RU2244979C1 - Method for repairing high-power microwave electronic devices - Google Patents

Abstract

FIELD: electronic engineering; repairs of high-power microwave devices.

SUBSTANCE: proposed method includes opening of shell, replacement of cathode assembly, and thermal vacuum treatment conducted with desired hydrogen supply to shell being evacuated, heater voltage being also supplied in the process. Evacuation system characterized in utmost sensitivity to pressure variations is used for treatment of matrix-type cathode; moment when pressure in vacuum line reduces to desired value is determined, and temperature corresponding to this moment is assumed as maximal permissible temperature for thermal vacuum treatment.

EFFECT: enhanced service life and electric strength of repaired devices.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, а конкретно к реставрации электровакуумных СВЧ приборов большой мощности. Такие приборы являются дорогостоящими, и проблема их ремонта или реставрации после выхода из строя была и остается актуальной.The invention relates to electronic equipment, and in particular to the restoration of high-power microwave electric devices. Such devices are expensive, and the problem of their repair or restoration after failure has been and remains relevant.

Известен способ реставрации электровакуумных приборов, включающий вскрытие оболочки, замену отказавших узлов и деталей, в том числе катодного узла, очистку внутренних поверхностей прибора, сборку, проведение операций термовакуумной обработки, герметизации и тренировки [1]. Известный способ широко применяется к электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ), в частности, к телевизионным кинескопам.A known method of restoration of electrovacuum devices, including opening the shell, replacing failed nodes and parts, including the cathode node, cleaning the internal surfaces of the device, assembling, performing thermal vacuum processing, sealing and training [1]. The known method is widely applied to cathode ray tubes (CRT), in particular, to television picture tubes.

Недостатком способа [1] является всегда более низкая долговечность реставрированного прибора по сравнению с новым прибором, выпускаемым заводом-изготовителем по техническим условиям. Это обусловлено невозможностью полностью очистить внутренние поверхности вскрытого прибора от загрязнений, возникших как при эксплуатации прибора до его отказа, так и при взаимодействии с атмосферой во время вскрытия и хранения прибора во вскрытом состоянии до его новой откачки. Эти загрязнения не всегда могут быть удалены при откачке реставрируемого прибора и поэтому во время его последующей эксплуатации (после реставрации) эти неудаленные загрязнения неизбежно будут переноситься на катод, отравляя его.The disadvantage of the method [1] is always lower durability of the restored device compared with a new device manufactured by the manufacturer according to the technical conditions. This is due to the inability to completely clean the internal surfaces of the opened device from contaminants that occurred both during operation of the device before its failure, and when interacting with the atmosphere during opening and storage of the device in the opened state until it was pumped out again. These contaminants cannot always be removed during pumping out of the device being restored and therefore, during its subsequent operation (after restoration), these non-removed contaminants will inevitably be transferred to the cathode, poisoning it.

Известен способ реставрации электровакуумных приборов СВЧ большой мощности, включающий вскрытие оболочки, замену катодного узла и термовакуумную обработку, проводимую с заданным потоком водорода в откачиваемый прибор, во время которой предусмотрена операция подъема температуры катода до максимально допустимой при заданной температуре обезгаживания прибора под печью [2, прототип]. Подчеркнем, что большинство современных электровакуумных СВЧ приборов большой мощности характеризуется тем, что в их конструкции предусмотрены магниторазрядные насосы, в качестве источников электронов используются металлопористые катоды (часто с наличием металла платиновой группы на поверхности или в объеме матрицы), а оптимальной технологией изготовления приборов является технология, включающая проведение термовакуумной обработки с заданным потоком водорода в откачиваемый прибор и наличие операции подъема температуры катода при заданной температуре обезгаживания прибора под печью [А.Я.Сытник, А.М.Бугаева, А.М.Соколов, Откачка малогабаритного генератора О-типа с прессованным металлопористым катодом, Электроника СВЧ, серия 1, вып.8, 1981, стр.44-47]. Именно к таким приборам относится предложенное техническое решение.There is a method of restoration of high-power microwave vacuum devices, including opening the casing, replacing the cathode assembly and thermal vacuum treatment, carried out with a given stream of hydrogen into the pumped-out device, during which the operation is provided to raise the cathode temperature to the maximum allowable temperature at which the device is degassed under the furnace [2, prototype]. We emphasize that most modern high-power microwave electric devices are characterized by the fact that magnetic discharge pumps are provided in their design, metal-porous cathodes are used as electron sources (often with the presence of a platinum group metal on the surface or in the matrix volume), and the optimal technology for manufacturing devices is technology including thermal vacuum treatment with a given stream of hydrogen into the pumped-out device and the presence of the operation of raising the cathode temperature at a predetermined degassing temperature of the device under the furnace [A.Ya. Sytnik, A.M. Bugaeva, A.M. Sokolov, Pumping out a small-sized O-type generator with a pressed metal-porous cathode, Microwave Electronics, series 1, issue 8, 1981, p. 44-47]. It is to such devices that the proposed technical solution relates.

