Project nevelkamer

[Benm]

Iets als een LMC555 moet dat wel doen, vanaf 2 volt of iets dergelijks. Alternatief kun je natuurlijk die 555 ook gewoon voeden uit een willekeurige 5 of 12 volt rail, en slechts de transformator een specifieke spanning geven om de wenselijke  uitgangsspanning te verkrijgen. Dat lijkt mij een handigere aanpak als je een relatief grote range (zeg 250 tot 3000 volt) wilt hebben. 

[Michel Uphoff]

Inmiddels met een cmos uitvoering van de 555, een extra trap in de cascade en een weerstandje ter beperking van de stroomsterkte naar de gate de schakeling voor de ion scrubber nogmaals getest. Hier ben ik tevreden mee:
 

Schema geteste ion scrubber 1483 keer bekeken

klik voor vergroting.
 
Bij de maximale voedingsspanning van 12V verbruikt het gehele circuitje bij een hoogspanning van 5,3 kV net een watt. Lineair is de grafiek zeker niet, maar dat is geen probleem. Een schaaltje bij de potmeter voor de L200 voeding volstaat.

[Celtic]

Kan ook simpeler en goedkoper, kijk hier maar eens:
https://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R40&_trksid=p2380057.m570.l1311.R10.TR11.TRC1.A0.H0.Xhigh+voltage.TRS0&_nkw=high+voltage+module&_sacat=0

[Michel Uphoff]

Naar dat soort 'vonken gizmo's' heb ik natuurlijk wel gekeken.
 
Maar ze zijn niet geschikt voor continue gebruik, geven geen continue uitgangsspanning maar pulsen, hebben een veel te hoog uitgangsvoltage, zijn niet kortsluitvast, niet of zeer slecht regelbaar, niet geschikt voor een open circuit en ze zijn vaak ronduit gevaarlijk. Overigens kost mijn circuitje ook weinig.

[Celtic]

Met vonkenbrug inderdaad pulseren, vanwege het trage opladen van de berg C's in de cascade.
In jouw circuitje zit overigens een 47ohm weerstand, van de FET is Ciss 2250 pf.
Hierdoor schakelt de FET veel trager, minder uitgagnsspanning en lager rendement.
Een push-pull trapje zonder bias tussen 555 en de FET zetten.  Bv BF494/BF451.
Ander FET kan bv ook bv een IRF520 (Ciss=360pf) en 47 ohm weglaten.

[Michel Uphoff]

Een kleine seconde na het inschakelen levert de cascade zijn 5,3 kV en geen noemenswaardige rimpel (+/- 3 volt). Bij een vonkbrug zou je zeker een pulserende spanning krijgen, maar vonken zijn zeer ongewenst. Ik heb een hoog en continue potentiaal nodig.
 
Opkrikken van het rendement en de uitgangsspanning is niet nodig en ook niet wenselijk. Inderdaad kan ik nog hogere spanningen genereren, maar ik heb die niet nodig. Wat ik begrijp van andere scrubber ontwerpen is dat een spanning ergens tussen 400 volt en 3 kV voldoende moet zijn. En ik moet ook uitkijken voor een te hoge spanning op de secundaire wikkeling van de trafo. Nu gebruik ik een omgekeerd 230-6 volt transformatortje. Bij een 230-4 volt trafo sloeg bij 12 volt voedingsspanning de isolatie van de hoogspanningswikkeling na een paar uur door.

[Benm]

Tja, dat is ook wel logisch als je fors meer dan 230 volt aan de, in dit geval, secundaire kant nodig hebt. Feitelijk zou het beter zijn 2 transformators te gebruiken, primair parallel en secundair in serie geschakeld. 

[Celtic]

Zo'n trafootje:
https://www.ebay.com/itm/15KV-High-Frequency-Inverter-High-Voltage-Coil-Generator-Boost-Step-up-Converter/183228560634?hash=item2aa945f4fa%3Ag%3ANTIAAOSwKLVbVXFb&_sacat=0&_nkw=high+voltage+coil&_from=R40&rt=nc&LH_TitleDesc=0
 
 
voor nog geen 2 euro, lagere voedingsspanning/spanningsdeler voor bv 3 Kv:
 
https://www.ebay.com/itm/15KV-High-Voltage-Inverter-Generator-Spark-Arc-Ignition-Coil-DIY-Kit-Module-3-7V/222704322950?epid=15008501264&hash=item33da364986%3Ag%3AUrsAAOSwdW9Z-8~V&_sacat=0&_nkw=high+voltage+module&_from=R40&rt=nc&_trksid=p2380057.m570.l1311.R10.TR11.TRC1.A0.H0.Xhigh+voltage.TRS0

[Benm]

Maar dat levert allemaal wisselspanning op, terwijl je hier gelijkspanning wilt hebben. 
 
Dan je kun je natuurlijk gaan gelijkrichten, maar diodes die 10 kV aan kunnen zijn ook weer lastig te vinden (wellicht uit een magnetronoven). Die cascade schakeling is hier de perfecte oplossing, gezien de rating van de componenten het beste beginnen met een spanning van tegen de 1000 volt top-top. 

