Bomba de plasma para alto vacio. ¿¿Funcionará esta idea??

[valvuladeplasma]

Hola Alberttoy.

Ahora no he podido avanzar mucho por los feriados en Argentina por las fiestas de navidad y año nuevo porque ha estado cerrado el comercio. He simulado la parte amplificadora del tetrodo (tubo de control en adelante) con CST Studio Suite y me parece que el tubo de control tiene algunos inconvenientes para controlar la corriente de placa, todavía lo estoy simulando a ver si logro un resultado concreto o aplicarle algún tipo de modificación. También he conseguido el software COMSOL que trae un modulo de plasma que estoy aprendiendo a usar pero todavía no he logrado simular nada.

El cátodo hueco es el cilindro de mayor diámetro y longitud (3 pulgadas de diámetro, 30cm de longitud). Lo he calculado para que trabaje a unos 25 a 30 ubar y según la ley de Paschen 30cm es aproximadamente la longitud correcta máxima para esa presión. Además elegí el diámetro de 3" para que el volumen catódico sea mucho mayor que el resto del tubo a evacuar asi el aumento de presión por bombeo de plasma es mínimo y me da la posibilidad de lograr mejores vacíos en la región de control (la que se evacúa por efecto de cátodo hueco).

Necesito conseguir una cupla de hierro de 3/8" para soldar al cátodo y así enroscar una válvula de gas para evacuar el sistema; desafortunadamente el único lugar que me confirmó tenerla esta cerrado por vacaciones hasta el 5 de enero próximo.

Continuaré con las simulaciones hasta la semana próxima que se normalice el comercio y de paso veo si es necesario algún cambio y luego continuo con la compra de materiales.

¡¡¡Felicidades para todos y un prospero 2015!!!

[valvuladeplasma]

He terminado de simular y concluyo que la simulación no sirve, da cualquier resultado diferente de la realidad. Por ejemplo con el dibujo que hice lo simulé y me da que el tubo de control (incluso con tensión==0V) repele completamente los electrones del haz y ademas parece que el fuerte campo eléctrico del ánodo no causa atracción a través del hueco del tubo de control. Ademas he simulado ejemplos sencillos con las cuales he experimentado y dan mal. He probado particle tracking y PIC (particle in cell) transitorio y nada.

Conclusión:

1) CST STUDIO SUITE no sirve.
2) COMSOL no lo se usar y tampoco le encuentro opciones que me sean de utilidad.

3) Voy a armarlo tal cual como lo dibujé anteriormente con el inventor y si me sale mal al menos el diseño es modular y puedo sustituir piezas fácilmente.

Si a alguien se le ocurre alguna explicación lógica por la cual debería cambiar el diseño por favor hágamelo saber. La semana próxima retomo la construcción pero no se si pueda terminar porque luego parto de vacaciones hasta febrero

[FIJCHO]

Hola Válvuladeplasma

Aunque no veo la funcionalidad de tu experimento, creo que debes probarlo.

Si necesitas una bomba difusora, las tengo pequeñas, con refrigeración por aire. Canje o venta.

Sugiero estudiar bien el tema del alto vacío, ya que para los niveles típicos de trabajo de la difusora es necesario cuidar detalles como las uniones y los materiales a usar.

Considerá también la posibilidad de llevar tu experimento a un laboratorio ya equipado con un sistema de alto vacío, para no realizar un gasto y un trabajo que luego no puedas capitalizar.

Con seguridad alguna facultad o instituto de investigaciones en tu ciudad puede darte acceso para unas pruebas.

Saludos

Roberto
www.anvac.net

[valvuladeplasma]

Mediante un sencillo experimento pude comprobar el desplazamiento de iones positivos hacia el cátodo en corriente continua. Es decir, que la idea si funciona.

El experimento consiste en alimentar una lámpara de sodio de alta presión en corriente continua; debido a la pequeña cantidad de sodio en el interior del tubo de descarga se puede observar el desplazamiento e incremento de presión en la región catódica.


Arriba se observan los iones de sodio emitiendo luz naranja (en el cátodo). Mientras que la cantidad de mercurio es elevada y no se puede apreciar tal desplazamiento quedando el color blanco en el ánodo (mercurio).




Próximamente continuaré la construcción del tetrodo que me habia propuesto. Para los que no entiendan el proposito del proyecto es el siguiente:

*) Amplificar audio con calidad de sonido valvular (superior) con especificaciones propias (potencia, respuesta en frecuencia, etc).

