Podsumowanie działalności PWL w siódmym roku istnienia

W podsumowaniu będę często używał słowa „przedsięwzięcie”. Bierze się to stąd, że określenie „Prywatna Wytwórnia Lamp” nie odzwierciedla prawidłowo działalności laboratorium. Więcej jest różnych opracowań technologicznych, nie zawsze dotyczących lamp, zaś wytwarzanie lamp zaś stało się raczej zajęciem marginalnym.

Warto podkreślić, że siódmy rok działalności laboratorium nie jest żadną okrągłą rocznicą, ale może to i lepiej. Nie trzeba bowiem fajerwerków- można raczej skupić się na spokojnej ocenie tego, co się udało i tego, co się nie udało.

Zacznę może od ankiety na Forum Triody, w której pytałem uczestników Forum, w jakim kierunku powinienem iść. Pytania były być może nieco lakonicznie sformułowane. Poniżej jednak zestawiam oddane głosy, łącznie z interpretacją własną. To pozwoli Czytelnikowi zorientować się, co miałem na myśli formułując taką, a nie inną ankietę.

Wyniki przedstawiają się na dzień 26 sierpnia 2011r. następująco:

• 123 osoby zagłosowały za dalszym kontynuowaniem eksperymentów i dążeniem do skomercjalizowania przedsięwzięcia
• 10 osób uznało, że osiągnięty poziom jest na tyle dobry, że można już komercjalizować przedsięwzięcie
• 48 osób zagłosowało za kontynuowaniem eksperymentów, uznając, że osiągnięty poziom jest za niski, by móc komercjalizować przedsięwzięcie\
• 6 osób uznało zaś, że należy przerwać prace, uznając, że osiągnięty poziom jest za niski i nic nie zmieni się w przyszłości.

Z perspektywy czasu mogę ocenić, że 123 osoby prawidłowo zdiagnozowały kierunek, w jakim całe przedsięwzięcie podryfowało.

Cały czas uczę się czegoś nowego. W pierwszych latach należało zgłębić podstawy techniki próżni. Obecnie w laboratorium rozwiązywane są coraz to nowe problemy techniczne i technologiczne, zazwyczaj na potrzeby instytutów i uczelni, czasem na potrzeby prywatnych osób i firm. Miałem i mam przyjemność współpracować z Politechniką Warszawską, Politechniką Świętokrzyską, Instytutem Problemów Jądrowych (obecnie Narodowym Centrum Badań Jądrowych), a ostatnio z Zakładem Doświadczalnym Aparatury Jądrowej.

Problemy, jakie były powierzane mi do rozwiązania dotyczyły między innymi hermetyzacji lamp elektronowych, nakładania ekranów luminescencyjnych, galwanicznego metalizowania niektórych metali, próżniowego napylania metali, konstrukcji katod specjalnych, budowy lamp dydaktycznych czy napełniania aparatur czystymi gazami lub ich mieszaninami bez dostępu powietrza. Różnorodność tych zagadnień powoduje konieczność uczenia się przez cały czas oraz nieustannego ulepszania bazy aparaturowej.

Początkowe lata działalności PWL to budowa aparatury próżniowej, od podstaw. Aparatura taka jest budowana także obecnie, w zależności od potrzeb i obejmuje:

• proste szklane pompy dyfuzyjne,
• szklane pompy jonowo-sorpcyjne,
• próżniomierze oporowe,
• próżniomierze termoelektryczne,
• próżniomierze jonizacyjne,
• próżniomierze jarzeniowe,
• przejścia metal-szkło,
• przejścia z jednego gatunku szkła na inny,\
• szklane przepusty próżnioszczelne,
• sondy jonizacyjne,
• sondy oporowe,
• sondy termokrzyżowe,
• sondy jarzeniowe,
• układy pompowe,
• zatapiarki.

Urządzenia te i podzespoły są cały czas ulepszane i są budowane głównie na potrzeby własne. W ten sposób powstały:

• układ pompowy do pompowania przyrządów elektronowych,
• układ pompowy do napełniania lamp jonowych,
• układ do napełniania liczników Geigera-Mullera,
• rurowy piec próżniowy,
• napylarka laboratoryjna,
• zatapiarka pionowa.

Technologie wspomagające, jak wygrzewanie detali w próżni i w wodorze, odtłuszczanie, trawienie, elektrolityczne pokrywanie metalami (niklowanie, srebrzenie, cynkowanie) zostały w znaczącym stopniu opanowane i znajdują zastosowanie w laboratorium, jak i poza nim.

Została też opracowana i opanowana techniczna metoda oszacowania desorpcji gazów z odgazowywanych detali.

Z przykrością trzeba jednak stwierdzić, że nie udało mi się rozwiązać kwestii analityki gazów resztkowych w aparaturze próżniowej. Planowane stanowisko z kwadrupolowym spektrometrem mas nie zostało nigdy do końca złożone. Przyczyną jest duży koszt wykonania takiego stanowiska w technologii metalowej. Jest to zagadnienie do rozwiązania w przyszłości.

