Lasciando sempre acceso il riscaldatore di un tubo a vuoto rispetto al ciclo

Voglio costruire un amplificatore a valvole che sarà acceso per ~ 7 ore al giorno. Mi chiedevo se l'aspettativa di vita del tubo sarebbe maggiore se avessi lasciato il riscaldatore sempre acceso e avessi acceso e spento l'alimentazione della piastra.

Molto probabilmente il tubo sarà un 6N1P o un tubo simile per scopi generici simile.

Qual è la tua opinione / esperienza con questo?

La modalità di guasto di un riscaldatore è in genere una frattura correlata allo stress del filo di tungsteno o in un punto di saldatura e di solito si verifica dopo molti cicli di accensione / spegnimento termico. Un modo per mitigare questo ovviamente è quello di non spegnere affatto i riscaldatori (una delle tue opzioni). Un altro è quello di impiegare un dispositivo a coefficiente di temperatura negativo (NTC) come un termistore nell'alimentatore che serve i riscaldatori. per consentire ai riscaldatori di raggiungere la temperatura di funzionamento più gradualmente.

Quando il computer ENIAC fu costruito nel 1946 utilizzando oltre 17.000 tubi a vuoto, il tasso di guasto era inizialmente di più tubi al giorno. Ovviamente erano già accesi tutto il tempo. Hanno declassato la tensione (e la corrente) che va ai riscaldatori e hanno ridotto il tasso di guasto a una valvola ogni due giorni (il tempo più lungo registrato senza guasto è stato di cinque giorni).

Lasciare le provette sempre accese può accelerare i guasti che si verificano per lunghi periodi di tempo (migliaia di ore di funzionamento). L'esaurimento del catodo è la perdita di emissione dopo migliaia di ore di uso normale, poiché è avvelenata da atomi di altri elementi nel tubo. Tuttavia, secondo la pagina 34 del libro dell'epoca degli anni '60, ottenendo il massimo dai tubi a vuoto , questo è abbastanza raro dal momento che quando il catodo ha perso la sua emissione, il tubo è praticamente morto per altri motivi.

Questo stesso libro, a pagina 14, fornisce un altro suggerimento per tenere accesi i riscaldatori; durante lo standby, ridurre la loro tensione a metà invece di lasciarli a piena tensione o spegnerli.

Personalmente probabilmente fornirò un circuito di alimentazione del riscaldatore MOLTO soft-start e appena possibile un circuito (quasi inaudito) di arresto graduale (cioè accelerare e abbassare la corrente del riscaldatore per alcuni secondi per ridurre al minimo lo shock termico e la corrente di spunto. Si potrebbe anche usare un circuito corrente "per garantire che Imax fosse quasi mai superiore a I_operating_warm in qualsiasi momento.

Si noti che, mentre un consiglio generale è che abbassare la temperatura del catodo e ridurre il tempo di funzionamento aumenta la durata della vita. un riferimento di seguito, che afferma fortemente di essere autorevole, fa alcune affermazioni radicalmente non convenzionali. Diffiderei di non rivendicare la sua pretesa sul valore nominale, ma anche di non farlo.

TCrosley osserva che
"L'esaurimento del catodo è la perdita di emissioni dopo migliaia di ore di utilizzo normale"

Tuttavia, 7 ore al giorno = 2555 ore all'anno e 24 ore al giorno = 8765 ore all'anno, quindi hai "migliaia di ore" all'anno in entrambi i casi ma 24/7 = 3.4+ volte quante migliaia se utilizzato per 24 ore al giorno anziché 7.

Estendere la durata del tubo a vuoto mirato ai tubi del trasmettitore riscaldati direttamente al tungsteno tormentato ma ha alcuni buoni consigli generali.

• Sostengono un significativo aumento della vita riducendo la temperatura del catodo.

Durata del filamento di tungsteno sotto riscaldamento a corrente costante -1969
Estratto solo per $ articolo MA note -

• La vita del filo in condizioni di corrente costante è sostanzialmente inferiore a quella in condizioni di temperatura costante.