Недостатком известного способа [2] является снижение долговечности реставрированных мощных СВЧ приборов. Более того, после реставрации иногда отмечается понижение электропрочности прибора при высоких ускоряющих напряжениях. Анализ таких приборов показал, что эти недостатки обусловлены загрязнениями, плохо удаленными с внутренних поверхностей прибора и понижающими эмиссионную способность катода. А это приводит к необходимости повышать температуру катода во время термовакуумной обработки реставрируемого прибора и при его эксплуатации.The disadvantage of this method [2] is to reduce the durability of the restored powerful microwave devices. Moreover, after restoration, a decrease in the electric strength of the device at high accelerating voltages is sometimes noted. An analysis of such devices showed that these shortcomings are caused by contaminants poorly removed from the internal surfaces of the device and lowering the emissivity of the cathode. And this leads to the need to increase the temperature of the cathode during thermal vacuum treatment of the restored device and during its operation.

Техническим результатом настоящего изобретения является достижение реставрированным прибором долговечности, по крайней мере, не худшей, чем прибора, долговечность которого предусмотрена техническими условиями на этот прибор.The technical result of the present invention is the achievement of the restored device durability, at least not worse than the device, the durability of which is provided for by the technical conditions for this device.

Техническим результатом настоящего изобретения является также повышение электропрочности реставрируемых приборов относительно известного способа реставрации.The technical result of the present invention is also to increase the electrical strength of the restored devices relative to the known method of restoration.

Технический результат достигается за счет того, что при реставрации электровакуумных СВЧ приборов большой мощности, включающий вскрытие оболочки, замену катодного узла и термовакуумную обработку, проводимую с заданным потоком водорода в откачиваемый прибор, во время которой предусмотрена операция подъема температуры катода при заданной температуре обезгаживания прибора под печью,The technical result is achieved due to the fact that during the restoration of high-power microwave electric devices, including opening the casing, replacing the cathode assembly and thermal vacuum treatment carried out with a given stream of hydrogen into the pumped-out device, during which an operation to raise the cathode temperature at a given device degassing temperature under the oven

- эту обработку проводят в особых условиях откачки, когда можно отметить характерный момент обработки металлопористого катода,- this processing is carried out under special pumping conditions, when it is possible to note the characteristic moment of processing of the metal-porous cathode,

- зафиксировать этот момент и использовать его во время обработки.- fix this moment and use it during processing.

Конкретно, это означает, что,Specifically, this means that,

во-первых, следует использовать не любую откачную систему, а ту, общая проводимость вакуумпроводов которой и скорость откачки высоковакуумного насоса соизмеримы с проводимостью вакуумпровода от места поступления водорода до пушки прибора хотя бы во втором порядке дают возможность обнаружить изменение общего давления в вакуумпроводе, которое обусловлено возникшими условиями откачки самим прибором на этапе обработки катода,firstly, one should not use any pumping system, but one whose total conductivity of the vacuum pipes and the pumping speed of the high-vacuum pump are comparable with the conductivity of the vacuum pipe from the point of hydrogen supply to the gun of the device, at least in the second order, which makes it possible to detect a change in the total pressure in the vacuum pipe, which is caused by emerged pumping conditions by the device itself at the cathode processing stage,

