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2016年1月 7日 (木)

年末・年始のあれやこれや(3)・・・結露対策その他

いろいろとやっている割には、結論が出たものがないのですが、BKP150の結露対策については、今回の試行で私的には結論がでたと思っています。

結露対策として、エアポンプ + 乾燥剤による乾燥空気を鏡筒内へ送り込むようにしたのですが、鏡面に直接吹き付ける方式ではないので、効果がどれほどのものかよくわからず、エアポンプの吐出量のか弱さもあって、心もとなく感じていました。

そこで、乾燥空気を送り込むことで、鏡筒内の湿度がどれほど変化するかを確認することにしました。
確認方法としては、温度・湿度センサーを鏡筒内に取付、鏡筒内の湿度変化を見てみることとしました。

使ったのは、HDC1000温度湿度センサーモジュールで、これをArduinoで読み取り、バー表示LEDアレイ(10段階)で表示するようにしています。
検証段階では、キャラクターLCDで数値表示も出来るようにしました。

乾燥空気の送り込みは、当初は主鏡セルからのみでしたが、接眼部にも写真のように追加し、三叉のクイック継手で分岐して、鏡筒先端と後端の両方から送り込むようにしています。

01この取付位置では、鏡筒の薄い鉄板だけになりますので、3mmのアルミ板にネジを切り、ナット兼裏板で取り付けています。
鏡筒内にちょっと出っ張りますが、筒先にφ160mmの絞り環を挿入していますので、光路は遮断しないはずです。

02ちなみに、このクイック継ぎ手は非常に便利で、チューブを接続する時は、そのまま奥まで差し込むだけで抜くときは、外側のリングを押さえれば簡単に抜けます。
仕事でも使っていましたので、エア漏れの心配もなく信頼性は高い部品です。
但し、前にも書きましたように、このクイック継ぎ手に適合するチューブは外径6mm、8mmといった規格ですが、水槽用のエアホースは、規格が違うみたいで、若干外径が大きいので、うまく嵌まりませんし、6mmのチューブでは、水槽用のニップルにはきつくはまりにくいです。

さて、これで実際の鏡筒内の湿度低下状況を確認した結果は、
乾電池式 Hapyson YH-735Cの場合、
電源・・・単1乾電池2本
風量・・・1.3L/min(強)、0.6L/min(弱)

まずは、乾燥剤を使用した乾燥空気製造の程度をみるため、強(1.3L/min)で乾燥剤を通した空気を直接計ると湿度10%以下で、乾燥空気をつくる部分の機能は問題なさそうです。
つぎに、鏡筒に空気を送り込み、接眼部位置の鏡筒内の湿度を計ってみると、周辺が湿度65%程度の場合で測定値(測定箇所は接眼部の鏡筒内上部付近で直接エアの吹き付けがない場所)湿度50%台と鏡筒内湿度の低下は見られますが、非常に心もとない結果となりました。

01_2BKP150の鏡筒容積は、単体で20L、フード部分を加えれば25L程度あり、1.3L/minの風量では、筒内を満タンにするためには単純計算でも20~25(L)÷1.3(L/min)=15分~20分かかってしまうことになり、この程度の風量では外気との混合により、効果がそがれてしまうのではないかと思われます。

これでは結露対策としては不十分と判定し、風量の増加を目指したのですが、乾電池式ではこれ以上の風量のポンプはなさそうなので、100V電源のアデックス X202なるエアポンプを調達してみました。

AC100V電源 アデックス X202の場合、
電源・・・・・・・AC100V  
消費電力・・・3.8W(60Hz)
風量・・・・・・・3.2L/min×2(強)、1.7L/min×2(弱)

Photo風量は3.2L/min×2と先の乾電池式の約5倍になります。
これで、おなじように乾燥剤を通した空気を直接計ると乾電池式と同様、湿度10%以下の空気が吐出されており、風量が5倍になっても乾燥空気をつくる部分の機能は問題なさそうです。
但し、この風量になると乾燥剤の入れ物のシール部分が、風圧に負けそうで、確実に締めつけていないとシール不良で空気漏れを起こしてしまいます。

つぎに、鏡筒に空気を送り込み、鏡筒内の湿度(上記と同様の測定位置)を計ってみると、周辺が湿度65%程度の場合で、測定値は14%まで低下し、鏡筒内部に乾燥空気が充満され、十分な効果が得られるのではと期待できる結果となりました。

02_2これならば、結露の心配はしなくてよさそうです。

但し、AC100V電源ですので、12Vバッテリー電源の場合、DC-ACインバータが必要となり(手持ちのインバータでの動作確認未了)、消費電力は4W程度と小さいのですが、12Vバッテリーの強化がいよいよ必要になってきました。

今回作った温度・湿度計は、撮影時の結露防止用モニターとして、バー表示LEDだけにして常設しようと思っているのですが、設置位置がなかなか決まりません。

【フードの作成】
フードも今回作ったのですが、これは、ホームセンターで、ちょうど内径185mmのプラスチック製ゴミ箱を見つけ、その底を切り取り、内外とも艶消しラッカー塗装をしています。

Bkp15001この底の部分の径は、鏡筒先端の補強リングにほんとうにぴったりで、写真では分かりにくいですが、ごみ箱の底の部分の補強リブをわずかに削り残すことで、固定用具を用意しなくてもぴったりとはまり固定できてジャストフィットです。

Bkp15002仕上げは植毛紙の内張りですが、これは鏡筒と一緒に別の機会にやることにします。

【ドローチューブの固定ネジ追加】
ドローチューブに差し込んだコマコレクタなどの固定は、オリジナルでは2点固定ですが、コマコレクタのように固定される側がテーパーになっていない場合、どうも甘いように感じましたので、1点を追加し3点固定としました。

01_3ネジを切る際、いつものことですが良く確認せずにM3で切ってしまいましたが、切ったあと、他の2本のネジはM4ネジだと気づいてしまった次第で、ネジ同士の互換がなくなってしまいましたが、切り直すのも面倒でしたので、そのままにしています。

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コメント

年末年始でこれまで言っておられた課題の中で結露対策には一定の目処がついたようですね。
いつも興味深く拝見しております。

質問なのですが主鏡の爪隠しで有効径を絞ったことによる像への悪影響や、乾燥気流の送り込みによる筒内気流などの問題は発生していないのでしょうか?

>kameさん
コメントありがとうございます。
主鏡の爪隠しの件ですが、開口径Φ142mmにしていますので、現状ではΦ142mm、焦点距離750mm、F=5.3の望遠鏡になっています。
さらに筒先で開口径Φ160mmの絞りを入れていますので、周辺光量不足は大きくなっていると思います。
これによる性能低下は、リング状の主鏡抑えを使っていない望遠鏡ですから、仕方ないと思っています。
筒内気流による画像への影響の程度は不明ですが、結露リスクとのトレードオフだと思っていますので、現状は結露防止優先で考えています。

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