|
 A működés szempontjából is érdemes a legkorábbi katódsugárcsővel kezdeni. Bármily érdekes az Ókorban már használták az elektronok röptetését világításra. De kezdjük a legelején, már csak azért is, mert mint mindenben, ebben is vannak magyar vonatkozások. Ahhoz, hogy bármilyen elektromos jelenséget alkalmazzunk - vagyis gyakorlati haszna lehessen - első sorban annak elektronokkal való ellátását kell biztosítani. 1978 öszén a nemzetközi sajtó (a nyugati sajtó) óriási szenzációt közölt miszerint a hildesheimi tudósoknak sikerült bemutatni egy olyan bizonyítékot miszerint, a Pártusok lovasnépének már voltak ismeretei az elektromosságról, több mint 2000 évvel ezelőtt. Mint ismeretes - nem akarok részletekbe bocsátkozni, mert jelen cikknek ez nem tárgya - a Magyarság rokonságban áll a Párthus birodalmat alkotó népekkel. A bizonyító erejű kísérlet arra irányult, hogy a Párthusoknál fellelt agyagedényt elemként használhatóvá lehet e tenni, illetve ha igen akkor használható e mint a galvanizáláshoz szükséges "bizsera" előállítása. És igen, a kísérlet sikerült és bizonyította az elem működését és a galvanizálásra is alkamasnak találtatott. Tehát az áramforrás kérdése megoldott és immáron kevéssé tulajdonítható annak feltalálása Luigi Galvaninak, illetve neki az újra felfedezés juthat.  Az árramforrás persze még kevés ahhoz, hogy eljuthassunk a katódsugárcsőhöz, ami akár merről is nézzük az információs forradalom alapjául is szolgál, illetve nem csekély részben járul(t) hozzá a tudomány és az ember fejlődéséhez, bár sokak szerint mint egyik megvalósulásaként a TV inkáb degenerált generációt szűl mintsem a javát szolgálná az emberiségnek. Persze ezt eldönteni nem feladata ezen cikknek és legkevésbé nekem. Tehát ott tartottunk, hogy az elektron "röptetéshez" maga az elektron már adott, most már csak annak az eszköznek vagyunk híjján, ami a röptetést végzi, vagyis a katódsugárcsőnek. A danderai Hathor-templom falát borító reliefek és hieroglifák közepette többször előtűnik egy óriási villanykörte formájú tárgy ábrázolása és mellette, körülötte gyakran megtalálható az áramforrás ábrázolása is. Walter Garn villamos mérnök segítségével megépítették ezeket az üvegballonokat és bizonytották működőképességüket - legalábbis számomra mindenképpen. ([1] a képek a [2]-ről valóak.)
 Az újkor számára azonban a katód sugárzás története talán Geissler-nek (Johann Heinrich Wilhelm Geissler 1815-1879) köszönhetően valósulhatott meg, mivel felfedezte a higanylégszivattyút amivel megfelelő vákuum állítható elő. Geissler különböző dísztárgyként gyártott vákuumcsöveket majd később különböző nemes gázokkal töltött csöveket u.n. "Geissler-csöveket" készített. Ezekeben a csövekben a katódsugárzásnak köszönhetően a töltésnek illetve a vákkumnak megfelelő színű fény jelenik meg nagyfeszültség hatására. A XX. század elején igen divatosak voltak ezek a Geissler-csövek számos alkalmazásuk született még a Pszichológia is előszerettel alkamazta különböző - ma már inkább, ember kínzásnak minösülő tevékenységeihez. (Szelidített változatában lásd. Violetray készülék) J. W Hittorf (1824–1914) 1869-ben kimutatta a katódsugarak egyenes vonalú terjedését. Ezt a tényt megerősítve E. Goldstein (1850–1930) vezette be a katódsugarak elnevezést 1876-ban. Crookes a ritkított gázban végbemenő elektromos kisülések vizsgálata során elsőként figyelte meg a katód körüli sötét térrészt, amelyet ma Crookes-féle sötét térnek neveznek. Bebizonyította, hogy a katódsugarak egyenes vonalban terjednek, mágneses térrel eltéríthetőek és ha bizonyos anyagokba csapódnak, azt fénykibocsátás (foszforeszcencia) és hőtermelés kíséri. A katódsugarak tanulmányozására számos berendezést fejlesztett ki. Midezek ellenére azt állította, hogy légüres térben a katódsugarak nem terjedhetnek. Jean Baptiste Perrin (1870–1942) 1895-ben a katódsugarak útjába helyezett fémen negatív elektromos töltést észlelt.
