Moin moin.
Ich habe eine Problemstellung die etwas ungewöhnlich ist glaube ich.
Anzahl Pulse pro Ablationssequenz: 90
Pulslänge: 100 μs
Pause zwischen den Pulsen: 100 bis 1000 ms
Feldstärke: 1500 Volt/cm
Stromstärke: ca. 50 A (gewebe- und geometrieabhängig)
So schlau wie ich bin:
Könnte man das nicht mit einem Mikrowellen Trafo + 2 der 2500v 1
microfarad kondensatoren (auch aus Mikrowellen) erledigen.
Nur wie zum Bauklotz:
1. Schalte ich das
2. Entlade ich den Kondi über 100 micro s
3. (Total dämliche Frage die ich nur bestätigt haben will um sicher zu
gehen) fließen dann in dem Leitenden Medium (Wasser mit salzen) auch
wirklich 50 A? (Ist der Widerstand von Wasser überhaupt relevant in
diesem fall?)
Studiere Biotechnologie... bin zwar nicht blöd und auch nicht
ungeschickt... aber bei den Feinheiten haperts dann doch noch
ordentlich.
RobertP schrieb:> Feldstärke: 1500 Volt/cm
Das ist nicht das gleiche wie 1500 Volt.
> Wasser mit salzen
Wie groß ist die Leitfähigkeit?
> Studiere Biotechnologie.
Vor 1500V Gleichspannung mit hoher möglicher Stromstärke haben selbst
Elektroniker ziemlichen Respekt.
Also es gilt: U = I * R.
Darum hängt der Strom der fließt sowohl von der Spannung, als auch vom
Widerstand ab.
Dazu gibt es das Wasserfall-Modell:
Die Spannung (U) ist die Höhe des Wasserfalls, also das Potential an
Energie die fließen kann.
Der Widerstand (R) ist die Breite des Wasserfalls, also der Wert der den
Durchfluss hemmt und die Stromstärke (I) ist dann die resultierende
Wassermenge die pro Zeiteinheit im Wasserfall hinunterstürzt.
Glaube da solltest du oder dein labor sich an Elektrotechniker wenden,
denn es hapert offensichtlich an der Schnittstellen zwischen dem was auf
was auch immer einwirken soll (elektrisches Feld etc.) und der
Bestimmung des Inputs (Spannung).
Deine von dir erwähnten Werte wirst du jedenfalls nicht mit
Haushaltsgeräteteilen zusammen bekommen.
1500V x 50A sind satte 75000W!
Das ist auch als Impulsleistung, verdammt viel.
RobertP schrieb:> Moin moin.>> Ich habe eine Problemstellung die etwas ungewöhnlich ist glaube ich.>> Anzahl Pulse pro Ablationssequenz: 90> Pulslänge: 100 μs> Pause zwischen den Pulsen: 100 bis 1000 ms> Feldstärke: 1500 Volt/cm> Stromstärke: ca. 50 A (gewebe- und geometrieabhängig)
Frage: Wieviel Pulse benötigst du über Lifetime? 10? 1000? 10exp6?
>> So schlau wie ich bin:>> Könnte man das nicht mit einem Mikrowellen Trafo + 2 der 2500v 1> microfarad kondensatoren (auch aus Mikrowellen) erledigen.
Als Spannungsquelle: Ja.
Dennoch benötigst du einen geeigneten impuls belastbaren
Hochspannugnsschalter.
>> Nur wie zum Bauklotz:> 1. Schalte ich das
Damit geht das sehr gut:
http://www.excelitas.com/Downloads/DTS_Triggered_Spark_Gap.pdf> 2. Entlade ich den Kondi über 100 micro s
zumindest größtenteils entlädst Du ihn.
> 3. (Total dämliche Frage die ich nur bestätigt haben will um sicher zu> gehen) fließen dann in dem Leitenden Medium (Wasser mit salzen) auch> wirklich 50 A?
Kommt auf den Elektrodenabstand an bei 1500V.
Prinzipiell ist da sogar > 100A möglich
(Ist der Widerstand von Wasser überhaupt relevant in
> diesem fall?)