Konieczne będzie zmodyfikowanie zatapiarki, o czym będzie jeszcze mowa.

Początkowo zakładałem, że jedynymi „produktami” będą lampy elektronowe i jonowe. Nie była planowana żadna komercjalizacja, a jedynie zrobienie działających prostych modeli. Z czasem pogląd ten skorygowałem i obecnie w bardzo małych ilościach w laboratorium wykonywane są następujące lampy:

• Lampy próżniowe:
  •  żarówki,
  • diody szumowe z katodą wolframową,
  • diody prostownicze (w przybliżeniu odpowiadające lampom RGN 354 i AZ1,
  • audiony Lee de Foresta,
  • triody z katodą wolframową,
  • tetrody z katoda wolframową,
  • triody z katodą tlenkową,
  • triody z katodą tlenkową, skandowaną,
  • pentody z katodą tlenkową (w przybliżeniu odpowiadające lampie RGN354),
  • wskaźniki dostrojenia,
  • lampy elektronowopromieniowe do celów dydaktycznych i do regulacji głośności,
• Lampy jonowe:
  • krzyże maltańskie,
  • lampy do pokazu promieni kanalikowych,
  • lampy do pokazu promieni katodowych i efektów towarzyszących tym promieniom,
  • lampy do pokazu zjawiska cyklotronowego,
  • jonowe lampy rentgenowskie,
  • lampy nixie,
  • lampy „panaplex”,
  • miniaturowe reklamy neonowe,
  • detektory promieniowania jonizującego.

Żarówki wykonywane są bardzo rzadko. Są to żarówki próżniowe „retro” z długim okrągłym włóknem lub żarówki specjalne „retro” dorabiane, nie oferowane przez współczesny rynek.

W grupie triod z katodą wolframową, cieszących się największym zainteresowaniem można wyróżnić sondy jonizacyjne i lampy do celów „retro”- replik dawnych lamp. Budowane są też triody większej mocy- do wzmacniaczy audio.

Triody z katodą tlenkową i katoda tlenkową skandowaną są budowane do celów „retro” i do „audio”- do mikrofonów pojemnościowych. To ostatnie jest o tyle uzasadnione, że w laboratorium można sobie pozwolić na staranne pompowanie lamp, co przekłada się na małe szumy własne. Można też stosować lepsze materiały, gdyż zapotrzebowanie na takie lampy jest bardzo małe, adekwatne do skali laboratoryjnej.

Wydaje się, że zastosowania „retro” i niszowe zastosowania „audio”będą w dalszym ciągu stanowić część działalności laboratorium.

Istnieje możliwość regeneracji niektórych lamp elektronowych, jednakże nie jest to opłacalne i jest wykonywane w laboratorium praktycznie w celach poznawczych. To samo dotyczy wytwarzania zamienników niektórych lamp, jak AZ1, RES164 i RGN354.

Do tej pory lampy próżniowe z PWL w niewielkiej ilości trafiły do odbiorców w kraju, głównie kolegów z forum „Triody” i w zdecydowanie większej ilości trafiły za granicę (do USA, Włoch, Australii, Niemiec i Francji).

Planowane jest wytworzenie lamp mikrofalowych w celach poznawczych- magnetronu typu dynatronowego i ewentualnie klistronu refleksowego.

Lampy są wykonywane głównie w technologii spłaszcza wewnętrznego, w mniejszej zaś- w technologii spłaszcza zewnętrznego. Początkowe dążenie do wykonywania wszystkich komponentów od podstaw (bańki, spłaszcze, gettery) ewoluowało w kierunku możliwie dużego wykorzystania komponentów gotowych. Nie zawsze jest to jednak możliwe i wtedy komponenty lamp wykonywane są samodzielnie. Jest to jednak bardzo uciążliwe.

Dobrze opanowane zostało wykonywanie spłaszczy i nóżek spłaszczowych. Sporadycznie wykonywane są nóżki spłaszczowe z rurką pompową. Opanowano też wytwarzanie mniejszych baniek lamp.

Wykonano natomiast stosunkowo mało prób, dotyczących technologii talerzyka szklanego. Wprawdzie opanowana została technologia zatapiania talerzyka heptalowego w atmosferze ochronnej, jednak nie została ona wdrożona w laboratorium PWL, a w jednym z instytutów. Technologia ta umożliwia zatapianie specyficznych typów lamp, przy wykorzystaniu handlowo dostępnych talerzyków heptalowych.

Wykonano bardzo mało prób, dotyczących technologii talerzyka novalowego. Rozwiązanie kwestii zatapiania talerzyka heptalowego i novalowego i ewentualnie innych typów jest planowane w dalszej perspektywie. Wymaga to budowy nowej zatapiarki. Wydaje się, że ta technologia jest potrzebna przede wszystkim do budowy lamp z wyrzutnią elektronów.

W dalszej perspektywie planowane jest też wykonywanie talerzyków szklanych we własnym zakresie, głównie do budowy sond jonizacyjnych. Wymaga to budowy nowego pieca indukcyjnego, o większej mocy. Konieczne jest też lepsze oprzyrządowanie dodatkowe.