Lénárt Fülöp 1891 és 1894 között H. Herz aszisztenseként Bonban dolgozik. Kísérleteket végzett annak eldöntésére, hogy a katódsúgár terjedhet-e légüres térben. 1893-ban Lénárd olyan katódsugárcsövet épített, amelynek vékony alumínium lemezből készített "ablaka" volt, azon a helyen, ahol a katódsugár eléri a cső falát. Az elektronok a Lénárd-ablakon kilépnek a szabadba, így tanulmányozásukhoz a korábbiaknál lényegesen tágabb lehetőség nyílt. Maga Lénárd elsősorban a katódsugarak abszorpcióját és ionizáló hatását vizsgálta, a Lénárd-féle katódsugárcső pedig a kísérletezők egyik leghasznosabb eszközévé vált.
J. J. Thomson (1856-1940) Megismételte a Perrin kísérleteket. Katódsugár csövében néhány KV-os feszültésget használt, a katódsugarat mágnessel térítette el és egy kis rés segítségével elektrométerre vitte a sugarat. Meglepődve tapasztalta az igen jelentős mennyiségű töltést. Megismételte H. Herz kísérleteit is és rámutatott arra, hogy Herz miért nem észlelte a katódsugár eltérülését elektrosztatikus térben. Addig ugyanis ameddig a csőben nem volt megfelelően nagy a vákuum addig Thomsonnak sem sikerült eltérítenie a sugarat. Megfelelő vákuum hatására azonban már 2V-os eltérítő feszültség hatására is észlelhető volt az eltérülés.
Történelmi áttekintés.
 Sir William Crookes (szül. 1832. jún. 17. London, Anglia - megh. 1919. Ápr. 4. London) Crookes a londoni Royal College of Chemistry (vegyészeti főiskola) hallgatója volt, majd 1854-ben kinevezték az oxfordi Radcliffe Csillagvizsgáló meteorológiai részlegének vezetőjévé. A rá következő évben Cheshire-ben, a College of Science-ben kapott tanári állást. Miután apjától nagy vagyont örökölt, 1856-tól minden idejét londoni magán laboratóriumában tölthette, ahol különféle tudományos kutatásokat folytatott. Miután R. W. Bunsen és G. R. Kirchhoff kidolgozta a színképelemzés módszerét, Crookes a szelén vegyületeit kezdte tanulmányozni az új eljárással. Szeléntartalmú üledékek vizsgálata közben fedezte fel a talliumot 1861-ben. Ettől kezdve az új elem kutatásával foglalkozott: izolálta a talliumot, vizsgálta tulajdonságait, és 1873-ban meghatározta atomtömegét is. Crookes a talliummal végzett munkája közben fedezte fel a Crookes-féle sugárzásmérő alapelvét. Ez az eszköz a fénysugárzást forgó mozgássá alakítja át. Sugárzásmérőjének elvét később számos érzékeny mérőberendezés fejlesztésénél alkalmazták. Crookest 1891-ben lovaggá ütötték.
 Carl Ferdinand Braun (szül. 1850. jún. 6. Fulda, Németország. - megh. 1918 ápr. 20. New York, USA) Gimnáziumi évei alatt számos tudományos cikket publikált. Később egyetemre megy, először Marlburgba matematikusként, majd Berlinbe, ahol fizikát tanul. 1872-ben szerez diplomát. Ezután a würzburgi Quincke professzor aszisztense, 1874-től a Lipcsei gimnázium tanára. Ebben az időben fémszulfid-kristályokkal és más fémsó-kristályokkal kisérletezett, amiképpen megalkotta az első félvezőt. Ez a félvezető képezte a későbbi kristálydetektoros rádiók lelkét. Az ő általa felfedezett pontkontaktusos félvezető effektus képezte 1948-ban a pont-kontaktus tranzisztor alapját is. Alig két évvel a Röntgen sugár felfedezése után rájött a katód sugár létezésére. 1909-ben megosztott Nobel-díjjat kapott Marconival a drótnélküli táviró másik atyjával együtt.