во-вторых, во время подъема температуры катода при заданной температуре обезгаживания прибора под печью следует отметить момент, когда давление в приборе начинает уменьшаться ниже уровня давления напускаемого водорода, и температуру катода, соответствующему этому моменту, принять как максимально допустимую при дальнейшей термовакуумной обработке прибора.secondly, when the cathode temperature rises at a given device degassing temperature under the furnace, it should be noted the moment when the pressure in the device begins to decrease below the pressure level of the charged hydrogen, and the cathode temperature corresponding to this moment should be taken as the maximum allowable during further thermal vacuum treatment of the device.

Суть настоящего изобретения основывается на обнаруженном авторами эффекте, когда при обработке прибора с напуском водорода в откачную систему вакуум “вдруг” начинает улучшаться во время очередного шага подъема температуры катода, отмечается как бы “откачка водорода накаленным катодом”. Анализ этого явления, проявившегося сначала не на всех откачных агрегатах и не на всех приборах, привел к выводу, что снижение давления в вакуумной системе (ниже уровня непрерывно напускаемого водорода) действительно обусловлено повышением (относительно уровня отактивированного состояния) выделения активного вещества (бария и других элементов) с катода, захватывающего продукты, десорбируемые напуском водорода и самого водорода.The essence of the present invention is based on the effect discovered by the authors, when, when processing a device with hydrogen inlet into a pumping system, the vacuum “suddenly” begins to improve during the next step of raising the cathode temperature, it is noted that “the hydrogen is evacuated by the heated cathode”. An analysis of this phenomenon, which did not appear at first on all pumping units and not on all devices, led to the conclusion that the decrease in pressure in the vacuum system (below the level of continuously injected hydrogen) is actually due to an increase (relative to the level of the deactivated state) of the release of the active substance (barium and others elements) from the cathode, capturing products desorbed by the inlet of hydrogen and hydrogen itself.

Эффект повышения выделения бария при повышенной температуре можно продемонстрировать результатами исследований элементного состава поверхности металлопористого катода с пленкой осмия на вольфрамовой матрице, полученными методом Оже-электронной спектрометрии и представленными на фиг.1-3.The effect of increasing barium evolution at elevated temperatures can be demonstrated by the results of studies of the elemental composition of the surface of a metal-porous cathode with an osmium film on a tungsten matrix obtained by Auger electron spectrometry and shown in figures 1-3.

На фиг.1 показано изменение элементного состава поверхности матрицы, заполненной алюминатом бария-кальция, во время обезгаживания и активирования, проводимого при подъеме температуры катода.Figure 1 shows the change in the elemental composition of the surface of a matrix filled with barium-calcium aluminate during degassing and activation carried out when the temperature of the cathode is raised.

На фиг.2 показано изменение содержания бария и кислорода (по отношению к вольфрам-осмиевой поверхности) во время подъема температуры катода.Figure 2 shows the change in the content of barium and oxygen (relative to the tungsten-osmium surface) during a rise in the temperature of the cathode.

На фиг.3 показано изменение поверхности матрицы (W+Os) при повышении температуры катода во время активирования.Figure 3 shows the change in the surface of the matrix (W + Os) with increasing temperature of the cathode during activation.

Точка А на всех графиках соответствует составу поверхности отактивированного катода при заданной рабочей температуре.Point A on all graphs corresponds to the surface composition of the deactivated cathode at a given operating temperature.

Из представленных графиков видно, чтоFrom the presented graphs it can be seen that

- до температуры 600°С отмечается только обезгаживание и термическая очистка поверхности матрицы (фиг.1),- up to a temperature of 600 ° C, only degassing and thermal cleaning of the matrix surface are noted (Fig. 1),

- в диапазоне (600-1000)°С имеет место очистка поверхности от примесей, что приводит к кажущемуся повышению концентрации бария на поверхности,- in the range (600-1000) ° C, the surface is cleaned of impurities, which leads to an apparent increase in the concentration of barium on the surface,

