Наш источник, как и прежде — в основном известный недлинный кинофильм [7, 8] и кое-какие записки автора, а восстановить некоторые очевидные пробелы в описании, позволяет знакомство с азами электровакуумной технологии.
Итак, в общем, и по порядку:
1. Подготовка электродов
Фото 1.1. Вырезанные ножницами из мягкого нетолстого никеля прямоугольники — развёртки цилиндрического анода сформованы на оправке, контактной сваркой скреплены края и приварена траверсаФото 1.2. Цилиндрическая сетка из никелевой проволоки намотана на оправке виток к витку, на оправке же растянута до нужного шага, примотана к траверсе тонкой проволокойФото 1.3. Вольфрамовая нить накала — прямонакальный катод, выровнен подвешиванием куска W проволоки с оттяжкой грузом (и с подогревом пропусканием тока?), концы отмеренных кусочков нити с помощью технологической державки обжаты в небольших никелевых полосках — радиаторах. На фото — нити, подготовленные к монтажу на ножку лампы, остатки державки используются как удобная ручка
2. Изготовление, сборка ножки
Важное — колба лампы Клода выполнена из стекла платиновой группы [19] — дешёвое, легкоплавкое, склонное к термоударам и растрескиваниям из-за высокого КТР (коэффициента температурного расширения), впаи — из платины или чаще, дешёвого биметалла-заменителя — платинита.
Фото 2.1. Заготовки гребешковой ножки лампы — юбочка выполнена на упрощённом подобии горизонтально заварочного станка (ГЗВ); заготовка отколота в размер термоударом — чиркнув трубку ребром алмазного надфиля, к риске приложена накалённая током нихромовая проволока. Заготовки подвергнуты печному отжигу для снятия внутренних напряженийФото 2.2. Изготовление приплющенной части на ножке: механизировано вращая заготовку, её свободный конец разогрет в сильном газовоздушном пламени и размягчённое стекло слегка сжатоФото 2.3. Группа выводов подготовлена к впаиванию в стекло. Каждый вывод трёхзвенный — никель-платинит-никель, нижние (наружные у лампы) части выводов, похоже, сделаны из двух тонких свитых проволочек (для гибкости?). Судя по аккуратным соединениям и цветам побежалости — соединение звеньев выполнено газовой (пропан-кислород, ацетилен-кислород, водород-кислород?) сваркой. Четыре вывода с использованием шаблона приварены контактной сваркой на технологическую траверсуФото 2.4. Впаивание проволочных выводов в ножку. Группа проволочек предварительно зафиксирована относительно стекла, деталь расположена вертикально и вращается в станочке. Верхняя часть стекла сильно разогревается и размягчённое стекло с четырёх сторон обжимается специальным инструментом. Вакуумплотный впай получается только на участке с платинитовыми проволочками (красного цвета). Горячую ножку отжигают в печи для снятия (уменьшения) напряжений и проверяют на герметичность избыточным давлением при погружении в воду (пузырьки)Фото 2.5. Установка подготовленных электродов на выводах гребешковой ножки. Соединения контактной сваркой, сборка с применением нескольких державок и приспособления «третья рука»Фото 2.6. Собранную электродную систему Клод очищает от грубых загрязнений в ряде химикатов [9], но без пристрастия — «яркий» катод из чистого вольфрама не столь чувствителен к загрязнениям, как катоды вольфрамовые торированные или оксидные. Он же (W катод), увы, является самым короткоживущим элементом лампы, ограничивающим её невеликий ресурс
3. Изготовление оболочки лампы — колбы, заварка
Фото 3.1. Колба лампы простой цилиндрической формы, со штенгелем наверху. Для её изготовления кусок трубки перетягивают в середине, разделяя на две части. Тонкостенное утончение Клод вскрывает абразивным колёсиком и оплавляет в сильном пламени до более или менее правильного пробирочного донышка с отверстием и стенкой нормальной толщины. На самодельном мини ГЗВ с оригинальной оснасткой, в донышко впаивается тонкая технологическая трубочка — штенгельФото 3.2. Вставив ножку в сборе в колбу и сильно разогрев место соединения стеклянных деталей, спаивают их края, разровняв шов латунным инструментом. Лампа во время операции непрерывно вращается в шпинделе станочка
4. Вакуумная обработка
Цель работы — получить в запаянной колбе лампы высокий вакуум, последовательным прогревом всех её частей, удалить впитанные в металлы и стекло газы [10].
