Свежие комментарии

Радиолампы — геттер

Радиолампам нужен вакуум. Вакуум высокий, и как только в колбе со временем собираются газы — вспыхивает разряд и радиолампа превращается в неонку.

Есть ли способ, который позволяет собирать оставшиеся при откачке газы и в процессе работы так же собирать накапливаемые? Есть. Способ простой со странным названием — геттер…

getter«Геттер» — слово немецкое и означает «поглощать». В данном случае — поглощать газы.
Если мы возьмем в руки радиолампу, мы как правило увидим сверху зеркальную поверхность. Это и есть геттер.

То есть — это геттер уже активированный.
А на заводе — это тонкая полоска металлической фольги длиной 8-10 мм, которая прикрепляется к электродам.
После откачивания воздуха и герметизации радиолампы и происходит эта самая активизация — через эту полоску пропускают СВЧ ток, в результате чего она просто испаряется и металл оседает на внутреннюю стенку лампы в виде такого вот зеркала.

Тут происходит две вещи.
Во-первых, при испарении атомы раскаленного металла захватывают остатки газов из колбы радиолампы. В результате вакуум заметно повышается. До изобретения геттера обязательно добивались высокого вакуума порядка 10-6 — 10-8 мм. рт. ст. После его введения можно было делать 10-4 — 10-5, а уже остальное добивал геттер.

Кроме того — полученная металлическая пленка имеет способность собирать газы, которые проникают в лампу или вырабатываются из горячих деталей. При этом — геттер меняется. Он становится более прозрачным, покрывается пятнами и разводами. Поэтому долго работающую в тяжелых режимах лампу можно визуально отличить от новой.


bitayalampaНо и это не все! При разгерметизации геттер окисляется и превращается из зеркально-черного в белый налет, как на картинке слева. То есть разгерметизованная лампа легко отличается визуально.

Собственно, остается один вопрос — а из каких металлов делается геттер?
Конечно, разные металлы по разному поглощают газы. Собвственно, поглощают газы только два металла — барий и магний, из них и делают геттеры. Хотя чистый барий почти не применяется — используют его соединения с торием, титаном или алюминием. Есть даже такая смесь, как железо-барий-магний.
Если взять в руки готовую радиолампу и посмотреть на зеркало, то можно определить — барий в геттере или магний. Бариевый геттер имеет темное зеркало, а магниевый чуть более светлое.
Если смотреть по характеристикам — то барий много лучше. Магний поглощает только кислород, азот и углекислый газ, а барий — все газы, кроме инертных. При этом объемы поглощения у бария заметно больше.
Весь плюс магния — только в дешевизне, а в случае попаданца он может стать единственно доступным.

Вообще, визуальное определение неисправностей в электронике для современного микрочипового мира выглядит по крайней мере забавно.
Но это работало — достаточно было проверить геттер и проследить, работает ли накал, и о работоспособности лампы можно было много чего сказать (хотя варианты, как всегда, были). Для микросхем же я знаю только одно визуальное определение неисправности — называется «танкисты повылазили», это когда крышка микросхемы разрывается и оттуда валит дым…

44 комментария Радиолампы — геттер

  • dan14444

    //Магний поглощает только кислород, азот и углекислый газ, а барий — все газы, кроме инертных.//

    Это какие-такие? Метан чтоль? 🙂

    \\При этом объемы поглощения у бария заметно больше.\\

    На единицу массы — точно наоборот. На моль — одинаково.

    \\ Собвственно, поглощают газы только два металла — барий и магний\\

    Жуть. Жуткая жуть.

    Кислород с углекислотой поглощает всё что ни попадя, их же и азот — к примеру литий (и куда активнее, чем…).

    Ну а для попаданца интересный геттер — это негашёная известь в сочетании с заполнением полости водяным паром (читай откачка водоструем).

    • kraz

      Я не знаю что и как поглощается «вообще», но в справочниках по радиолампах именно эта информация. И про откачку лампы водоструем можно забыть — тут наверное, раз шесть разжевывали что и почему. А уж водяной пар в радиолампе… 😀

  • dan14444

    Перечитайте мой пост ещё раз…

    • kraz

      Про откачку водоструем? 😀

      • dan14444

        Про повышение вакуума макро-геттером ПОСЛЕ откачки водоструем. До определяемого термодинамикой реакции СаО-Са(ОН)2 фактически (ну да, в тех 12мм рт. будут и следы азота.. но именно следы). Так понятнее?

