Zasilacz do aktywacji katod

Alek · Post autor: **Alek** » wt, 15 maja 2007, 04:52

Kanał próżniowy umożliwia już pompowanie trzech lamp jednocześnie, co nie oznacza, że będzie to proste. Odgazowywanie, aktywacja katody itp. procesy powinny przebiegać jednocześnie we wszystkich trzech lampach.
Nie ma przebacz; trzeba teraz zrobić zasilacz do aktywacji lamp, o którym już kiedyś wspominałem. Nie mam jednak jeszcze koncepcji jak go wykonać

Jest rzeczą oczywistą, że pompowane lampy (jednego typu) mogą się różnić parametrami, takimi chociaż jak emisja. Podczas odgazowywania należy tracić pewną moc w elektrodach lampy. Jeśli moc ta ma być we wszystkich trzech lampach taka sama, wymagałoby to stabilizacji prądu emisji wszystkich tych lamp na tej samej wartości.
Z drugiej jednak strony aktywowanie katod może przebiegać różnie w każdym egzemplarzu lampy.
Wychodzi na to, że powinno się użyć trzech programowanych kontrolerów prądu emisyjnego

, co mi się średnio podoba. Zaletą jest to, że napięcie żarzenia jest tu pośrednio miarą jakości katody. Już na pompie można się więc przekonać, czy wszystko idzie dobrze (chodzi tu zwłaszcza o katodę tlenkową). Może ktoś ma jakieś sugestie?

Zastanawiam się też nad jeszcze jedną rzeczą:
Jeśli będę stosować gettery przy zachowaniu obecnych warunków pompowania, tzn. wygrzewanie lampy i czekanie z rozpylaniem gettera do próżni 10^-6 Tr to moje lampy będą tak naprawdę o wiele staranniej pompowane od JJ i innych fabryk, gdzie wszystko dzieje się na automatach karuzelowych

.

Tomasz Gumny · Post autor: **Tomasz Gumny** » wt, 15 maja 2007, 19:19

Alek pisze:[...]trzeba teraz zrobić zasilacz do aktywacji lamp, o którym już kiedyś wspominałem. Nie mam jednak jeszcze koncepcji jak go wykonać

Jakie parametry/funkcje powienien mieć taki zasilacz?

Alek · Post autor: **Alek** » śr, 16 maja 2007, 00:34

Sam się nad tym zastanawiam

Ideałem byłby układ, w którym można by było zadawać odpowiednie programy aktywacji z rejestracją prądu emisji i jego ograniczeniem. Czyli, że przez odpowiedni okres czasu jest podawane jakieś żarzenie i jakieś napięcie anodowe (prawdopodobnie ustalone na amen lub ewentualnie regulowane osobno), jakieś obciążenie zabezpieczające (w fabrykach lamp funkcję taką pełniły żarówki, tu sugeruję oporniki lub lepiej kontrolę-stabilizację prądu emisji).
Napięcie żarzenia powinno być ustawiane w zakresie 0-220% nominalnego. Anodowe 0...300%. Ilość faz aktywacji - prawdopodobnie do kilkunastu, oczywiscie z możliwością ustawienia czasu trwania poszczególnych faz.

Po co to wszystko, skoro fabryki radziły i radzą sobie stosując zwykłe ramy trwałości z żarówkami, zaś cały proces nadzoruje babcia Genowefa lub dziadzio Szuguang

Ano dlatego, że jestem zmuszony optymalizować proces aktywacji katody i czynić wszystko, co możliwe aby był on powtarzalny. Nie chcę doprowadzać do sytuacji, w której będę uzyskiwać co i raz zupełnie różne (elektrycznie) lampy. Dbałość o takie szczególiki jest bardzo ważna, zwłaszcza, przy jednostkowym wytwarzaniu lamp.

Wszyscy chyba przyznają, że pompowanie kilku serii 3 lamp , przy różnych sposobach aktywacji w każdej z serii pozwala na wyciągnięcie wniosków odnośnie najlepszego sposobu prowadzenia procesu.

Sprawę gruntownie jeszcze przemyślę i podam więcej szczegółów.

Post autor: **Romekd** » śr, 16 maja 2007, 12:27

Alku, jakie to będą co do wartości napięcia i prądy – gdybyś mógł jet tak w przybliżeniu określić.
Konieczne będzie wykonanie bardziej zaawansowanego układu, sterowanego mikrokontrolerem, posiadającego wiele dodatkowych funkcji i pamięci ustawień. Na dodatek precyzyjnego i łatwego w obsłudze.