- в диапазоне (1000-1100)°С отмечается резкое уменьшение содержания бария на поверхности (фиг.1 и 2), то есть повышается испарение его с поверхности. При этом отмечается увеличение диффузионного взаимодействия вольфрама с пленкой осмия (фиг.3). А это приводит к дополнительному, избыточному относительно отактивированного состояния испарению бария с катода, поскольку энергия связи бария с кислородом на вольфраме меньше, чем на осмии.- in the range (1000-1100) ° C there is a sharp decrease in the content of barium on the surface (figures 1 and 2), that is, its evaporation from the surface increases. In this case, an increase in the diffusion interaction of tungsten with an osmium film is noted (Fig. 3). And this leads to an additional, relatively relatively deactivated state, evaporation of barium from the cathode, since the binding energy of barium with oxygen on tungsten is less than on osmium.

Отмеченный эффект повышенного испарения бария при обработке металлопористых катодов, имеющих активное вещество алюминат бария-кальция в губке из тугоплавких металлов наблюдался нами для всех вариантов металлопористых катодов - с пленкой осмия, объемным осмием, без осмия. По этой причине, а также в силу различия технологии изготовления (давление прессования, пористость матрицы и т.д.) температура начала интенсивного испарения бария с катода несколько различалась. Но разброс ее для катодов одной технологии различался не более, чем на ±30°С. Таким образом, напряжение накала, при котором отмечается начало интенсивного испарения бария, можно использовать как проверочную точку в зависимости температуры катода от напряжения накала катода. Отметим, что для катодов с пленкой осмия эта точка ближе к температуре 1050°С, а у катодов без пленки осмия - ближе к 1100°С.The observed effect of increased barium evaporation in the processing of metal-porous cathodes having the active substance barium-calcium aluminate in a sponge made of refractory metals was observed by us for all variants of metal-porous cathodes - with an osmium film, bulk osmium, without osmium. For this reason, as well as due to the difference in manufacturing technology (pressing pressure, matrix porosity, etc.), the temperature at which the intense evaporation of barium from the cathode began was slightly different. But its scatter for the cathodes of one technology differed by no more than ± 30 ° С. Thus, the filament voltage, at which the beginning of intense evaporation of barium is observed, can be used as a test point in the dependence of the cathode temperature on the filament voltage. Note that for cathodes with an osmium film this point is closer to a temperature of 1050 ° C, and for cathodes without an osmium film it is closer to 1100 ° C.

Но этот эффект обнаруживается с одной стороны, если чувствительность датчиков давления достаточна, а, с другой стороны, когда избыточное выделение бария является нежелательным (снижение запаса активного вещества в катоде, избыточное напыление его на изоляторы прибора и т.д.). Обнаружив этот момент и проведя операцию активирования, можно температуру катода понизить и всю последующую обработку прибора, включая тренировку, проводить оптимально.But this effect is detected on the one hand, if the sensitivity of the pressure sensors is sufficient, and, on the other hand, when excessive release of barium is undesirable (reducing the supply of active substance in the cathode, over-spraying it on the insulators of the device, etc.). Having discovered this moment and having performed the activation operation, it is possible to lower the cathode temperature and perform all subsequent processing of the device, including training, optimally.

Существенным признаком настоящего изобретения является предлагаемая процедура выявления эффекта начала интенсивного выделения бария. Конечно, при наличии датчиков парциального давления на посту обнаружить эффект легко, но это можно сделать и при отсутствии этих датчиков; пригодными могут быть и существующие датчики общего давления (например, ионизационные манометры), если исключить, или существенно снизить, обратное влияние откачной системы на откачку прибора. А это возможно при условиях:An essential feature of the present invention is the proposed procedure for detecting the effect of the onset of intense release of barium. Of course, in the presence of partial pressure sensors at the post it is easy to detect the effect, but this can be done in the absence of these sensors; existing general pressure sensors (for example, ionization manometers) may also be suitable if the reverse effect of the pumping system on the pump down is eliminated or significantly reduced. And this is possible under the conditions:

- когда площадь внутренних поверхностей прибора, покрываемая потоком активного вещества с катода имеет скорость откачки хотя бы несколько процентов от скорости поступления потока водорода, что обеспечивает фиксацию факта изменения давления водорода по показаниям датчиков откачного поста,- when the area of the internal surfaces of the device covered by the flow of the active substance from the cathode has a pumping speed of at least a few percent of the rate of flow of the hydrogen stream, which ensures the fixation of the change in hydrogen pressure according to the readings of the sensors of the pumping station

- когда поток активного вещества с катода достаточен для создания геттерирующей пленки на поверхностях, находящихся в основном в прямой видимости с поверхности катода откачиваемого прибора.- when the flow of the active substance from the cathode is sufficient to create a gettering film on surfaces that are mainly in direct visibility from the surface of the cathode of the pumped device.