        • kraz

          До фени.
          Электронным лампам нужен высокий вакуум, который никаким водоструем не получить.
          Соответсвенно, и мучить геттер после водоструя смысла ноль.
          Галучку «вакуум» в реальности не поставить, потому как аналоговое все…

          P.S. Смотрите по тегу «вакуум», тут много статей, уже все перетирали.

  • dan14444

    Повторяю ещё раз, медленно — водоструй это первая ступень откачки. Высокий вакуум даёт геттер, за счёт специфики газового состава после водоструя. Если и так непонятно — то сдаюсь, объяснятельные способности иссякли.

    • kraz

      Отвечаю еще раз.

      После водострую геттер применять незачем — геттер имеет смысл только после окончательной откачки. Все статьи есть на сайте. Если не читали — не повторяйте.

    • bravissimo

      Насчет Вашей приверженности к водосструю.
      В принципе почему нет, вот только ежели не хоцца связываться с другими насосами второй ступени придется пользовать нечто типа орбционного. К примеру на охлаждаемом активированном угле. Но тут имхо без жидкого газа максимум что достигнете это минус 70 град жидкой\сухой углекислоте. 🙂
      Публиковали что достижимый уровень откачки минус 6 достигается стабильно. Но долго. :)))
      Но это уже совершенно другие проблемы.:)))

      • dan14444

        Так «макро-геттер» и выполняет роль сорбционного насоса — одноразового.
        Достаточно, чтобы в лампе ничего кроме водяного пара не осталось (вплоть до пропарки), ну и избыток убрать водоструем.

      • dan14444

        Можно даже двухступенчатый геттер сделать — «макро» для первичного связывания, и испаряемый, с ускоренной кинетикой — для добивания остатков.

        Кстати, был такой детский эксперимент по электролизу через стекло лампочки в расплаве селитры. Даёт натриевое зеркало на внутренней стороне колбы. Восстанавливаемый геттер, аднака — и делается хоть в каменном веке.

        • vashu1

          // детский эксперимент по электролизу через стекло лампочки в расплаве селитры. Даёт натриевое зеркало на внутренней стороне колбы. Восстанавливаемый геттер, аднака — и делается хоть в каменном веке.

          Ток через стекло пропускается? Можно немного подробностей?

          • dan14444

            Берем лампочку, опускаем в расплав натриевой селитры. Подаём напряжение на нить, и её же запитываем как катод. Анод — в расплав.

            В результате — на колбе изнутри нарастает натриевое зеркало.

            Подразумевается натриевое стекло колбы, разумеется.

            Впервые узнал о таком в детстве, из замечательной книжки Ольгина «Опыты без взрывов».

  • dan14444

    В общем, так: я утверждаю что хорошим способом получения высокого вакуума попаданцем является тройка: предоткачка-контроль газового состава-химическое связывание газов. В простейшем варианте — водоструй + СаО.

    Кraz эту идею не понимает/считает бредом.

    Аминь.

    • kraz

      Вообще-то это идея про «тройку» тут расписана чуть ли не в десятке статей.
      Но мы ведь и не читаем, верно?

      А «простейший вариаант» водоструй + CaO отлично для термоса (возможно). Для радиоламп бесполезно, но получим красивый разряд в газе. Поздравляю, вы изобрели неонку.

      • dan14444

        Краз, не перекладывайте своих глюков на других.
        Если свербит выяснить кто чего тут читал — поизучайте обсуждения под релевантными статьями, мы там много чего обсуждали, вплоть до усилительных каскадов в едином вакуумированном корпусе, периодически вскрываемом для обслуживания :).
        А вообще ссылаться на «ликбезные» статьи, которые чистить и чистить, да ещё и без конкретики — в дискуссии не самый сильный аргумент :).

        • kraz

          Да нет проблем! Давайте ссылочку на реальное использование той технологии, что вы тут расписываете. Ну или хотя бы название книги, в которой это все расписывается — вместо «поизучания обсуждения». А то мне умозрительные теории надоели.

          • dan14444

            И штамп «православно» на оболжке? 🙂

            Естественно в РИ это если и применялось, то крайне нишево — в виду достаточного развития машиностроения к моменту, когда начали нормальные лампы делать. Имея каскад из 2-3 насосов — с химическим связыванием в производстве мудрить смысла нет — ну, в большей степени чем в «обычных» плёночных геттерах низкой ёмкости.

            И нет, я сам высокий вакуум хим. связыванием не получал, насосов хватало. Вот загадить его хим. реакцией — сколько угодно :).
            Так что это именно «умозрительная» теория. На этом обсуждение закончим?

