Dejar el calentador de un tubo de vacío encendido todo el tiempo frente a un ciclo

Quiero construir un amplificador de válvulas que estará encendido durante ~ 7 horas / día. Me preguntaba si la esperanza de vida del tubo sería mayor si dejaba el calentador encendido todo el tiempo y simplemente encendía y apagaba el suministro de placas.

Lo más probable es que el tubo sea un 6N1P o un tubo pequeño similar de uso general.

¿Cuál es su opinión / experiencia con esto?

El modo de falla de un calentador es típicamente una fractura relacionada con la tensión del alambre de tungsteno o en un punto de soldadura y generalmente ocurre después de muchos ciclos térmicos de encendido / apagado. Una forma de mitigar esto, por supuesto, es no apagar los calentadores (una de sus opciones). Otro es emplear un dispositivo de coeficiente de temperatura negativo (NTC) como un termistor en la fuente de alimentación que da servicio a los calentadores. para permitir que los calentadores alcancen la temperatura de funcionamiento más gradualmente.

Cuando la computadora ENIAC se construyó en 1946 con más de 17,000 tubos de vacío, la tasa de falla fue inicialmente de varios tubos al día. Por supuesto que ya estaban en todo el tiempo. Redujeron el voltaje (y la corriente) que llega a los calentadores y redujeron la tasa de falla a un tubo cada dos días (el tiempo más largo registrado sin falla fue de cinco días).

Dejar los tubos en todo momento puede acelerar las fallas que ocurren durante largos períodos de tiempo (miles de horas de funcionamiento). El agotamiento de los cátodos es la pérdida de emisiones después de miles de horas de uso normal, ya que está envenenado por átomos de otros elementos en el tubo. Sin embargo, de acuerdo con la página 34 del libro de la era de los años sesenta que aprovecha al máximo los tubos de vacío , esto es bastante raro ya que cuando el cátodo ha perdido su emisión, el tubo está prácticamente muerto por otras razones.

Este mismo libro, en la página 14, hace otra sugerencia para mantener los calentadores encendidos; durante el modo de espera, reduzca su voltaje a la mitad en lugar de dejarlos con el voltaje completo o apagarlos.

Personalmente, probablemente proporcionaría un circuito de alimentación del calentador de arranque MUY suave y posiblemente un circuito de parada suave (casi inaudito) (es decir, aumente y disminuya la corriente del calentador durante algunos segundos para minimizar el choque térmico y la corriente de entrada. Incluso podría usar un "máximo circuito actual "para garantizar que Imax sea apenas mayor que I_operating_warm en cualquier momento.

Tenga en cuenta que si bien el consejo general es que bajar la temperatura del cátodo y reducir el tiempo de funcionamiento aumenta la vida útil. Una referencia a continuación, que afirma en voz alta ser autoritaria, hace algunas afirmaciones radicalmente poco convencionales. Sería cauteloso de tomar su reclamo a su valor nominal sin investigar, pero también cauteloso de no hacerlo.

TCrosley señala que
"el agotamiento de los cátodos es la pérdida de emisiones después de miles de horas de uso normal"

Sin embargo, 7 horas al día = 2555 horas al año y 24 horas al día = 8765 horas al año, por lo que tiene "miles de horas" por año en ambos casos, pero 24/7 = 3.4+ veces más miles si se opera por 24 horas al día en lugar de 7.

Extiende la vida útil del tubo de vacío dirigido a tubos transmisores calentados directamente con tungsteno toriado, pero tiene algunos buenos consejos generales.

• Reclaman una ganancia significativa de por vida al reducir la temperatura del cátodo.

Vida del filamento de tungsteno bajo calentamiento de corriente constante -1969
Resumen solo de por $ artículo PERO notas -

• Se muestra que la vida útil del cable en condiciones de corriente constante es sustancialmente menor que en condiciones de temperatura constante.