Фото 4.1. Этап №1 — вертикальная (!) лампа штенгелем подключена к высоковакуумному молекулярному насосу, поверх лампы — электрическая печь. Цель работы — откачав лампу хотя бы до 10-3 Торр и разогрев стенки баллона до нескольких сотен градусов Цельсия, удалить с поверхности стекла связанную с ним плёнку воды. Процесс продолжается до прекращения активного газовыделения (контролируется по тепловому [11, 12] вакуумметру)Фото 4.2. Напялив на откачиваемую лампу индуктор установки ТВЧ, прогреваем (обезгаживаем) самый массивный электрод лампы — анод и частично сетку, их траверсы в высоком вакуумеФото 4.3. Прогрев никелевого анода ТВЧ до красного каления (~900 ̊ С), лампа в этот момент откачивается, вакуумные насосы работаютФото 4.4. Дав ток на нить накала откачиваемой лампы, прогреваем самый горячий её электрод — катод. В лампе высокий вакуумФото 4.5. Отпаиваем обработанную лампу, для чего применим съёмную горелку со встречным пламенем. Разогреваем ей небольшой участок штенгеля, и атмосферное давление довершит остальное. Операция, однако, непростая — даже из небольшого количества раскалённого стекла выделяется столько газа, что он может ухудшить достигнутое с таким трудом разрежение в лампе на несколько порядков! Поэтому штенгель переплавляют не сразу, а в несколько приёмов, дав насосам время удалить выделившиеся пары и газы
5. Цоколь
Фото 5.1. Для удобства дальнейших манипуляций с отпаянной лампой, Клод снабжает их типовыми четырёхштырьковыми цоколями, родом из 20-х годов, их изготовление он освоил в собственной мастерской, сделав пресс-формуФото 5.2. Штырьки цоколя покупные, ввинчиваются в пластик на короткой резьбе. Стеклянные баллоны ламп для собственных нужд и деликатной эксплуатации, Клод в цоколе практически не закрепляет, а выводы к штырькам присоединяет упрощённо — укладывая мягкие проволочки в резьбу
6. Геттирование, измерение внутреннего вакуума
Как бы хорошо ни были очищены и обезгажены материалы колбы и электродов ЭВП, некоторое количество газов будут проникать внутрь прибора и после его герметизации (отпайки) — это натекания через микронеплотности вводов, разогрев стекла при переплавлении штенгеля, нагрев (перегрев) электродов при работе, диффузия газов из атмосферы через стекло. Для борьбы с появляющимися в лампе газами обычно применяют специальный элемент — геттер [13]. В триодах же Клода отдельный геттер отсутствует, однако, в таком качестве используется вольфрамовая нить прямого накала — так же, как в очень ранних исторических прототипах (триода ТМ [17]) заводской выделки (сильно раскалённый вольфрам хорошо распыляется в вакууме, заметно связывая при этом оставшиеся вокруг газы несколькими способами [14]).
Как мы знаем, ионизация молекул газов электронным потоком и горячий вольфрам превращают, например, ионизационный манометрический преобразователь [14, 15] в довольно эффективный высоковакуумный насос. Конструкцией и устройством, такой преобразователь здорово похож на обычный усилительный триод, отсюда становится возможным применить эти эффекты для финальной откачки (геттирования) нашей самодельной лампы и измерения получившегося вакуума [16].
Фото 6.1. Для реализации процесса Клод собрал небольшую приставку с вынесенным источником питания и измерительным блоком. Так же как и ионные преобразователи, наш триод для геттирования включается навыворот — на управляющую сетку подаётся высокий положительный потенциал, а на анод — небольшой отрицательный. Переключателем приставки можно сменить включение лампы на традиционное и по обратному току сетки оценить глубину получившегося вакуума. Сверху холодной лампы виден сероватый налёт — напылённый вольфрам. Он же осел и внизу — на вводах гребешковой ножки, ухудшая изоляцию
7. Характеристики лампы
Фото 7.1. Для снятия семейства анодных характеристик получившегося триода, Клод использует ретрографопостроитель, вкупе с набором регулируемых источников и соединительной коробкойФото 7.2. Типовые анодные характеристики самодельного триода (1) с щадящим, пониженным накалом. Они довольно близки к таковым у исторического прототипа — триода ТМ из-за близости размеров электродов. Характеристики 2 демонстрируют зависимость тока насыщения от напряжения накала нити; 3 — семейство характеристик с большим накалом нити, вопрос долговечности лампы и максимально допустимой мощности рассеяния на электродах, остаётся за скобками
8. Применение изготовленных ламп
Коллега Клод делал свои триоды не только из любви к искусству, но в первую очередь, имея в виду их практическое применение, например, для замены старых однотипных ламп в раритетных приборах, для самодельного радиовещательного и связного радио.