Эти условия можно легко выразить в математической форме. Очевидно, что уменьшение давления водорода в системе от заданного P₁ до наблюдаемого Р₁₁ должно бытьThese conditions can be easily expressed in mathematical form. Obviously, the decrease in hydrogen pressure in the system from a given P ₁ to the observed P ₁₁ should be

где

Where

β - величина много меньше 1 и определяется исключительно параметрами откачной системы, ее проводимостями и скоростями откачки. По общим правилам вычисления таких систем [С.Дэшман, Научные основы вакуумной техники, изд. “Мир”, М., 1963, стр.163]β - the value is much less than 1 and is determined solely by the parameters of the pumping system, its conductivities, and pumping rates. According to the general rules for computing such systems [S. Deshman, Scientific foundations of vacuum technology, ed. “The World”, M., 1963, p. 163]

где

Where

F₃ - проводимость вакуумпровода от места поступления водорода в высоковакуумную систему откачного поста до пушки прибора, л/сек,F ₃ - the conductivity of the vacuum pipe from the place of hydrogen in the high-vacuum system of the pumping station to the gun of the device, l / s,

F_в - проводимость вакуумпровода от места поступления водорода в высоковакуумную систему откачного поста до патрубка высоковакуумного насоса, л/сек,F _in - the conductivity of the vacuum pipe from the place of hydrogen in the high vacuum system of the pumping station to the nozzle of the high vacuum pump, l / s,

S_н - скорость откачки высоковакуумного насоса, л/сек,S _n - pumping speed of the high vacuum pump, l / s,

S_n - скорость откачки, обусловленная геттерирующими свойствами распыляемого активного вещества катода, л/сек.S _n - pumping speed due to gettering properties of the sprayed active substance of the cathode, l / sec.

Понятно, что, выявив этот момент, как соответствующий достижению максимально допустимой температуры обработки, температуру катода можно понизить и продолжать обработку прибора по необходимому для этого конкретного прибора режиму (обезгазить линию замедления, или управляющий электрод или др., в соответствии с типом прибора и принятой технологией). Значение температуры, до которой следует снижать от максимально допустимой, определяется обычным путем при активировании с отбором тока (например, по точке излома недокальной характеристики). И хотя это значение для каждого конкретного типа СВЧ прибора свое, но оно всегда соответствует режиму отбора тока в пространственном заряде.It is clear that, having identified this moment as corresponding to the achievement of the maximum allowable processing temperature, the cathode temperature can be lowered and the processing of the device can be continued according to the mode necessary for this specific device (to deactivate the deceleration line, or the control electrode, etc., in accordance with the type of device and accepted technology). The temperature value to which it should be reduced from the maximum allowable value is determined in the usual way when activated with the selection of current (for example, at the break point of a non-local characteristic). And although this value for each particular type of microwave device is different, but it always corresponds to the current selection mode in the space charge.

Обратим внимание, что для реставрируемого прибора практически невозможно определить его соответствие с прибором, обработанным по принятой для этого типа приборов технологии, тем более, что новый катодный узел часто отличается от предшественника в стандартном приборе. Поэтому определение максимально допустимой при обработке температуры катода конкретного прибора становится гарантией, что свойства этого катода достигаются оптимальными.Note that for a restored instrument it is practically impossible to determine its compliance with a device processed according to the technology adopted for this type of device, especially since a new cathode assembly often differs from its predecessor in a standard device. Therefore, the determination of the maximum allowable temperature when processing the cathode of a particular device becomes a guarantee that the properties of this cathode are achieved optimal.