[Michel Uphoff]

Het was even stil in dit topic, maar ik heb niet stilgezeten.
 
Inmiddels is de Ion scrubber (zie schema #62) gebouwd en getest. Het testen heb ik tamelijk rigoureus aangepakt door een blok van hoogspanningscondensatoren via een 10 M weerstand met de scrubber op te laden. Na ongeveer 10 seconden was er voldoende spanning opgebouwd om de condensatoren zich over een vonkbrug van 2 mm breed met een harde knal te laten ontladen, waarna het proces zich herhaalde. Die brug heeft twee volle dagen zonder haperen staan knallen, waarna ik de hoogspanningsvoeding robuust genoeg vond.
 
Hier de gebouwde scrubber en een anmimatie van de ontlading (even op klikken):
 

Hoogspanningsunit gebouwd 1484 keer bekeken

Vonkbrug 1484 keer bekeken

Klik voor grotere weergave en start van de animatie
 
De nevelkamer is vrijwel af, hier wat afbeeldingen en een toelichting:
 

Nevelkamer gemonteerd (2) 1484 keer bekeken

Nevelkamer gemonteerd (3) 1484 keer bekeken

Nevelkamer gemonteerd (5) 1484 keer bekeken

Nevelkamer gemonteerd (7) 1484 keer bekeken

Klik voor grotere weergave.
 
Foto 1, voorzijde. Linksonder de netvoeding en de hoofdschakelaar. Met de klok mee de thermometer en de keuzeschakelaar voor de drie er op aangesloten sensoren van de onderste, middelste en bovenste laag Tec's. Vervolgens de aan/uit schakelaars en regelaars voor de verwarming van de propanolbakjes (0,1 - 4 watt p/s), voor de verlichting en de hoogspanning (80 - ~4000 volt).
Foto 2, zijkant. Aansluitingen voor het koelwater en voor de voeding van de drie lagen Tecs.
Foto 3, achterzijde. Ingang voor monsters, en twee afsluitbare vulbuisjes voor de propanol, zodat deze bijgevuld kan worden zonder de deksel van dubbel glas te hoeven verwijderen.
Foto 4, overzicht. Onder de glazen plaat zijn nog net de drie dunne 'corona' draden zichtbaar waarop de plus pool van de hoogspanning komt, de min pool zit aan de bodem van de kamer. Verder is het venstertje van dubbel glas zichtbaar waarachter zich de verlichting (drie witte 1 watt Led's) bevindt en het zwarte kokertje waarin ik van buiten af monsters in de kamer kan brengen. Nu zit er een ²⁴¹Am monstertje in, voornamelijk een alfa straler.
 
Nu nog de kamerbodem en de wanden met zwarte kit vloeistofdicht maken en de koeling aansluiten. Ik hoop begin volgende week de eerste condensatiesporen te kunnen gaan zien. Natuurlijk ga ik daarvan foto's proberen te maken.

[Professor Puntje]

Heel interessant! Ben benieuwd of dan ook kunnen vaststellen van wat voor deeltjes we de sporen zien.

[Benm]

Dat ziet eruit als een forse ontwikkeling, ik ben erg benieuwd naar de eerste plaatjes/videos in werking!
 
Heb je eigenlijk ook iets gedaan qua magnetisme, zodat we kunnen zien of deeltjes een lading hebben, en of die positief of negatief is - de bekende buigende banen van dit soort experimenten? Of is het aardmagnetisch veld daar gewoon voldoende voor?

[Michel Uphoff]

Of is het aardmagnetisch veld daar gewoon voldoende voor?

 
Nee, bij lange na niet.
 
Wellicht dat ik met zware neodymium magneten of een hoge spanning tussen twee parallelle draden wat voor elkaar ga krijgen, maar de veldsterkte moet (zeer) fors zijn om over zo'n korte afstand een zichtbare curve te krijgen.

[Benm]

Dat idee had ik inderdaad ook, maar om een of andere reden zie ik nooit de magneten bij dergelijke nevelkamers - wellicht zitten ze onder de bodemplaat of iets dergelijks?

[Michel Uphoff]

Er zijn wel voorbeelden van, maar ze werken iha niet.
 
Iemand kwam op het idee een enorme (10*10*5 cm)  neodymium magneet onder de bodemplaat te leggen, maar er konden geen waarneembare afbuigingen worden geproduceerd.
 
Punt is dat elektronen met lage snelheid so wie so een heel grillig pad zullen volgen door de vele botsingen die ze van hot naar haar sturen. Alfadeeltjes met lage snelheid trekken streepjes van zeg eens een cm, daarin een curve waarnemen wordt heel lastig.
 
Hoog energetische geladen deeltjes trekken lange rechte sporen, die zijn wel geschikt om waarneembare krommingen mee te maken, maar daarvoor moet het veld zeer krachtig zijn. Zo rekent Cern voor dat een hoogenergetisch elektron (1GeV) in een veld van 2 Tesla een baan trekt met een radius van 1,7 meter, en zelfs die radius is over de maximale afstand van 25 cm in mijn kamertje waarschijnlijk heel lastig waar te nemen.