Фото 8.1. Одноламповый приёмник-регенератор и несколько тестовых плат кварцевых генераторов для проверки работоспособности ламп на разных частотахФото 8.2. Телеграфный передатчик на 3.5 МГц с фиксированной кварцем частотойФото 8.3. Вариант CWпередатчика на 3.5 МГц с фиксированной кварцем частотойФото 8.4. Телеграфный КВ передатчик с внешним генератором плавного диапазона и нейтродинной компенсацией [18]Фото 8.5. Двухтактный КВ усилитель класса В (внизу) с генератором плавного диапазона 3.5 МГц (вверху)Фото 8.6. Макет генератора на 50 МГцФото 8.7. Макет генератора на 145 МГц
9. Итого. В продолжение исторического ряда
Французский триод ТМ 1920-х годов, оказался удачной и живучей конструкцией — звёзд с неба не хватал, однако был лампой универсальной, лаконичной и простой, с высоким вакуумом и стабильными параметрами. Лампа имела множество вариантов и модификаций: шарообразные колбы, горизонтальная электродная система нескольких видов; вертикальная электродная система нескольких видов; компактные цилиндрические колбы; применение геттеров — вольфрам, фосфор, магний, барий; эффективные нити из торированного вольфрама; оксидные катоды нескольких видов; добавочные сетки. Ко всему — разные заводы и страны, разное оформление, словом, лампа примечательная и значимая.
Фото 9.1. Несколько разных вариантов триода ТМ и его наследников, в конце, по праву — современный триод Клода
Самодельный триод Клода — не лучший из известных исторических вариантов, имеет, однако, и громадный плюс — сравнительная простота изготовления (добавим — изготовления, силами не завода, но одного человека!).
Внимательный и осведомлённый скептик, конечно, заметит, что некоторые операции выполнены упрощённо или не вполне по канонам, а процесс изготовления далеко не оптимален; мы же не станем ворчать, но просто восхитимся работой целеустремлённого энтузиаста и от души мысленно пожмём ему руку.
![Фото 2.6. Собранную электродную систему Клод очищает от грубых загрязнений в ряде химикатов [9], но без пристрастия — «яркий» катод из чистого вольфрама не столь чувствителен к загрязнениям, как катоды вольфрамовые торированные или оксидные. Он же (W катод), увы, является самым короткоживущим элементом лампы, ограничивающим её невеликий ресурс](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/690/03e/8cc/69003e8cc6175ef3463928eba24f89eb.jpg "Фото 2.6. Собранную электродную систему Клод очищает от грубых загрязнений в ряде химикатов [9], но без пристрастия — «яркий» катод из чистого вольфрама не столь чувствителен к загрязнениям, как катоды вольфрамовые торированные или оксидные. Он же (W катод), увы, является самым короткоживущим элементом лампы, ограничивающим её невеликий ресурс")
![Фото 4.1. Этап №1 — вертикальная (!) лампа штенгелем подключена к высоковакуумному молекулярному насосу, поверх лампы — электрическая печь. Цель работы — откачав лампу хотя бы до 10-3 Торр и разогрев стенки баллона до нескольких сотен градусов Цельсия, удалить с поверхности стекла связанную с ним плёнку воды. Процесс продолжается до прекращения активного газовыделения (контролируется по тепловому [11, 12] вакуумметру)](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/b27/b39/5bf/b27b395bfa6004b99d22da6d3a4159d7.jpg "Фото 4.1. Этап №1 — вертикальная (!) лампа штенгелем подключена к высоковакуумному молекулярному насосу, поверх лампы — электрическая печь. Цель работы — откачав лампу хотя бы до 10-3 Торр и разогрев стенки баллона до нескольких сотен градусов Цельсия, удалить с поверхности стекла связанную с ним плёнку воды. Процесс продолжается до прекращения активного газовыделения (контролируется по тепловому [11, 12] вакуумметру)")
![Фото 8.4. Телеграфный КВ передатчик с внешним генератором плавного диапазона и нейтродинной компенсацией [18]](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/1e0/2ce/942/1e02ce9429cf97bb0ecc09afcf446ae1.jpg "Фото 8.4. Телеграфный КВ передатчик с внешним генератором плавного диапазона и нейтродинной компенсацией [18]")