Заметим также, что мы принимаем во внимание самую эффективную технологию термовакуумную обработку мощных СВЧ приборов, то есть с напуском водорода в откачиваемый прибор. В принципе допустим напуск другого газа, на фоне которого также может проявиться эффект “дополнительной откачки” (например, азота или формир-газа) с учетом индивидуальных свойств материалов прибора.We also note that we take into account the most effective technology for the thermal vacuum treatment of high-power microwave devices, that is, with the admission of hydrogen into the pumped-out device. In principle, let’s admit another gas, against the background of which the effect of “additional pumping out” (for example, nitrogen or formir gas) may also take into account the individual properties of the device materials.

Приведем конкретные, опробованные примеры обработки мощных СВЧ приборов.We give specific, tested examples of processing powerful microwave devices.

Пример 1. На импульсном приборе однолучевой конструкции разработки 70-ых годов, отслужившим свой срок службы, был поставлен эксперимент, суть которого заключалась в замене ранее стоявшего там катодного узла с губчатым оксидным катодом на катодный узел с металлопористым алюминатным катодом. Габариты обоих узлов, в том числе радиус сферы катода, совпадали. Различие состояло в материалах эмиттера, держателя и в конструкции подогревателя, поскольку мощность накала металлопористого катода удалось довести до 1,2 мощности накала узла с оксидным катодом. Рабочая температура металлопористого катода, обеспечивающего отбор той же самой плотности тока, что и с оксидного катода была 1000°С. При такой температуре долговечность металлопористого катода должна составлять несколько тысяч часов, то есть выше норм ТУ на прибор с оксидным катодом. Понятно, что все ускоряющие напряжения и диапазон частот остались прежними.Example 1. An experiment was conducted on a single-beam pulsed device developed in the 70s that served its life, the essence of which was to replace the cathode assembly with a sponge oxide cathode that was previously standing there with a cathode assembly with a metal-porous aluminate cathode. The dimensions of both nodes, including the radius of the cathode sphere, coincided. The difference was in the materials of the emitter, holder, and in the design of the heater, since the incandescent power of the metal-porous cathode was brought to 1.2 the incandescent power of the oxide cathode assembly. The operating temperature of the metalloporous cathode, providing the selection of the same current density as that from the oxide cathode, was 1000 ° C. At this temperature, the durability of the metal-porous cathode should be several thousand hours, that is, higher than the TU standards for a device with an oxide cathode. It is clear that all accelerating voltages and the frequency range remained the same.

При реставрации прибора отделили катодную ножку, провели очистку внутренних поверхностей прибора, приварили новый магниторазрядный насос и новый штенгель, заменили катодный узел и поставили на откачной пост с системой напуска водорода. Во время стандартного для приборов с металлокерамической оболочкой прогрева под печью при температуре 500°С, проводившегося с напуском водорода в прибор до уровня 1,5×10^-3 Па, стали постепенно повышать температуру катода. При достижении рабочего диапазона температур катода отметили момент, когда давление водорода в системе снизилось до 1,3×10^-3 Па. Этот момент по данным предварительного пирометрирования катодного узла в прибор соответствовал температуре 1040°С катода прибора. Дальнейшего повышения температуры катода прибора не проводилось. Выдержка при этой температуре прибора продолжалась четыре часа. Во время выдержки давление водорода вновь восстановилось и составило 1,5×10^-3 Па, что соответствует известному снижению скорости испарения активного вещества катода в процессе выдержки. После выключения потока водорода и остывания печи прибор отделили от поста при вакууме лучше, чем 1×10^-5 Па. Тренировка с отбором тока в стандартном режиме при включенном магниторазрядном насосе продолжалась 48 часов.During the restoration of the device, the cathode leg was separated, the internal surfaces of the device were cleaned, a new magnetic discharge pump and a new plug were welded, the cathode assembly was replaced and put on a pumping station with a hydrogen inlet system. During standard heating for devices with a ceramic-metal shell under a furnace at a temperature of 500 ° C, which was carried out with a hydrogen inlet into the device to a level of 1.5 × 10 ^-3 Pa, the cathode temperature was gradually increased. Upon reaching the operating temperature range of the cathode, the moment was noted when the hydrogen pressure in the system decreased to 1.3 × 10 ⁻³ Pa. This moment, according to preliminary pyrometry of the cathode assembly into the device, corresponded to a temperature of 1040 ° C of the cathode of the device. There was no further increase in the temperature of the cathode of the device. Exposure at this temperature of the device lasted four hours. During the exposure, the hydrogen pressure was restored again and amounted to 1.5 × 10 ^-3 Pa, which corresponds to a known decrease in the evaporation rate of the cathode active substance during the exposure. After turning off the hydrogen flow and cooling the furnace, the device was separated from the post under vacuum better than 1 × 10 ^-5 Pa. Training with current extraction in standard mode with the magnetic discharge pump on continued for 48 hours.

