Extreem lage temperaturen controleren.

[Extera]

Sinds kort heb ik de beschikking over een 16 liter vat vloeibaar stikstof om mee over te klokken.
Het rotte is, dat het vat vrij onhandelbaar is om direct in de koelcontainer van de processor mee te gieten. De stikstof moet eerst worden overgegoten van het vat naar een 1liter thermosfles. en van daaruit in de koelcontainer van de cpu.

Nu zijn er systemen op de markt, die direct uit het vat (dewar) stikstof pompen en op basis van een ingestelde temperatuur vloeistof bijpompen of stoppen met pompen. Deze systemen kosten zo rond de 400 euro. Iets te duur voor mijn (hobby) doeleinde.

Mijn plan is nu dit zelf te maken. Het pompen zelf wil ik gaan doen door middel van een schoepenrad in een gesloten huis (zoals veel pompen) met een tandwieltje. De motor komt een paar centimeter naast dit rad en drijft het pompje door middel van een snaar aan, zo word de motor zelf niet koud.

Nu moet hier een systeem aankomen die 2 dingen in de gaten houd:

• de temperatuur, waneer moet worden bijgepompt.
• het niveau van het stikstof (bij een temperatuur van +20 graden, en een ingestelde temperatuur van -100 zou zonder dit systeem de pomp pas stoppen bij -100, dan is de buis al lang overgelopen)

Ik heb werkelijk geen idee hoe ik dit kan uitvoeren, ik hoop dat jullie mij hiermee kunnen helpen.

Het makkelijste lijkt mij de temperatuur uitlezen met een bestaande temperatuurmeter en deze om te zetten naar een bepaalde waarde (weerstand) het instellen zou dan kunnen door midden van een potmeter. Als ik de temperatuur bijvoorbeeld handmatig op een aantal punten meet, kan ik aan de potmeter draaien tot de pomp inschakelt en dus de temperatuur te hoog ik. eventueel kan dit misschien zelfs met een schuifpotmeter waar ik een schaalverdeling naast kan tekenen, of bepaalde waardes aanstrepen.

Heeft iemand een idee hoe ik dit kan doen?
Het niveau van het stikstofpeil regelen word een 2e stap. Eerst dit maar eens voor elkaar krijgen.

Mijn kennis van electra is niet echt groot, ik kan met een soldeerbout overweg en de wet van ohm en daar blijft het dan bij

wat misschien ook een idee kan zijn, alhoewel ik totaal niet weet of dit mogelijk is, is het modden van een standaard bouwpakketje als deze: http://www.conrad.nl/goto/?product=194883
de minimum temperatuur is -10 graden, deze zou dus naar -200 moeten.

De marge waarin ik de temperatuur wil regelen zal iets van 5 tot 10 graden naar boven zijn. (bij een ingestelde temperatuur van -120 mag te temperatuur dus oplopen naar -115 tot -110 maximaal) de temperatuur mag echter niet kouder worden. (ivm niet werkende hardware bij een te koude temperatuur)

Alvast bedankt voor de hulp!

[Verwijderd]

waus wilde eerst ook zo'n systeem zelf maken, ik heb toen een tijd met hem ideeen uit gewisselt en we kwamen erachter dat een commercieel systeem geen mechanische delen gebruikt (lijkt mij ook het slimste om het zonder mechanische delen te realiseren)

Een commercieel systeem werkt met een klein verwarmingselement in de vloeistof, hierdoor kookt er een klein beetje vloeistof weg waardoor de druk in de dewar toeneemt. Wanneer je nu een klein pijpje in de vloeistof dompelt en de andere kant naar buiten richt krijg je een drukverschil over het pijpje, hierdoor pomp je als het ware vloeibaar stikstof naar buiten. Het mooie is dat dit volledig regelbaar is met niks meer dan een potmeter en wat simpele electronica. Des te meer vermogen je omzet in het verwarmingselement des te meer vloeistof komt er uit het pijpje.

[lemming_nl]

Een mechanische pomp lijkt mij niet geschikt voor dit werk. De lagers van je as werken misschien bij kamertempratuur maar bij -200 graden lijkt mij dat het niet goed meer werkt. Hetzelfde geld voor andere dingen die gevoellig zijn voor vervorming. Verder lijkt het mij het makkelijkst om een sensor aan het PIC ofzo te koppelen welke vervolgens met PWM de motor aanstuurt.

[naftebakje]

Dergerlijk systeem lijkt me de nodige risico's in te houden, vrieswonden door overlopende koelcontainer en dergerlijke moet je zelf actief voorkomen!

Ik zou ook bij dergerlijke systemen voorkomen dat je met bewegende delen zit, ook lijkt het me nogal gevaarlijk als het schoepenradje dat je voorstelt stilstaat, dan warmt de stikstof op en krijg je nogal grote drukken in de afgesloten compartimentjes. Door voldoende lek te voorzien kan die druk weg, maar dan heb je weer het probleem dat je pomp niet zelfaanzuigend is (kan enkel vloeistof pompen).

