conmuta.
La idea que tenía en mente es usar picos de alta frecuencia, todo lo que pueda asumir el tiristor, e integrarlos después con unos buenos condensadores para entregar una tensión filtrada a los bobinados. Los picos de alta frecuencia serian de amplitud variable, siendo los más cortos los que entregarían menos potencia etc, hasta llegar a la conmutación permanente a la máxima potencia.

Algo parecido a tu controlador para motor monofasico...

http://anilandro.googlepages.com/0050co ... resunivers

crees que puede funcionar??

Si puedo llegar a controlar el electroimán, con una frecuencia de muestreo ultralarga, la digitalización de los datos será pan comido, y la resolución perfecta.

un saludo

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NotaPublicado: Mié Abr 02, 2008 8:02 pm 
Hola “Sergi”
me tienes que disculpar por lo que voy ha decir, ya se que no soy quien, pero hay ya un monton de cosas que no entiendo y empiezo a sospechar que todo esto carece de sentido.

La pregunta basica, sencillita, simple….es:
Citar:
“Si el gas residual es hidrogeno….¿ tienes alguna idea de en que posición aparecera en tu osciloscopio?”

La pregunta se puede generalizar a cualquier otro ion.
Mientras esta pregunta carezca de sentido para ti, o de respuesta, todo lo que estas haciendo carece de sentido.

Esta afirmación, “Sergi”,
Citar:
La sinusoidal me esta dando el problema de la cantidad de tiempo desigual que esta cada haz sobre el sensor, y eso deforma demasiado la señal, tanto en distancias entre iones, como en amplitud relativa de los picos de cada uno.

¿de donde sacas esa afirmacion, en que te basas para hacerla? Sigues sin comprender:
“si lo que estas midiendo es la intensidad que llega al sensor ( no la cantidad de carga) el valor de esta intensidad no depende del tiempo que el haz este sobre el detector. ¿Qué estas midiendo, intensidad de corriente o cantidad de carga? Si es carga…chungo… (no puede ser cantidad de carga, para que seguir con el tema)

Esta otra afirmación…
Citar:
Con una frecuencia de muestreo, del campo magnético, de 20 Hz, en diente de sierra, multiplicamos la resolución en amplitud por 10. Y si además aumentamos el campo magnético al doble, aumentamos la capacidad en u.m.a al cuadrado.

Lo mismo, ¿en que se basa?. ¿Cómo llegas a ella?

Esta otra..
Citar:
Después de hacer muchas pruebas he llegado a la conclusión de que con la actual configuración no podré sacarle mucho más rendimiento el espectrógrafo. Aunque pueda reducir más el ruido de fondo y amplificar la señal me encuentro con una limitación estructural


Esta afirmación…
Citar:
Los dos pequeños de la izquierda seguramente corresponden al hidrógeno, ya que son los más ligeros que capta el aparato. Los demás son mas difíciles de saber,

¿cómo es posible que no sepas todavía de que iones se trata?. Si no has metido hidrogeno en el gas residual, si este es solo aire ambiente, ten por seguro que no sera hidrogeno. Pero esa no es la cuestion. La cuestion es que tendrias que ser capaz de responder ya a esa pregunta: ¿es o no es hidrogeno?

Para que quieres mas sensibilidad…
Para que quieres mas campo magnetico…
Para que quieres mas tiempo de muestreo…
Para que quieres el codo derecho o torcido..

¿a que preguntas te responderan tantos conocimientos? ¿ a la fundamental? Me parece que no. Si no eres capaz de responder ya, ahora, que son esas “rayas”, con mas …”cosas” no vas a saber responder tampoco.

Una vez mas disculpas. Ya te digo…yo no soy quien.


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NotaPublicado: Mié Abr 02, 2008 8:12 pm 
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Hombre, 4000 watios ya son unos cuantos.

Lo de un triac no te va a funcionar, porque una cosa es variar la potencia que un motor o electroiman puede dar, variando la forma de onda, y la otra es generar una forma de onda en diente de sierra, de pendiente y frecuencia variable.

Un buen sistema podría ser la modulación de pulsos de una tensión continua, a una frecuencia de muestreo de varios kilociclos y un filtro posterior LC posterior (el mismo electroiman ayudaría) para descartar los armónicos altos y conseguir el diente de sierra de la necesaria pureza.

En cuanto a los componentes para hacer esto, sin duda podrías usar Mosfets, pero la potencia es elevada y se tendía que tener cuidado en que trabajaran muy bien entre corte y saturación, para mantener su disipación dentro de límites razonables, lo cual sería complicado por la carga inductiva que ataca. Por lo tanto yo me decantaría por los tiristores extinguibles por puerta.
Miraré si encuentro algo de información por ahí, ya que son componentes que nunca he usado.

Saludos

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NotaPublicado: Mié Abr 02, 2008 9:05 pm 
El espectrógrafo tiene 4 partes:

- Camara de ionizacion
- Cañon de aceleración y enfoque
- Deflexion magnetica
- Deteccion de los iones



http://blog.iespana.es/petruxx/blogimag ... 0&i=516520


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NotaPublicado: Mié Abr 02, 2008 9:09 pm 
CAMARA DE IONIZACION

Aquí yo simplificaria al maximo.
La razon de la “curva diodo”, medida de la “intensidad de la camara” y demas era saber a que te estabas enfrentando. Yo no tenia ni idea de con que intensidades tenias que tratar y no podia decirte: “tal o cual es la que tienes que poner”. Creo que tu tampoco tenias ni la mas remota idea. Esa parte ya cumplio su funcion:
- Un voltaje de unos 60 a 80 voltios ( tu elijes).
- Una tension de extracción de 5 a 10 voltios (puedes dejarla fija, pero si quieres dejar el potenciometro, bueno… pues dejalo).
La razon de la simplificación es evidente. La intensidad de iones parece variar poco con valores dentro de estos rangos.


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