 Lénárd Fülöp (szül. 1862. júl. 7. Pozsonyban, - megh. 1947. Máj. 20. Messelhausenben, Németo.) Gimnáziumi éveit Pozsonyban tölti. Kiváló tanárával, Klatt Virgillel később tudományos kérdésekben is együtt működött. Egyetemi tanulmányait Budapesten, Berlinben és Heidelbergben végezte. 1886-ban rövid ideig még Heidelbergben dolgozott, majd a bonni egyetem professzorának, H. Hertznek lett az asszisztense. 1894-ben a breslaui, 1895-ben az aacheni, 1896-ban a heidelbergi, 1898-ban kieli és végül a 1907-ben a heidelbergi egyetem professzorává nevezték ki és folytatta kísérleteit. Az elektronok anyagon való áthaladásának magyarázatára kidolgozta az anyag dynamidaelméletét. E szerint az atom belsejének csak egy kis tartománya átjárhatatlan. Ezt a részt igen intenzív erőtérnek, dynamidának képzelte el. Az ő elmélete volt a Rutherford-féle atommodell alapja. Lénárd folytatta Hertz munkásságát a fényelektromos hatás vizsgálata terén is. A Magyar Tudományos Akadémia 1897-ben választotta levelező tagjává. 1901 és 1905 között minden évben javasolták a Nobel-díjra, melyet 1905-ben ítélték oda a katódsugárzással kapcsolatos munkáiért. 1907-ben az Akadémia tiszteleti tagjává választotta. 1909-ben, az egyetem Fizikai Intézetének vezetése mellett, az újonnan alapított Radiológiai Intézet igazgatását is elvállalta. Rövid ideig Eötvös Loránd tanársegédje volt, ezt követően 1931-ben nyugalomba vonult, és haláláig Németországban élt. Lénárd Fülöp a századforduló és a századelő kétség kívül egyik legjelentősebb fizikusa volt.
|
 A jelenleg is használatos katódsugárcsővet Karl Ferdinand Braun-nak tuljadonítják. Braun a Crook csövekkel végzett kísérletei közben 1897-ben szerkeszi meg a Braun-csövet. A csőben foszforeszkáló festékkel bevont csillám ernyőt használt. Fókuszálás gyanánt a csőben egy üveg tárcsa volt helyezve közepén egy 2mm-es lyukkal. Eltérítésként elektromágneses tekercseket alkalmazott.
 Működése
Mint ahogyan azt már az elektroncsövek működésénél megismerhettük ha az elektronokat vákuumban a termikus emisszió hatására "megreptetjük", azok igyekeznek, a távolságot legyőzve az anód felé. Mint a fentebbi fejezetből is kitűnik az anódot hengeres, körgyűrű alakú fémlemez képezi, amivel azt szeretnénk elérni, hogy az elektronok ne az anódba csapódjanak hanem a cső végén lévő ernyőbe. A mellékelt ábra ezt próbálja szemléltetni. Az elektronok tehát a bal oldalon lévő katódból lépnek ki. A kilépéshez és a megfelelő sebesség eléréséhez az elektronokat gyorsítani kell amit az anódra kapcsolt magas pozitív feszültséggel érhetünk el. Ez az ábrabeli cső első kivezető csapja. A valóságos katódsugárcsövekben azért itt még található egy-két elektróda, mégpedig a sorrendet betartva a katódhoz legközelebbi a vezérlő henger (rács) ami ugyanazt a funkciót hivatott ellátni, mint az elektroncsöveknél a vezérlő rács. A katódsugárcsőves világban azonban ezt a vezérlő rácsot Wehnelt-hengernek nevezik, és segítségével szabályozható a katódsugár árama. A Wehnelt-henger teljesen beburkolja a katódot és a rajta található 0,3...0,8 mm átmérőjű lyukon keresztül áramolhatnak az elektronok. A valóságos katódsugárcsőben ezen kívűl a Wehnelt-hengertől kb. 1mm távolságban található a gyorsító elektróda, ami így fókuszáló elektronoptikai egységnek, úgynevezett immerziós objektívnek fogható fel. A képen is látható ábrán azonban az egyszerűség és a megérthetőség kedvéért ezt -még- nem tüntettem fel. Miután az elektron sugár a megfelelő gyorsítás hatására folytatja útját a Braun csőnek megfelelően a jobb oldali ernyőbe csapodik és ott zöldes katódsugár foltot képez az üvegen. A gyakorlatban használt katódsugárcsövekben az ernyő felületét belülről floureszkáló festékkel vonják be. Így a becsapodó elektron kinetikus energiája álltal gerjesztett fényport a látható fény tartományába eső fotonok kilépésére készteti és így látható felvillanást okoz. Ha katódsugárcsövünket a közepén megjelenő pont ábrázolásán kívül másra is szeretnénk használni az elektron sugarat eltéríthetjük. Ezt az eltérítést szolgálja a csőbe helyezett további elektródák melyek lemez kialakításúak (lásd. ábra középső részétől kicsit balra). Ezekkel a lemezekkel lehetséges az elektron sugár sztatikus eltérítése. Az ábrán is látható formályában vízszintes illetve függőleges irányban, a lemezekre adott megfelelő feszültség arányában.