Wikipedia: el tubo de vacío dice varias cosas útiles relacionadas, pero cabe destacar

• Los tubos en espera durante largos períodos, con el voltaje del calentador aplicado, pueden desarrollar una alta resistencia de la interfaz del cátodo y mostrar características de emisión deficientes. Este efecto ocurrió especialmente en pulsos y circuitos digitales, donde los tubos no tenían corriente de placa que fluye por períodos prolongados. Se fabricaron tubos diseñados específicamente para este modo de operación.

• El agotamiento de los cátodos es la pérdida de emisiones después de miles de horas de uso normal. ...

PERO este authorative SOUNDING página contradice el asesoramiento de un número de otras fuentes Los tubos de vacío y los fracasos de tubo de vacío

Las reclamaciones incluyen:

• El gran enemigo de los tubos (o válvulas) de rejilla de potencia de alta ganancia que usan cátodos de óxido de metal es la corriente de rejilla y la corriente de cátodo excesiva, o las bajas temperaturas del cátodo.

• El ARRL, tan cuidadoso como a veces intentan ser, ha publicado más de unos pocos artículos incorrectos sobre el amplificador y la vida útil del tubo.

• Un tubo de filamento de tungsteno torsionado se puede ejecutar "duro", hasta el punto de la saturación completa de la emisión de filamento-cátodo, y la vida no será más corta ni más larga que cuando se ejecuta fácilmente,

  Siempre que los elementos que sean bombardeados por electrones o la envoltura no se sobrecalienten y sufran daños térmicos permanentes. Podemos reducir el voltaje del filamento en un tubo de tungsteno con toria, y siempre que no se contamine por una operación prolongada a un voltaje excesivamente bajo, todo lo que sucede es el recorte del pico.

• Un tubo de cátodo de óxido metálico puede sufrir daños rápidamente si se opera de esa manera. Es por eso que a veces tienen que comenzar con un temporizador que evita la corriente antes de que el cátodo se caliente por completo, lo que a veces puede ser el tiempo de calentamiento de un tubo rectificador y otros tubos en el sistema. ¡Baje el voltaje del filamento en un tubo de cátodo de óxido de metal demasiado bajo, y puede arruinarlo en segundos!

• Dentro de los límites de emisión y daño térmico, los tubos básicamente no se desgastan más rápido o más lento si están inactivos u operados. No es como un motor mecánico, donde el funcionamiento a altas RPM aumenta enormemente el desgaste al cargar mecánicamente las piezas internas aumentando la fricción. De hecho, demasiado frío a menudo es mucho peor que calor.

Los cátodos no se deben operar a temperaturas más bajas que la temperatura de emisión o dañará los cátodos por emisión de iones. Por supuesto, "operado" significa corriente que pasa a través del cátodo. Si no hay campo de emisión (es decir, ánodo o al menos compuerta en el potencial del cátodo), esto no se aplica.

Por lo tanto, si tiene una corriente de filamento en espera menor que la corriente de funcionamiento, asegúrese de apagar el resto del tubo por completo.

Es probable que un inicio lento por termistor desde el modo de espera prolongue la vida útil general incluso cuando el ánodo se activa antes de la temperatura total del filamento.

Las respuestas se han referido a muchos de los problemas, pero no existe una técnica aparentemente firme y confiable para tubos calefactados indirectos. Entonces, aquí está mi plan ...

1. Utilice un voltaje variable, regulado, fuente de alimentación. Ajuste el voltaje del filamento al rango más bajo de las especificaciones del tubo durante la operación. El tuyo es 6.3 +/- 5%, creo. Entonces, digamos 6V.

1a. Si usa CC y enciende el dispositivo, considere cambiar la polaridad de vez en cuando, lo mejor es un arranque en frío.

1b. Suponiendo que el tubo envejece con gracia, puede extender su vida aumentando lentamente el voltaje de funcionamiento del calentador a medida que el tubo se acerca al final de su vida útil.