    • Aleks A

      А если такой вариант. Колбу с поглотителем CaO заполняем водяным паром. Запаиваем. Вода конденсируется — уже вакуум. СаО поглошает пары воды — глубокий вакуум.
      Поаскольку колба была заполнена водяным паром — других газов в ней нет. Ни кислорода, ни азота ни других.

    • Vpotapov1

      dan14444, у меня к Вам простой вопрос.
      Водоструй уберет только часть неконденсируемых газов (в случае воздуха — после водоструя, помимо паров воды, останутся кислород, азот и немного инертов). Каким образом убирать неконденсируемые газы? Оксидом кальция их не поглотишь.
      Или Вы полагаете, что водоструй оставляет только водяные пары, и после их полного поглощения мы будем иметь вакуум в мм ртути до 10 в степени минус 4 ?
      ну вот, к примеру, ссылка, как типо «в домашних условиях»
      http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?8999-%C8%E7%E3%EE%F2%EE%E2%EB%E5%ED%E8%E5-%F0%E0%E4%E8%EE%EB%E0%EC%EF-%E2-%E4%EE%EC%E0%F8%ED%E8%F5-%F3%F1%EB%EE%E2%E8%FF%F5

      • dan14444

        Дык кучу раз уже писал… СНАЧАЛА замещаем воздух водяным паром (банальная пропарка), ПОТОМ убираем избыток водоструем.

        • vpotapov1

          Чтобы получить сверхмалое количество неконденсируемых компонентов, надо вытеснить весь воздух паром, в том числе и воздух сосуда, в котором происходит кипение с получением пара (что сложновато по многим причинам, хотя бы потому, что воздух будет адсорбирован на стенках сосуда и самой лампы), и сам пар (исходную воду) практически полностью очистить от растворенных кислорода с азотом и прочего.
          Для получения высокого вакуума речь идет об очень маленьких количествах (есть книги по получению высокого вакуума, там есть расчеты вплоть до того, сколько молекул должно остаться в лампе (если утрирую, то немного).
          Я думаю, если начать пробовать, то выплывет еще куча проблем.

          • dan14444

            Стоп-стоп-стоп, у нас нет задачи получить сверхвысокий вакуум, да ещё и отказавшись от металлического геттера 🙂

            Обезгаживание воды — не проблема, после кипячения там практически ничего не остаётся.

            Адсорбированный воздух в прогретом сосуде — это такие копейки, что говорить о них в ситуации, когда нет ртутного насоса — бессмысленно. А при наличии такового — подход уже не актуален, о чём тоже писалось :).
            Да и для ранних ламп сверхвысокий вакуум не актуален.

            Так что не надо тут молекулы считать 🙂

            • Vpotapov1

              Тогда пусть специалисты скажут, какой конкретно вакуум все еще годится для ламп.

              • Vpotapov1

                Я придумал — надо в водоструй подавать вместо воды ртуть.

                • dan14444

                  Садист, аднака! 🙂

                  Начните с масла 🙂

                  • Vpotapov1

                    Про масло я думал, даже у силиконового давление паров великовато

                    • dan14444

                      Кстати, обычный масс-спечный масляный форвакуумник — Эдвардс 30й — даёт без газбалласта 7*10-5 торр, на родном масле. Так что нормально у правильного масла с давлением.

                    • vpotapov1

                      Я посмотрел по силиконовому маслу:
                      — давление при 200°С 1,33*10^(-2) мбар, или 1,33 Па, или 0,01 торр
                      — в другом источнике, при комнатной температуре, давление до 10^(-8) Па

                      Да, силиконовое масло в водоструе точно не создаст помех в виде собственных паров.

                    • vpotapov1

                      http://www.pro-vacuum.ru/obemnye-i-struinye-vakuumnye-nasosy/struinye-nasosy.html
                      вот, кстати, неплохой сайтик по вакуумной технике типа ликбеза, там есть и водоструй (предел обозначен в 10 торр), и пароструй (предел 0,3 торр).
                      Я полагаю, если как следует погрузиться в тему, станет понятно, почему все-таки предварительная пропарка не даст того, чего Вы ожидаете.
                      Я же пока не имею возможности погрузиться.

                    • dan14444

                      Вот только ликбеза тут и не хватало :))

                      А по давлению паров — как я уже писал, на силиконовом масле возможно 7*10-5 торр. Что соответствует давлению паров.
                      Масло маслу рознь, разумеется.

