Lassen Sie die Heizung einer Vakuumröhre die ganze Zeit eingeschaltet und fahren Sie nicht mit dem Fahrrad

Ich möchte einen Röhrenverstärker bauen, der ~ 7 Stunden / Tag läuft. Ich fragte mich, ob die Lebenserwartung des Rohrs höher wäre, wenn ich die Heizung die ganze Zeit eingeschaltet lassen und einfach die Plattenversorgung ein- und ausschalten würde.

Die Röhre wird höchstwahrscheinlich eine 6N1P oder eine ähnliche kleine Allzweckröhre sein.

Was ist Ihre Meinung / Erfahrung damit?

Der Ausfallmodus eines Heizgeräts ist typischerweise ein spannungsbedingter Bruch des Wolframdrahtes oder an einem Schweißpunkt und tritt normalerweise nach vielen thermischen Ein / Aus-Zyklen auf. Eine Möglichkeit, dies zu mildern, besteht natürlich darin, die Heizungen überhaupt nicht auszuschalten (eine Ihrer Optionen). Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Vorrichtung mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) wie einen Thermistor in der Stromversorgung zu verwenden, die die Heizungen versorgt. damit die Heizungen allmählich die Betriebstemperatur erreichen.

Als der ENIAC-Computer 1946 mit über 17.000 Vakuumröhren gebaut wurde, betrug die Ausfallrate zunächst mehrere Röhren pro Tag. Natürlich waren sie schon die ganze Zeit unterwegs. Sie reduzierten die Spannung (und den Strom) der Heizungen und reduzierten die Ausfallrate alle zwei Tage auf eine Röhre (die längste ohne Ausfall aufgezeichnete Zeit betrug fünf Tage).

Wenn Sie die Röhren ständig eingeschaltet lassen, können Fehler auftreten, die über lange Zeiträume (Tausende von Betriebsstunden) auftreten. Kathodenverarmung ist der Emissionsverlust nach Tausenden von Stunden normalen Gebrauchs, da er durch Atome anderer Elemente in der Röhre vergiftet wird. Laut Seite 34 des Buches aus den 1960er Jahren , in dem Vakuumröhren optimal genutzt werden , ist dies jedoch ziemlich selten, da die Röhre aus anderen Gründen so gut wie tot ist, wenn die Kathode ihre Emission verloren hat.

In demselben Buch auf Seite 14 wird erneut vorgeschlagen, die Heizungen eingeschaltet zu lassen. Reduzieren Sie im Standby-Modus die Spannung auf die Hälfte, anstatt sie entweder auf voller Spannung zu lassen oder auszuschalten.

Ich persönlich würde wahrscheinlich einen SEHR Soft-Start-Heizstromkreis und möglicherweise einen (fast unerhörten) Soft-Stop-Stromkreis bereitstellen (dh den Strom des Heizers über einige Sekunden hoch- und runterfahren, um Wärmeschock und Einschaltstrom zu minimieren. Sie könnten sogar ein "Maximum" verwenden Stromkreis "um sicherzustellen, dass Imax zu keinem Zeitpunkt größer als I_operating_warm war.

Beachten Sie, dass allgemeine Empfehlungen lauten, dass das Verringern der Kathodentemperatur und das Verringern der Betriebszeit die Lebensdauer verlängern. Ein Hinweis unten, der sehr lautstark behauptet, maßgeblich zu sein, macht einige radikal unkonventionelle Behauptungen. Ich wäre vorsichtig, wenn ich seinen Anspruch nicht erforscht zum Nennwert nehmen würde - aber auch, wenn ich es nicht tue.

TCrosley merkt an, dass
"Kathodenverarmung der Emissionsverlust nach Tausenden von Stunden normalen Gebrauchs ist"

7 Stunden pro Tag = 2555 Stunden pro Jahr und 24 Stunden pro Tag = 8765 Stunden pro Jahr, sodass Sie in beiden Fällen "Tausende von Stunden" pro Jahr haben, aber 24/7 = 3,4+ mal so viele Tausend, wenn Sie 24 Stunden lang arbeiten Stunden am Tag statt 7.

Verlängerung der Lebensdauer von Vakuumröhren, die auf direkt beheizte Senderrohre aus thoriertem Wolfram abzielen, aber einige gute allgemeine Ratschläge enthält.

• Sie beanspruchen einen signifikanten Lebensdauergewinn durch Reduzierung der Kathodentemperatur.

Lebensdauer der Wolframfilamente unter Konstantstromheizung -1969
Zusammenfassung nur für $ Artikel ABER Anmerkungen -

• Die Lebensdauer des Drahtes unter Konstantstrombedingungen ist wesentlich geringer als unter Konstanttemperaturbedingungen.