Испытания реставрированного таким образом прибора после тренировки показали возможность отбора рабочего импульса тока при длительности импульса, по крайней мере, в 4 раза большей, чем по ТУ для прибора с оксидным катодом. Заметим, что повышение средней мощности достигнуто без изменения коллектора и систем его охлаждения. Таким образом, показана возможность реставрированного прибора работать в устройствах с повышенными пределами модуляции.Tests of the device restored in this way after training showed the possibility of selecting a working current pulse with a pulse duration of at least 4 times longer than according to the technical specifications for a device with an oxide cathode. Note that the increase in average power was achieved without changing the collector and its cooling systems. Thus, the ability of the restored device to work in devices with increased modulation limits is shown.

Пример 2. К реставрации были представлены два клистрона многолучевой конструкции. Один клистрон имел выработанный ресурс по катоду, у другого же была деформирована резонаторная система, но катод свой ресурс далеко не израсходовал. Было принято решение получить прибор из двух негодных. У обоих приборов отделили катодные ножки, у первого провели очистку внутренних поверхностей прибора, сняли налеты с электродов пушки. Приварили катодную ножку от второго прибора, заменили штенгель и поставили на откачку. При нагреве металлокерамического корпуса под печью при стандартной для таких приборов температуре 500°С проводился напуск водорода до 2×10^-3 Па. Температуру катода поднимали со скоростью 200°С в час до момента, когда общее давление водорода уменьшилось до (1,5-1,7)×10^-3 Па. После этого следовала выдержка в течение 5 часов, требуемых для активирования катода. После выключения потока водорода и отпая следовала традиционная тренировка, во время которой был включен магниторазрядный насос.Example 2. Two klystrons of a multipath design were presented for restoration. One klystron had a depleted resource at the cathode, while the other had a deformed resonator system, but the cathode did not use up its resource. It was decided to get the device out of two unusable. The cathode legs were separated from both devices, the first was cleaned of the internal surfaces of the device, the raids were removed from the gun electrodes. We welded the cathode leg from the second device, replaced the plug and put it on pumping. When the metal-ceramic case was heated under the furnace at a temperature of 500 ° C standard for such devices, hydrogen was admitted to 2 × 10 ^-3 Pa. The cathode temperature was raised at a rate of 200 ° C per hour until the total hydrogen pressure decreased to (1.5-1.7) × 10 ^-3 Pa. After this followed exposure for 5 hours required to activate the cathode. After turning off the hydrogen flow and decay, a traditional training followed, during which the magnetic discharge pump was turned on.

Эмиссионные параметры реставрированного прибора не отличались от параметров, установленных в ТУ на годный прибор.The emission parameters of the restored device did not differ from the parameters established in the technical specifications for a suitable device.

Пример 3. Реставрация прибора этого же типа (многолучевой клистрон) заключалась в замене отказавшего катодного узла на новый катодный узел, отличающийся от стандартного иной технологией изготовления эмиттера и конструкцией подогревателя, обеспечивающего лучшую однородность температуры по поверхности эмиттера.Example 3. The restoration of a device of the same type (multipath klystron) consisted in replacing a failed cathode assembly with a new cathode assembly, which differs from the standard one in different emitter manufacturing technology and in a heater design that provides better temperature uniformity over the emitter surface.

