Способ контроля качества катодов электро-вакуумных приборов и устройстводля его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< «824340 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 040179 (21) 2746581/18-25 с присоединением заявки Йо 2804248/18-25 (23) Приоритет (5!)М. Кл,з

H 01 J 9/42

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.032, .213 (088.8) Опубликовано 230481 Бюллетень N> 15

Дата опубликования описания 23.0431

В.Г. Антонов, К.П. Ахтырский, В.В. Красносельских и Д.И. Ладис (72) Авторы изобретения (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КАТОДОВ

ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрон= ной технике, в частности к измерениям и испытаниям катодов в процессе их изготовления.

Известен способ определения эмиссионных свойств катодов электровакуумных приборов, включающий отключение питания накала катода, снятие кривой изменения тока катода во времени и оценку по виду полученной кривой величины эмиссии катода и степени его эмиссионной неоднородности

И.

Однако результаты измерений, по-. лученные этим способом, имеют преиму - «5 щественно качественный характер по причине сильной зависимости их от условий охлаждения катодно-подогревательного узла.

Известен способ контроля качества катодов электровакуумных приборов, заключающийся в измерении количества электричества, отданного катодом, во внешнюю цепь в процессе его охлаж-25 дения от момента отключения накала до момента )иквидации минимума потенциала в прикатодной области, с последующим сравнением результатов измерений с эталонными (2). 30

Однако этот .способ не позволяет осуществлять с необходимой точностью контроль ка"ества катода ввиду того, что величина уровня спада катодного тока до достижения которого производится измерение количества электричества, отданного катодом, выбирается произвольно и не содержит информации, характеризующей переход от режима пространственного заряда к режиму насыщения.

Известны устройства, позволяющие оценивать качество катодов электровакуумных приборов по скорости спада величины тока катода после отключения накала. При этом регистрируется либо процентный спад тока за определенный интервал времени, либо интервал времени, соответствующий определенному процентному спаду тока. В первом случае устройство включает тойоизмерительный прибор с процентной градуировкой шкалы и реле времени (таймер), запускаемое одновременно с выключением питания накала испытуемого прибора. Be втором случае основными. элементами являются пороговое устройство, регистрирующее на уменьшение тока ниже определенного, заранее установленного

824340 значения и устройство отсчета времени (например, электрический секун.домер), запускаемое одновременно с выключением накала испытуемой лампы и останавливаемое при срабатывании порогового устройства 3).

Однако параметры, измеряемые с пбмощью известных приборов, косвенно связаны с характеристиками катода, их информативность эмиссии низка.

Известно устройство, содержащее датчик тока катода, интегратор тока катода, индикатор значения количества электричества, блок управления для отключения накала электровакуумного прибора, запуска и останова интегратора. Исследуемый прибор подключается к устройству таким образом, что с датчика тока на интегратор поступает напряжение пропорциональное катодному току исследуемого прибора, со схемы управления посту- 20 пает сигнал, вызывающий размыкание цепи питания накала исследуемоцр прибора и одновременный запуск интегрирующего устройства. По мере убывания катодного тока в процессе 2 охлаждения на индикаторе фиксируется значение количества электричества (заряда), отданного катодом во внешнюю цепь 14) .

Недостатком известного устройства является низкая точность и чувствительность при определении момента времени с„„.

Цель изобретения — повышение точности контроля термокатодов электровакуумных приборов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля катодов электровакуумных приборов, заключающемся в измерении количества электричества, отданного катодом во 40 внешнюю цепь в процессе его охлаж-. дения от момента отключения накала до момента ликвидации минимума потенциала в прикатодной области с последующим сравнением результатов измерений с эталонными, одновременно проводят измерения флуктуационного шума эмиссии и по началу роста уровня его фиксируют начало ликвидации минимума потенциала в прикатодной облаСти.

Кроме того, в известное устройство, содержащее датчик тока катода, интегратор тока катода, индикатор значения количества электричества, блок управления для отключения пав кала .электровакуумного прибора, запуска и. останова интегратора, дополнительно содержит датчик из— менения режима работы термоэлектронного катода, включенный между бло- 60 ком управления и клеммой для подключения исследуемого электровакуумного прибора, а этот- содержит нагрузку для выделения флуктуационного шума эмиссии термокатода, полосовой фильтр, подключенный к нагрузке, включенные последовательно усилитель детектор, дифференцирующую схему и схему определения знака производной, причем вход усилителя подключен к выходу полосового фильтра.

Существование минимума потенциала в прикатодной области обусловле,но избыточным зарядом, эммитируемым катодом сверх того, который необходим для заданного токооборота. Количество электричества 0р,отданное катодом во внешнюю цепь в процессе его охлаждения, начиная с момента отключения накала до начала ликвидации минимума потенциала выражается следующей формулой

+N

G.o= 11,(1) d (1)

О где t — момент времени соответст1Т вующий началу ликвидации минимума потенциала в при. катодной области; ток катода.

Из этой формулы следует, что точность определения параметра Q связана с точностью регистрации момента времени tù. Момент исчезновения минимума потейциала в прикатодной области сопровождается резким увеличением уровня флуктуационного шума эмиссии, поэтому наиболее целесообразно указанный момент определять по началу роста уровня флуктуационного шума эмисии термокатода.

Погрешность измерений, обусловленная условиями охлаждения при контроле параметра Qz исключается, если из полученной величины, Q выделить наиболее информативную часть, независящую от скорости охлаждения (р 1к (щ) (2)

le

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на .фиг.2 структурная схема датчика изменения режима работы термоэлектронного катода.

