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Als äußere Vitrine der Nebelkammer wird eine bereits vorgefertigte Acrylglasvitrine verwendet. Da dieses Material nicht Beständig gegen Isopropyl ist, wird die innere Vitrine aus Makrolon gefertigt. Dafür werden die Wände und der Deckel der Vitrine aus einer Makrolonplatte gesägt. Um die Teile an einer möglichst großen Fläche zusammen zu kleben, werden Winkel in die Kanten geschnitten, | Als äußere Vitrine der Nebelkammer wird eine bereits vorgefertigte Acrylglasvitrine verwendet. Da dieses Material nicht Beständig gegen Isopropyl ist, wird die innere Vitrine aus Makrolon gefertigt. Dafür werden die Wände und der Deckel der Vitrine aus einer Makrolonplatte gesägt. Um die Teile an einer möglichst großen Fläche zusammen zu kleben, werden Winkel in die Kanten geschnitten, | ||
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- | Das Gehäuse zwischen den Vitrinen und dem Kühlschrank soll über einen 3D-Druck gefertigt werden. Es ist wie bei den Vitrinen auf die Beständigkeit des Materials gegenüber dem Isopropyl zu achten. Auf der zweiten Abbildung oben wurden die alkoholbeständigen Teile des Gehäuses schwarz dargestellt. Diese sollen aus aus Polypropylen gedruckt werden. Die grün hinterlegten Gehäuseteile können aus einem beliebigen Filament hergestellt werden. Beim Druckvorgang mit Polypropylen wurde nach einem Testdruck deutlich, dass das Material sich beim Drucken biegt und nicht in der richtigen Form gedruckt wird. Daher sind hier mehrere Anläufe nötig um die Teile in gewünschter Passung zu drucken. Da der Drucker zudem die Maximalgröße der gedruckten Objekte vorgibt, musste die Konstruktion in einige Module aufgeteilt werden. Außer dem Gehäuse werden noch Stütz | + | Das Gehäuse zwischen den Vitrinen und dem Kühlschrank soll über einen 3D-Druck gefertigt werden. Es ist wie bei den Vitrinen auf die Beständigkeit des Materials gegenüber dem Isopropyl zu achten. Auf der zweiten Abbildung oben wurden die alkoholbeständigen Teile des Gehäuses schwarz dargestellt. Diese sollen aus aus Polypropylen gedruckt werden. Die grün hinterlegten Gehäuseteile können aus einem beliebigen Filament hergestellt werden. Beim Druckvorgang mit Polypropylen wurde nach einem Testdruck deutlich, dass das Material sich beim Drucken biegt und nicht in der richtigen Form gedruckt wird. Daher sind hier mehrere Anläufe nötig um die Teile in gewünschter Passung zu drucken. Da der Drucker zudem die Maximalgröße der gedruckten Objekte vorgibt, musste die Konstruktion in einige Module aufgeteilt werden. Außer dem Gehäuse werden noch Stützen |
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Auf der Abbildung der Testdruck-Teile fehlt die Stütze, welche später bis an die Decke der inneren Vitrine ragt. Die Aluminiumplatten unter und über den Peltierelementen werden später anstelle der durchsichtigen Platten im Foto eingesetzt. Die obere Platte stellt die Bodenplatte der Nebelkammer dar. Die untere Platte ragt in den Gefrierschrank. Zwischen den Platten wird möglichst gut isoliert, damit es hier nicht zum Wärmetransport in die Kammer kommt. Die Module des Gehäuses werden über Schrauben mit einander verbunden. Mit dem Testdruck soll sichergestellt werden, dass alle Teile zusammenpassen und die Öffnungen so beschaffen sind, dass Schläuche und elektrische Leitungen darin verlegt werden können. | Auf der Abbildung der Testdruck-Teile fehlt die Stütze, welche später bis an die Decke der inneren Vitrine ragt. Die Aluminiumplatten unter und über den Peltierelementen werden später anstelle der durchsichtigen Platten im Foto eingesetzt. Die obere Platte stellt die Bodenplatte der Nebelkammer dar. Die untere Platte ragt in den Gefrierschrank. Zwischen den Platten wird möglichst gut isoliert, damit es hier nicht zum Wärmetransport in die Kammer kommt. Die Module des Gehäuses werden über Schrauben mit einander verbunden. Mit dem Testdruck soll sichergestellt werden, dass alle Teile zusammenpassen und die Öffnungen so beschaffen sind, dass Schläuche und elektrische Leitungen darin verlegt werden können. | ||
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Zusätzlich wird eine hohe Spannung von 1-2 kV zwischen der Aluminiumplatte und der Decke der inneren Vitrine angelegt. Dafür werden zwischen den Stützen, in denen sich die Leitungen für den Alkoholdampf befinden Drähte gespannt. Ein elektrisches Feld in der Kammer sorgt dann dafür, dass ionisierte Gasteilchen aus dem Bereich des Dampfes abgezogen werden. Werden die Ionen dann nicht abgezogen, können sich dichte Nebelschichten bilden, welche die Sicht auf die Kondensationsstreifen hindern. Diese Komponente der Nebelkammer wird auch als Ionensauger bezeichnet. | Zusätzlich wird eine hohe Spannung von 1-2 kV zwischen der Aluminiumplatte und der Decke der inneren Vitrine angelegt. Dafür werden zwischen den Stützen, in denen sich die Leitungen für den Alkoholdampf befinden Drähte gespannt. Ein elektrisches Feld in der Kammer sorgt dann dafür, dass ionisierte Gasteilchen aus dem Bereich des Dampfes abgezogen werden. Werden die Ionen dann nicht abgezogen, können sich dichte Nebelschichten bilden, welche die Sicht auf die Kondensationsstreifen hindern. Diese Komponente der Nebelkammer wird auch als Ionensauger bezeichnet. | ||