Oh ja. 0.3% NaCl oder ähnliches sind da SEHR hilfreich :)
>> Studiere Biotechnologie... bin zwar nicht blöd und auch nicht> ungeschickt... aber bei den Feinheiten haperts dann doch noch> ordentlich.
Was wird es denn letztlich?
RobertP schrieb:> Feldstärke: 1500 Volt/cm
Oder anders formuliert: 150V/mm.
Die absolute Spannung ist also abhängig vom Abstand der Elektroden und
muss gar nicht unbedingt 1,5kV erreichen.
RobertP schrieb:> Anzahl Pulse pro Ablationssequenz: 90> Pulslänge: 100 μs> Pause zwischen den Pulsen: 100 bis 1000 ms> Feldstärke: 1500 Volt/cm> Stromstärke: ca. 50 A (gewebe- und geometrieabhängig)
75KW_Puls; 75W_mittel
Jetzt brauchst Du nur noch einen Kondensator der so groß ist das während
100us die Spannung ausreichend konstant für Deine Zwecke bleibt.
Das kann je nach Anforderungen absurde Maße annehmen.
> Könnte man das nicht mit einem Mikrowellen Trafo + 2 der 2500v 1> microfarad kondensatoren (auch aus Mikrowellen) erledigen.
Im Prinzip schon ...
MW Trafos sind Streufeld-Trafos.
Bei Belastung brechen die stark ein.
>> Nur wie zum Bauklotz:> 1. Schalte ich das
Geldfrage ... http://www.behlke.com/ bietet das rundum sorglos Paket
> 2. Entlade ich den Kondi über 100 micro s> 3. (Total dämliche Frage die ich nur bestätigt haben will um sicher zu> gehen) fließen dann in dem Leitenden Medium (Wasser mit salzen) auch> wirklich 50 A? (Ist der Widerstand von Wasser überhaupt relevant in> diesem fall?)
I= U/R, wenn das die Frage war...
> Studiere Biotechnologie... bin zwar nicht blöd und auch nicht> ungeschickt... aber bei den Feinheiten haperts dann doch noch> ordentlich.
Ich habe schon Impulsprüfplätze gebaut (20KV / 300W im mittel) und ich
rate Dir dringend dazu Dir fachlich sehr fundierte Hilfe zu suchen.
Bei 1500VDC + fetten Kondensatoren hast Du keine zweite Chance für einen
Fehler. Du bist dann Tot oder überlebst mit schweren Verbrennungen und
bleibenden Nervenschäden.
Alleine die Nebeneffekte der Impulsphysik werden Dich in den Wahnsinn
treiben.
Wir mussten damals den kompletten Aufbau unseres 20KV Testers mit
induktionsarmen Kondensatoren und koaxialer Leitungsführung aufbauen um
die benötigte Flankensteilheit zu bekommen.
Definiere möglichst einen Puls der mit einem geladenen Kondensator +
kompletter Entladung über den Testling auskommt.
Dann reicht ein einfacher 2,5KV Thyristor zum schalten.
Aktiv abschalten wird ohne Behlke HV-Switch (Mosfet) kein Spaß.
Je genauer Du die Spannung während des Pulses konstant halten willst, um
so komplizierter wirds.
Excessive Elektroportion.
Ich möchte eine Durchflusszelle/-kammer bauen. In dieser sollen im
vorbeifließen alle Zellen, egal welcher form, irreparabel geschädigt
werden ohne das Medium zu erhitzen.
Hierbei orientiere ich mich an einem verfahren aus der Chirurgie.
Ich gehe davon aus das meine Werte etwas overkill sind... aber das muss
man halt testen.
Dieses bedeutet aber auch das Flankensteilheiten etc. nicht so relevant
sind. Auch die Frequenz und Dauer müssen getestet werden.
Die Elektrolyse wird Dir aber das NaCl zu Natriumhydroxyd und Chlor
umbasteln.
EDIT: Ausserdem jede Menge Knallgas. Wasserstoff + Sauerstoff = Nicht
gut ..