Pewna ilość prac dotyczyła zastosowań fryty szklanej. Jej zastosowanie w laboratorium jest obecnie bardzo ograniczone i stwarza dużo problemów.

Wykonano stosunkowo dużo prac, dotyczących katod tlenkowych. Prace te dotyczyły alundowania grzejników, przygotowania podłoży, sporządzania pokryć katod oraz optymalnych warunków formowania i aktywacji katod. W ostatnim czasie prowadzone są prace dotyczące katod zapowietrzalnych. Stosowane są przede wszystkim katody bezpośrednio żarzone, wolframowe i tlenkowe. Sporadycznie używane są katody pośrednio żarzone. Czasem stosowane są katody gotowe; najczęściej jednak są one przygotowywane we własnym zakresie. W dalszej perspektywie planowane jest podjęcie prac nad katodami impregnowanymi w celach poznawczych.

Nieliczne prace były poświęcone technologii fotokatod cezowych. Zapotrzebowanie na przyrządy fotoelektronowe jest jednak bardzo małe (fotokomórki dydaktyczne do wyznaczania pracy wyjścia oraz retro- ikonoskopy) i tym należy tłumaczyć małe zaangażowanie PWL w opanowanie tych technologii.

Liczne prace były poświęcone technologii pokrywania luminoforami powierzchni szkieł i metali. W toku prac opanowano luminoforowanie przez napylanie i przez sedymentację. Opanowano także nakładanie napisów i znaków. Duże zaangażowanie laboratorium PWL w opanowanie tych procesów należy tłumaczyć zastosowaniem tej technologii do budowy lamp dydaktycznych elektronowopromieniowych i wskaźników dostrojenia. Te ostatnie były próbnie wykonywane w wielu wariantach, jako czerwone, zielone, niebieskie i wielobarwne. Ponadto, technologie związane z luminoforami znalazły zastosowanie do wytwarzania ekranów do badań emisji polowej i promieniowania rentgenowskiego dla potrzeb instytutów.

Jeśli chodzi o lampy elektronowopromieniowe, to są one budowane głównie w celach dydaktycznych- do pokazu odchylania wiązki elektronów w polu magnetycznym i elektrycznym oraz do wyznaczania stosunku e/m elektronów. Planowane jest wytworzenie ikonoskopu i kadroskopu do jego regulacji. Lamp tych nie można praktycznie obecnie już nabyć i ich wytworzenie wydaje się celowe. Nieliczne prace były poświęcone technologii wytwarzania luminoforów siarczkowych, głównie w celach poznawczych.

Nie prowadzono żadnych prac w kierunku samodzielnego wykonywania getterów. Używane są gettery gotowe, rozpylane i nierozpylane. Sporadycznie, do getterowania replik lamp używany jest magnez.

Jeśli chodzi o lampy jonowe, to są one przede wszystkim wytwarzane do celów dydaktycznych. Choć ich konstrukcja wydaje się prosta, to trudne jest ich pompowanie i napełnienie do odpowiedniego ciśnienia. Lampom jonowym do celów dydaktycznych była poświęcona duża ilość prac. Należy się spodziewać, że tego typu lampom będzie jeszcze poświęcone sporo uwagi. Do tej pory opracowano lampy do demonstracji i pokazu działania promieni katodowych (nagrzewanie blach, fluorescencja szkła itp.) i kanalikowych.

W planach jest między innymi opracowanie lamp do pokazu zjawiska fluorescencji minerałów pod wpływem promieni katodowych oraz do pokazu pędu elektronów.

Sporadycznie wykonywane są lampy nixie, panaplex i reklamowe. Pomimo prostoty, wymagają one znacznego nakładu pracy. Dostępność lamp nixie nie uzasadnia ich wytwarzania na większą skalę niż laboratoryjna. Wytwarzane są jednak reklamy neonowe typu nixie. Umożliwiają one uzyskanie prostej animacji. Pomimo złożoności konstrukcji i trudności wykonania ich wytwarzanie jest uzasadnione.

Niezbyt duża ilość prac była poświęcona detektorom promieniowania jonizującego. Uzyskano działające modele, jednakże aparatura do napełniania detektorów gazami jest zbyt uboga, by móc uzyskać dużą powtarzalność. Detektory te były budowane głównie w celach poznawczych.

Na zakończenie należałoby napisać jakieś krótkie „podsumowanie podsumowania”. W podsumowaniu nie wspomniano o wszystkich opanowanych technologiach. Niektóre pozostaną przynajmniej na razie w całkowitej tajemnicy. O ile kilka lat temu nie miałem pojęcia, w którą stronę należy skierować przedsięwzięcie, o tyle obecnie już wiem: we wszystkie możliwe strony. Z całą pewnością zostaną podjęte w celach poznawczych prace nad niektórymi wyżej opisanymi typami lamp. Będą opanowywane kolejne technologie, w tym te, dotyczące ceramiki. Zastosowanie nabytych umiejętności i należyte ich wykorzystanie przychodzi z czasem samo.

© 2000-2011 TRIODA,  FonAr Sp. z o.o.