                      Другое дело, что решившим делать водоструй на масле — потребуется текучее масло, и с давлением паров там будет печальнее. Да и вообще водоструй на масле — изврат. Поскольку зацикленный водоструй — обычного форвакуумника не сильно проще.

              • dan14444

                Дык есть в теме, с привязкой к времени работы даже. От 10-3 torr для вакуумных, для газонаполненных — ышшо проще.

                Учитывая, что для попаданца натриевый геттер второй ступени сделать элементарно электролизом через стекло — не проблема ни разу.

                А если сделать литиевое стекло для колбы, то наверно и азот убрать можно, тогда вообще лимит по одному аргону будет.

          • dan14444

            Основная ожидаемая проблема — СаО должен жить в холодной области, иначе связывание будет заметно обратимым. Т.е. для миниатюрных ламп — только в отпаиваемом отсеке, что ещё придавит кинетику. А вот для «кастрюль» на весь каскад (обсуждались) — вполне удобно.

  • Oleg_P

    Гетер лучше не из полоски фольги делать, а из проволоки. Можно ее колечком свернуть, что бы контур был и поместить сверху цоколя, потом индукционно колечко нагреть до испарения. Или кольцо из другого метала покрыть требуемым и его греть индукцией.
    Мы в лабе делали вакуумные напыления, но другим методом, для внутри лампового он не подойдет.

    И да вакуум там нужен не тот что можно хим поглощением сделать. 🙂 Сначала форвакуумный насос, потом что нибудь тонкой очистки и желательно с жидко-азотной ловушкой. Где бы там надыбать турбо-молекулярный насосик. Придется что-то диффузионное городить. Для лампы в принципе -5 степени торр уже хватает, но лучше выше — характеристики лампы будут выше.

    И лампы тогда делать стержневые, как только будет возможность.

    • dan14444

      \\индукционно колечко нагреть до испарения\\

      Да не нужно (точнее совершенно не обязательно) геттер в зеркало пылить. Зеркало — это финтифлюшки с диагностикой, ну и кинетика. А так — просто наличие непассивируемой проволоки достаточно.

      \\И да вакуум там нужен не тот что можно хим поглощением сделать. 🙂 \\

      А вот это ниоткуда не следует. Ограничения — термодинамика и следы инертных газов. Константы разложения смотрим и про термодинамику забываем. Остаётся обеспечить заполнение чем-то, где аргона мало. Водяные пары — удобны.

      Не забываем, что речь не об электронном микроскопе, скажем, а о запаянной навсегда колбе. Высокий вакуум там можно месяцами набирать.

      • Oleg_P

        Если мне не изменяет память то там в технологии во время испарения нагревом тоже какая-то часть остатка газа поглощается.

        Честно говоря я никогда вакуум хим поглощением не делал и в работе не сталкивался, у нас были обычные лабораторные насосы двух и трех ступенчатые, разного типа. Ну и азотные ловушки для паров масла конечно.
        Эксперименты бывали и по несколько дней. И гудение насосов было обычным делом. 🙂 Как и вечно стоящие под ногами дюары с азотом и иногда с гелием.
        Единственная самоделка — вакуумный прибор, что мы делали еще в студенческие годы, это было примитивная электронно лучевая трубка, да и то она была для тестов разных люминофоров и была не запаянной, то есть работала при включенных насосах. Но с лампами теми, что радио мы на практикумах дело имели, именно снятие ВАХ ну и расчет эмиссии.
        Давно это было…
        Но особо сложного там конечно нет если просто нужна лампа усилитель, для низких и средних частот, вот с высокими сложнее. 🙂 Хотя лампу с более менее приличными характеристиками на коленке не сделаешь, тут лаба-мастерская нужна и вдумчивая работа профессионального коллектива.

        • dan14444

          Поглощение испаряемым металлом — это тоже кинетика, вещь полезная но не необходимая.

          А в лаборатории ессно насосы включены — соединений много, и они текут. Хотя та же пылилка у меня вакуум сутками держала без проблем…

  • изолятор

    Оживим тему..
    Прочитал мысли про испаряемый металл — бред, вакуум для того и нужен, чтобы электроны летели, а не бомбардировали взвеси всякие.

    • kraz

      Геттер выгорает ДО того, как электроны полетят. Это, собственно, подготовка к полету.

  • Nashlab

    Геттер не выгорает а так и продолжает работать так как нити накала оксидные в том числе и на CaO который при нагреве выделяет атомы кислорода и следовательно геттером быть не может.