Ventajas frente a una válvula termoiónica:

1) Fuente de electrones de plasma longeva (no hay filamentos que se dañen por el uso).
2) Posibilidad de manejar mayores densidades de potencia que las válvulas convencionales y a gusto del diseño. Eso implica que puedo fabricar amplificadores clase A de alta potencia y calidad sin limitaciones. Ademas el costo de hacer funcionar muchas válvulas termoiónicas en paralelo con su necesario apareamiento en las carácteristicas (dificil de conseguir; se debe disponer de muchos tubos).
3) Encendido y estabilización del tubo a mayor velocidad que el calentamiento de filamentos.
4) Facilidad en la disipación de potencia mediante refrigeración por ventilación forzada o circuito de agua debido a que los electrodos están expuestos a la atmosfera.
5) No requiere getter ni sofisticados sistemas de vacio (se logra con una bomba comúnmente utilizada en refrigeración)
6) No es frágil (no llevará vidrio) ni tampoco es suceptible a efectos microfónicos o deterioro de filamentos por vibraciones continuas (por ejemplo llevando el amplificador encendido en un vehículo).

[valvuladeplasma]

Probé también un tubito de neón de las teclas de luz en continua y se ilumina solo el cátodo!

Construcción en progreso!!!

Me faltan algunas perforaciones y armar todo pero ya creo que tengo todos los materiales.

Se me ha ocurrido una idea genial!! Lo llamo "Plasistor" y sería un transistor de plasma de 3 electrodos:

1) Cátodo hueco con presión de plasma adecuada.
2) Tubo de control a la salida del cátodo.
3) Anodo plano (sin perforar).

Como fuera del cátodo la presión es menor, la corriente mayoritaria es de electrones y puede ser modulada por el tubo de control que regularía la cantidad de cargas que impactan al ánodo. Requeriría una corriente mínima constante para mantener la diferencia de presión y además tal vez si uso mercurio o neón podría reducir considerablemente la impedancia del plasma. En resumen: se modularía directamente la corriente del plasma en lugar de exitar un plasma y quitarle electrones .

Aca algunas fotos:

Materiales para la construcción:


Tubos soldados:


Toma de asripación con cupla de 3/8":


Hueco de 1mm del cátodo:


Tubo de control:


Salida del tubo de control:


Entrada del tubo de control:


En un par de días lo termino y les cuento como me fué o cuelgo algun video.
Si no funciona como plasistor la rearmaré originalmente pero la evidencia indica que voy por el buen camino

[valvuladeplasma]

¡Progresando en la contrucción!

Ya monté el cátodo y el tubo de control con su respectiva junta, sellador y aisladores. Me estaría faltando el ánodo .



Vista interior: el hueco del cátodo va descentrado para incrementar la ganancia.

[valvuladeplasma]

¡¡¡Plasistor terminado!!!

Parece que no hay fugas ni cortocircuitos. Cuando sequen los selladores lo probaré.

[valvuladeplasma]

Quedó bien sellado para vacío pero resultó ser que el sellador que usé en las juntas es conductor de electricidad y me quedaron los 3 electrodos en cortocircuito. Con el tester medía bien continuidad pero cuando lo conecté a 600V descubrí el problema, ademas en la máxima escala del ohmetro media cortocircuito pero en las escalas bajas no.

Tuve que desarmarlo completamente y limpiarlo con el cepillo de alambre con el taladro. Ademas se me jodieron las varillas roscadas y tuve que cortarlas para sacarlas. También al desarmar me di cuenta que por la cantidad de sellador y la presión éste se habia escurrido al interior causando problemas.

Mañana compraré las cosas que me están faltando y veré si en los próximos días lo puedo terminar. Reemplazaré las varillas roscadas y algunas tuercas, las juntas y usaré sellador de silicona de alta temperatura en pequeña cantidad solo en los bordes (fastix).

Como aisladores para las varillas uso mylar, es un poco difícil de colocar y para las tuercas recortes de las mismas juntas (de alta temperatura); si alguien tiene una idea mejor para la aislación será bienvenida.

La fuente es un doblador de tensión con dos diodos de 1000V 6A y 4 capacitores de 470uFx400V (2 y 2 en serie) limitada en alterna por un capacitor de 25uFx400V. En serie a la salida una lámpara de 53W para 220V que se quemó con el CC y tambien tengo que reemplazar.

[emiliano]

Hola compa , con esos pegamentos vas a tener problemas continuamente sobre todo cuando comienzan a calentar, a mi me pasó con un tubo de crookes que selle con epoxi ,funcionó para fines didácticos pero al tiempo y al darle mucha maquina comenzó a gasear a lo loco.

Veo que estas empeñado en la cuestion , si pudieras resolver las uniones con juntas toricas y sellos tipo "o"ring te envío unos gramos de grasa para alto vacío Dow Corning,

Bueno de todos modos te la envío que te va a servir, mandame un privado con una dirección.

Saludos .

[valvuladeplasma]

Hola Emiliano.
Gracias por tu ofrecimiento y consejos.
Voy a hacer una prueba mas con sellador de amianto y si no queda bien te paso mi dirección.
¿La grasa que me ofreces va bien con el calor?
Las juntas quedaron bien, el problema fue el sellador.