المجهر الإلكتروني في المرآب. فراغ أسود

إذا فاتتك الإصدارات السابقة ، فتأكد من قراءتها .

تبين أن الفراغ في المجهر هو عامل محفز للغاية لمواصلة العمل :) بعد كل شيء ، الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو الحصول على فراغ عالي وبدء تشغيل نظام الحزمة الإلكترونية!



للقيام بذلك ، تحتاج إلى إحياء مضخة الانتشار (زيت البخار) . تفتقر إلى جزء واحد مهم - السخان ، ولكنها تعمل بخلاف ذلك ، بل إنها تركت كمية معينة من زيت الفراغ الأصلي ، الذي يسمى سائل العمل .

دعني أذكرك أن مضخة الانتشار تعمل وفقًا لمخطط بسيط للغاية. في الداخل ، يتم سكب الزيت ، الذي يتم تسخينه بواسطة سخان. عندما تبدأ في الغليان (حوالي 180-200 درجة مئوية) ، ثم يترك بخارها من خلال فوهات خاصة داخل المضخة بسرعة تفوق سرعة الصوت وتتكثف على الجدران ، والتي يتم تبريدها خصيصًا من الخارج. على طول الطريق ، تتصادم جزيئات الزيت مع جزيئات الغاز وبالتالي تقدمها أقرب إلى مدخل مضخة الخط.
رسم توضيحي من كتاب NG Sushkin . المجهر الإلكتروني. م. ، 1949. في ذلك الوقت ، كان من الطبيعي استخدام الزئبق كسائل عامل ، وحتى الكتاب قدم جهازًا لاحتجاز بخار الزئبق. ولكن تم بالفعل كتابة الكثير عن مزايا زيوت التفريغ الخاصة.

سخان مضخة تفاضلية صانع القهوة

لم أتمكن من العثور على سخان خاص للمضخة على الفور ، لذلك نشأت فكرة توفير الأدوات المتاحة في نفس الوقت باستخدام المعدات غير الضرورية.

سقطت عيني على ماكينة القهوة بالتنقيط القديمة KRUPS ، التي تم شراؤها في التسعينات البعيدة (تم صنعها في ألمانيا نفسها ، وليس في الصين ، مثل معظم الأجهزة المنزلية الآن) وعملت بصدق لمدة عشرين عامًا. أساس صنع القهوة في هذا النوع من آلة صنع القهوة هو أنبوب الغليان ، والذي يتم دمجه مع سخان المشروبات النهائي على شكل موقد.

تفكيكها ، ورأيت عنصر تسخين عالي الجودة 1000 واط ، مملوء بالسيليوم ، وحتى مع وجود ثقب في المنتصف يمكن من خلاله تثبيته على ناشر!



في الصورة على اليمين ، يمكنك أن ترى أن السطح ليس سلسًا جدًا ويجاور الطائرة عند نقاط قليلة فقط. يجب إصلاح ذلك ، وسيساعدك قاطع الطحن مع قاطع الطحن "يطير".

تنبيه ، صوت عالٍ (في الواقع إنه بصوت عالٍ) ومنظور أول شخص!



تم وضع السخان على مضخة الانتشار دون إزالته من المجهر. فاتني المركب بعجينة KPT-8 ووضعت زوجًا حراريًا هناك لمراقبة درجة الحرارة.



من الأسفل ، ضغطت عليه بنابض حتى لا يحدث تشوه من التمدد الحراري. تم حظر خرطوم الفراغ من إشعاع درجة الحرارة أثناء التجربة ، لذلك كل شيء على ما يرام معها. لم تصبح طبيعية مع أخرى :)

نظرًا لأن مدفأة آلة القهوة لديها طاقة 1 كيلو وات ، والمضخة مصممة 600 وات ، فليس من الجيد تشغيل المدفأة في الشبكة. ثم تذكرت جهازًا أنتجته الصناعة السوفيتية يسمى Electronic Power Regulator RME 100/220 .


هذا هو منظم الثايرستور الأكثر شيوعًا والذي يستخدم على نطاق واسع في المخفتات (على الرغم من وجود دوائر أخرى الآن).

مبدأ التشغيل بسيط للغاية: يتم تشغيل عنصر التحكم (الثايرستور) بتأخير ، وبالتالي يتم قطع جزء من الجيوب الأنفية AC. هذا واضح للعيان على شكل الموجة:



وفقًا للتعليمات ، يبلغ الحد الأقصى للحمل المتصل بجهاز RME 100/220 100 وات. لحسن الحظ ، منذ حوالي 30 عامًا ، قام والدي بالفعل بترقية RME واحد من هذا القبيل: قام بتجميع جسر الصمام الثنائي من الثنائيات القوية على مشع كبير كبير ووضع ثايرستور قوي هناك. لم يكن من الضروري تغيير دائرة التحكم ؛ لم يتم تسخينها على الإطلاق.

