Klucz lampowy

[ballasttube]

Witam.
Kiedyś trafiłem w internecie na ciekawy i archaiczny układ do pomiaru wysokich napięć kilowoltowych
przy pomocy lampy. Lampa, na rys.-trioda, musiała wytrzymywać tyle kV, ile się chciało zmierzyć, a pomiar
wys.napięcia odbywał się pośrednio i podobno bezpiecznie poprzez pomiar prądu siatki miernikiem
wychyłowym.
Układ mi w międzyczasie zniknął, a był kiedyś za friko. Teraz wygląda na to,że jest płatny.
Chodzi mi po głowie,ale się przy tym nie upieram,bo sprawa jest stara, że może on być autorstwa
pana Schmitta, tego od przerzutników.
Czy Koledzy może wiedzą, o który to układ chodzi?
Był opisany po niemiecku jako Roehren-Voltmeter, ale przed tymi słowami był jeszcze jakiś dodatkowy
określnik.
Pozdrawiam Kolegów.
Jacek

[szalony]

Czy chodzi o to?

Luke C. Yuan, A Precision High Voltage Vacuum‐Tube Voltmeter, Rev. Sci. Instrum. 19, 450–452 (1948)

https://doi.org/10.1063/1.1741294

[ballasttube]

PT Kolega "Szalony":
myślę, że jesteśmy blisko sprawy.
Tak sądzę na podstawie przeczytanego opisu.
Wersja przeze mnie widziana miała inny rysunek,
uproszczony układ.
Będę próbował ponownie go znaleźć.
Pozdrawiam uprzejmie.
Jacek

[fuki]

Spróbuj pracy z dodatnim napięciem siatki i/lub ekranu.

Z dodatnim napieciem na siatce jestem w stanie uzyskać 1mA prądu anody przy 1,6mA prądu katody, te 0,6mA płynie przez siatkę przy +4V na niej więc straty mocy 2,4mW na niej chyba nie powinny jej mocno grzać.
Maksymalny prąd anody to 1,6mA, zastanawiam się jak duży może być prąd katody i siatki.

Zachodzić może elektroliza szkła (to daje te ciemna zacieki na używanych lampach odchylania)

Chyba widziałem jak to wygląda.

Np. mierząc prąd jonowy siatki.

Jakiego rzędu prąd należy uznać za duży/mały?

]Ja bym zrobił brutalny test - rozgrzał anodę i podłączył lampę (oczywiście z rozgrzaną katodą i odpowiednio dużym ujemnym napięciem siatki, blokującym lampę) przez duży opornik pod 10kV + margines bezpieczeństwa - jak w lampie nie nastąpi wyładowanie to uznałbym próżnię za wystarczająco dobrą.

Rozgrzanie anody z powodu że zwiększa emisję gazów, czyli żeby zrobić najgorszy przypadek?

[Ola Boga]

Maksymalny prąd anody to 1,6mA, zastanawiam się jak duży może być prąd katody i siatki.

Anodę limituje moc admisyjna, ewentualnie napięcie. Maksymalny prąd dotyczy raczej katody. Jeżeli został podany jako anodowy, to pewnie przez założenie, że siatki nie pobierają prądu.

[Michal_Pol]

Czy aby na pewno musisz kluczować to wysokie napięcie? Może łatwiej będzie kluczować niskie i podwyższać transformatorem?

[atom1477]

Z dodatnim napieciem na siatce jestem w stanie uzyskać 1mA prądu anody przy 1,6mA prądu katody, te 0,6mA płynie przez siatkę przy +4V na niej więc straty mocy 2,4mW na niej chyba nie powinny jej mocno grzać.

Ważniejsze jakie masz wtedy napięcie "nasycenia" A-K.

A poza tym to raczej się skup na napięciu ekranu. To on głównie limituje prąd (i przy okazji zwiększa spadek napięcia A-K).
Czyli siatka na 0V, a ekran na jakieś 10...50 V.
Ale przy okazji Ci też wtedy znacznie wzrośnie ujemne napięcie siatkowe wymagane do zatkania lampy (może być poniżej -100 V).
Czy to będzie dla Ciebie problem to już sam zdecydujesz.
Jeżeli będzie, to możesz jechać na dwa baty.
1. Zatkanie lampy: S = -10 V, E = 0 V.
2. Otwarcie lampy: S = 0 V, E = 50 V.
Czyli modulować obie elektrody, a nie tylko jedną.
Te 50V jest tylko przykładowe. Może zadowalające efekty uzyskasz już przy np. 10 V.

[fuki]

Czy aby na pewno musisz kluczować to wysokie napięcie? Może łatwiej będzie kluczować niskie i podwyższać transformatorem?

Robiłem, za długo to trwa.Nawet jak narastanie zrobię szybkie, to później trzeba by czymś kondensatory za przetwornicą rozładować.