Устройство содержит датчик 1 тока катода, интегратор 2 тока катода, индикатор 3 значения количества электричества, датчик 4 изменения режима работы катода, блок 5 управления, клемму 6 для подключения токоприемного электрода, исследуемого электровакуумного прибора, клемму 7 для подключения катода исследуемого прибора.

Датчик изменения режима работы катода содержит нагрузку 9, для выделения флуктуационного шума эмиссии термокатода электровакуумного прибора 11, детектор 12, дифференцирующего схему 13 и схему 14 определения знака производной. Усилитель, детектор, дифференцирующая схема и схема определения знака производной включены последовательно, а вход

824340 усилителя подключен к выходу полосового фильтра.

После установления в электровакуумном приборе стационарного теплового режима блок 5 управления отключает источник питания накала исследуемого прибора и запускает интегратор 2, при этом происходит интегрирование текущего значения то ка по сигналу датчика 1 до срабатывания датчика 4. На нагрузке 9, включенной в цепь токоприемногo электрода исследуемого электровакуумного прибора выделяется флуктуационный шум эмиссии термокатода электровакуумного прибора, который через полосовой фильтр 10 поступает на усилитель 11. Нагрузка 9 выбирается таким образом, чтобы обеспечивалась неизменная разность потенциалов между электродами исследуемого электровакуумного прибора в процессе его охлаждения, например в виде индуктивности. Полосовой фильтр 10 служит для подавления шумов маскирующих дробовой шум исследуемого злектровакуумного прибора, в частности фликкер — шума, а также ограничивает полосу пропускания усилителя 11 для повышения его устойчивости.

Усиленное напряжение шума детектируется детектором 12 и поступает на дифференцирующую схему 13.

При работе катода в режиме пространственного заряда значение про- . изводной среднего квадрата напряжения шума по времени или по току отрицательно и близко к нулю. Смена режима работы катода (переход в смешанный режим) сопровождается возрастанием среднего квадрата напряжения шума, при этом знак производной становится положительным, что вызывает изменение состояния схемы 14 определения знака производной. При этом блок 5 управления выключает интегратор 2, а результат интегрирования фиксируется на индикаторе 3.

Таким образом, верхний предел интегрирования, а следовательно, и значение интеграла — количество электричества, отданное катодом во внешнюю цепь в процессе.его охлаждения определяются индивидуальными свойствами конкретного катода, что в свою очередь характеризует предлагаемое устройство как более точное и чувствительное к эмиссионным свойствам катода.

Способ контроля качества катодов осуществляется следующим образом.

2S

Обследуется партия генератОрных тетродов с мощностью рассеяния иа аноде F = 1000 Вт, имеющих.аксидный катод площадью S = 10 см .

В процессе контроля на каждую лампу подается номинальное напряжение накала 12,6 В, устанавливается напряжение постоянного тока на элек

65 тродах О, = Up„=. 0. „,необходимое для получения требуемого токоотбора с катода 1 = 0,5 А, производится выдержка в режиме в течение 5 мин, отключается накал и при помощи интегрирующего измерительного прибора производится регистрация количества электричества, отдаваемого катодом во внешнюю. цепь. Одновременно с индук тивности, включенной в анодную цепь, снимается переменная составляющая катодного тока, представляющая собой флуктуационный шум эмиссии на частоте 1 мГц в полосе 10 кГц. Переменная составляющая поступает на интегрирующий прибор и останавливает его в момент резкого возрастания уровня флуктуационного шума эмиссии, т.е. в момент исчезновения прикатодного минимума потенциала.

Сравнение результатов испытаний с эталонными позволяет выявить приборы потенциально ненадежные, что подтверждается в процессе дальнейших испытаний и путем контроля колебательной мощности.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества катодов электровакуумных приборов, заключающийся в измерении количества электричества, отданного катодом во внешнюю цепь в процессе его охлаждения от момента отключения накала до момента ликвидации минимума потенциала в прикатодной области с последующим сравнением результатов измерений с эталонными, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью, повышения точности оценки, одновременно проводят измерения флуктуационного шума эмиссии и по началу роста уровня его фиксируют начало ликвидации минимума потенциала в прикатодной области.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее датчик тока катода, интегратор тока катода, индикатор значения количества элекмтричества, блок управления для отклю чения накала злектровакуумного прибора, запуска и останова интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство дополнительно содержит датчик изменения режима работы термокатода, включенный между блоком управления и клеммой для подключения исследуемого электровакуумного прибора, а этот датчик содержит нагрузку для:выделения флуктуационного,шума эмиссии термокатода, полосовой фильтр, подключенный к нагрузке, включенные последовательно усилитель, детектор, дифференцирующую схему и схему определения знака пооизволной, причем.

824340

Составитель A. Киселев редактор Л. Кеви Техред Т.Маточка .Корректор В. Синицкая

Заказ 2137/78 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r,Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 вход усилителя подключен к выходу полосового фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Во@пег М.G. Dip Testiug. A New

Method for Measusing Cathode Activi-.

ty, ERE, Traus., vol. ED-5, 1958, 9 р. 43-44.2. Ахтырский K.II. Контроль за изменением функционального состояния электронных приборов с оксидным катодом. Информационный сборник 9 16., Военная академия связи, 1969, с. 134138 (прототип)

3. Комплект приборов для контроля технологических (электрофизических параметров ПУЛ) Проспект основных работ, .выполненных органиэацией

МЭП. Саратов. 1965-1966, 4. Ахтырский К.П. Контроль за изменением функционального состояния электронных приборов с оксидным катодом. Информационный сборник 9 16, Военная академия связи, 1969, с.139141 (прототип).