Оставляя нагреватель вакуумной трубки на все время против его зацикливания

Я хочу построить ламповый усилитель, который будет включен в течение ~ 7 часов в день. Мне было интересно, будет ли ожидаемая продолжительность жизни трубки выше, если я оставлю нагреватель все время включенным и просто включу и выключу питание пластины.

Трубка, скорее всего, будет 6N1P или аналогичной небольшой трубкой общего назначения.

Каково ваше мнение / опыт с этим?

Режим отказа нагревателя обычно представляет собой связанный с напряжением разрыв вольфрамовой проволоки или в точке сварки и обычно происходит после многих циклов термического включения / выключения. Конечно, один из способов смягчить это - вообще не выключать обогреватели (один из ваших вариантов). Другой способ заключается в использовании устройства с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), такого как термистор, в источнике питания, обслуживающем нагреватели. чтобы нагреватели могли постепенно достигать рабочей температуры.

Когда в 1946 году компьютер ENIAC был построен с использованием более 17 000 вакуумных трубок, частота отказов первоначально составляла несколько трубок в день. Конечно, они были уже все время. Они снизили напряжение (и ток), поступающее на нагреватели, и снизили частоту отказов до одной трубки каждые два дня (самое длительное время, зарегистрированное без отказов, составило пять дней).

Постоянное оставление трубок может ускорить отказы, которые происходят в течение длительных периодов времени (тысячи часов работы). Истощение катода - это потеря излучения после тысяч часов нормального использования, так как он отравлен атомами других элементов в трубке. Однако, согласно странице 34 книги эпохи 1960-х годов, в которой можно получить максимальную отдачу от вакуумных трубок , это довольно редко, поскольку к тому времени, когда катод утратил свое излучение, трубка практически не работает по другим причинам.

В этой же книге на странице 14 содержится еще одно предложение о включении обогревателей; в режиме ожидания уменьшите их напряжение до половины вместо того, чтобы либо оставлять их на полном напряжении, либо выключать их.

Я лично, вероятно, предоставил бы ОЧЕНЬ цепь питания нагревателя плавного пуска и просто возможную (почти неслыханную) цепь плавного останова (то есть, нарастал и уменьшал ток нагревателя в течение нескольких секунд, чтобы минимизировать тепловой удар и пусковой ток. токовая схема ", чтобы Imax был чуть больше I_operating_warm в любое время.

Обратите внимание, что хотя общий совет заключается в том, что снижение температуры катода и сокращение времени работы увеличивает срок службы. одна ссылка ниже, которая очень громко утверждает, что является авторитетной, делает некоторые радикально необычные заявления. Я бы с осторожностью воспринял его претензию за чистую монету, но также с осторожностью не сделал этого.

TCrosley отмечает, что
«истощение катода - это потеря излучения после тысяч часов нормального использования»

Тем не менее, 7 часов в день = 2555 часов в год и 24 часа в день = 8765 часов в год, поэтому у вас есть «тысячи часов» в год в обоих случаях, но 24/7 = в 3,4 раза больше тысяч, если работать в течение 24 часов. часов в день, а не 7.

Продление срока службы вакуумных трубок нацелено на излучающие трубки из торированного вольфрама с прямым нагревом, но имеет несколько полезных общих советов.

• Они требуют значительного увеличения срока службы за счет снижения температуры катода.

Срок службы вольфрамовой нити при постоянном токе -1969
Аннотация только для $ article НО -

• Показано, что срок службы провода в условиях постоянного тока существенно меньше, чем в условиях постоянной температуры.

Википедия - Вакуумная трубка говорит о многих полезных вещах, но особого внимания заслуживает

• Трубки, находящиеся в режиме ожидания в течение длительных периодов времени с приложенным напряжением нагревателя, могут развить высокое сопротивление поверхности катода и показать плохие характеристики излучения. Этот эффект особенно проявлялся в импульсных и цифровых цепях, где в трубках не было тока пластины, протекающего в течение продолжительного времени. Трубы, разработанные специально для этого режима работы, были сделаны.

• Истощение катода - это потеря излучения после тысяч часов нормального использования. ...

НО эта авторитетная страница SOUNDING противоречит советам из ряда других источников вакуумных трубок и отказов влагоемкость трубки

Претензии включают в себя:

• Большим врагом электросетевых труб с высоким коэффициентом усиления (или клапанов), использующих металлоксидные катоды, является ток сетки и избыточный ток катода или низкие температуры катода.

• ARRL, какой бы осторожной они ни старались, опубликовал более чем несколько некорректных статей о сроке службы усилителей и ламп.

• Торированную трубку из вольфрамовой нити можно прогнать «до упора», вплоть до полного насыщения эмиссии катодной нити-катодом, и срок службы будет не короче и не дольше, чем при простом запуске,

  При условии, что элементы бомбардируются электронами или оболочка не перегревается и не подвергается постоянному термическому повреждению. Мы можем снизить напряжение накала в торированной вольфрамовой трубке, и при условии, что она не загрязняется при длительной работе при чрезмерно низком напряжении, все, что происходит, это пиковое ограничение.

• Металлооксидная катодная трубка может быстро повредить, если работать таким образом. Вот почему им иногда приходится запускаться по таймеру, который предотвращает ток до того, как катод полностью прогреется, что иногда может быть временем прогрева трубки выпрямителя и других трубок в системе! Слишком низкое напряжение накала в металлооксидной катодной трубке, и вы можете испортить его за считанные секунды!

