Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №1 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Манометр (вакуумметр) от нуля до одной атмосферы произвольной точности тоже должен быть в лаборатории. Он предназначен для заправки расходных ёмкостей для газа и наполнения приборов типа импульсных ламп и разрядников. Специального манометра среднего и высокого вакуума, типа термопарного или ионизационного можно не ставить. Контроль давлений ниже одного миллиметра ртутного столба вполне можно вести по виду разряда, а наполнение до очень низких давлений обычно не применяется и особая точность здесь не нужна. (Разумеется, при необходимости такой манометр к установке можно добавить).
Нужно также изготовить небольшой стеклянный (с одной-четырьмя ячейками) титановый магниторазрядный насос типа вакуумметра Пенинга (см. рис. 16). Он может применятся для откачки «чистых» систем типа сосудов Дюара и вакуумных рубашек высокочастотных ламп. Для откачки систем, имеющих много «грязи», он не пригоден. Такой насос, сам по себе, после калибровки может служить и манометром. По току его разряда можно определять давление в системе.
При небольших размерах и чистой, прогретой системе предварительная откачка роторным насосом до давления 10-2 мм рт. ст. вполне достаточна для его запуска.
Если возникают трудности с запуском, то к этому насосу следует допаять короткую разрядную трубку достаточного диаметра (30–40 мм) с небольшим титановым катодом в виде отрезка проволоки или полоски. Этот электрод после отпайки от масляного насоса следует нагреть током разряда докрасна. Быстрое катодное распыление такого электрода происходит при гораздо больших давлениях, чем катода в магнито-разрядном насосе. После того, как разряд с этого электрода станет невозможен из-за падения давления, можно будет запустить основной насос.
Очень интересно то, что такое простое решение для устойчивого запуска титанового насоса с низкого вакуума автором нигде в литературе не было замечено. Все жалуются на плохой запуск при низком вакууме, на перегрев электродов насоса, пробуют охлаждать электроды водой, а сделать небольшой специальный сменный электрод, который можно было бы нагревать током разряда до температуры самоочистки титана от окислов и быстрого распыления за счёт пониженной плотности газа вблизи нагретого электрода — никому в голову не приходит.
При изготовлении такого «стартового» насоса главная тонкость состоит в применении для его оболочки стеклянной трубки достаточно большого диаметра, иначе разряд с него погаснет ещё при низком вакууме за счёт ограничения прикатодных частей разряда.
Корпус магнито-разрядного насоса следует делать из пирекса, а при необходимости откачивать системы, изготовленные из других стёкол — припаивать его через переходные стёкла или присоединять через шлиф малого диаметра, склеенного минимальным количеством смеси канифоли с пчелиным воском 2:1. Сильно загрязнённый распылённым титаном насос можно протравить десятипроцентным раствором азотной кислоты с добавкой нескольких процентов плавиковой, затем промыть дистиллятом. Органику из насоса и всей системы можно удалить отжигом в печи при 400°-500°Л в воздушной атмосфере. При предварительной откачке роторным насосом, всю чистую часть системы следует прогреть горелкой для удаления основного количества загрязнений со стенок.
Питается такой насос высоким напряжением от специального источника (см. рис. 17). Для его работы необходим внешний магнит, который можно подобрать или сделать из железной скобы толщиной около десяти миллиметров с наклеенными бариевыми магнитами от динамиков. Общая толщина этих магнитов должна превосходить толщину насоса раза в полтора-два.
Неплохо также иметь в лаборатории мощный (до киловатта) трансформатор на напряжение 24–36 вольт и на ток 30–40 ампер. Подключая его к автотрансформатору, можно питать самую разнообразную нагрузку (например, печи разных размеров). При необходимости можно изготовить и установить и другое электрооборудование.
Следует изготовить самостоятельно или подобрать высокочастотный (ТВЧ) автогенератор с мощностью 50-200 ватт, и рабочей частотой около десяти мегагерц. Для начала вполне достаточен двухтактный генератор на двух лампах ГУ-50 при напряжении анодного питания 600—1000 вольт. Анодное напряжение следует сделать регулируемым (ЛATP) и не подавать его до полного прогрева катодов ламп. Генератор следует обязательно «отвязать» от сети трансформатором (см. схему на рис. 18).
Применяя вместо ламп мощные транзисторы, можно сделать сам генератор небольших размеров, безопасным в смысле поражения высоким постоянным анодным напряжением и поэтому удобным для работы в разнообразных условиях. Громоздкий блок питания такого устройства можно разместить вне стола, соединив его с генератором гибким проводом и тонкими трубками водяного охлаждения.
Снабдив генератор сменными контурами различных размеров с подобранной ёмкостью и индуктивности, можно тренировать «шарики», нагревать в вакууме различные геттеры в виде кольца из титана или единичного электрода (разряд со вторым электродом «на пространство» — «ВЧ факел»), изготовлять спаи металла со стеклом типа дисковых и колпачковых.
Удобно также иметь в комплекте генератора небольшой набор высокочастотных трансформаторов типа трансформатора Тесла, но с меньшим количеством витков во вторичной обмотке (коэффициент трансформации 3-10 раз). Они могут применятся для распыления геттера разрядом типа «ВЧфакел», который проще зажечь при повышенном напряжении.
Разумеется, не помешает в лаборатории и мощный генератор с частотой до мегагерца на несколько киловатт, но работать с ним следует в экранированном помещении и на фиксированной частоте, чтобы не мешать радиоприёму. В промышленном производстве ВЧ нагрев широко применяется.
Предметом первой необходимости в лаборатории следует считать маломощную контактную сварку. Такая сварка широко применяется в электровакуумном производстве. Нам будет достаточно иметь сварочный аппарат, сделанной из трансформатора типа ТС-270 от старого телевизора. Этот трансформатор хорош тем, что его всегда можно найти и легко разобрать.
После аккуратной разборки трансформатора с катушек следует смотать все обмотки кроме сетевых. Сетевая обмотка самая нижняя и состоит из нескольких частей, которые следует соединить последовательно и убедится при помощи миллиамперметра, стоваттной лампочки (балласта) и ЛATPa, что включены они правильно. На обмотку одного стержня можно подавать 110 вольт, при этом ток холостого должен составлять не более ста миллиампер (разумеется, при собранном магнитопроводе). Обмотки обеих стержней следует соединить последовательно и согласованно (начало второй обмотки соединить с концом последней) и при первом включении последовательно трансформатору включить лампочку 100 ватт или медленно повышать напряжение ЛАТРом, контролируя ток через катушки во избежание аварии.
(Эта технология применима всегда при работе с вновь изготовленными или неизвестными трансформаторами).
На оба стержня следует намотать проводом или шиной сечением около 20 мм2 по одинаковой обмотке на 3–4 вольта. (Если они будут иметь разное напряжение, то при параллельном соединении, возникнут уравнительные токи, которые
