Системи охолоджування

Одним з шляхів|колій,доріг| підвищення динамічного діапазону ПЗС-МАТРИЦы| є|з'являється,являється| придушення теплового шуму. З цією метою застосовуються різноманітні|всілякі| схеми відведення тепла від сенсора.

На відміну від польових камер, массогабаритные| характеристики яких сильно обмежують застосування|вживання| систем охолоджування, студійна фототехніка дозволяє використовувати досить важкі|тяжкі| і об'ємні пристрої|устрої|. Крім того, при стаціонарній експлуатації енергоспоживання теплообмінник конструкцій теоретично не лімітовано.

Системи охолоджування діляться на пасивні і активні.

Пасивні системи охолоджування забезпечують виключно|винятково| відведення надмірного|надлишкового| тепла від приладу в охолоджуюче середовище|середу| (атмосферу), при цьому охолоджуючий елемент служить тільки|лише| передавальною ланкою між приладом і повітрям. Тому охолоджуваний прилад не може бути холодніше повітря.

Активні системи за рахунок споживання|вжитку| енергії (електричної або хімічної) знижують температуру своєї робочої області нижче за рівень навколишньої|довколишньої| атмосфери. Дані пристрої|устрої| «виробляють холод», при цьому в повітря виділяється не тільки|не лише| тепло, що відводиться від охолоджуваного приладу, але і тепло, створюване самою системою охолоджування.

Пасивні системи

Найбільш простим пристроєм|устроєм| пасивного теплообміну є|з'являється,являється| радіатор (heatsink). Він є конструкцією з|із| матеріалу з|із| високою теплопровідністю, як правило, металу. При цьому форма тепловиділяючої поверхні підбирається так, щоб|так , щоб,таким образом | забезпечити максимальну площу|майдан| розсіювання. Тому найчастіше зустрічаються голчаті|голчані,голчасті| радіатори, що забезпечують при рівному об'ємі|обсязі| найбільшу робочу поверхню.

У деяких польових камерах роль радіатора грає масивний металевий корпус фотоапарата. Спеціальний пристрій|устрій| забезпечує теплообмін матриці і корпусу. При цьому конструкція теплообмінника повинна виключати електричну провідність, оскільки|тому що| заряд статичної електрики може вивести з|із| ладу|строю,буд| ЭОП|.

Для поліпшення|покращання| розсіювання тепла з поверхні радіатора використовується примусовий обдув| за допомогою мікровентилятора. Подібні системи застосовуються в персональних комп'ютерах для охолоджування процесора і називаються кулерами| (cooler, від слова cool — охолоджувати). На підставі того, що при роботі вентилятора використовується електроенергія, кулеры| помилково називають активними пристроями|устроями|, хоча вони не можуть «виробляти холод» і знижувати температуру нижче за рівень навколишнього|довколишнього| повітря.

В цілому|загалом| пасивні системи охолоджування досить ефективно застосовуються для охолоджування до 40° за Цельсієм, хоча їх продуктивність сильно залежить від температури навколишнього середовища.

Активні системи

У побуті прикладом|зразком| активного охолоджувача|охолодника| служить звичайний|звичний| холодильник. Проте|однак| його конструкція, хоч і що забезпечує високий КПД| і хороше|добре| охолоджування, неприйнятна для цифрової фототехніки, навіть студійної — в першу чергу|передусім,насамперед| із-за розмірів і ваги.

Для активного охолоджування студійної цифрової техніки використовуються системи Пельтье. Робота цих напівпровідникових термоелектричних модулів заснована па однойменному ефекті.

Ефект Пельтье виявляється при додатку різниці потенціалів до двох провідників, виготовлених з|із| різних матеріалів. Залежно від полярності напруги|напруження| на стику цих провідників виділятиметься або поглинатиметься теплова енергія. Відбувається|походить| це унаслідок|внаслідок| прискорення або уповільнення електронів за рахунок внутрішньої контактної різниці потенціалів стику провідників.

Якнайкращого|щонайкращого,найкращого| результату можна досягти при використанні комбінації напівпровідників га-типа| ир-типу, в яких теплопог-лощіння проводиться|виробляється,справляється| за рахунок взаємодії електронів і «дірок». При каскадному об'єднанні вдається добитися сильного охолоджування, але|та| при цьому спостерігається як поглинання тепла, так і виділення. Тому елементи системи Пельтье комбінуються так, щоб|так , щоб,таким образом | одна сторона охолоджувача|охолодника| була «гарячіша», а інша — «холодної».

Для відведення надмірного|надлишкового| тепла з «гарячої» сторони використовуються пасивні компоненти — радіатори, що часто доповнюються вентиляторами.

Активні системи на основі ефекту Пельтье дозволяють охолоджувати ЭОП| студійних фотокамер до температур, близьких до нуля.

Тепловий шум матриці знижується у декілька разів і за рахунок цього значно розширюється динамічний діапазон сенсора. Проте|однак| є обмеження по нижній межі температури, оскільки|тому що| при сильному охолоджуванні можлива конденсація вологи з|із| навколишньої|довколишньої| атмосфери, яка може викликати|спричинити| коротке замикання компонентів камери.