2. Haga funcionar los tubos, sin B +, con un voltaje de alrededor del 80% si planea usar el dispositivo nuevamente dentro de, digamos, 3 días más o menos. Apague completamente si no.

3. Al encender el dispositivo, espere al menos 2 minutos para que se caliente por completo antes de aplicar B +. Ajuste el voltaje hacia arriba o hacia abajo desde el valor operativo de una manera medida.

3a. Suba la potencia más lentamente cuando se enciende para un apagado en frío.

4. Asegúrese de que el tubo se mantenga lo más frío posible. Asegure el mejor movimiento de aire posible, siempre. Ventiladores bien ubicados, si es lo suficientemente silencioso, no es una mala idea.

5. Configure los parámetros de funcionamiento del tubo con los parámetros de potencia aceptables más bajos posibles. Por ejemplo, use un tubo KT120 polarizado como si fuera un KT90.

6. Utilice siempre el ajuste de volumen / ganancia más bajo posible cuando escuche.

7. Si es posible, aplique B + de manera gradual también. Quizás mediante el uso de una gran, desagradable, variac. Y luego, solo después de que los calentadores hayan llevado el tubo al calor total.

8. No coloque el dispositivo en un área con vibraciones. Ten cuidado de dónde pones ese ventilador, por cierto. Nunca encima de un altavoz, por ejemplo. O incluso el mismo estante que también puede tener altavoces. No permita que los gatos, perros, niños, salten, caminen o jueguen alrededor.

9. Para un tubo específico, como el suyo, verifique, luego verifique nuevamente, no funciona sobre sus parámetros nominales, nunca. Verifique TODOS los voltios y corrientes. Verifique nuevamente, periódicamente, durante la vida útil del tubo. Si no hace nada más, debe hacer esto.

10. Mantenga los tubos libres de polvo. No los toque con las manos desnudas. No use "Promesa", o tal. El vidrio debe permanecer impecablemente limpio en todo momento.

11. Nunca use latas de tubo, amortiguadores ni nada que bloquee la radiación infrarroja para que nunca salga del tubo.

12. Prevenir la oxidación en los pasadores y el zócalo. Yo uso una cantidad muy pequeña de "aceite de motor Mobil One 0w40". No ponga nada, ni siquiera el más pequeño, en el sobre de vidrio. ¡Cuida tus dedos!

13. Al final, tu tubo va a morir. Simplemente es. Así que abastecerse de algunos repuestos ahora, simplemente no van a ser más baratos.

El MIT Whirlwind 1 posterior tenía estadísticas sólidas sobre las fallas de los muchos modelos de válvulas que usaba (población de válvulas muy grande y muchos años de estadísticas con funcionamiento casi 24/7). Un artículo de 1958 del ingeniero de alimentación principal (Gano) asociado con ese proyecto identificó que la falla del filamento del calentador era baja (3.6%) en comparación con la población total de fallas. Las estadísticas también mostraron que la tasa de falla del filamento se redujo a la mitad cuando se usó una fuente de alimentación controlada, pero el informe no identificó la frecuencia de la energía en los eventos. Supongo que el mensaje es que la falla del filamento es un evento raro para los principiantes, y aunque se pueden tomar medidas para reducir esa tasa de falla, es muy probable que ocurran primero otras razones para la falla.

Documento sobre "Termistores para la aplicación gradual de la tensión del calentador a los tubos termiónicos"

Enlace a PDF

El calentador funciona a 6.3 voltios, 0.175 amperios o 1.16 vatios. Eso es un kilovatio hora aproximadamente cada 860 horas, o alrededor de diez kilovatios hora al año. A 15 centavos por kilovatio hora, hacer funcionar el tubo las 24 horas del día, los 7 días de la semana, costaría $ 1.50 en electricidad anualmente. ¡Proporcionaría un mínimo de calor de fondo en invierno!

Equilibre eso con el costo de un tubo. El 6AK5 es relativamente económico pero podría costar lo mismo que tres o cuatro años de consumo de electricidad.