Regeneration von Elektronenröhren
RADIO Monatsmagazin für Techniker und Amateure, 1. Jahr, Mai 1946, Nr. 3
(Die Trioda-Website ist nicht für den Inhalt des Artikels verantwortlich)
Die Schwierigkeiten bei der Suche nach älteren Röhrentypen auf dem Markt und ihre hohen Kosten zwingen uns dazu, das Problem der Wiederherstellung der elektrischen Eigenschaften von Elektronenröhren in Betracht zu ziehen, die infolge des Langzeitbetriebs oder der kurzfristigen Überlastung ihre Emissionskapazität verloren haben und sind nicht für den Einsatz in Funkempfängern geeignet.
Gegenstand des Artikels ist es, einem erfahrenen Funkamateur eine Beschreibung der elektrischen Methoden zur Regeneration von Elektronenröhren zu geben. Natürlich kann es keine Frage der Wiederherstellung der Emissionseigenschaften von Elektronenröhren mit Defekten mechanischer Natur geben, wie beispielsweise einem verbrannten Filament des Kathodenfilaments (verbrannte Kathode), einem Kurzschluss zwischen den Elektroden oder einem Verlust von Vakuum in der Glühbirne. Es können nur Röhren mit zu geringem Emissionsstrom berücksichtigt werden.
Der Prozess der Regeneration der Kathoden von Elektronenröhren ist nichts anderes als ein Versuch, das sogenannte zu wiederholen "Kathodenbildung". Dieser Vorgang besteht darin, thermochemische Prozesse an der Kathodenoberfläche durchzuführen. Infolge der Wärmebehandlung werden die sogenannten eine aktive Schicht eines Metalls (z. B. Thorium, Calcium, Barium), die Elektronen bei einer relativ niedrigen Kathodentemperatur (etwa 1000 ° K) emittiert. Diese Schicht kann durch vorübergehende Überlastung oder infolge längerer Arbeit erschöpft sein. Wenn eine ausreichende Metallreserve vorhanden ist, um Elektronen innerhalb der Kathode zu emittieren, kann die Elektronenröhre reaktiviert werden. In Analogie zum Formungsprozess erfolgt die Regeneration durch Erhitzen der Kathode auf eine Temperatur, die weit über der nominalen Betriebstemperatur liegt, wobei im Allgemeinen zwischen zwei Arten der Regeneration unterschieden wird:
- Erhitzen der Kathode auf eine erhöhte Temperatur, ohne Emissionsstrom zu ziehen,
- Erhitzen der Kathode auf eine erhöhte Temperatur, während gleichzeitig Spannungen an die verbleibenden Elektroden der Vakuumröhre angelegt werden.
Das Ergebnis des Regenerationsprozesses hängt von der Kenntnis der Daten über das Verfahren zur Bildung der Kathode der reaktivierten Vakuumröhre ab. Diese Daten für verschiedene Arten von Röhren und Kathoden sind unterschiedlich, und normalerweise stellen die Hersteller von Röhren diese nicht zur Verfügung und behandeln sie als Fabrikgeheimnisse. Zusätzlich zu den Kathodenbildungsdaten ist es wichtig, den Grad des Kathodenverschleißes zu bestimmen. Der Verschleißzustand kann durch mikrochemische Tests bestimmt werden, bei denen eine Zerstörung des Rohrkolbens unvermeidbar ist. Daher ist es unmöglich, genaue Formeln bereitzustellen, die die Reaktivierungsprozesse von Elektronenröhren regulieren. In jedem Fall der Regeneration haben wir es mit Zufälligkeit zu tun. Wenn die Elektronenröhre einen Bestand an elektronenemittierendem Metall in der Kathodenfaser aufweist, kann der Regenerationsprozess positiv sein. Andernfalls sollte das Röhrchen als unbrauchbar behandelt werden.
Nach diesen Vorbemerkungen werden wir die geeigneten Methoden zur Regeneration von Elektronenröhren diskutieren, die sogenannten "empfangende" oder leistungsschwache Elektronenröhren. Abhängig von der Art der Kathodenstruktur werden verschiedene Regenerationsmethoden verwendet.
1. Direkt beheizte Kathoden.
A) Schubkathoden.
Diese Art von Röhren kann an dem hell leuchtenden Spiegel erkannt werden, der einen Teil der Innenseite des Glaskolbens bedeckt (z. B. Telefunken-Röhren Typ RE 054, 064, 154 und andere)..