Tegen dat je een werkend systeem hebt, dat veilig en werkzaam is, zal je toch heel wat geld kwijt zijn, een paar honderd euro is niet zoveel geld voor de extreme temperaturen en de gevaren waarmee je omgaat (denk bijvoorbeeld aan alles redundant maken, 2 volledig onafhankelijke sensoren om het niveau in je koelcontainer te controleren, die bij -200°C moeten werken )
titel aangepast

[ Voor 9% gewijzigd door naftebakje op 06-12-2006 21:08 ]

[Extera]

Het belangrijkste is veiligheid, vandaar dit systeem.

Het automatisch controleren van de temperatuur is makkelijk maar bijzaak.
Alleen, om dit handmatig te doen zit ik in dit gedeeldte van het forum wel fout
Ik denk dat ik mij beter kan concentreren op het pompen/stikstok uit de dewar krijgen zelf.

Een soort biertap maken dus, zodat ik niet de hele dewar hoef te kantelen om de stikstof over te gieten

Edit:
ik heb een topic geopent op XS
http://xtremesystems.org/forums/showthread.php?t=125786

er zal best wat testen bij komen kijken om te kijken hoeveel verwarming er nodig is voor een bepaalde flow. Als dit eenmaal lukt zou de temperatuurregeling er zo op kunnen denk ik.

[ Voor 25% gewijzigd door Extera op 06-12-2006 22:56 ]

[guus.assmann]

Volgens mij kun je dat soort temperaturen alleen nog maar met een thermokoppel meten.

Het idee van een pomp door overdruk te maken lijkt me prima. Inderdaad geen bewegende delen.
En je kunt ook de uitstroming zeer eenvoudig stoppen door de overdruk weg te laten vallen.

Succes.

[Extera]

Volgens mij zou ik gebruik kunnen maken van de druk die de stikstof van nature opbouwt in het vat als deze afgesloten is. Doormiddel van een overdruk ventiel kan de druk die teveel is eruit (laten we zeggen dat het ventiel de druk in het dewarvat op 100mbar houd).

Ik ga vanmiddag informeren voor een comerciele oplossing, ik geef er liever wat geld aan uit dan dat ik zelf ga kloten en een onveilig systeem maak. Als ik zoiets heb kan ik wel later met een motortje de klep openen van het vat bij een bepaalde temperatuur.

hieronder een voorbeeld van een commerciele oplossing

[superduper]

Is een simpel peristalisch pompje niet beter? Je krijgt geen druk opbouw, geen bewegende delen in de LN en is heel simpel te maken/krijgen en aan te sturen.

[Extera]

Na even gezocht te hebben denk ik niet dat deze pomp geschikt is voor zulke lage temperaturen. Ik denk eigenlijk dat geen enkele pomp hiervoor geschikt is, en dat daarom comerciele oplossingen met druk/overdruk werken.

[guus.assmann]

Voor een peristaltische pomp heb je een flexibele slang nodig.
En als er vloeibare stikstof doorheen moet, dan wordt die slang heel koud. (Ik weet niet hoe koud..)
Dan is het niet erg waarschijnlijk dat de slang flexibel blijft.
En in het ergste geval wordt ze hard en breekt.

[Extera]

Daarom, ik ga eerst een kijken naar een commerciele oplossing, wel zo veilig.

Vloeibare stikstof is -196*C trouwens, ik denk dat het systeem maximaal 4 tot 5 uur achter elkaar word gebruikt.

[ Voor 3% gewijzigd door Extera op 08-12-2006 10:54 ]

[Verwijderd]

ik vraag me af waar je de temp wil meten, het meten van de stikstof zelf is niet nuttig, als het vloeibaar is is het -196 graden. Logischer lijkt me om de processor/blok te meten, hoef je wellicht pas in te grijpen bij wat beter meetbare temperaturen. Persoonlijk zou ik de zwaartekracht gebruiken om de stikstof van je vat naar je processor te sturen.

[Extera]

Ik heb een sensor in de koelcontainer geboord. De temperatuur van de basis van de container word dus gemeten. In de praktijk is de cpu zelf altijd een paar graden warmer, maar dat maakt niet uit, het is iig een meetpunt die een werktemperatuur meet.

Bij een coldbug (moederbord of proccesor wat uitvalt bij een bepaalde temperatuur) zal ik kijken naar de temperatuur van de basis van de koelcontainer. Als deze zeg -100*C is, zal ik de temperatuur dus op -95*C willen houden.

[Verwijderd]

maak anders is een rubber dop voor je dewar, gaatje erin en koperbuis (4mm buis zou mooi zijn) er door duwen. Als je dit beetje gasdicht krijgt kan je het principe in ieder geval al testen.

[Extera]

dit is wel de manier van commeriele oplossingen. Alleen dan zit er een overdruk ventiel op. Zie mijn tread op XS, kingpin heeft daar een interessante reactie gegeven.