Wikipedia - Il tubo a vuoto dice una serie di cose utili correlate, ma è una nota speciale

• I tubi in standby per lunghi periodi, con la tensione del riscaldatore applicata, possono sviluppare un'elevata resistenza dell'interfaccia del catodo e presentare scarse caratteristiche di emissione. Questo effetto si è verificato soprattutto nei circuiti a impulsi e digitali, dove i tubi non avevano corrente della piastra che scorreva per tempi prolungati. Sono stati realizzati tubi appositamente progettati per questa modalità di funzionamento.

• L'esaurimento del catodo è la perdita di emissione dopo migliaia di ore di normale utilizzo. ...

MA questa autorevole pagina SUONO contraddice il parere di diverse altre fonti Provette da vuoto e da vuoto

I reclami includono:

• Il grande nemico dei tubi (o delle valvole) a griglia ad alto guadagno che utilizzano catodi di ossido di metallo è la corrente di rete e la corrente di catodo eccessiva o le basse temperature del catodo.

• L'ARRL, per quanto a volte provino a essere, ha pubblicato più di alcuni articoli errati sulla durata dell'amplificatore e della valvola.

• Un tubo di filamento di tungsteno tormentato può essere eseguito "duro", fino al punto di saturazione completa dell'emissione di catodo-filamento, e la durata non sarà più breve o più lunga di quando è facile,

  Se gli elementi vengono bombardati da elettroni o l'inviluppo non si surriscalda e subisce danni termici permanenti. Possiamo abbassare la tensione del filamento in un tubo di tungsteno tormentato e purché non venga contaminato da un funzionamento prolungato a una tensione eccessivamente bassa, tutto ciò che accade è il picco di clipping.

• Un tubo catodico a ossido di metallo può subire rapidamente danni se utilizzato in questo modo. Questo è il motivo per cui a volte devono iniziare con un timer che impedisce la corrente prima che il catodo sia completamente riscaldato, che a volte può essere il tempo di riscaldamento di un tubo raddrizzatore e di altri tubi nel sistema! Abbassa la tensione del filamento in un tubo catodico di ossido di metallo troppo basso e puoi rovinarlo in pochi secondi!

• Entro limiti di emissione e danni termici, i tubi non si usurano più velocemente o più lentamente se sono solo inattivi o utilizzati. Non è come un motore meccanico, dove un elevato numero di giri aumenta notevolmente l'usura caricando meccanicamente le parti interne aumentando l'attrito. È un dato di fatto, troppo freddo è spesso molto peggio di caldo.

I catodi non devono essere utilizzati a temperature inferiori alla temperatura di emissione, altrimenti si danneggiano i catodi mediante emissione di ioni. Naturalmente, "operato" significa corrente che passa attraverso il catodo. Se non esiste un campo di emissione (vale a dire anodo o almeno gate con potenziale catodico), ciò non si applica.

Pertanto, se la corrente del filamento di standby è inferiore alla corrente operativa, assicurarsi di aver spento completamente il resto del tubo.

Un avvio lento da parte del termistore dallo standby probabilmente continuerà a prolungare la durata complessiva anche quando l'anodo diventa attivo prima della piena temperatura del filamento.

Le risposte hanno toccato molti dei problemi, ma nessuna tecnica apparentemente ferma, affidabile, disponibile per tubi riscaldati indiretti. Quindi, ecco il mio piano ...

1. Utilizzare un alimentatore a tensione variabile, regolato. Impostare la tensione del filamento sulla gamma più bassa delle specifiche del tubo durante il funzionamento. Il tuo è il 6,3 +/- 5%, credo. Quindi, dire 6V.

1 bis. Se si utilizza CC e si accende il dispositivo, è consigliabile cambiare la polarità in determinate occasioni, prima di iniziare un avvio a freddo.

1b. Supponendo che il tubo invecchi con grazia, è possibile prolungarne la durata aumentando lentamente la tensione di funzionamento del riscaldatore quando il tubo si avvicina al termine del ciclo di vita.