Die Erhitzung findet trotzdem statt.
Ob 75Ws Dauerleistung oder 75KW für 100µs mit 10Hz, spielt da keine
große Rolle.
Hohe Pulsleistung hilft die Wärme lokal zu halten, weil sie keine Zeit
hat sich auszubreiten.
Bei in Wasser gelösten Zellen wird das bei weitem nicht so gut
funktionieren wie bei einem fleischigen Gewebe mit sehr begrenzter
Wärmeleitfähigkeit.
Wenn es Dir um die Schädigung lebender DNA geht, könnte UVC was für Dich
sein.
254nm werden direkt von der DNA absorbiert und verursacht in
Sekundenbruchteilen Schäden.
254nm LEDs sind ziemlich unbezahlbar und selten.
280nm funktionieren auch, nur weniger effizient.
Ich würde UVC Röhren dafür nehmen wie sie in der Wasseraufbereitung,
auch in Aquarien, eingesetzt werden.
Billig und Leistungsstark.
Strom und lebende Zellen, das klingt so leicht nach Frankenstein
Mit MOT (Mikrowellentrafos) kann man auch gut Blitzentladungen erzeugen.
Da ist dann auch einiges an UV-Strahlung dabei.
zum Abtöten der Zellen eignet sich bestimmt
auch direkt der Strom aus den MOT :]
Elektroporation passiert nicht durch die wärme sondern durch die
ladungsänderung in der Zellmembran (unter anderem). Ich will das gewebe
ja nicht Kautarisieren.
UV licht bei 10en von Litern trüber flüssigkeit wird schwer. Zusätzlich
ignorieren das UV licht viele Aerobe Bakterien.
Ich kann nicht garantieren das die Elektroporation bei allen MO
funktioniert.. aber man könnte es ja probieren.
Ich würde ja nen bischen Geld in die hand nehmen um so etwas zu bauen.
Ich wollte nur erst mal grob wissen ob mein Ansatz für einen Testansatz
ok ist.
Bis jetzt klingt es so als ob es primär am schalten nach dem Kondensator
hapert. Hierfür muss wohl eine Professionelle Lösung her. Wenn der
Kondensator zu schnell den geist aufgeben sollte... werde ich mich dann
wohl um was besseres kümmern.
Für den Anfang brauchst Du nicht viel Geld.
Im Wesentlichen benötigst Du eine Hochspannungsquelle und einen
Kondensator mit 'ausreichend' Ladung und einen 2,5KV Thyristor.
(z.B.
https://www.digikey.de/product-detail/de/ixys/MCO50-16IO1/MCO50-16IO1-ND/1652873)
Das Laden kann ruhig lange dauern, der Kondensator wird nach Zündung
komplett entladen, der Thyristor sperrt erst wieder wenn kein Strom mehr
fliesst.
Für proof of concept brauchst Du eine Probe und eine Entladung.
Der Energieinhalt lässt sich über Kapazität und Spannung variieren.
C=I*t/U, liegt also bei um und bei 4uF
Schwierig werden schnelle Pulsfolgen, Rechteckimpulse etc.
Brauchst Du aber erstmal alles nicht.
Wenn die Pulsfolgen nicht zu häufig kommen und Deine Anforderungen an
den Flankenanstieg moderat sind, reichen Elkos mit Symetrierwiderständen
in Reihenschaltung.
Der ESR führt erst bei Dauerbelastung zu einer Erwärmung die den Elko
aufkocht.
Denk an Deine persönliche Schutzausrüstung.
Bei der Energie zerplatzen im Fehlerfall die Halbleiter wie
Splitterbomben.
Schutzbrille tragen.
So bald die HV Erzeugt wird, Finger weg vom Testaufbau.
Die Symetrierwiderstände über den Elkos entladen die auch wenn die
Pulsauslösung nicht geklappt hat.
Zeitkonstante ermittelt, warten bis die leer sein müssten,
Spannungsfreiheit feststellen bevor Du einen potentiel geladenen
Kondensator anfasst.
Kabelführung Hin / Rück dicht zusammen.