والمثير للدهشة ، تم العثور على هذا الشيء بسرعة كبيرة (كان أحد عناصر الأتمتة التنفيذية ، التي عملت حتى عام 1990 تقريبًا) ، ولكن بعد اكتشاف مشكلة ، كانت الطاقة غير منظمة تقريبًا. راجعت جميع الأسلاك ، ونظفت كل شيء من الغبار ، وبدأت أخيرًا في التبخر والتحقق من جميع العناصر خطوة بخطوة. الثايرستور ، ثلاث صمامات ثنائية من جسر الصمام الثنائي - كل شيء في محله. دون أي أمل ، أتحقق من الصمام الثنائي الرابع الأخير المتبقي ، وتبين أنه مكسور! أغير نفس الشيء من مخزني إلى بلدي الأصلي وكل شيء يبدأ في العمل بشكل مثالي.

ظاهريًا ، أثناء عملية الإصلاح ، بدا كما يلي:


بما أن كل شيء موجود - ثم ماذا ننتظر ، دعنا ننتقل إلى فراغ عميق!

محاولة لضخ رقم 1. بومر

نقوم بتوصيل كهربائي ، ونقوم بتوصيل المياه الجارية لتبريد مضخة الانتشار (دعها تصب في الشارع حتى الآن ، ليس هناك وقت للانتظار).

نقوم بتشغيل المحاريب ، ونحول منظم الطاقة إلى كامل ، ونفتح جميع الصمامات (التين معها ، والتي ستدخل أبخرة الزيت داخل العمود ، وكل شيء في الزيت هناك ، لكنني لم أقم بتنظيفه بعد) ، انظر إلى مقياس الحرارة ومستشعر الضغط.

ترتفع درجة حرارة السخان وترتفع ، يبدأ العجينة في التدخين ، ولا ينخفض ​​الضغط أبدًا. يسخن المدفأة إلى 200 درجة ، ثم يبرد.

لا تهز. ما يجب فعله ... أرفقت مزدوجًا حراريًا بمكان آخر - بالمضخة نفسها ، من أجل معرفة درجة حرارة الزيت ، وليس السخان. قمت بتشغيلها مرة أخرى ، وبدأت في التسخين - وصلت درجة حرارة المضخة بصعوبة تصل إلى 100 درجة ، وكان الدخان الناتج عن معجون KPT-8 مرئيًا بالفعل للعين المجردة ، وكانت جميع الأبواب مفتوحة ، وقمت بتهويتها وتسخينها ، وكانت التجربة هي نفسها.

انظر ، بدأت درجة الحرارة تقترب من 180 ، ثم تغير الضغط فجأة - بدأ الضخ. 7 * 10 ^ -4 torr ، 5 * 10 ^ -4 وحتى تحولت إلى 9 * 10 ^ -5 torr! ثم أصبح أبطأ (أذكر أن ضغط عمل المجهر هو 5 * 10 ^ -5 Torr).

وهنا ، دون شك ، قررت التقاط صورة - شاركها مع بقية المشاركين في المشروع ، وأظهر النجاح!



بادئ ذي بدء ، لقد توترت من حقيقة أن السخان يضيء باللون الأحمر. لم يكن هذا جزءًا من خططي ، ولكن للتحكم في درجة حرارة المضخة ، كان كل شيء على ما يرام ، 180-190 درجة مئوية. بالطبع ، قمت على الفور بإلغاء تنشيط السخان ، واستمر في تبريد الناشر ، واستمر في الإخلاء (تم تسخين المضخة ، وكان الزيت يغلي ، وكان الفراغ لا يزال يضخ) ووصلت إلى خمول ضغط العمل من 5 * 10 ^ -5 torr.

واصلت النظر إلى الصورة ، ولاحظت انخفاضًا كبيرًا ولامعًا بشكل جميل عليها. لقد كانت قطرة من المدفأة التي قمت بطحنها ممتعة للغاية في الفيديو أعلاه ...

تبرد ، تبرد لعدة أيام (من الغضب ، نكتة :)) ، وتفكيك كل شيء مرة أخرى. لا يمكن استعادة السخان ، يتم دمج كل شيء ، بما في ذلك عنصر التسخين نفسه.



ولكن ما الأمر ، لماذا كان هذا الاتصال الحراري السيئ؟ واتضح أن الأمر كله تافه. يتم لصق الحلق الذي يتم تركيب السخان به على المضخة في الجسم ويبرز اللحام فوق السطح. قمت بحفر حفرة كانت موجودة بالفعل في السخان حتى قطر الحلق بهامش صغير. لكن التماس البارز وفر فجوة بين المدفأة وقاع المضخة. السخان شديد الحرارة ، معجون KPT-8 غير مخصص لهذه الفجوات (حوالي 1 مم) ودرجات الحرارة.

