فراتر از میز: بخاری های کارتریج 12 ولت در محیط های موبایل و سخت
هر بخاری کارتریجی عمر خود را در یک کارخانه{0}کنترل شده با درجه حرارت یا یک نیمکت آزمایشگاهی بدون لک نمی گذراند. برخی از سختترین و حیاتیترین نقشها متعلق به واحدهای 12 ولتی تک-در تجهیزات سیار، تحلیلگرهای میدانی{4}} مستقر شده و ماشینآلات فضای باز است که در آنها قدرت کمیاب، لرزش ثابت، و سوء استفاده از محیط زیست تضمین شده است. در این تنظیمات نابخشوده، بخاری کارتریج 12 ولت دقیقاً به این دلیل می درخشد که با ولتاژ باتری به طور ایمن کار می کند، جریانی بیش از آنچه که سیستم الکتریکی خود خودرو می تواند تامین کند، نمی کشد و می تواند برای انعطاف پذیری فوق العاده مهندسی شود.
یک مثال بارز آنالایزر قابل حمل-کلرید نفت خام است که توسط تکنسین های میدانی در وصله های نفتی از راه دور استفاده می شود. دستگاه باید نمونه کوچکی از نفت خام و آب را به جوش بیاورد، سپس دما را به اندازه کافی برای تیتراسیون دقیق نگه دارد-در حالی که انرژی آن منحصراً توسط باتری کامیون یا منبع تغذیه 12 ولت DC قابل حمل تامین میشود. چالش واقعی نرسیدن به دما است. این خطای اپراتور زنده است. اگر مایع خشک شود، بخاری به طور ناگهانی در معرض هوای بدون جرم حرارتی قرار می گیرد تا انرژی خود را جذب کند. بخاریهای کارتریج استاندارد در این شرایط «خشک-آتش در عرض چند دقیقه از کار میافتند، اما واحدهای 12 ولت ممتاز 30 تا 60 دقیقه یا بیشتر بدون فرسودگی دوام میآورند. تفاوت در جزئیات ساخت و ساز است که اکثر کاربران هرگز نمی بینند.
فن آوری کلیدی نوسان است. پس از اینکه سیم مقاومتی پیچ خورده و توسط پودر اکسید منیزیم (MgO) احاطه شد، کل غلاف فولادی زنگ نزن به صورت مکانیکی در یک ماشین فشار قوی- فشرده می شود. این فرآیند قطر را 10 تا 15 درصد کاهش میدهد و MgO را به چگالی نظری نزدیک میکند. نتیجه یک ساختار داخلی است به قدری سفت و سخت که حتی زمانی که غلاف در هوای آزاد به 800 تا 900 درجه میرسد، سیم در مرکز قرار میگیرد و از نظر حرارتی جفت میشود و از نقاط داغ موضعی که باعث اکسیداسیون سریع و خرابی مدار میشوند جلوگیری میکند. بخاریهای 12 ولتی به طور معمول تستهای استقامت در برابر آتش UL و IEC خشک{13}}را میگذرانند که رقبای غیرسواج را شکست میدهند.
همان ساخت و ساز ناهموار درها را در چندین بخش موبایل باز می کند:
• خودرو و برنامه های دریایی. کامیونهای دیزلی و کشتیهای ماهیگیری که در اقلیمهای زیر{1}}صفر کار میکنند از بخاریهای کارتریج 12 ولتی برای پیشگرم کردن بلوکهای موتور، گرم کردن بستههای باتری، یا آب کردن خطوط سوخت منجمد استفاده میکنند. در گالریهای ماشینکاری شده مخصوص قرار میگیرند یا روی سطوح فلزی گیره میشوند، برق را مستقیماً از سیستم 12 ولتی خودرو میگیرند و نیاز به اینورترهای ولتاژ بالا- جداگانه را از بین میبرند. در محیط های دریایی، غلاف ضد زنگ 316 مقاوم در برابر خوردگی و سرب های مهر و موم شده در برابر پاشش نمک و لرزش مداوم مقاومت می کنند.