So heben sich die Felder weitestgehend auf und die Induktivität bleibt
niedrig.
RobertP schrieb:> Danke. Werde mich dran halten. Werde dafür das Elektrotechnik> Labor der Uni nutzen. Die haben wohl alle nötigen Schutzmaßnamen.> Vielen dank nochmal.
Solltest Du in der Nähe von Stuttgart wohnen, kannst du zum Test Mal
meinen HV Pulsgenerator ausleihen. Die Daten passen ganz gut zu deinen
Angaben.
Wenn es um Zellen geht, reicht doch ein Elektrodenabstand von 0,1 mm
oder weniger. Dann erreicht man die gewünschte Feldstärke auch ohne
lebensgefährliche Spannungen und Leistungen im kW-Bereich.
● J-A V. schrieb:> Strom und lebende Zellen, das klingt so leicht nach Frankenstein
Vielleicht sollen wir dem TE ja eine Anleitung zum Bau
eines elektrischen Stuhls geben.
RobertP schrieb:> Feldstärke: 1500 Volt/cm
Plattenabstand 10um -> dann genügt bereits eine 1.5V Batterie
RobertP schrieb:> Anzahl Pulse pro Ablationssequenz: 90> Pulslänge: 100 μs> Pause zwischen den Pulsen: 100 bis 1000 ms
Einfacher Mosfet zum schalten
RobertP schrieb:> Stromstärke: ca. 50 A (gewebe- und geometrieabhängig)
Okay viele Batterien parallel
RobertP schrieb:> (Total dämliche Frage die ich nur bestätigt haben will um sicher zu> gehen) fließen dann in dem Leitenden Medium (Wasser mit salzen) auch> wirklich 50 A?
Kann schon sein. Dabei entsteht allerdings auch verdammt viel
Wasserstoff, Sauerstoff und wenn NaCl das Salz deiner Wahl ist auch
Chlorgas.
RobertP schrieb:> Nein ich will niemanden Grillen ;)hinz schrieb:> Vor 1500V Gleichspannung mit hoher möglicher Stromstärke haben selbst> Elektroniker ziemlichen Respekt.
Wenn du weiterhin Biotechnologie studieren möchtest, dann verwende einen
Plattenabstand von <0.3mm. Dann genügt eine Spannung von 50V. Diese
kannst du z.B. mit einem Labornetzgerät erzeugen, in einem Kondensator
speichern und diesen über MosFet über das Wasser entladen.
Wieder eines von diesen Projekten welches nie umgesetzt wird...
MiMa schrieb:>> Kann schon sein. Dabei entsteht allerdings auch verdammt viel> Wasserstoff, Sauerstoff und wenn NaCl das Salz deiner Wahl ist auch> Chlorgas.
Nein, Chlorgas ist da vernachlässigbar weil der TE pulst:
>> Anzahl Pulse pro Ablationssequenz: 90>> Pulslänge: 100 μs>> Pause zwischen den Pulsen: 100 bis 1000 ms
Daher meine erprobte Empfehlung, es mit 0,3% NaCl Lösung zu versuchen.
Ebenso ist H2 und O2 vernachlässigbar.
Das gepulste Verfahren ist seit mehr als 25 Jahren in der anderen
Bereichen erfolgreich verfügbar und genutzt,
z.B.
https://www.storzmedical.com/disciplines/urology/lithotripsy-database-blog/database/entry/li-g-et-al.html
(dort mit hohen Spannungen bis über 20 kV) oder deutlich niedirge
Spannunge hier:
https://www.ntisurgical.com/products/lithotripsy
und noch niedriger dort:
walz-el.de mit deutlich niedrigeren Spannungen
MiMa schrieb:> Einfacher Mosfet zum schalten
Zeig mit einen MosFet mit >1500V / >50A, dann bin ich da total bei Dir.
Das Problem beim Mosfet ist auch das Abschalten.
Schon relativ kurze Kabel bauen eine so hohe Induktivität auf das es
nicht trivial ist einen 50A Puls abzuschalten, wenn schon die
Betriebsspannung 1500V Beträgt.