Эффект восстановления параметров прибора до требуемого по ТУ повторился.The effect of restoring the device parameters to the required ones according to the technical specifications was repeated.

Таким образом, приборы, реставрируемые предложенным способом, имеют параметры, соответствующие параметрам стандартных приборов. Электрическая прочность реставрированных приборов не хуже стандартных. А введение катодных узлов, выполненных по модернизированной технологии, только улучшает эксплуатационные свойства реставрированных приборов.Thus, the devices restored by the proposed method have parameters corresponding to the parameters of standard devices. The electric strength of the restored appliances is not worse than standard ones. And the introduction of cathode assemblies, made according to the modernized technology, only improves the operational properties of the restored devices.

Источники информацииSources of information

1. М.В.Герасимович, Довiдник з електронно- променевих приладiв, Киiв, “Технiка” - 1991 - стр.75-86.1. M.V. Gerasimovich, Dovidnik of electronic promenade devices, Kiev, “Technika” - 1991 - pp. 75-86.

2. А.В.Бакуменко, А.Б.Киселев, А.М.Соколов, Проблемы реставрации ЭВП в современной России, Электроника: наука, технология, бизнес, - № 5, стр.30-33 (прототип), 2001 г.2. A.V. Bakumenko, A.B.Kiselev, A.M.Sokolov, Problems of restoration of EEC in modern Russia, Electronics: science, technology, business, - No. 5, pp. 30-33 (prototype), 2001 .

Claims (1)

Способ реставрации электровакуумных приборов большой мощности, включающий вскрытие оболочки, замену катодного узла и термовакуумную обработку, проводимую с заданным потоком водорода в откачиваемый прибор, во время которой предусмотрена операция подачи напряжения накала, отличающийся тем, что для прибора с металлопористым катодом на основе алюмината бария обработку проводят на откачной системе, отвечающей условию максимальной чувствительности изменения давления в процессе термообработки от P₁ до Р₁₁, определяемому выражениемThe method of restoration of high-power electrovacuum devices, including opening the casing, replacing the cathode assembly and thermal vacuum treatment carried out with a given stream of hydrogen into the pumped-out device, during which the operation of applying a filament voltage is provided, characterized in that for a device with a metal-porous cathode based on barium aluminate carried out on a pumping system that meets the condition of maximum sensitivity of pressure changes during heat treatment from P ₁ to P ₁₁ defined by the expression

где P₁ - заданное давление водорода в откачной системе, Па,where P ₁ - a given pressure of hydrogen in the pumping system, Pa, Р₁₁ - давление водорода в откачной системе, соответствующее началу избыточному над равновесным испарению бария, Па,P ₁₁ is the pressure of hydrogen in the pumping system, corresponding to the beginning of excess over equilibrium evaporation of barium, Pa,

F₃ - проводимость вакуум-провода от места поступления водорода в высоковакуумную систему откачного поста до пушки прибора, л/с,F ₃ - the conductivity of the vacuum wire from the place of hydrogen in the high-vacuum system of the pumping station to the gun of the device, l / s, F_в - проводимость вакуум-провода от места поступления водорода в высоковакуумную систему откачного поста до патрубка высоковакуумного насоса, л/с,F _in - the conductivity of the vacuum wire from the place of hydrogen in the high-vacuum system of the pumping station to the nozzle of the high-vacuum pump, l / s, S_н - скорость откачки высоковакуумного насоса, л/с,S _n - pumping speed of the high vacuum pump, l / s, S_п - скорость откачки, обусловленная геттерирующими свойствами распыляемого активного вещества катода, л/с,S _p - pumping speed due to gettering properties of the sprayed active substance of the cathode, l / s, во время подъема температуры катода отмечают момент, когда давление в вакуум-проводе откачного поста P₁ уменьшится до минимального давления P₁₁, и температуру катода, соответствующую этому моменту, принимают как максимально допустимую при термовакуумной обработке.when the cathode temperature rises, the moment is noted when the pressure in the vacuum wire of the pumping station P ₁ decreases to the minimum pressure P ₁₁ , and the cathode temperature corresponding to this moment is taken as the maximum allowable during thermal vacuum treatment.

Images