    Геттер как правили располагают вне зоны арматуры лампы и если нет твч для активации (индукционный нагрев) очень часто или располагали на держателе нити (если тот выходит за арматуру лампы) или держатель представлял проводник на который подавалось напряжение для активации(разогрева) потом штыри откусывали или не откусывали (лишние пустые ножки в цоколе и в некоторой справочной информации упоминание что лампу можно немного востановить)
    для примера — Зайцев В.А., Третьяков В.А. Срок службы радиоламп (1966).

    Теперь про вакуум — так называемый высокий вакуум начинается от 10-3 мм. р. ст., в справочниках часто написано 10-7 10-8 степени но и как правило имеется фраза что «достигает» а реально от 10-5 до 10-6 (согласно технологическим картам ламповых заводов).

    Причем откачкой достигались значения от 5*10-3 до 10-3 а остальное добивалось активацией геттера.

    Далее опять про высокий вакуум — если много читать про лампы и срок их жизни (много читать — более 150 как справочников так и нет, не считая журнальных публикаций) то можно вывести следующее: лампы начала века 5*10-3 срок жизни 100 часов (и вот в публикациях того времени как раз что высокий вакуум 10-3), далее 10-3 срок жизни 500 часов, 10-4 срок жизни 1000 часов, 10-5 срок жизни 5000 часов, 10-6 срок жизни 10000 часов.

    Исходя из этого можно подобрать технологию откачки и оборудование, например насос Комовского обеспечивает вакуум 0,3 — 0,1 мм. р. ст. а роторно поршневой одноступенчатый 5*10-2 мм. р. ст. , но есть и еще кое что….

    • dan14444

      > в том числе и на CaO который при нагреве выделяет атомы кислорода и следовательно геттером быть не может

      Некропост, но поскольку возражение осмысленное — отвечаю:

      Может, вполне может — с следующими ограничениями: (1) прогретая колба заполнена водяным паром, кислорода и т.д. уже нет и (2) СаО располагается в холодной зоне лампы (т.е. работает только для попаданческих монстров с кастрюлю размером, обсуждались отдельно). Либо используется для газонаполненных ламп.

      И ессно, с появлением приличного насоса (напр. ртутного) и соединений — такие ухищрения теряют смысл. Но сделать такой насос может оказаться сложнее, чем несколько вышеописанных ламп.

  • Тарас

    Вы всерьёз считаете, что попаданец может на коленке лампу сделать? А где он тот самый магний возьмёт и как в фольгу раскатает? Тем более барий? А стекло для баллона он тоже сам сварит? А запаивать будет, надев скафандр? Ну как бы тогда добавляем вопрос строительства достаточно прочной камеры. И сам электростанцию построит, чтоб все эти лампы питать? Или багдадскую батарейку размером с олимпийский бассейн? И все нормальные люди давно давление в Паскалях меряют, а не микронами ртути. Я ещё понимаю попаданческий арифмометр, да и то не электромеханический, а чисто механический. А самая попаданческая лампа делается так: попадаем в Энакина, улетаем в космос, надеваем скафандр, лезем в шлюз, открываем внешний люк и там силовой ковкой.

  • bravissimo

    Все так, только трошечки не так.
    Насчет стекла.По идее пойдет любое.
    Про магний барий конечно, вот тока ежели добраться до них твч не обязательно, достаточно просто греть отдельной нитью. Щас так нередко делается. Маний хорош тем чтто связывает азот.
    Про материалы и вакуум, перво наперво сойдет и что в наличии будет. Я намекаю на газонаполненные лампы, в частности на парах ртути. Такие пользовали по крайней мере до 20-х годов.

    Минус — нестабильны, решалось оттянутым носком с навеской амальгамы. Тупо подогревалось на спиртовке для восстановления давления ртути. Малый частотный диапазон. На КВ не потянут.:)
    Шумность, заметно бОльше чем у вакуумных.
    Вообще-то ежели верить публикациям разработка (скорее освоение в силу очевилных технологических трудностей) промышленных высоковакуумных ламп началась именно из-за их нестабильности и невоспризводимости параметров. До ограниченного частотного диапазона как бы тогда дела не было.

    Плюс — все ионные приборы имеют намного бОльшее усиление. Также рабочее давление намного выше по сравнению с вакуумными.

  • bravissimo

    Да, еще один плюс газовых ламп. Не надо проводить твч отжиг арматуры собранной лампы при откачке для обезгаживания. :))

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>