Regeneration:
Wir heizen die Kathode mit einer Spannung, die über einen Zeitraum von 10 Minuten allmählich vom Nennwert auf einen Wert ansteigt, der doppelt so hoch ist wie der Nennwert. Wir laden den Emissionsstrom nicht auf. Die Messung des Anodenstromanstiegs ist eine Überprüfung für den Erfolg des Regenerationsversuchs. Im Falle eines negativen Ergebnisses verwenden wir die zweite Regenerationsmethode. Wenn alle Nennspannungen angeschlossen sind, werden die Röhren mit einer Spannung von 120% des Nennspannungswerts erwärmt. Bei der Steuerung des Anodenstroms stellen wir sicher, dass die an der Anode verbrauchte Leistung die zulässige Leistung nicht überschreitet. Wenn der Anodenstrom nicht ansteigt, senken wir die Filamentspannung auf den Nennwert, schalten die Spannungen anderer Elektroden aus und erhitzen die Elektronenröhre unter diesen Bedingungen einige Minuten lang. Dann schalten wir die Anodenspannung ein und beobachten den Anodenstrom, wobei die Filamentspannung allmählich um 20% ansteigt. Solche Versuche können, wenn wir besonders an einer bestimmten Elektronenröhre interessiert sind, mehrmals wiederholt werden, bis der gewünschte Effekt erzielt wird.
B) Bar Kathoden.
Eine Möglichkeit zur Herstellung von Bariumkathoden besteht darin, Barium durch Erhitzen mit Wirbelströmen zu sprühen und auf dem Kathodenfaden abzuscheiden. Auf diese Weise hergestellte Elektronenröhren (z. B. RE084, 034, KC1, KL1) können von anderen unterschieden werden, wobei die besondere Form der Anode in Form eines rechteckigen Kastens und des dunklen Spiegels im Inneren des Glaskolbens, der den größten Teil der Glühbirne einnimmt, berücksichtigt wird Oberfläche der Glühbirne. Vor der Durchführung des Regenerationsprozesses können wir visuell feststellen, ob ein bestimmtes Rohr für die Reparatur geeignet ist. Zu diesem Zweck sollte die Farbe der Kathode beobachtet werden, die unter normalen Bedingungen leuchtet. Wenn die Farbe der Kathode hell und nicht dunkelrot ist, funktioniert die Regeneration aufgrund des Fehlens einer Oxidschicht auf der Kathode nicht.
Regeneration:
Es gibt drei Methoden, um diese Art von Bariumrohr zu reaktivieren:
Die Methode der erhöhten Filamentspannung:
- Nach einigen Minuten Erwärmung der Elektronenröhre wird die Normalspannung kontinuierlich auf den Wert von 180% des Nennwertes erhöht. Mit dieser Spannung leuchten wir die Lampe etwa 10 Minuten lang und kehren zur normalen Betriebsspannung zurück.
- Ähnlich wie bei Punkt "a" erhöhen wir die Spannung auf 150%. Die Glühzeit bei dieser Spannung beträgt ca. 25 Minuten. Danach kehren wir zu den nominalen Arbeitsbedingungen zurück.
Lademethode mit erhöhter Filamentspannung:
Wir schalten die Nennspannung für alle Elektroden ein und beobachten bei einer Erhöhung der Filamentspannung um 10% - 20% den Anodenstrom so, dass die in der Anode abgegebene zulässige Leistung nicht überschritten wird.
Überladungsmethode:
Wenn die Filamentspannung um 10% erhöht wird, verbinden wir die negative Netzspannung und die Anodenspannung. Indem wir die negative Spannung des Steuergitters allmählich verringern, erhöhen wir den Anodenstrom auf den Zustand einer schwachen Anodenrötung. Gleichzeitig erscheinen leicht grünliche Lichter auf den Elektroden, die auf das Vorhandensein von Bariumdämpfen hinweisen. Nach einigen Minuten Arbeit unter Last kehren wir allmählich zu den Bedingungen der normalen Arbeit zurück. Nach diesem Test zeigen Elektronenröhren sehr oft eine signifikante Verbesserung des Emissionsstromwerts.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Bariumkathoden handelt es sich in der Praxis um pastöse Kathoden. Röhren, die mit diesem Kathodentyp ausgestattet sind, haben einen relativ kleinen Spiegel im Inneren des Kolbens an seiner Basis, während die Länge der Kathode ziemlich beträchtlich ist. Dies sind Batterie-Vakuumröhren und Gleichrichterröhren (z. B. 1064)..
Regeneration:
Wir führen die Regeneration auf die gleiche Weise wie in Punkt 1a) und 1b) oder nach der Methode der erhöhten Filamentspannung durch:
- 1,8-fache Filamentspannung für 20 Minuten ohne Emissionsstrombelastung,
- 1,2-fache Glühspannung bei 0 V Netzspannung in 1-2 Stunden bei normalem Anodenstrom.