 Az elektronágyú felépítése Az oszcilloszkópcsövek.
A katódsugárcsövek első jelentősebb alkalmazási területeit az oszcilloszkóp- és radarcsövek jelntették. A későbbiekben megjelentek az eleinte sztatikus eltérítést alkalmazó képcsövek is. A televíziós, és más információ megjelenítésére használatos katódsugár csövek azonban meglehetősen szerte ágazóak, így ezek majd egy újabb cikk tárgyát fogják képezni. A Tungsram gyármányai és katalógusai alapján ismerjük meg az oszcilloszkóp csöveket részletesebben. Magának a jelenkori oszcilloszkóp csőnek a végső formályát valószínűleg Manfred von Ardenne-nek és Hans E. Hollmann-nak köszönheti. Mindketten jeletősen hozzá járultak munkásságukkal ehhez, mint egy mellékesen miközben a televiziót fejlesztették ki, illetve az első német radart (GEMA). Itt érdemes meg említeni a galériában látható legrégebbi oszilloszkóp csövet amely a  még körmös foglalattal. Álítólag ilyet használtak a Messerschmitt B109-esek fedélzeti radarjában. (Én ennek nyomát ugyan nem találtam mert tudtommal radart csak a Nightfighter-ekbe építettek 1943-tól, de erről sem sikerült közelebbit megtudni, sokkal valószínűbb a FuG200-as radar, amit azonban tengeralattjárokban használtak.)
A katódsugárcsövek típus megjelölésére 2 vagy 3 betűből és 2 számcsoportból álló jelölést alkalmaznak az európai jelölési rendszerekben. Az első helyen a D betű áll és azt jelzi, hogy a katódsugárcső elektrosztatikus fókuszállású és eltréítésű. A második betű az ernyőre, a harmadik helyen esetenként álló M betű arra utal, hogy a cső többsugaras. Az első számcsoport cm-ben adja meg az ernyőméretét, a második a különböző csővek egyéni megjelölésére szolgál. A 13-140 az ábra14 kivezetéses diheptál fej szerinti 14 kivezetéses diheptál fejjel készültek és azonos de 12 kivezetéses fejjel készültek a 7-115, 7-116, 13-21, 13-114, 13-116, 13-154 és a 13-160 jelzésű csövek. A 7-131 és 7-132 katódsugárcsövek az ábra12 csapos duodekál fej szerinti 12 csapos duodekál fejjel készültek. A 7-113 és 13-111 csövek az ábra11 kivezetéses magnál fej szerinti 11 kivezetéses magnálfejjel készültek. A 7-176, 7-178 és 10-118 katódsugárcsövek az ábra14 kivezetéses színüveg fej fejjel készültek. A 10-111 valamint a 13-136 katódsugárcsövek az ábra18 kivezetéses fej szerinti 18 kivezetéses fejjel készültek. Alapvetően kétféle oldal kivezés kialakítást használtak ezeknél a csöveknél. Az AAz "A" típusú anód kivezetés típust a 7-116, 13-114, 13-116 és 13-154 csöveknél, a BA "B" típusú anód kivezetés típust pedig a 7-176, 7-178, 13-21, 13-136, 13-140 és 13-160 csöveknél. Az újabb európai jelölési rendszerben az első két betűt két, egymástól kötőjellel elválasztott számcsoport követi, amihez kéttagú betűcsoport társul. Ebben az első betű helyén álló D az egysugaras, míg az E a kétsugaras elektrosztatikus fókuszállású és eltérítésű katódsugárcsöveket jelzi. A számok jelentése változatlan. Az ernyő jelölésére az utolsó betűcsoport szolgáll. A típus megjelölés második betűje, illetve az újabb jelőlés szerinti záró betűcsoportja az ernyő tulajdonságait rögzíti. B [BE / P11] 8ms utánvilágítású