Laisser le chauffage d'un tube à vide allumé tout le temps par rapport à son cycle

Je veux construire un amplificateur à lampes qui fonctionnera pendant environ 7 heures / jour. Je me demandais si l'espérance de vie du tube serait plus élevée si je laissais le radiateur allumé tout le temps et que j'allumais et éteignais l'alimentation de la plaque.

Le tube sera très probablement un 6N1P ou un petit tube à usage général similaire.

Quelle est votre opinion / expérience à ce sujet?

Le mode de défaillance d'un élément chauffant est généralement une rupture liée au stress du fil de tungstène ou à un point de soudure et se produit généralement après de nombreux cycles de marche / arrêt thermique. Une façon d'atténuer cela est bien sûr de ne pas éteindre les radiateurs (l'une de vos options). Une autre consiste à utiliser un dispositif à coefficient de température négatif (NTC) tel qu'une thermistance dans l'alimentation électrique desservant les radiateurs. pour permettre aux radiateurs d'atteindre la température de fonctionnement plus progressivement.

Lorsque l'ordinateur ENIAC a été construit en 1946 avec plus de 17 000 tubes à vide, le taux de défaillance était initialement de plusieurs tubes par jour. Bien sûr, ils étaient déjà allumés tout le temps. Ils ont déclassé la tension (et le courant) allant aux réchauffeurs et réduit le taux de défaillance à un tube tous les deux jours (la durée la plus longue enregistrée sans défaillance était de cinq jours).

Laisser les tubes allumés en permanence peut accélérer les défaillances qui se produisent sur de longues périodes (des milliers d'heures de fonctionnement). L'appauvrissement de la cathode est la perte d'émission après des milliers d'heures d'utilisation normale, car elle est empoisonnée par des atomes provenant d'autres éléments du tube. Cependant, selon la page 34 du livre des années 1960 tirant le meilleur parti des tubes à vide , cela est assez rare car au moment où la cathode a perdu son émission, le tube est à peu près mort pour d'autres raisons.

Ce même livre, à la page 14, fait une autre suggestion concernant le maintien des radiateurs; en mode veille, réduisez leur tension de moitié au lieu de les laisser sous tension ou de les désactiver.

Personnellement, je fournirais probablement un circuit d'alimentation du réchauffeur à démarrage très progressif et tout simplement possible un circuit d'arrêt progressif (presque inconnu) (c.-à-d. Augmenter et diminuer le courant du réchauffeur sur quelques secondes pour minimiser les chocs thermiques et le courant d'appel. Vous pouvez même utiliser un "maximum circuit de courant "pour garantir qu'Imax n'était guère supérieur à I_operating_warm à tout moment.

Notez que, bien que les conseils généraux soient que l'abaissement de la température de la cathode et la réduction du temps de fonctionnement augmentent la durée de vie. une référence ci-dessous, qui prétend très fort faire autorité, fait des affirmations radicalement non conventionnelles. Je me méfierais de prendre sa demande au pied de la lettre, mais je me méfierais également de ne pas le faire.

TCrosley note que
«l'appauvrissement de la cathode est la perte d'émission après des milliers d'heures d'utilisation normale»

Cependant, 7 heures par jour = 2555 heures par an et 24 heures par jour = 8765 heures par an, vous avez donc "des milliers d'heures" par an dans les deux cas, mais 24/7 = 3,4+ fois plus de milliers si opéré pendant 24 heures heures par jour plutôt que 7.

Prolonger la durée de vie du tube à vide ciblant les tubes émetteurs thorium directement chauffés au tungstène, mais offre de bons conseils généraux.

• Ils revendiquent un gain de durée de vie significatif en réduisant la température de la cathode.

Durée de vie du filament de tungstène sous chauffage à courant constant -1969
Résumé uniquement pour $ article MAIS notes -

• La durée de vie du fil dans des conditions de courant constant est nettement inférieure à celle dans des conditions de température constante.