Um die Funktion der Nebelkammer sicherzustellen und mögliche Sicherheitsrisiken auszuschließen zu können, sollen außen und innen am Gefrierschrank bei Betrieb Temperaturen gemessen werden. Ein zu hohes Temperaturniveau beim Kälteprozess des Gefrierschranks könnte dafür sorgen, dass die kühlende Funktion nicht mehr gewährleistet wird. Um dies zu überwachen sollen Temperatursensoren mit einem Mikrocontroller betrieben und die Temperatur auf einem LCD-Display ausgegeben werden. Dafür wurde ein erster Prototyp mit einem Temperatursensor, | Um die Funktion der Nebelkammer sicherzustellen und mögliche Sicherheitsrisiken auszuschließen zu können, sollen außen und innen am Gefrierschrank bei Betrieb Temperaturen gemessen werden. Ein zu hohes Temperaturniveau beim Kälteprozess des Gefrierschranks könnte dafür sorgen, dass die kühlende Funktion nicht mehr gewährleistet wird. Um dies zu überwachen sollen Temperatursensoren mit einem Mikrocontroller betrieben und die Temperatur auf einem LCD-Display ausgegeben werden. Dafür wurde ein erster Prototyp mit einem Temperatursensor, | ||
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- | ...FOTO Arduinoschaltung (zur Zeit in der Uni)... | ||
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=== Versuche === | === Versuche === | ||
Vor dem Bau der Nebelkammer müssen einige Vorversuche durchgeführt werden. Anhand dieser Versuche sollen bei der Konstruktion getroffene Annahmen validiert werden und Erkanntnisse für den späteren Bertrieb der Nebelkammer gewonnen werden. | Vor dem Bau der Nebelkammer müssen einige Vorversuche durchgeführt werden. Anhand dieser Versuche sollen bei der Konstruktion getroffene Annahmen validiert werden und Erkanntnisse für den späteren Bertrieb der Nebelkammer gewonnen werden. | ||
- | In einer Versuchsreihe wurde die Beständigkeit der Materialien gegen Isopropyl geprüft. Hierfür wurden Stücke von Acrylglas, Makrolon sowie der Schläuche einige Tage in einem Einmachglas mit Isopropyl stehen gelassen. In allen Fällen, bis auf Acrylglas konnte die Beständigkeit gezeigt werden. Am Acrylglas hingegen waren nach einigen Tagen deutliche Risse entlang der Kanten zu erkennen. Aufgrund | + | In einer Versuchsreihe wurde die Beständigkeit der Materialien gegen Isopropyl geprüft. Hierfür wurden Stücke von Acrylglas, Makrolon sowie der Schläuche einige Tage in einem Einmachglas mit Isopropyl stehen gelassen. In allen Fällen, bis auf Acrylglas konnte die Beständigkeit gezeigt werden. Am Acrylglas hingegen waren nach einigen Tagen deutliche Risse entlang der Kanten zu erkennen. Diese Beobachtung wurde mit einem Foto dokumentiert. Aufgrund |
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- | Außerdem wurden Temperaturmessungen an den Kühlmittelleitungen des Gefierschranks durchgeführt. An Hand dieser Messungen soll später die Funktion des Gefrierschranks sichergestellt werden. Die bekannten Werte können beim Betrieb der Nebelkammer mit den vorliegenden | + | Außerdem wurden Temperaturmessungen an den Kühlmittelleitungen des Gefierschranks durchgeführt. An Hand dieser Messungen soll später die Funktion des Gefrierschranks sichergestellt werden. Die bekannten Werte können beim Betrieb der Nebelkammer mit den im Normalbetrieb gemessenen |
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=== Weiterer Verlauf des Projekts === | === Weiterer Verlauf des Projekts === | ||
- | Für den weiteren Bau der Nebelkammer müssen zuerst alle 3D-Druck Teile sowie die Aluminiumplatten gefertigt werden. Die passgenauen Teile können dann verschraubt werden. Damit die Nebelkammer in den Gefrierschrank eingesetzt werden kann, wird ein Loch dessen Decke geschnitten. | + | Für den weiteren Bau der Nebelkammer müssen zuerst alle 3D-Druck Teile sowie die Aluminiumplatten gefertigt werden. Die passgenauen Teile können dann verschraubt werden. Damit die Nebelkammer in den Gefrierschrank eingesetzt werden kann, wird ein Loch in dessen Decke geschnitten. |
- | Daraufhin sollen Funktionstests durchgeführt werden. Die Kühlung über die Peltierelemente muss als Erstes erprobt werden. Fraglich ist derzeit auch noch, ob der Gefrierschrank nicht seine Arbeitstemperatur überschreitet. Ebenso muss auch die Alkoholzufur möglicherweise noch optimiert werden. | + | Daraufhin sollen Funktionstests durchgeführt werden. Die Kühlung über die Peltierelemente muss als Erstes erprobt werden. Fraglich ist derzeit auch, ob der Gefrierschrank nicht seine Arbeitstemperatur überschreitet. Ebenso muss auch die Alkoholzufur möglicherweise noch optimiert werden. |
- | Sind alle diese Tests erfolgreich, | + | Sind die Funktionstests |
=== Quellen === | === Quellen === |