محاولة لضخ رقم 2. النجاح

لا تفقد القلب ، نحن بحاجة إلى سخان جديد. بعد قراءة منتديات المكنسة الكهربائية على صانع الرقائق ومنتدى الميكروسكوب ، اكتشفت أنني لست الوحيد الذي يحيرني مشكلة تسخين الزيت في المضخة. في البداية ، تبادر إلى ذهني أفكار أصلية مختلفة. على سبيل المثال ، قم بتغطية الجزء السفلي من المضخة بلون أسود وضع بعض مصابيح الهالوجين عند 500 واط لكل منهما. أو ، ضع موقد حثي بحيث يسخن الجزء السفلي من المضخة نفسها. لكن هذه الطرق إما معقدة للغاية (لماذا تضع الهالوجين ، إذا كنت تستطيع وتحتاج فقط للتدفئة) ، أو ليست مناسبة للمجهر الإلكتروني (سيتداخل جهاز الطهي التعريفي بالتأكيد مع إشعاعه إلى جهاز حساس).

لذلك ، نأخذ الحلقة الأولى من الموقد الكهربائي ونتحقق مما إذا كان يعمل.



اللف واحد لا يعمل ، والثاني يعمل - ولسنا بحاجة إلى المزيد. صحيح ، سطح الموقد صدئ بطريقة أو بأخرى في الأعلى ، إنه ليس جميلًا جدًا ، ولا أريد إعادة تسخين كل شيء مرة أخرى إلى اللون الأحمر.

نشبك في مخرطة ، ونطحن السطح ونحفر حفرة في المركز.



نجمع كل شيء لمحاولة الضخ. مضخة الفراغ الأمامي ، الضاغط ، مضخة الحجاب الحاجز للماء ، دلو من الماء كمبرد (الشتاء في الفناء ، لذلك لا توجد مشاكل في التبريد) ، الفولتميتر مع قراءات الفراغ في فولت. في ذلك الوقت ، من دون أي جماليات ، الشيء الرئيسي هو الوظيفة. اتضح مثل هذا:



يظهر مقياس الحرارة درجة حرارة 191.1 درجة مئوية ، وفولتميتر - 3.33 V. صيغ لتحويل الفولت إلى سيل:

بالنسبة إلى Pirani:

$$

$$\ start {eqnarray} p & = & 10 ^ {4 (U-9.031)} \\ \ end {eqnarray}$$

بالنسبة إلى الكاثود الساخن:

$$

$$\ start {eqnarray} p & = & 10 ^ {U-7.625} \\ \ end {eqnarray}$$

لذلك ، تتوافق القراءة 3.3V مع فراغ 4.7 ​​* 10 ^ -5 Torr ، وهو ضغط العمل لهذا المجهر. نجاح! تم تكرار التجربة عشر مرات ، لذلك كل شيء واضح.

من أجل إظهار عملية الضخ في الفيديو بشكل أكثر إثارة للاهتمام ، قمت بما يلي: لقد أخذت مغناطيسيًا ميكانيكيًا من محرك احتراق داخلي وجلبت خرجًا عالي الجهد إلى غرفة قفل المجهر لمراقبة بصرية كيف يتغير التفريغ اعتمادًا على الضغط.



مقاييس الفراغ البصري مبنية على هذا التأثير.

ما هي الخطوة التالية؟

بمجرد الوصول إلى الفراغ ، ولم يتم العثور على مشاكل كبيرة ، فأنت بحاجة إلى القيام بعمل واحد ممل قليلاً ، ولكنه مهم جدًا: لترتيب كل شيء ، وتنظيم الرف باستخدام الأداة ، وتوصيل الأسلاك بعناية وفصلها. سأقوم بتصوير مقطع فيديو حول هذا الأمر في الأيام القادمة ونشره على قناتي . ربما لاحظت أنني نشرت هذه المقالة مع استراحة طويلة إلى حد ما. وذلك لأن المقالات "استوعبت" تقدم المشروع ، وأنت الآن تتابعه في الوقت الفعلي.

الخطة في المستقبل القريب هي على النحو التالي:

• تركيب الكاثود (وفي نفس الوقت تغيير صغير في تجميع الكاثود)
• مصدر طاقة عالي الجهد (تحتاج إلى معرفة ذلك ، توصيله)
• النماذج الأولية للدوائر الإلكترونية للتحكم في العدسات الكهرومغناطيسية
• تصور شعاع الكتروني على شاشة الانارة

ماذا تحتاج؟

أنتجت هذه المقالات استجابة جيدة ، وشكرا لك! وأحيانًا يسألوني عما يمكن أن يساعد في هذا أو في مشاريع العلوم الشعبية ذات الصلة. في خططي ، هناك تجارب أخرى مع البصريات الإلكترونية ، والتدفق الحراري والمغنيطرون.


كما هو الحال دائمًا ، أتطلع إلى تعليقاتك وأشكرك على المشاهدة!

في السلسلة التالية - نقوم بتفكيك العمود البصري الإلكتروني.