+
Vegyes

Vákuumcsöves elektródák: termionos szelepelektródák

Vákuumcsöves elektródák: termionos szelepelektródák

Szerkezetük természetesen különbözik, és vannak eltérések a cső kialakításától és alkalmazásától függően.


Katód

A modern vákuumcsövekben számos különböző típusú katódot használnak. Különböznek a katód felépítésében és a felhasznált anyagokban.

A katódok kategorizálásának egyik fő módja az, hogy miként melegítik őket. Az első használt típus az volt, amelyet közvetlenül melegítenek. Itt egy áramot vezetnek át egy vezetéken annak melegítésére. A hő biztosítása mellett maga a katód is működik, az elektronokat a vákuumba bocsátja. Ennek a katódtípusnak az a hátránya, hogy mind a fűtőberendezéshez, mind a katódanód áramkörben használt tápegységhez csatlakozni kell. Ennek hátrányai vannak, mivel korlátozza az áramkör előfeszítésének módját, hacsak az egyes fűtőberendezéseket külön nem látják el és nem különítik el egymástól. További hátrány, hogy ha váltakozó áramot használnak a fűtés biztosítására, akkor ez a jel ráhelyezhető a fő katódanód áramkörre, és ennek eredményeként zümmögés következik be a fűtőberendezés frekvenciáján. A második típusú katódot közvetetten fűtött katódként ismerik. Itt a fűtőtestet elektromosan leválasztják a katódról, és a fűtőből hőt sugároznak a katód melegítésére. Bár hosszabb ideig tart az ilyen típusú csövek felmelegedése, szinte általánosan használják őket az áramkörök torzításának és a katódanód áramkörnek a fűtőberendezés zümmögésétől való elzárásának rugalmassága miatt.

A legkorábbi típusú katód fényes emitter katódként ismert. Ez a típusú katód egy volfrámhuzalt használ, amelyet 2500 és 2600 K közötti hőmérsékletre melegítenek. Bár manapság nem használják széles körben, ezt a típusú katódot nagy teljesítményű adócsövekben, például sugárzáshoz használták. Számos hátránya van, az egyik az, hogy a hőbevitelhez elért kibocsátás szempontjából nem különösebben hatékony. A katód élettartamát korlátozza a volfrám elpárolgása is, amikor a volfrám körülbelül 10% -a eltűnik.

Egy további típusú katódot tompa emitterként ismerünk. Ezeket a katódokat közvetlenül melegítik és toriális volfrámból állnak. Több kibocsátást biztosítanak, mint egy volfrám katód, és kevesebb hőt igényelnek, így a cső általános hatékonysága nagyobb. Jellemzően 1900 és 2100 K közötti hőmérsékleten működnek. Bár ezeknek a katódoknak általában viszonylag hosszú az élettartama, törékenyek, és az ezeket használó szelepeket vagy csöveket óvatosan kell kezelni, és nem szabad őket műszaki ütésnek vagy rezgésnek kitenni.

A katód típusa, amely messze a legnagyobb, az oxiddal bevont katód. Ezeket közvetetten fűtött katódokkal lehet használni, ellentétben a volfrám és tompa emitter katódokkal, amelyeket közvetlenül fel kell melegíteni az érintett hőmérsékletek következtében. Ez a típusú katód általában nikkel formájában van, szalag, cső vagy akár egy kis csésze alakban. Ezt bárium és stroncium-karbonát keverékével vonják be, gyakran nyomokban hozzáadott kalciummal. A gyártási folyamat során a bevonatot melegítik, hogy fémes formájává váljon, és a kémiai reakció termékeit eltávolítják, amikor a szelepet végül kiürítik. Ebben a katódban a bárium az, amely elsődleges sugárzóként működik, és sokkal alacsonyabban működik, mint a többi típus, a 950–1050 K tartományban.

A termionos szelepek vagy vákuumcsövek bizonyos típusai hideg katódnak nevezik. Ezek feszültségstabilizátorok, és aktivált fémfelületet használnak.


Anód

Az anód általában hengerré van formálva, hogy körül tudja venni a katódot és az esetleges egyéb elektródákat. Ily módon a vákuumcsövet csőszerű módon lehet megépíteni, és az anód képes összegyűjteni a maximális számú elektronot.