Wikipédia - Le tube à vide dit un certain nombre de choses utiles, mais il convient de noter

• Les tubes en attente pendant de longues périodes, avec une tension de chauffage appliquée, peuvent développer une résistance d'interface de cathode élevée et afficher de mauvaises caractéristiques d'émission. Cet effet s'est produit en particulier dans les circuits d'impulsions et numériques, où les tubes n'avaient pas de courant de plaque circulant pendant des périodes prolongées. Des tubes spécialement conçus pour ce mode de fonctionnement ont été fabriqués.

• L'appauvrissement de la cathode est la perte d'émission après des milliers d'heures d'utilisation normale. ...

MAIS cette page SOUNDING faisant autorité contredit les conseils d'un certain nombre d'autres sources Tubes à vide et défaillances des tubes à vide

Les réclamations comprennent:

• Le grand ennemi des tubes (ou vannes) de réseau électrique à gain élevé utilisant des cathodes à oxyde métallique est le courant de réseau et le courant de cathode excessif, ou les basses températures de cathode.

• L'ARRL, aussi prudent qu'il soit parfois, a publié plus de quelques articles incorrects sur la durée de vie des amplificateurs et des lampes.

• Un tube à filament de tungstène thorié peut être exécuté "dur", au point de saturation complète d'émission filament-cathode, et la durée de vie ne sera ni plus courte ni plus longue que lorsqu'il est exécuté facilement,

  À condition que les éléments bombardés par des électrons ou l'enveloppe ne surchauffent pas et subissent des dommages thermiques permanents. Nous pouvons réduire la tension du filament dans un tube de tungstène thorié, et à condition qu'il ne soit pas contaminé par un fonctionnement prolongé à une tension excessivement basse, tout ce qui se produit est un écrêtage de crête.

• Un tube cathodique en oxyde métallique peut rapidement subir des dommages s'il est utilisé de cette façon. C'est pourquoi ils doivent parfois démarrer sur une minuterie qui empêche le courant avant que la cathode ne soit complètement chauffée, ce qui peut parfois être le temps de préchauffage d'un tube redresseur et d'autres tubes du système! Abaissez la tension du filament dans un tube cathodique à oxyde métallique trop faible et vous pouvez la ruiner en quelques secondes!

• Dans les limites des émissions et des dommages thermiques, les tubes ne s'usent pas plus rapidement ou plus lentement s'ils sont juste au ralenti ou utilisés. Ce n'est pas comme un moteur mécanique, où un fonctionnement à haut régime augmente considérablement l'usure en chargeant mécaniquement les pièces internes, ce qui augmente la friction. En fait, trop froid est souvent bien pire que chaud.

Les cathodes ne doivent pas fonctionner à des températures inférieures à la température d'émission, sinon vous endommageriez les cathodes par émission d'ions. Bien sûr, "exploité" signifie le courant traversant la cathode. S'il n'y a pas de champ d'émission (à savoir une anode ou au moins une grille au potentiel de cathode), cela ne s'applique pas.

Donc, si vous avez un courant de filament de secours inférieur au courant de fonctionnement, assurez-vous que le reste du tube est complètement éteint.

Un démarrage lent par la thermistance de veille va probablement encore prolonger la durée de vie globale même lorsque l'anode est sous tension plus tôt que la température du filament complet.

Les réponses ont abordé de nombreux problèmes, mais aucune technique apparemment ferme et fiable n'est disponible pour les tubes chauffés indirectement. Alors, voici mon plan ...

1. Utilisez une alimentation à tension variable, régulée. Réglez la tension du filament sur la plage la plus basse des spécifications du tube pendant le fonctionnement. Le vôtre est de 6,3 +/- 5%, je crois. Alors, disons 6V.

1a. Si vous utilisez DC et tournez l'appareil, envisagez de changer la polarité à l'occasion, avant un meilleur démarrage à froid.

1b. En supposant que le tube vieillit avec élégance, vous pouvez prolonger sa durée de vie en augmentant lentement la tension de fonctionnement du réchauffeur à mesure que le tube approche de la fin de sa durée de vie.

2. Faites fonctionner les tubes, sans B +, à une tension d'environ 80% si vous prévoyez d'utiliser à nouveau l'appareil dans, disons, environ 3 jours. Éteignez complètement sinon.

