Rb-Normal - heizen oder kuehlen?

[...]

Das sehe ich auch so.

Es ist nicht das gesamte Ding mit Rubidium gefüllt, das auf die Siedetemperatur erhitzt werden müsste. Wenn dem so wäre, dann wäre es auch _in Maßen_ sinnvoll, nicht allzuviel Wärme abzuführen. Im Verhältnis zu den benötigten ca. 690 °C wäre es aber auch schon fast egal, ob das Gehäuse nun 10 °C, 20 °C oder 30 °C hat.

Aber nein, es ist sogar nur sehr wenig Rubidium drin, und das steckt in einem _keinen_ Ofen. Und dieser Ofen dürfte thermisch ganz gut zum Rest des Moduls isoliert sein, damit zum Erhitzen auf ca. 690 °C nicht übermäßig viel Strom benötigt wird.

Die Elektronik wird Dir das ganz sicher mit längerem Dienst vergelten.

Mach genügend große Löcher rein, damit der Luftdurchsatz gut ist. Und platziere sie so, dass Dir die Teekanne die Durchlüftung nicht versaut.

Der Ofen in dem Rb-Normal wird aufgrund seiner Isolierung nicht viel davon mitbekommen, ob darum herum zehn Kelvin mehr oder weniger herrschen. Das wird sich auf den Stromverbrauch nicht nennenswert auswirken. Auf die Lebensdauer der Heizung weden sich einige Kelvin mehr oder weniger der Umgebungstemperatur auch nicht groß auswirken, denn sie muss auf jeden Fall auf ca. 690 °C heizen, um stets etwas Rubidium zu verdampfen. Diese hohe Temperatur herrscht demnach so oder so, wirkt sich nicht auf die Lebensdauer aus. Auf die Lebensdauer der Elektronik wirken sich zehn Kelvin mehr oder weniger allerdings ganz massiv aus. Es heißt, das zehn Kelvin mehr die Lebensdauer etwa halbieren.

Mein Rat: Ordentlich entwärmen.

Grüße,

Günther

Am 31.05.2013 20:28, schrieb Michael Hoereth:

Typisch wenn man das Prinzip nicht verstanden hat.

Bei geheizten Ofenquarzen ist einpacken angesagt um Heizenergie zu sparen. Bei Rb Normalen entsteht eher zuviel Wärme und die muss abgeführt werden, die Wärme ist Nebeneffekt beim Rb verdampfen.

Aus dem LPRO-101: "3.2 Thermal Considerations

3.2.1 Use of Thermal Tape It is critical to obtain a good thermal contact from the bottom (?baseplate?) of the LPRO to the mounting surface in order to achieve the highest ambient operating temperature for the specified LPRO operating baseplate temperature.

A heat sink or mounting base plate is required to keep the baseplate temperature under 70°C. Internal self heating of the LPRO will cause local internal temperatures to exceed DATUM's part derating guidelines when used without a heatsink or forced air."

Butzo

Das Ding muß in seinem Herzen heiß werden, was draußen an Hitze anfällt, ist "Leckhitze" und kann und soll abgeführt werden. Ich habe so ein Ding in einem HP-Analyzer eingebaut, liegt da gut im Lüfterstrom, damit paßt es.

-ras

--

Ralph A. Schmid 

http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/ 
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danke fuer die Antworten, ich fasse mal zusammen:

-Man tut der Elektronik einen Gefallen, wenn man die vom geheizten Teil erzeugte Waerme abtransportiert. Diese Abfuhr hat kein nennenswert verstaerktes Heizen zur Folge, weil der Ofen gut genug isoliert ist.

-Die Firma Efratom ist in solchen Fragen erheblich detaillierter als die Konkurrenz von FEI, die dazu einfach garnix in ihrer Anleitung schreibt.

-Ich haette selber mal den Siedepunkt von Rb nachschlagen koennen ;-)

Ich nehme jetzt ein groesseres Gehaeuse aus Aluprofil, das es neulich mal bei Max II. Pollin gegeben hat. Da ist sogar schon ein Luefter- gitter und ein USB-A-Anschluss drin.

Frohes Heizen noch, Michael

Da ist eine Glaszelle drin, in der im Vakuum ein kleines bischen festes Rubidium eingeschlossen ist. Das Rubidum wird nun _weit_ unter den Siedepunkt erwärmt, ein wenig über den _Schmelz_punkt. Temperaturen liegen unter 100°C.

Der Dampfdruck über dem _flüssigen_ Rubidium nimmt etwa exponentiell mit der Temperatur zu

und es stellt sich ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen gasförmigem und flüssigen Rubidium ein. Bei ca. 80-90°C ist die optische Dichte in einer cm- langen Gaszelle dann so groß, daß man ein gutes Signal- zu- Rauschverhältnis bekommt, wenn man sich die optische Absorption ansieht.

Eine (wahrscheinlich eher wärmere) Rb-Spektrallampe und ein Photodetektor messen nun die Lichtabsorption der Atome und sorgen außerdem dafür, daß sich ein gewisses Verhältnis zwischen Atomen in einem und dem anderen Hyperfein- Grundzustand einstellt.

Mikrowellenstrahlung, die der Energiedifferenz der beiden Hyperfein- Grundzustände entspricht (je nach Isotop 3 035 732 439 Hz (Rb85) oder 6 834

682 610 904.3 Hz (Rb87)) sorgt dafür daß dieses Verhältnis geändert wird und führt zu zusätzlicher Absorption. Die Mikrowellenfrequenz wird dann mittels Rückkopplung auf das Absorptionsmaximum geregelt.

Es sind höchstens ~120°C (wahrscheinlich eher

Ja.

ch

Alles andere wäere eine, äh, merkwürdige Konstruktion.

benötigt

Das scheint mir etwas hoch gegriffen. Man braucht in der Zelle ja kein Bar Dampdftruck. Etwa 1e-5 mB reichen, um bei Resonanzfrequenz auf wenigen Zentimetern optisch dicht zu sein. Unsere Rubidium-Spektroskopie-Zellen werden auf etwa 190 °C geheizt.

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Kai-Martin Knaak                                  tel: +49-511-762-2895 

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Moin!

Da Du das "flüssig" so betonst: Das sieht für festes Rubidium nicht anders aus, die Dampdruck-Kurve hat auch im Schmelzpunkt weder Sprünge noch Knicke.

Gruß, Michael.

[Detailliertes zur Physik]

Danke, das hat mich schon interessiert, und jetzt musste ich es nicht mal zusammensuchen :-)

Eine Frage noch: Die Anleitung spricht von einer "Rb lamp", in der Licht von einer "excited plasma discharge" produziert wird. Befindet sich diese Spektrallampe im selben Gefaess wie die Resonanzzelle? Ich koennte mir vorstellen, dass die Ionen des Lichtbogens die Rb-Atome ziemlich stoeren?

Den Effekt einer zusaetzlichen Kuehlung auf die Leistungsaufnahme werde ich pruefen, aber dazu muss das Ding erstmal ins Gehaeuse.

Danke & Gruesse, Michael

Bei mir sieht das Lämpchen wie eine moderne PLCC-LED aus, nur, daß es halt ein Keramikgehäuse ist, vielleicht 7*7mm oder so, kleines Fensterchen, und da leuchtet es violett raus.

-ras

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Ralph A. Schmid 

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