ernyő gyors lefutású jelek vizsgálatára alkalmas, olcsó kékérzékeny filmmel jól fényképezhető. Energia eloszlásaB ernyő energia eloszlása G [GJ / P1] 50ms utánvilágítású ernyő a relatív spektrális energiaeloszlása megközelíti az emberi szem érzékenységének spektrél görbéjét, így elsősorban szemmel történő vizsgálatokhoz alkamasak. Orto- és panchromatikus filmre jól fényképezhető. Energia eloszlásaA G ernyő energia elszlása H [GH / P31] 12ms utánvilágítású a spektrális energia eloszlása a B-ernyő és a G-ernyő közé esik. Emiatt nem csak szemmel történő megfigyelésre alkalmas, hanem panchromatikus filmre is igen jól fényképezhető. Energia eloszlásaA H ernyő energia elszlása N [GL / P2] 0,5s utánvilágítású ernyő a gyors lefutású alacsony ismétlődési frekvenciájú vagy egyszeres jelek vizsgálatára alkalmazható, mivel a gerjesztés alatt fellépő zöldessárga floureszcenciát több másodperces zöldessárga floureszcencia követi. Energia eloszlásaAz N ernyő energia elszlása P [GM / P7] ernyő kettős fényporrétegből áll. a katódoldali bevonat kéken floureszkál, ami az ernyő homloklapja felőli bevonatot igen hosszú zöldessárga foszforeszcenciára gerjeszti. A fénypor felgerjedése aránylag hosszú időt vesz igénybe, így a 12s utánvilágítás csupán lassú lefutású folyamatok vizsgálatánál tapasztalható. Energia eloszlásaA P ernyő energia eloszlása W [P4] elsősorban TV-képet mutató műszerek, illetve vizsgálló berendezések számára kifejlesztett fénypor, színe kékesfehér. Színszűrők alkalmazásával több folyamatról egymástól jól megkülönböztethető színes fotoregisztrátum készíthető. Energia eloszlásaA W ernyő energia eloszlása
| Tungsram gyártmányú oszilloszkóp katódsugárcsövek adatai |
| Típus | Átmérő/Hossz.
[mm] | Uf/If
[V/A] | -Ug1
[V] | Ua1
[V] | Ua2
[V] | Ua3
[KV] | D1-D2
[mm/V] | D3-D4
[mm/V] |
7-113  | 77,7 / 298 | 6,3 / 0,6 | 22,5...45
45...90 | 160...300
320...600 | 1000
2000 | - | 0,43
0,21 | 0,55
0,25 |
| 7-115 | 77,5 / 260,5 | 6,3 / 0,6 | 22,5...67,5
30...90 | 240...540
320...720 | 1500
2500 | - | 0,17
0,13 | 0,22
0,17 |
| 7-116 | 77,5 / 260,5 | 6,3 / 0,6 | 30...90 | 400...690 | 2000 | 2 | 0,15 | 0,2 |
7-123  | 71 / 162 | 6,3 / 0,3 | 50...100
80...160 | 0...120
0...180 | 500
800 | - | 0,4
0,25 | 0,61
0,37 |
| 7-124 | 71 / 162 | 6,3 / 0,3 | 50...100
80...160 | 0...120
0...180 | 500
800 | - | 0,4
0,25 | 0,61
0,37 |
| 7-125 | 77,8 / 172 | 6,3 / 0,095 | 30...60 | 0...180 | 800 | - | 0,25 | 0,37 |
| 7-126 | 77,8 / 200 | 6,3 / 0,3 | 40...100
50...120 | 0...150
0...200 | 400
500 | 1,6
1 | 0,44
0,4 | 0,61
0,57 |
| 7-128 | 77,8 / 200 | 6,3 / 0,095 | 80...180 | 0...250 | 1
(<1) | 4
(<4) | 0,62
0,55 | 0,46
0,37 |
| 7-131 | 71 / 172 | 6,3 / 0,3 | 50...100 | 0...120 | 500 | - | 0,27 | 0,48 |
| 7-132 | 71 / 172 | 6,3 / 0,3 | 50...100 | 0...120 | 500 | - | 0,27 | 0,48 |
| 7-176 | 77,8 / 296 | 6,3 / 0,3 | 15...45
25...75 | 10...120
20...200 | 300
500 | 1,5
3 | 2
0,16 | 3,33
1,98 |
| 7-178 | 77,8 / 296 | 6,3 / 0,3 | 15...30
30...60 | 17...83
35...165 | 500
1000 | 2
4 | 0,57
0,28 | 1,65
0,81 |
| 10-111 | 102 / 335 | 6,3 / 0,3 | 28...56
40...80 | 80...180
100...300 | 700