2. Indirekt beheizte Kathoden.
Die aktive Kathodenschicht entspricht pastösen Bariumkathoden. Während des Regenerationsprozesses sollte die thermische Trägheit dieser Kathoden berücksichtigt werden, wobei beim Erhöhen der Filamentspannung Vorsicht geboten ist, um schädliche Auswirkungen des thermischen Netzstroms zu vermeiden.
Regeneration:
- Längere Arbeit der Kathode unter Last mit einer um 20% - 25% höheren Filamentspannung.
- Arbeiten Sie unter Last unter folgenden Bedingungen: Glühspannung 1,2-facher Nennwert, Netzspannung gleich 0 V, Nennanodenstrom, Prüfdauer 1-2 Stunden.
- Regenerationstest wie unter Punkt 3 durchgeführt.
3. Kathoden mit einer nicht erkannten Struktur.
W wyniku braku danych dotyczących budowy katody regenerację lamp elektronowych wykonujemy następująco:
a) Lampy po długim okresie eksploatacji.
Podwyższamy pomału w czasie około 20-30 minut napięcie żarzenia katody o 50%. Po kilku minutach wracamy do napięcia nominalnego. Jeżeli pomiar prądu anodowego wykaże brak dodatniego efektu, podwyższamy napięcie żarzenia o 80% i trwamy w tych warunkach około 10 minut, po czym wracamy do warunków nominalnych.
b) Lampy po pracy w warunkach podwyższonego napięcia żarzenia (krótki okres pracy).
Przy podłączonych napięciach nominalnych na wszystkich elektrodach "przeciążamy" lampy elektronowe według danych podanych w poniższej tabeli:
Zeitraum | Arbeitszeit in Minuten | Multiplikationsfaktor der Filamentspannung |
1 | 5 | 1 |
2 | 5 | 1,8 |
3 | 10 | 1,5 |
4 | 15 | 1,5 |
5 | - | 1 |
HINWEIS: Während des Tests sollte der Anodenstrom so geregelt werden, dass die zulässige Verlustleistung an der Anode nicht überschritten wird.
Zum Abschluss der Diskussion zum Thema Regeneration von Elektronenröhren sollte auch die Liste der elektrischen Elemente beachtet werden, die zur Durchführung der oben diskutierten Methoden zur Reparatur von Elektronenröhren erforderlich sind. In jedem Fall sind sie unerlässlich:
- AC- und DC-Quelle,
- niederohmiger Widerstand, einstellbar,
- Genaues Voltmeter - 2% Klasse (geeignet für Stromquelle),
- Ein Steuergerät, das die Emissionen der Röhrchen nach jedem Test oder während des Tests misst.
Das folgende Diagramm zeigt ein universelles Gerät, das zur Regeneration verschiedener Rohrtypen und zum Testen des Emissionszustands verwendet wird.
Die Methode zur Verwendung dieses Instruments ist wie folgt:
- Wir regeln die Netzspannung mit dem Widerstand R1 auf den Nennwert.
- Stellen Sie den Schalter S1 auf die Nennspannung des Glührohrglühens.
- Stellen Sie den Schalter S2 auf die Position "Fasertest".
- Die Beleuchtung der Neonlampe ist eine Überprüfung der gesamten Kathodenfaser.
- Stellen Sie den Schalter S2 auf die Position "Messung". Wir regeln den Widerstand R2, die Filamentspannung an M2 auf den Nennwert.
- Wir lesen die Auslenkung von M3. Bei einem großen Unterschied zwischen dem Lesewert und der Durchbiegung für ein neues Rohr dieses Typs wird das getestete Rohr dem Regenerationsprozess unterzogen.
- Stellen Sie den Schalter S3 auf die entsprechende Position mit erhöhter Filamentspannung und den Schalter S2 auf die Position "Regeneration".
- Nach Ablauf der vorgeschriebenen Zeit S2 wieder in die Position "Messung" schalten. Wir messen den Anstieg des Stroms.
Bei indirekt beheizten Hochleistungsröhren wird der Widerstand R2 verwendet, um die Auslenkung der Vorrichtung zu regulieren. "K" -Schalter - Mit dieser Option können Sie die Isolation zwischen Kathode und Heizung überprüfen (in der Position "Messung" fällt die M3-Auslenkung bei gedrücktem "k" -Schalter auf Null ab)..
Die oben beschriebene Vorrichtung ist nicht zur Durchführung der Regenerationstests mit einer Last geeignet. Es hat auch keine zusätzlichen Elemente zum Erkennen von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden usw..
Es ist das einfachste Gerät und dank dieser Einfachheit einfach zu bauen und zu bedienen.