3. Lorsque vous allumez l'appareil, attendez au moins 2 minutes pour une chaleur complète avant d'appliquer B +. Ajustez la tension jusqu'à ou en dessous de la valeur opérationnelle de manière mesurée.

3a. Augmentez le courant le plus lentement lors de la mise sous tension pour un arrêt à froid.

4. Assurez-vous que le tube est aussi frais que possible. Assurez toujours le meilleur mouvement d'air possible. Des fans bien placés, s'ils sont assez silencieux, ne sont pas une mauvaise idée.

5. Réglez les paramètres de fonctionnement du tube sur les paramètres de puissance acceptables les plus bas possibles. Par exemple, utilisez un tube KT120 biaisé comme s'il s'agissait d'un KT90.

6. Utilisez toujours le réglage de volume / gain le plus bas possible lors de l'écoute.

7. Si possible, appliquez également B + progressivement. Peut-être en utilisant un grand variac méchant. Et puis, seulement après avoir chauffé le tube à pleine chaleur.

8. Ne placez pas l'appareil dans une zone soumise à des vibrations. Faites attention à l'endroit où vous placez ce ventilateur, btw. Jamais au-dessus d'un haut-parleur, par exemple. Ou même la même étagère qui peut également contenir des haut-parleurs. Ne laissez pas les chats, les chiens, les enfants sauter, marcher ou jouer avec.

9. Pour un tube spécifique, comme le vôtre, vérifiez - puis vérifiez à nouveau - qu'il ne fonctionne jamais sur ses paramètres nominaux. Vérifiez TOUS les volts et courants. Vérifiez de nouveau périodiquement la durée de vie du tube. Si vous ne faites rien d'autre, vous devez le faire.

10. Gardez les tubes exempts de poussière. Ne les touchez pas à mains nues. N'utilisez pas "Pledge", ou autre. Le verre doit rester impeccablement propre à tout moment.

11. N'utilisez jamais de tubes, d'amortisseurs ou de tout autre élément susceptible d'empêcher le rayonnement infrarouge de quitter le tube.

12. Empêche l'oxydation sur les broches et la prise. J'utilise une très petite quantité d'huile de moteur "Mobil One 0w40". N'en mettez pas du tout, même le plus petit, sur l'enveloppe en verre. Faites attention à vos doigts!

13. En fin de compte, votre tube va mourir. C'est juste. Alors faites le plein de pièces de rechange maintenant, elles ne vont tout simplement pas être moins chères.

Le dernier MIT Whirlwind 1 disposait de statistiques solides sur les défaillances des nombreux modèles de vannes qu'il utilisait (très grande population de vannes et nombreuses années de statistiques avec un fonctionnement presque 24/7). Un article de 1958 du principal moteur électrique (Gano) associé à ce projet a identifié que la défaillance du filament du réchauffeur était faible (3,6%) par rapport à la population totale de défaillances. Les statistiques ont également montré que le taux de défaillance des filaments a diminué de moitié lorsqu'une alimentation sous tension contrôlée a été utilisée, mais le rapport n'a pas identifié la fréquence des événements de mise sous tension. Je suppose que le message est que la défaillance du filament est un événement rare pour les débutants, et bien que des mesures puissent être prises pour réduire ce taux de défaillance, il est très probable que d'autres raisons de défaillance se produisent d'abord et avant tout.

Document sur "Thermistances pour l'application progressive de la tension de chauffage aux tubes thermioniques"

Lien vers PDF

Le radiateur fonctionne à 6,3 volts, 0,175 ampères ou 1,16 watts. C'est un kilowattheure environ toutes les 860 heures, soit environ dix kilowattheures par an. À 15 cents le kilowatt-heure, le fonctionnement du tube 24h / 24 et 7j / 7 coûterait 1,50 $ d'électricité par an. Il fournirait un minimum de chaleur de fond en hiver!

Équilibrez cela par rapport au coût d'un tube. Le 6AK5 est relativement peu coûteux mais pourrait coûter la même chose que trois ou quatre ans de consommation d'électricité.