Wikipedia - Vakuumröhre sagt eine Reihe von nützlichen verwandten Dingen, aber von besonderer Bedeutung ist

• Röhren, die für längere Zeit im Standby-Modus sind und an die eine Heizspannung angelegt ist, können einen hohen Widerstand an der Kathodengrenzfläche entwickeln und schlechte Emissionseigenschaften aufweisen. Dieser Effekt trat insbesondere bei Impuls- und Digitalschaltungen auf, bei denen Röhren längere Zeit keinen Plattenstrom flossen. Es wurden speziell für diese Betriebsart entwickelte Rohre hergestellt.

• Kathodenverarmung ist der Emissionsverlust nach Tausenden von Stunden normalen Gebrauchs. ...

ABER diese maßgebliche SOUNDING- Seite widerspricht den Ratschlägen einer Reihe anderer Quellen. Vakuumröhren und Vakuumröhrenfehler

Ansprüche umfassen:

• Der große Feind von Hochleistungsnetzröhren (oder -ventilen) mit Metalloxidkathoden ist der Netzstrom und der übermäßige Kathodenstrom oder niedrige Kathodentemperaturen.

• Die ARRL hat, so vorsichtig sie manchmal auch sein mag, mehr als ein paar falsche Artikel über die Lebensdauer von Verstärkern und Röhren veröffentlicht.

• Eine thorierte Wolframfilamentröhre kann "hart" bis zur vollständigen Sättigung der Filamentkathodenemission geführt werden, und die Lebensdauer ist nicht kürzer oder länger als bei leichtem Betrieb.

  Vorausgesetzt, die Elemente, die von Elektronen oder der Hülle bombardiert werden, überhitzen sich nicht und erleiden bleibende thermische Schäden. Wir können die Filamentspannung in einem thorierten Wolframrohr senken, und vorausgesetzt, es wird nicht durch längeren Betrieb bei übermäßig niedriger Spannung verunreinigt, ist alles, was passiert, ein Spitzen-Clipping.

• Eine Metalloxidkathodenröhre kann schnell beschädigt werden, wenn sie auf diese Weise betrieben wird. Aus diesem Grund müssen sie manchmal mit einem Timer starten, der Strom verhindert, bevor die Kathode vollständig erwärmt ist. Dies kann manchmal die Aufwärmzeit einer Gleichrichterröhre und anderer Röhren im System sein! Verringern Sie die Filamentspannung in einer Metalloxidkathodenröhre zu niedrig, und Sie können sie in Sekunden ruinieren!

• Innerhalb der Emissions- und Wärmeschadensgrenzen verschleißen Rohre grundsätzlich nicht schneller oder langsamer, wenn sie nur im Leerlauf oder im Betrieb sind. Es ist nicht wie bei einem mechanischen Motor, bei dem ein Betrieb mit hoher Drehzahl den Verschleiß erheblich erhöht, indem Innenteile mechanisch belastet werden und die Reibung erhöht wird. In der Tat ist zu kalt oft viel schlimmer als heiß.

Kathoden dürfen nicht bei niedrigeren Temperaturen als der Emissionstemperatur betrieben werden, da sonst die Kathoden durch Ionenemission beschädigt werden. "Betrieben" bedeutet natürlich Strom, der durch die Kathode fließt. Wenn kein Emissionsfeld vorhanden ist (nämlich Anode oder zumindest Gate auf Kathodenpotential), gilt dies nicht.

Wenn Sie also einen Standby-Filamentstrom haben, der niedriger als der Betriebsstrom ist, stellen Sie sicher, dass der Rest der Röhre vollständig ausgeschaltet ist.

Ein langsamer Start des Thermistors aus dem Standby-Modus verlängert wahrscheinlich die Gesamtlebensdauer, selbst wenn die Anode früher als die volle Filamenttemperatur in Betrieb genommen wird.

Die Antworten haben viele der Probleme angesprochen, aber es gibt keine scheinbar feste, zuverlässige Technik für indirekt beheizte Röhren. Also, hier ist mein Plan ...

1. Verwenden Sie eine geregelte Stromversorgung mit variabler Spannung. Stellen Sie die Filamentspannung während des Betriebs auf den niedrigsten Bereich der Röhrenspezifikationen ein. Ihre ist 6,3 +/- 5%, glaube ich. Also, sagen Sie 6V.

1a. Wenn Sie Gleichstrom verwenden und das Gerät drehen, sollten Sie gelegentlich die Polarität wechseln, bevor ein Kaltstart am besten ist.

1b. Unter der Annahme, dass die Röhre ordnungsgemäß altert, können Sie ihre Lebensdauer verlängern, indem Sie die Betriebsspannung der Heizung langsam erhöhen, wenn sich die Röhre dem Ende ihrer Lebensdauer nähert.

