He estado trabajando de nuevo en el espectrógrafo y acabé el circuito del sensor (aun con el integrado coballa), y a quedado más o menos así...
Aun tendré faena con él porqué tiene demasiado ruido de fondo (1 mv pico pico), pese a los blindajes. Tal vez con al AD549 se reduzca pero quiero hacer algunas pruebas más antes de montarlo.
El sensor lo cambié por este otro (también provisional) para dejar la otra pata del transistor-pasacables libre (por ahí tiene que pasar los -70V de la placa supresora), El anterior era una placa redonda con dos agujeros que se apoyaba en las dos patas del transistor y que introducía mucho más ruido. Aun no esta blindado para tener mayor amplitud de señal. Cuando monte el blindaje interno, que tendrá solo una ranura para dejar pasar el haz de iones, supongo que se reducirá bastante el ruido de fondo y definirá los picos correspondientes a cada especie atómica, pero también reducirá la intensidad de la señal.
También he estado trabajando en el rac de control. Como ya os dije acabé la fuente del sensor +/- 15v superfiltrada y monté la carátula de control del monitor. Esta parte tiene montada la placa donde irán los circuitos conformadores de onda para atacar las defectoras del monitor, pero mientras la señal no sea la adecuada seguiré trabajando con el osciloscopio que es más versátil. El monitor es para un funcionamiento completamente autónomo del espectrógrafo.
Ahí van unas fotos...
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Después de todo esto ya me pude hacer pruebas de funcionamiento, Y bien... funciona mejor, solamente con el tl081 la amplitud de la señal a aumentado tres ordenes de magnitud y se distinguen bastante bien los picos de algunos iones...os pongo algunas fotos de la señal que capta el sensor con el ionizador sintonizado a la máxima amplitud y el electroiman funcionando con onda sinusoidal 220v 50Hz.
La sinusoidal de arriba es la alterna de 50Hz que sincroniza el osciloscopio. Fijaros como hay un desfase entre la corriente electrica y el campo magnetico del electroiman. Aproximadamente el centro de la pantalla en la señal del sensor corresponde al punto donde el campo magnético es mínimo, El sensor solo capta señal en la fase positiva del campo magnético, al subir la sinusoidal, primero los iones más ligeros, luego los pesados... y al bajar de nuevo, primero los pesados y despues los ligeros. Por eso la imagen de los picos es especular con el centro en el punto máximo del campo magnético.
Después monte un sensor para el campo magnético en vez de pinchar la corriente alterna...
...hecho con un captador de posición de un disco duro viejo (que usaba para captar la señal de las cuerdas en el afinador de pianos), y rectifiqué a media onda la alimentación del electroimán, como apuntaba AJDM. La consecuencia es que el campo magnético se distribuye más en el sentido positivo que en el negativo y disminuye la pendiente de la sinusolidal al principio de la fase, con lo que aumenta la cantidad de tiempo que tiene el sensor para captar los iones más ligeros.
una foto...
La sinusoidal ahora corresponde directamente al campo magnético (invertida respecto a la de antes) y el punto mínimo del campo esta aproximadamente sobre las dos primeras divisiones horizontales del osciloscopio (casi coincidiendo con la parte más alta de la señal del campo). La imagen del sensor esta cortada por la derecha en el punto de máxima desviación producida por el campo, de forma que solo se ve la ida (la vuelta es lo mismo pero al revés).En esta imagen se puede apreciar hasta 5 picos de especies de iones diferentes. Los dos pequeños de la izquierda seguramente corresponden al hidrógeno, ya que son los más ligeros que capta el aparato. Los demás son mas difíciles de saber, porque la escala no es lineal, ni en la separación entre iones, ni en la amplitud de cada pico. Recordar que la deflexión la produce una sinusoidal y los haces iones que son captados cerca del punto de máximo campo magnético tienen más tiempo para impresionar el sensor y aparecen con mucha mayor amplitud que los de los iones más ligeros que pasan apenas fugazmente frente al sensor.
Hay además una disminución del ruido de fondo fruto de algunas horas de pruebas y modificaciones del circuito.
Modificando la tensión de aceleración se desplazan los picos por la imagen, apareciendo nuevos por el centro de la imagen especular, conforme disminuye la velocidad de los inones. En la primera foto, los dos picos de la señal del sensor, corresponden a los dos pequeños picos, presumiblemente de hidrogeno de la segunda imagen. Esta segunda imagen esta tomada con la tensión de aceleración casi al mínimo, unos 500 o 600v. Esto nos de la idea de la poca desviación, en la trayectoria de los iones, que produce el electroimán, pese a la potencia que consume.
Después de hacer muchas pruebas he llegado a la conclusión de que con la actual configuración no podré sacarle mucho más rendimiento el espectrógrafo. Aunque pueda reducir más el ruido de fondo y amplificar la señal me encuentro con una limitación estructural. El ángulo de desviación necesario para que los inones impacten contra el sensor es demasiado grande y supone demasiados problemas. Por eso la primera imagen que capté era tan potente (con el tubo recto). De momento tengo pensado construir una nueva sección recta para el circuito de vacío, de forma que pueda ampliar el abanico de iones que podrá captar el aparato, y aprovechar mucho más el campo magnético. y si esto aun no mejora substancialmente la calidad de la señal, tendré que ir pensando en construir las lentes cuadripolo. Ya se que será meterse un berenjenal de altas frecuencias con tensiones de mil voltios o más, pero aprovecharía todos los iones acelerados y podría disminuir notablemente la velocidad de barrido sobre el sensor, aumentando mucho la señal (muy interesante, sobre todo para detectar cantidades muy pequeñas de alguna espacie atómica escurridiza)
Un saludo
