Способ измерения рабочей температуры катода косвенного накала

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

С щналистических

Республик

<1о729690 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 211077 (21) 2536127/18 -25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 250480. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 280480 (51) М. Кп.2

H 01 J 9/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.385..032.213.2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П. Харитонов и Б.П. Никонов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

КАТОДА КОСВЕННОГО НАКАЛА

Изобретение относится к. электронной технике, в частности к способам, предназначенным для измерения температуры катода косвенного накала при изготовлении и эксплуатации электровакуумных приборов.

Известен способ измерения температуры катода пирометрическим способом (1) . 1(Однако этот способ не позволяет измерять температуру катода в приборах с непрозрачной оболочкой или в приборах с прозрачной оболочкой, но при наличии экранировки катода элементами конструкции.

Известен также способ измерения рабочей температуры катода косвенного накала в электровакуумных приборах (ЭВП) с непрозрачной оболочкой путем измерения параметров подогревателя, например сопротивления (2).

По данным макетов определяют, каким значением сопротивления холодного Rgyg, и горячего Rgzp подогревате->5 ля соответствует то или иное значение температуры катода, а затем, исходя иэ соответствия этих значений, судят о возможном отклонении температуры катода в приборе от номинальной.

Однако существующий способ не позволяет достаточнр точно определять рабочую температуру катода косвенного накала серийных электровакуумных приборов с непрозрачной оболочкой. Это обусловлено тем, что во многих конструкциях катодно-подогревательных узлов (КПУ) разброс температуры катода определяется не разбросом сопротивления подогревателя, а различием в теплоотводе от катода по рубашке и излучением. Поэтому информация, получаемая при определенчи сопротивления холодного и горячего подогревателя, не обеспечивает определение температуры катода с достаточной для практики точностью.

Для повышения точности способа оценки рабочей температуры катода косвенного накала в приборах с непрозрачной оболочкой в качестве вышеуказанного параметра подогревателя используют скорость измерения сопротивления подогревателя при включении напряжения накала (Sg) .

Кроме того, с целью повышения точности измерения рабочей температуры катода с отношением теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода

729690 в пределах 0,05-0,6, измеряют скорость ;изменения сопротивления подогревателя при включении и выключении накала (So) и сравнивают их с градуировочной зависимостью от этих параметров рабочей температуры катода, На фиг, 1 показаны кривые, показывающие изменение температуры подогревателя и катода при включении напряжения накала (скорость изменения сопротивления подогревателя определяется на участке AB), на фиг. 2-кривые изменения температуры подогревателя и катода при выключении напряжения накала (скорость изменения сопротивления подогревателя определяется на участке ВГ) . !5

Положитель ный эффект обусловлен тем, что при разогревании катодноподогрев атель ного узла подогрев атель разогревается значительно быстрее, чем керн катода (см. фиг. 1) . После 20 разогревания подогрев ателя происходит, разогревание катода. При этом происходит дальнейшее увеличение сопротивления подогревателя (см. Участок AE на фиг. 1) . Скорость увеличе" д ния сопротивления подогревателя зависит от скорости разогрева керна катода, последня я характеризует теплоотвод от катода (излучением и кондукцией) . При охлаждении КПУ скорость охлаждения подогревателя (см. Участок ВГ на фиг. 2) зависит от разности температур подогревателя и катода, теплоемкости подогревателя, теплоотвода от катода. Значения параметров

Rgoa, R pp, Sg Я, (для конкретной конструкции.КПУ) несут информацию о величине теплоотвода от КПУ. Параметры В„р, S>, S, измеряются при температурах, близких к рабочей, поэтому они несут информацию о теплоотводе 40 излучением и кондукцией, Опыт покаТаблица 1

747 806 846 850

738 796 855 853

7 3

9 10

Т„= 81 96 - 2402Р, 4 190, 4 R p (2)

Результаты измерения пирометром

Т„ и вычисленные по уравнению (2) да:66 ны в табл. 2.

Т„ С измеренная 695

Т„ С вычисленная 705 Тк 10

Для сравнения с прототипом было определено уравнение, связывающее

T„ c сопротивлением горячего подогре вателя (К о, ) . зывает, что для неэкономичных КПУ с коэффициентом полезного действия (КПД) 10-30% и отношением теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода в пределах 0,3-1,0 возможно использование только одного параметра

S . Для экономичных КПУ с КПД 30-70% и отношением теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода 0,51,0 можно использовать только один параметр S . Для КПУ, имеющих отношение теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода в пределах

0,05-0,6 используются все параметры.