To co robię to sprzęt do prac badawczych, na tym etapie nie szukam rozwiązania na skróty i szybko, bo takie już opracowałem, np szeregowe łączenie MOSFETów z SiC. Szukam rozwiązań gdzie mogę osiągnąć parametry, które do tej pory nie były osiągalne w moich kontrukcjach. Także nie przeraża mnie robienie izolowanych zasilań z izolacją 10kV do żażenia itp, już zrobiłem taką przetwornicę. Lampy mają tą przewagę nad tranzystorami SiC że mają mniejsze pojemnosci więc łatwiej szybko zmieniać napiecie, o krzemie nawet nie mówię.
To co piszę może wyglądać trochę chaotycznie, bo w jednym układzie mam milisekundowe impulsy i innym 100ns w jednym 2kV w innym 10kV, ale każde rozwiązanie gdzieś może się przydać. Zacząłem poznawać technikę lampową, ze strony praktycznej, równocześnie z rozpoczęciem tego wątku, także wielu rzeczy jeszcze nie wiem o lampach i jestem wdzięczny za każdą informację.

Z dodatnim napieciem na siatce jestem w stanie uzyskać 1mA prądu anody przy 1,6mA prądu katody, te 0,6mA płynie przez siatkę przy +4V na niej więc straty mocy 2,4mW na niej chyba nie powinny jej mocno grzać.

Ważniejsze jakie masz wtedy napięcie "nasycenia" A-K.

Zapomniałem napisać, test robiłem przy 1kV, wiec jest to postęp w stosunku do 4kV.

Pomierzyłem lampę 6E15P ta jest idealna ale do 5kV, spadek napięcia 100V przy 35V na S2 i -2V
Zaskoczyły mnie trzy właściwości.
Najniższe napięcie "nasycenia" jest przy -2V na S1 dla >0V na S1 jest tylko gorzej (170V dla 0V).
Bez napięcia na S2 i S2 (0V) prąd anodowy w tej lampie jest bardzo mały, wiec te kilkadziesiat woltów muszę podać.
Przy 35V na S2 prąd drugiej siatki jest bardzo mały, jakieś dziesiątki uA.

A poza tym to raczej się skup na napięciu ekranu. To on głównie limituje prąd (i przy okazji zwiększa spadek napięcia A-K).
Czyli siatka na 0V, a ekran na jakieś 10...50 V.
Ale przy okazji Ci też wtedy znacznie wzrośnie ujemne napięcie siatkowe wymagane do zatkania lampy (może być poniżej -100 V).
Czy to będzie dla Ciebie problem to już sam zdecydujesz.
Jeżeli będzie, to możesz jechać na dwa baty.
1. Zatkanie lampy: S = -10 V, E = 0 V.
2. Otwarcie lampy: S = 0 V, E = 50 V.
Czyli modulować obie elektrody, a nie tylko jedną.
Te 50V jest tylko przykładowe. Może zadowalające efekty uzyskasz już przy np. 10 V.

Będę próbował, ale pierwsze pomiary nie były zachęcające, zaczynając ten wątek nie wiedziałem jak dokładnie ten ekran wygląda, po zakupie lamp przyjrzałem się, co jest w środku, widać że najbardziej to on wpływa na pole z boku i z tyłu katody, gdzie pole elektryczne anody nie sięga.

[Ola Boga]

po zakupie lamp przyjrzałem się, co jest w środku, widać że najbardziej to on wpływa na pole z boku i z tyłu katody, gdzie pole elektryczne anody nie sięga.

Może w takim razie to coś na kształt płytek wiązkujących i dosłownego ekranu (nie siatki ekranującej z tetroody), czyli rzeczywiście najlepiej trzymać tam 0V.

[tszczesn]

Np. mierząc prąd jonowy siatki.

Jakiego rzędu prąd należy uznać za duży/mały?

W sumie to nie wiem jakie wartości tu być powinny, bo katalogowe pewnie tu nie mają zastosowania. Głównie chodzi mi o to, żeby w lampie nie powstało żadne wyładowanie. W sumie - można podać na siatkę napięcie zatykające, np. -100V, na anodę te 10kV, przez odpowiednio duży opornik (dla bezpieczeństwa) i sprawdzić prąd anody - powinien być kilka rzędów wielkości mniejszy od kluczowanego.

Rozgrzanie anody z powodu że zwiększa emisję gazów, czyli żeby zrobić najgorszy przypadek?

Tak.

W sumie - jak ci nie przeszkadza problem z żarzeniem, to lampy modulacyjne typu 715C czy ГМИ83 będą pasować. Ale one przełaczają ampery a nie miliampery.

[Alek]

Zachodzić może elektroliza szkła (to daje te ciemna zacieki na używanych lampach odchylania), ale w tym wypadku chyba jako jedyny dokładniejsze informacje może dać nasz niezawodny Alek.

Skoro zostałem już wywołany do tablicy, to co nieco dodam.

Szkło ma dość małą oporność powierzchniową, a dużą skrośną. Prócz elektrolizy szkła mogą zachodzić przebicia po powierzchni, które mogą także zachodzić wewnątrz lampy. Narażone będą oczywiście zwłaszcza powierzchnie, gdzie mogą być napylone nawet niewidoczne gołym okiem warstwy getteru, bo tam izolacja jest pogorszona, a powierzchnia takich cienkich warstw może mieć bardzo różny skład chemiczny (nie musi to być wolny bar, ale związki baru z tlenem, azotem itd.). Przy przebiciu związki te mogą ulegać rozkładowi, powodując chemiczną desorpcję i pogorszenie próżni.

Nie należy się specjalnie bać emisji promieniowania rentgenowskiego z lamp do napięcia około 10 kV. Promieniowanie emitowane do tego napięcia jest na tyle miękkie, że jest pochłaniane przez szkło bańki.