Pozdrawiam,
Romek

sztyga20 · Post autor: **sztyga20** » śr, 16 maja 2007, 13:41

Może na początek najłatwiej byłoby pokoblinować z zasilaczem mechaniczno-elektronicznym, regulacja napięcia/natężenia elektroniczna a do załaczenia i wyłączania tego napięcia zastosować kilka wyłączników czasowych połączych z przekażnikami które będą załączać napiecia o odpowiednich wartościach w odpowiednim czasie?

ximian · Post autor: **ximian** » śr, 16 maja 2007, 13:43

Widze,ze jest osoba zainteresowana wykonaniem układu zasilacza sterowanego .Może jakoś wspólnymi siłami byśmy coś zmontowali. Powiedzmy ja robię płytkę,obudowę i część analogową i montuję to wszystko do kupy a ty programujesz procesor. ...no to tak wstępnie może jeszcze by się ktoś dolączył do projektu. Jeżeli by to przeszło proponuję utworzyć nowy wątek żeby tego nie zaśmiecać częścią nie do końca lampową.
...o widzę ,że w trakcie pisania pojawial się kolejnaodpowiedz w tym wątku (sztyga20).
Żarzenie jest do wykonania wręcz banalne trzy sterowane źródła prądowe.
Układ można dowolnie komplikować. Mi się wydaje,że najlepiej by było wykonac układ gdzie możliwe by było zwiększyć ewentualnie ilość "obsługiwanych lamp".

adamst_ · Post autor: **adamst_** » śr, 16 maja 2007, 17:59

W takim razie najlepiej byłoby chyba wykonać sterownik, który gadałby z modułami wykonawczymi po jakimś interfejsie szeregowym. W ten sposób można łączyć większą ich ilość kaskadowo, byle protokół komunikacji jakoś je adresował.

Tomasz Gumny · Post autor: **Tomasz Gumny** » śr, 16 maja 2007, 18:24

Konieczne będzie wykonanie bardziej zaawansowanego układu, sterowanego mikrokontrolerem, posiadającego wiele dodatkowych funkcji i pamięci ustawień.

[...]najlepiej by było wykonac układ gdzie możliwe by było zwiększyć ewentualnie ilość "obsługiwanych lamp"

[...]najlepiej byłoby chyba wykonać sterownik, który gadałby z modułami wykonawczymi po jakimś interfejsie szeregowym.

Obawiam się, że wątek szybko ewoluuje w kierunku Cyfrowy tester/charakterograf lamp co niezbyt dobrze mu nie wróży...

Może na początek zrobić coś prostego... ale do końca?

Alek · Post autor: **Alek** » śr, 16 maja 2007, 19:35

Najprostsze, a przy tym chyba dość skuteczne rozwiązanie zamieszczam w załączniku. Doszedłęm jednak do wniosku, że nie ma sensu stosować stabilizacji prądów emisyjnych. Wystarczy jedynie ich ograniczenie.
Mamy dwa zasilacze: żarzenia i anodowy. Zakładam przy tym, że zasilacze te mają wystarczającą moc, by uciągnąc wszystkie 3 lampy (wydaje się, że będzie dość trudno rozbudowywać układ o ewentualne podłączenia kolejnych lamp). Musi istnieć możliwość programowania napięć tych zasilaczy. Każda lampa ma indywidualny pomiar prądu emisji, który powinien być wyświetlany na wyświetlaczu podczas normalnego cyklu "produkcyjnego". Podczas testów wartości prądów powinny być przesyłane do komputera, aby można było zestawiać je w wykresy zależności od czasu (etapu procesu). Zależności te powinny być także widoczne na tle zależności ciśnienia od czasu (sygnał z próżniomierza jonizacyjnego). Rezystory siatkowe mogą być dobrane raz na amen- np. 22k czy 47k. Rezystory ograniczające powinny być zmieniane, chętnie w zależności od etapu procedury aktywacji-pompowania. Dotychczasowe próby z katodami tlenkowymi wskazują na konieczność takiego postępowania. Zdarzały się bowiem sytuacje miejscowego przegrzewania katod wskutek zbyt silnego przepływu prądu elektronowego.
Z drugiej jednak strony można być może uniknąć stosowania wielu przełączanych rezystorów obciążenia wychodząc z założenia, że wystarczajace zabezpieczenie wynikać będzie z utrzymywania wystarczajaco niskich napięć anodowych.

Myślę, że przedstawiony zarys zasilacza stanowi pewien sensowny kompromis.