• В пределах выбросов и тепловых повреждений трубки в основном не изнашиваются быстрее или медленнее, если они просто работают или работают. Это не механический двигатель, где работа на высоких оборотах значительно увеличивает износ благодаря механической нагрузке на внутренние детали, увеличивая трение. На самом деле, слишком холодно часто намного хуже, чем жарко.

Катоды не должны работать при более низких температурах, чем температура эмиссии, иначе вы можете повредить катоды ионной эмиссией. Конечно, «управляемый» означает ток, проходящий через катод. Если нет поля излучения (а именно анода или, по крайней мере, затвора при потенциале катода), это не применяется.

Поэтому, если у вас есть резервный ток накала, который ниже рабочего тока, убедитесь, что остальная часть трубки полностью отключена.

Медленный запуск термистора из режима ожидания, вероятно, все еще продлит общий срок службы, даже если анод начинает работать раньше, чем полная температура нити накала.

Ответы затронули многие вопросы, но, казалось бы, нет надежной, надежной техники для непрямых труб с подогревом. Итак, вот мой план ...

1. Используйте переменное напряжение, регулируемый, источник питания. Установите напряжение накала на минимальный диапазон характеристик трубки во время работы. Я считаю, что у вас 6,3 +/- 5%. Итак, скажем, 6В.

1a. Если вы используете постоянный ток и включаете устройство, время от времени переключайте полярность, прежде чем холодный запуск будет наилучшим.

1б. Предполагая, что трубка стареет изящно, вы можете продлить ее срок службы, медленно повышая рабочее напряжение нагревателя, когда срок службы трубки приближается к концу.

2. Запустите трубки без B + при напряжении около 80%, если вы планируете использовать устройство снова, например, в течение 3 дней или около того. Выключите полностью, если нет.

3. При включении устройства подождите не менее 2 минут до полного нагрева, прежде чем применять B +. Отрегулируйте напряжение до или от рабочего значения измеренным способом.

3a. Включайте питание медленнее всего при холодном отключении.

4. Удостоверьтесь, что пробирка как можно холоднее. Всегда обеспечивайте наилучшее движение воздуха. Хорошо помещенные поклонники, если достаточно тихо, не плохая идея.

5. Установите рабочие параметры для трубки на минимально допустимые параметры мощности. Например, используйте трубку KT120, смещенную так, как будто это KT90.

6. Всегда используйте самую низкую настройку громкости / усиления при прослушивании.

7. Если возможно, применяйте B + также постепенно. Возможно, используя большой противный вариак. И тогда, только после того, как нагреватели были доведены до полного нагрева трубки.

8. Не размещайте устройство в местах, подверженных вибрации. Будьте осторожны, где вы положили этот вентилятор, кстати. Никогда не наверху динамика, например. Или даже та же самая полка, на которой также могут быть динамики. Не позволяйте кошкам, собакам, детям прыгать, гулять или играть вокруг.

9. Для конкретной трубки, такой как ваша, проверьте - затем проверьте еще раз - она ​​никогда не работает в соответствии с ее номинальными параметрами. Проверьте ВСЕ вольт и ток. Периодически проверяйте срок службы трубки. Если вы больше ничего не делаете, вы должны это сделать.

10. Держите трубы без пыли. Не прикасайтесь к ним голыми руками. Не используйте «Залог» или что-то подобное. Стекло должно всегда оставаться безупречно чистым.

11. Никогда не используйте баллончики, демпферы или что-либо, что блокирует выход инфракрасного излучения из трубки.

12. Не допускать окисления на контактах и ​​розетке. Я использую очень небольшое количество "моторного масла Mobil One 0w40". Ничего, даже самого маленького, не достать на стеклянном конверте. Следите за своими пальцами!

13. В конце концов, ваша трубка собирается умереть. Это просто так. Так что запаситесь некоторыми запчастями сейчас, они просто не станут дешевле.

Более поздний MIT Whirlwind 1 имел надежную статистику по отказам многих моделей клапанов, которые он использовал (очень большая популяция клапанов и многолетняя статистика при работе почти 24/7). В статье 1958 года, опубликованной основным источником питания (Gano), связанной с этим проектом, было выявлено, что повреждение нити нагревателя было низким (3,6%) по сравнению с общим количеством отказов. Статистика также показала, что частота отказов филамента сократилась вдвое при использовании контролируемого источника питания, но в отчете не указана частота включения при событиях. Я предполагаю, что сообщение о том, что разрушение нити накала является редким событием для начинающих, и хотя могут быть приняты меры для снижения частоты отказов, весьма вероятно, что в первую очередь возникнут другие причины отказа.

Документ "Термисторы для постепенного приложения напряжения нагревателя к термоэлектронным трубкам"

Ссылка на PDF

Нагреватель работает при напряжении 6,3 В, 0,175 А или 1,16 Ватт. Это киловатт-час примерно каждые 860 часов, или около десяти киловатт-часов в год. При мощности в 15 центов за киловатт-час при круглосуточной эксплуатации трубки электричество будет стоить 1,5 доллара в год. Это обеспечит хоть немного фоновой жары зимой!

Сбалансируйте это против стоимости трубы. 6AK5 относительно недорог, но может стоить столько же, сколько три или четыре года потребления электроэнергии.