• غذا{0}}سبدهای خدمات و پذیرایی سیار. فروشندگان-غذاهای خیابانی و خدمات پذیرایی از رویدادها به ایستگاههای گرمکننده برق 12 ولتی{4} تکیه میکنند که باید سوپها، سسها و تورتیلاها را در دمای سرو ایمن (60 تا 85 درجه) نگه دارند، در حالی که از مکانی به مکان دیگر با انرژی باتری میچرخند. بخاری های کارتریج فشرده تعبیه شده در تابه های ضد زنگ، گرمای یکنواخت را بدون خطر آتش سوزی یا موانع نظارتی تجهیزات 120 ولت فراهم می کنند.
• مخابرات از راه دور و محفظه های الکترونیک در فضای باز. برجهای تلفن همراه، ایستگاههای هواشناسی و دوربینهای امنیتی از راه دور که در کابینتهای دارای رتبه{1} NEMA قرار دارند، از بخاریهای 12 ولتی کم-وات (10 تا 30 وات) استفاده میکنند که توسط ترموستاتهای ساده کنترل میشوند تا از تراکم جلوگیری کنند و الکترونیک حساس را بالاتر از نقطه شبنم در مناطق شدید قطبی یا بیابانی نگه دارند. از آنجایی که کل سیستم با ولتاژ 12-24 ولت DC از بانک های خورشیدی/باتری کار می کند، به کابل کشی AC گران قیمت یا ترانسفورماتورهای پایین{9} نیازی نیست.
تغییر منبع{0}}قدرت متغیر پنهان در هر نصب تلفن همراه است. برخلاف منبع آزمایشگاهی که ولتاژ 12.00 ولت را ثابت نگه میدارد، باتریهای واقعی-بهطور چشمگیری نوسان میکنند. یک سیستم سرب{7}}«12 ولتی» هنگام تخلیه عمیق میتواند تا 11.0 ولت کاهش یابد و در حین شارژ شدن دینام به 14.4 ولت برسد. زیرا قدرت بخاری از مجذور ولتاژ پیروی می کند:
\\[ P=\\frac{V^2}{R} \\]
بخاری با توان 40 وات در ولتاژ دقیق 12 ولت تنها 30.6 وات در ولتاژ 11 ولت (23 درصد تلفات) ارائه می کند اما در ولتاژ 14 ولت به 51.8 وات می رسد (افزایش 29 درصد). مهندسان با انتخاب واتی که حداقل عملکرد را در کمترین ولتاژ مورد انتظار برآورده میکند، به این موضوع میپردازند، سپس در صورت نیاز به پایداری محکمتر، یک رگولاتور تقویتکننده ساده-یا کنترلکننده PWM اضافه میکنند. بسیاری از طرحهای مدرن دارای قطعکنندههای بیش از{11}دما و قفلهای ولتاژ پایین{12} برای محافظت از بخاری و باتری هستند.
روشهای اثباتشده در زمینه اضافی، قابلیت اطمینان را بیشتر میکنند: خروجیهای سرب مهر و موم شده با گلدان سیلیکونی، حلقههای نگهدارنده ضد زنگ برای جلوگیری از لرزش{1}}حرکات القا شده، و اتصال سریع- Anderson Powerpole که به تکنسینها اجازه میدهد بخاریها را در چند دقیقه بدون ابزار تعویض کنند. در محیطهای گرد و غباری یا مرطوب، چکمههای دارای استاندارد IP67 روی سیمهای سربی، رطوبت را مسدود میکنند که در غیر این صورت میتواند عایق MgO را به خطر بیندازد.
دوام ثابت شده فرمت بخاری کارتریج swaged، همراه با ایمنی ذاتی ولتاژ پایین، واحدهای 12 ولت را به انتخابی مطمئن برای مهندسین طراحی تجهیزاتی تبدیل می کند که باید به طور قابل اعتماد دور از نزدیکترین پریز برق یا کامیون سرویس کار کنند. چه در حال جوشاندن نفت خام در بیابان، زنده نگه داشتن یک باتری برفی-گربه در دمای -40 درجه، یا محافظت از تجهیزات مخابراتی در یک کوه دورافتاده، این بخاری های جمع و جور به طور بی سر و صدا گرمایی را ارائه می دهند که سیستم های حیاتی را در زمانی که همه چیز بر علیه آنها کار می کند، زنده نگه می دارد.