Экспериментальная проверка способа показала, что при использовании устройства, позволяющего измерить сопротивление подогрева=еля с погрешностью не более 0,3%, ошибка в определении температуры катода не превышает 1015, что можно считать вполне удовлетворительным.

Пример 1. Проводят оценку температуры катода на 5 образцах КПУ по предложенному методу. Катод торцовой, диаметром 8,5 мм, КПД 20%, а отношение теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода

0,5.

Иетодика определения температуры катода (Т„) косвенного накала заключается в следующем.

По предварительным измерениям S!) и пирометрическим измерениям T„ на

10 образцах КПУ было определено уравнение регрессии, связывающее Тк с Я4.

Т„ = 997,2 - 205,8 Я + 2772,6 Sg (1)

Для предложенных 5 образцов КПУ были замерены величины S) и вычислены

Т„ по уравнению (1). Для этих же узлов Т„ замерялась пирометром. Результаты измерений Т„ пирометром и вычисленные по уравнению (1) приведены в табл, 1.

729690

Таблица 2 приборон

Тем

К ()

Т„C измеренная 695

Т С нычисленная 710

747 806 846 850

775 828 814 822

28 22 32 28 Е Тк

R гое.

Здесь Т„= f — — известная

R xone. функция для вольфрама, материала по2О догренателя. для предложенных 10 образцов КПу были намерены величины Rxon

Б и вычислена Т„ по уравнению (3). Для этих же узлов Т„ замерена пирометром. Результаты измерений Т„ пирометром и вычисленная по уравнению {3) даны н табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Т„ C измер. о

Т„ С нычисл.

769 788 783 801 793 783 803 801 810 810

766 796 778 798 791 778 801 798 818 802

3 8 5 3 2

5 2 3 8 8

h Тк

Для данного узла определение Т„по пареметрам Rxpq и; „, с Оглас но прототипу не имеет смысл, так как н этом случае отклонение от температу- 40 ры, измеренной пирометром, достигает до 100 . Т.е. отдельно эти пареметры являются малоинформативными.

Использование предлагаемого способа оценки рабочей температуры катода обеспечинает по сравнению с существующими способами следующие преимуществ а: а) воэможность более точной оценки рабочей температуры катода косвенного накала в приборах с непро- 50 зрачной оболочкой и отбраковку ненадежных г б) оперативный контроль конечного этапа технологической операции сборки катадно-подогренательных узлов по 55 температуре катода в готовом приборе.

Формула изобретения

6(1. Способ измерения рабочей температуры катода косвенного накала в электровакуумных приборах путем измерения параметров подогревателя, на65

Из таблицы 1 и 2 видно, что использование параметра 89 вместо Вмр. ун еличив ает точность более чем н

2 раза.

Пример 2. Проводит оценку температуры катода на 10 образцах

КПУ по предложенному методу. Катод торцовой, диаметр его 2,5 мм, Отношение теплоемкости подогревателя к теплоемкости катода 0,25. Методика определения температуры катода косвенного накала заключается в следующем.

По предварительным измерениям

R, Rqoz, Б9, $, и пирометрическим измерениям Т, на 15 образцах КПУ было определено уравнение регрессии, св язующее Tjj; с Rgo . R p. Sg x - ю °

Т = 456+ 0,21 Тп 5,58 S + 0,24 Бо(3) к этих параметров с градуировочной зависимостью от них рабочей температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуры катода, в качестве указанного параметра подогревателя используют скорость измерения сопротивления подогревателя при включении напряжения накала.

2 ° Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью понышения точности измерения рабочей температуры катода с отношением теплоемкости подогревателя к теплоемкости керна катода н i;ределах 0,05-0,6I изменяют скорость изменения сопротинления подогревателя при включении и выключении накала и сравнивают их с градуиров очной з ав ис имостью от этих параметров рабочей температуры катода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Кудинцена Г.A. и др, Термоэлектронные катоды. M.-Л., Энергия . 1966, с. 27.

2. Никонов Б.П. Техническая диагностика катодно-подогревательных узлов, Электронная техника . 1975, I серия Е, вып. II (прототип) .

729690

Тирам 844 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1295/47

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Жукова

Редактор Т. Шагов а Техред Q,Àíäðåéêo корректор М ° арсении