Auch das Durchfahren der Kennlinie um 50A abzuwürgen ist ein echter
Spaß, da Fliegen die Fetzen.
Thyristoren sind extrem Pulsbelastbar, überleben die Überkopfzündung bei
Spannungsspitzen und sperren selbst wenn die Show vorbei ist.
Wenn ich den TO richtig verstehe, geht es im 'Endausbau' um relativ
große Durchflussmengen.
Ob 1500V / 50A realistisch sind kann ich nicht bewerten.
Ich kann ihm nur Ratschläge geben wie er diese Energie schalten kann
ohne sehr viel Geld in die Hand zu nehmen oder massig Know How
aufzubauen um das selbst zu entwickeln.
Andrew T. schrieb:> Nein, Chlorgas ist da vernachlässigbar weil der TE pulst:
Okay, wieder was gelernt.
Aus Interesse:
Ab welcher Pulslänge setzt die Elektrolyse bzw. NaCL Aufspaltung ein?
Michael K. schrieb:> MiMa schrieb:>> Einfacher Mosfet zum schalten>> Zeig mit einen MosFet mit >1500V / >50A, dann bin ich da total bei Dir.> Das Problem beim Mosfet ist auch das Abschalten.> Schon relativ kurze Kabel bauen eine so hohe Induktivität auf das es> nicht trivial ist einen 50A Puls abzuschalten, wenn schon die> Betriebsspannung 1500V Beträgt.> Auch das Durchfahren der Kennlinie um 50A abzuwürgen ist ein echter> Spaß, da Fliegen die Fetzen.
Der TO will ja gar keine 1500V sondern 1500V/cm. Deshalb mein Vorschlag
auf 100um zu reduzieren. Dann muss man nur 15V/50A schalten ;-)
MiMa schrieb:> Dann muss man nur 15V/50A schalten ;-)
Man muß auch noch den Widerstand der Zuleitungen und Nadeln mit
einberechnen. Schon an nur 1Ω fallen bei 50A 2,5kW ab.
Leistung läßt sich nicht überlisten, sie setzt sich immer in Wärme um.
Mal zum Vergleich, an einer nur 100W-Glühlampe kann man sich böse die
Finger verbrennen.
Wiki-Einträge sind zwar oft recht informativ, aber nicht in Stein
gemeißelt. Es kann da auch gerne der größte Nonsens drin stehen. Man
sollte daher immer auch mehrere andere Quellen gegenlesen.
Peter D. schrieb:> MiMa schrieb:>> Dann muss man nur 15V/50A schalten ;-)>> Man muß auch noch den Widerstand der Zuleitungen und Nadeln mit> einberechnen. Schon an nur 1Ω fallen bei 50A 2,5kW ab.
Ich denke nicht, dass er 50A über Nadeln leiten will. Dafür wird er
große Platen verwenden müssen.
1Ohm?? Das ist eine völlig fiktive Größenordnung bei diesen Strömen.
Mosfet, welche diesen Strom überhaupt aushalten, liegen im Bereich
wenier mOhm. Dazu noch dicke Kabel.
Bei 10mOhm bleiben noch 25W übrig. Auch an dieser Glühbirne kannst du
dir die Finger verbrennen - Trotzdem kein Problem zum kühlen.
Traurig wie manche in diesem Forum immer versuchen andere als dumm
darzustellen, obwohl sie gar nichts über die Person wissen.
MiMa schrieb:> Traurig wie manche in diesem Forum immer versuchen andere als dumm> darzustellen, obwohl sie gar nichts über die Person wissen.
Gemach gemach, das war einfach nur die Anmerkung das 1Ohm schnell
erreicht ist und man den Spannungsabfall mit einberechnen muss.
Eine technisch völlig korrekte Anmerkung ohne persönliche Angriffe.
Nach Deiner Logig könnte man auch Dir vorwerfen das Du den TO für dumm
hälst das er nicht darauf gekommen ist eindach den Elektrodenabstand zu
verringern.
Hat niemand, macht niemand, aber man könnte, wenn man auf Krawall
gebürstet ist.