A sok rádióvevőnél használt kisebb szelepek vagy csövek esetében az anódok általában nikkelezett acélból vagy egyszerűen nikkelből készülnek. Bizonyos esetekben, amikor nagyobb mennyiségű hőt kell elvezetni, karbonizálható, hogy matt hátsó felületet kapjon, amely lehetővé teszi, hogy több hőt sugározzon ki a szelepből.

Azoknál az alkalmazásoknál, ahol még nagyobb teljesítményre van szükség, az anódnak képesnek kell lennie még több hő elvezetésére és magasabb hőmérsékleten történő működésre. Ezekhez a csövekhez szén, molibdén vagy cirkónium anyagokat lehet használni. Egy másik megközelítés az, hogy hűtőbordákat építenek az anódszerkezetbe, hogy elősegítsék a további hő sugárzását. Ezt a megközelítést természetesen korlátozza a szelep felépítése és az a tény, hogy a csövet az üveg burkolatában kell elhelyezni. A nagy hűtőborda-szerkezet azonban megköveteli, hogy az üvegburkolat sokkal nagyobb legyen, ezáltal növelve a költségeket.

Ennek a problémának a kiküszöbölésére az anódot úgy lehet gyártani, hogy a hőt a szelepen kívül továbbítsák, és kényszerített levegővel vagy vízköpennyel eltávolítsák. Ennek a megközelítésnek az alkalmazásával a cső burkolata viszonylag kicsi lehet, miközben továbbra is képes kezelni a jelentős teljesítményszintet.


Rács

A rács az az elektróda, amellyel az anódáramkörben áramló áramot egy másik potenciál vezérelheti. A legalapvetőbb formában egy vákuumcsőnek lehet egy rácsa, de több is használható a teljesítmény javítására vagy további funkciók végrehajtására. Ennek megfelelően a szelepeket a bennük lévő elektródok számával nevezik el, amelyek az elektronáramláshoz kapcsolódnak. Más szavakkal, az izzószálakat, fűtőtesteket és más hasonló elemeket elhagyjuk.


Rácsok számaTeljes szám
elektródák
Általános név
13Triode
24Tetrode
35Háromrácsos cső
46Hexode
57Heptode
68Octode

A rácsot általában gézháló vagy drótcsavart alakítják ki. Ha huzalból készül, általában nikkelből, molibdénből vagy ötvözetből áll, és tartó rudak segítségével tekercselik fel, amelyek távol tartják a katódtól. Mint ilyenek, szélesek, esetleg oválisak lehetnek, és általában rézből vagy nikkelből készülnek.

A megismételhető magas szintű teljesítmény elérése érdekében a vákuumcsőben lévő tűréseket egyik eszközről a másikra kell fenntartani. Emellett gyakran szükséges a rácsot csak egy milliméternyi töredékekkel felszerelni a katódtól vagy más rácsoktól. Ezen méretek fenntartása érdekében az egyik megközelítés egy merev téglalap alakú keret használata, majd feszítés alatt erre tekerje fel a rácshuzalt. Ezt a szerkezetet üvegezéssel vagy akár aranyforrasztással kell rögzíteni, hogy szilárdan a helyén maradjon. Bizonyos körülmények között szükségessé válhat a katód felületi bevonatának csiszolása annak síkossága érdekében. A rács ezen formája keretrács néven ismert.

A vákuumcsövek vagy a termionos szelepek tervezésének egyik fontos szempontja annak biztosítása, hogy a rács ne melegedjen túl. Ez az egész szelep mechanikai torzulásához és meghibásodásához vezethet. A hő eltávolításának elősegítése érdekében a rácshuzal karbonizálható, és gyakran hűtőrudakat lehet a rácsot tartó huzalokhoz rögzíteni. Ezeket a tartóhuzalokat hegeszthetik közvetlenül a szelep tövében levő csatlakozó csapokhoz is, hogy a hő a külső csatlakozásokon keresztül elvezethető legyen.

A termionos szelepek vagy vákuumcsövek széles választéka áll rendelkezésre ma is. A hosszú évek alatt kifejlesztett technikák segítségével kiváló ismételhetőséget, teljesítményt és megbízhatóságot tudnak nyújtani.


Nézd meg a videót: What is biofeedback and neurofeedback? A Mind Media video featuring NeXus (Március 2021).