2. Far funzionare i tubi, senza B +, a circa l'80% di tensione se si prevede di utilizzare nuovamente il dispositivo entro, diciamo, circa 3 giorni circa. Spegni completamente in caso contrario.

3. Quando si accende il dispositivo, attendere almeno 2 minuti per riscaldare completamente prima di applicare B +. Regola la tensione fino a, o giù, dal valore operativo in modo misurato.

3a. Accendi l'alimentazione più lentamente quando si accende per un arresto a freddo.

4. Assicurarsi che il tubo sia mantenuto il più freddo possibile. Assicurare sempre il miglior movimento dell'aria possibile. Fan ben posizionati, se abbastanza silenziosi non sono una cattiva idea.

5. Impostare i parametri operativi per il tubo sui parametri di potenza accettabili più bassi possibili. Ad esempio, utilizzare un tubo KT120 distorto come se fosse un KT90.

6. Utilizzare sempre l'impostazione di volume / guadagno più bassa possibile durante l'ascolto.

7. Se possibile, applicare anche B + in modo graduale. Forse usando una variazione grande, cattiva. E poi, solo dopo che i riscaldatori sono stati portati il ​​tubo a pieno calore.

8. Non posizionare il dispositivo in un'area con vibrazioni. Fai attenzione a dove metti quel ventilatore, a proposito. Mai sopra un altoparlante, per esempio. O anche lo stesso scaffale che può contenere anche altoparlanti. Non lasciare che gatti, cani, bambini saltino, camminino o ci giochino.

9. Per un tubo specifico, come il tuo, verifica - quindi verifica di nuovo - non funziona mai oltre i suoi parametri nominali. Controlla TUTTE le volt e le correnti. Controllare di nuovo, periodicamente, sulla durata del tubo. Se non fai nient'altro, devi farlo.

10. Mantenere i tubi liberi da polvere. Non toccarli a mani nude. Non usare "Pledge" o simili. Il vetro deve rimanere perfettamente pulito in ogni momento.

11. Non usare mai lattine, smorzatori o qualsiasi cosa che impedisca alle radiazioni infrarosse di uscire dal tubo.

12. Prevenire l'ossidazione sui pin e sulla presa. Uso una quantità sempre piccola di "olio motore Mobil One 0w40". Non prenderne affatto, neanche il più piccolo, sulla busta di vetro. Bada alle tue dita!

13. Alla fine, il tuo tubo sta per morire. Lo è e basta. Quindi fai scorta di alcuni pezzi di ricambio ora, semplicemente non saranno più economici.

Il MIT Whirlwind 1 successivo aveva statistiche solide sui guasti dei numerosi modelli di valvole utilizzati (popolazione di valvole molto ampia e molti anni di statistiche con funzionamento quasi 24/7). Un documento del 1958 del principale motore di alimentazione (Gano) associato a quel progetto identificò che il guasto del filamento del riscaldatore era basso (3,6%) rispetto alla popolazione totale del fallimento. Le statistiche hanno anche mostrato che il tasso di guasto del filamento si è dimezzato quando è stata utilizzata un'alimentazione controllata di alimentazione, ma il rapporto non ha identificato la frequenza di alimentazione sugli eventi. Immagino che il messaggio sia che il fallimento del filamento è un evento raro per i principianti, e sebbene possano essere prese misure per abbassare quel tasso di fallimento, è molto probabile che prima o poi si verifichino altri motivi per il fallimento.

Articolo su "Termistori per l'applicazione graduale della tensione del riscaldatore ai tubi termionici"

Link a PDF

Il riscaldatore funziona a 6,3 volt, 0,175 ampere o 1,16 watt. Questo è un chilowattora all'incirca ogni 860 ore, o circa dieci chilowattora all'anno. A 15 centesimi per chilowattora, far funzionare la metropolitana 24 ore su 24, 7 giorni su 7, costerebbe $ 1,50 in elettricità all'anno. Fornirebbe un po 'di calore di fondo in inverno!

Equilibralo contro il costo di un tubo. Il 6AK5 è relativamente economico ma potrebbe costare lo stesso di tre o quattro anni di consumo di elettricità.