Post autor: **Romekd** » śr, 16 maja 2007, 20:21

Alku, aby stworzyć jednakowe warunki żarzenia lamp proponowałbym zastosować zasilanie szeregowe stabilizowanym prądem. Pozwoli to uzyskać jednakową temperaturę wszystkich włókien w każdej lampie (zakładam, że katoda będzie wykonana z tego samego materiału), niezależnie od drobnych różnic w ich długości. Wystarczy w tym celu stworzyć wspólny zasilacz dający odpowiednio wysokie napięcie żarzenia. Przy potrzebie aktywowania mniejszej liczby lamp wystarczyłoby zwierać wyjścia do których lampy nie są podłączone. Odczepy na transformatorze sieciowym i odpowiednia automatyka pozwalałaby zminimalizować straty mocy na szeregowym tranzystorze ogranicznika prądu. W ten sposób można by uzyskać odpowiednie napięcie potrzebne do jednoczesnego aktywowania od jednej do powiedzmy pięciu lamp.
Na temat pomysłów na zasilacz anodowy wypowiem się nieco później, bo też mam kilka koncepcji.

Pozdrawiam,
Romek

ximian · Post autor: **ximian** » śr, 16 maja 2007, 20:22

Ja moge zrobić sterownik żarzenia. Ten co narysowałeś ma wg. mnie pewną wadę. Czy jesteś w stanie zagwarantować powtarzalność oporu żarzenia? Wystarczy ,że się się "gibniesz" i w jednej lampie dasz mniej drutu i przy przeżarzaniu w tej lampie spalić żarnik. Dał bym 3 źródła prądowe (LM317). Dla danej grubości drutu ważne jest jaki przez nie płynie prąd. Ustawić dla danej grubości drutu którym nawijasz żarnik raz jedną wartość wymuszonego prądu i do puki nie zmienisz rodzaju drutu możesz o części żarzenia wręcz zapomnieć.

Zasilanie anody:
Wszystko zasilać przez autotransformator a z autotransformatora zasilać trafo anodowe.(Koniecznie dał bym drugie trafo ze względu na separację galwaniczą z siecią). Na wtórnym trafa anodowego na razie bym dał 3 oporniki a od nich podłączenie do anod. (Zobaczyć jak się na razie tego typu układ sprawuje jeżeli prawidłowo nie komplikować faktycznie urządzenia)

Alek · Post autor: **Alek** » śr, 16 maja 2007, 20:26

Spodziewam się stosowania dwóch rodzajów katod:
-wolframowych
-tlenkowych

Niestety, oba te rodzaje katod różnią się parametrami (różne materiały).

Nadal zostaje kwestia pomiaru prądu. Można co prawda stosować np. kostki ISO122, ale tanie to nie jest.
Myślę również, że nikt nie rozważa tu miliamperomierzy z papierkiem rejestrującym

Post autor: **Romekd** » śr, 16 maja 2007, 20:55

Tomasz Gumny pisze:Obawiam się, że wątek szybko ewoluuje w kierunku Cyfrowy tester/charakterograf lamp co niezbyt dobrze mu nie wróży... Sad
Może na początek zrobić coś prostego... ale do końca?

Też myślę, że jeżeli stworzymy "przekombinowany" układ to podzieli on los charaterografu

. Tu jednak zasilanie wydaje sie znacznie prostsze, albowiem w układzie nie będzie kłopotliwych w wykonaniu przetwornic.
Poza tym w przypadku tego projektu widzę większą chęć pomocy ze strony Kolegów.
Z tego co napisał Alek wnioskuję, że jednak najlepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie mikrokontrolera ATmega128. Pozwala on w prosty sposób połączyć układ aktywatora z komputerem (RS232) celem rejestracji prądów poszczególnych aktywowanych lamp, a dzięki zaimplementowanej w swojej strukturze obsłudze magistrali I2C można łatwo stworzyć obsługę tanich i łatwo dostępnych przetworników A/C i C/A wykorzystujących ten sposób komunikacji (można je nabyć po przystępnych cenach na Allegro). Do tego można dołączyć wyświetlacz LCD, pozwalający w łatwy sposób programować układ przy pomocy kilku klawiszy i impulsatora.
Należałoby tylko określić rozdzielczość przetworników (są dostępne 8, 12 i 16-to bitowe) i zaprojektować część analogową urządzenia. Z zaprogramowaniem AVR-a nie powinno być większych problemów.

Pozdrawiam,
Romek

ximian · Post autor: **ximian** » śr, 16 maja 2007, 21:29

Spokojnie .....na początek coś prostego chyba,że jesteś to wszystko oprogramować. ...8,16 bitów...a jakie to ma znaczenie przy tego typu pomiarze i tym co chcemy zarejestrować?

Post autor: **Romekd** » śr, 16 maja 2007, 21:32

ximian
No właśnie czekam w tej kwestii na wypowiedź Alka..
Zastanawiam się, jak duża dokładność jest mu potrzebna?