2. Lassen Sie die Röhren ohne B + mit einer Spannung von ca. 80% laufen, wenn Sie das Gerät beispielsweise innerhalb von 3 Tagen wieder verwenden möchten. Wenn nicht, vollständig ausschalten.

3. Warten Sie beim Aufdrehen des Geräts mindestens 2 Minuten auf die volle Hitze, bevor Sie B + auftragen. Stellen Sie die Spannung auf gemessene Weise auf oder von dem Betriebswert ein.

3a. Schalten Sie die Stromversorgung am langsamsten ein, wenn Sie sie für eine kalte Abschaltung einschalten.

4. Stellen Sie sicher, dass die Röhre so kühl wie möglich ist. Sorgen Sie immer für die bestmögliche Luftbewegung. Gut platzierte Fans, wenn sie leise genug sind, sind keine schlechte Idee.

5. Stellen Sie die Betriebsparameter für die Röhre auf die niedrigstmöglichen zulässigen Leistungsparameter ein. Verwenden Sie beispielsweise eine KT120-Röhre, die wie eine KT90 vorgespannt ist.

6. Verwenden Sie beim Hören immer die niedrigste Lautstärke- / Verstärkungseinstellung.

7. Wenn möglich, wenden Sie B + auch schrittweise an. Vielleicht mit einem großen, bösen Variac. Und dann, erst nachdem die Heizungen auf volle Hitze gebracht wurden.

8. Stellen Sie das Gerät nicht in einem Bereich mit Vibrationen auf. Achten Sie übrigens darauf, wo Sie den Lüfter aufstellen. Zum Beispiel niemals auf einem Lautsprecher. Oder sogar das gleiche Regal, auf dem sich möglicherweise auch Lautsprecher befinden. Lassen Sie die Katzen, Hunde, Kinder nicht springen, gehen oder herumspielen.

9. Überprüfen Sie für eine bestimmte Röhre wie Ihre, ob sie funktioniert, und überprüfen Sie sie erneut. Sie arbeitet niemals über ihren Nennparametern. Überprüfen Sie ALLE Volt und Ströme. Überprüfen Sie die Lebensdauer des Röhrchens regelmäßig. Wenn Sie nichts anderes tun, müssen Sie dies tun.

10. Halten Sie die Röhrchen staubfrei. Berühren Sie sie nicht mit bloßen Händen. Verwenden Sie nicht "Versprechen" oder ähnliches. Das Glas muss immer makellos sauber bleiben.

11. Verwenden Sie niemals Röhrendosen, Dämpfer oder andere Gegenstände, die verhindern, dass Infrarotstrahlung die Röhre verlässt.

12. Verhindern Sie Oxidation an den Stiften und der Buchse. Ich benutze eine immer so kleine Menge "Mobil One 0w40 Motoröl". Holen Sie sich überhaupt kein, auch nicht das kleinste Stück, auf den Glasumschlag. Pass auf deine Finger auf!

13. Am Ende wird deine Röhre sterben. Es ist einfach so. Besorgen Sie sich jetzt einige Ersatzteile, sie werden einfach nicht billiger.

Der spätere MIT Whirlwind 1 verfügte über zuverlässige Statistiken zu Ausfällen der vielen verwendeten Ventilmodelle (sehr große Ventilpopulation und langjährige Statistiken mit fast 24/7-Betrieb). In einem Papier des Hauptantriebs (Gano) aus dem Jahr 1958, das mit diesem Projekt in Verbindung gebracht wurde, wurde festgestellt, dass der Ausfall der Heizungsfilamente im Vergleich zur Gesamtausfallpopulation gering war (3,6%). Die Statistik zeigte auch, dass sich die Filamentausfallrate halbierte, wenn eine kontrollierte Einschaltversorgung verwendet wurde, aber der Bericht identifizierte nicht die Häufigkeit von Einschaltereignissen. Ich denke, die Botschaft ist, dass Filamentversagen für den Anfang ein seltenes Ereignis ist, und obwohl Maßnahmen ergriffen werden können, um diese Versagensrate zu senken, ist es sehr wahrscheinlich, dass in erster Linie andere Gründe für ein Versagen auftreten.

Artikel über "Thermistoren zum schrittweisen Anlegen der Heizspannung an Thermoröhren"

Link zum PDF

Die Heizung läuft mit 6,3 Volt, 0,175 Ampere oder 1,16 Watt. Das ist eine Kilowattstunde ungefähr alle 860 Stunden oder ungefähr zehn Kilowattstunden pro Jahr. Bei 15 Cent pro Kilowattstunde würde ein 24-Stunden-Betrieb der Röhre jährlich 1,50 USD Strom kosten. Es würde im Winter ein Minimum an Hintergrundwärme liefern!

Wägen Sie das gegen die Kosten einer Röhre ab. Der 6AK5 ist relativ günstig, kostet aber möglicherweise drei oder vier Jahre Strom.