1000 | 5,6
6 | 1,07
0,8 | 3,57
2,5 |
| 10-118 | 102 / 385 | 6,3 / 0,34 | 18...32 | 100...160 | 500 | 2 | 0,77
0,99 | 2,63
3,45 |
| 13-21 | 135,5 / 468 | 6,3 / 0,3 | 50...80 | 200...500 | 1670 | 10 | 1,41
1,76 | 0,3
0,37 |
| 13-111 | 136 / 435 | 6,3 / 0,6 | 26...60
35...80 | 240...470
320...620 | 1500
2000 | - | 0,4
0,3 | 0,45
0,33 |
| 13-114 | 135,5 / 375 | 6,3 / 0,3 | 48...82
48...82 | 360...620
360...620 | 2000
2000 | 2
4 | 0,38
0,3 | 0,45
0,37 |
| 13-116 | 135,5 / 431 | 6,3 / 0,6 | 22,5...67,5
30...90 | 280...520
370...690 | 1500
2000 | 3
2 | 0,36
0,36 | 0,44
0,42 |
| 13-132 | 136 / 384,5 | 6,3 / 0,6 | 30...90 | 340...640 | 2000 | - | 0,38 | 0,47 |
| 13-134 | 135,5 / 430 | 6,3 / 0,6 | 32...56 | 300...520 | 1500 | 3 | 0,55 | 0,75 |
| 13-136 | 135,5 / 497,5 | 6,3 / 2x0,3 | 30...90 | 300...640 | 1500 | 7,5 | 0,35 | 0,65 |
| 13-140 | 135,5 / 480 | 6,3 / 1,2 | 50...80 | 200...500 | 1670 | 10 | 0,33 | 1,56 |
| 13-154 | 135,5 / 457,5 | 6,3 / 0,6 | 30...90 | 360...700 | 2000 | 4 | 0,35 | 0,8 |
| 13-160 | 135,5 / 468,5 | 6,3 / 0,3 | 30...80 | 180...350 | 1000 | 1 | 0,6 | 2 |
Különleges katódsugárcsövekSzeretném itt bemutatni azokat a különleges csöveket is amelyek működésük kapcsán szerintem inkább ide sorolhatóak mint sem a későbbiekben tárgyalt képcsövekhez. Ezek a csövek a nagy képfelületű úgynevezett óriás képernyők építő elemei. Még a kivetítők megjelenése előtt vagyis inkább vele párhuzamosan léteztek ilyen óriás kép előállítására katódsugárcsöves megoldások is. Ennek egyik változata lehet az amikor a szines kép pontot alkotó, három alapszínt tartalmazó csövet készítenek majd ebből rakják össze a kívánt méretű és felbontású képernyő panelt. Egy ilyen úgynevezett RGB pixel csövet láthatanuk (Mészáros Sanyibácsinak köszönhetően) a galériában K4002 típus számmal jelölve. Mivel a cső csak 1 darab három színű pixelt képvisel a képen jól látható, hogy eltérítő lemezei nincsenek csak elektron ágyúi. A megfelelő fényerőség elérése miatt jelentős utángyorsító feszültséggel dolgozott. A másik ilyen jellegű cső a pixel cső amelyben egy cső csak egy színt képvisel. Színes kép esetén tehát egy elemi színes képponthoz három ilyen szükséges. Ennek képe szintén megtalálható a galériában. A másik ilyen különleges cső, egy tulajdon képpeni normál elektronsugárcső ( K2013g7A K2013g7 az elektrondiffrakció szemléltetésére -sajnos üzemképtelen ) azzal az érdekességggel, hogy az elektrondiffrakciót szánták vele bemutatni, így a katód előtt egy finom grafit szallag fesszül. Az ernyőn a grafitban szórodó elektronok jellegzetes kör-körös képe látható. Iskolai, bemutatásra szánták. Az oszcilloszkóp
Ha már az oszcilloszkóp csövek működésébe bele kóstoltunk érdemes lehet megismerkedni annak a műszernek a működésével amelyben használatosak ezek a csövek. Az oszcilloszkóp a jelenlegi méréstechnika talán legszélesebb körben használt mérőműszere. Általa lehetővé válik villamos jelek, illetve villamos jellé alakítható egyébb fizikai történések, vizsgálata vizuális érzékelése. Alapvetően azért elektromos jelek időbeni változásának vizsgálatára szolgál ez a műszer. A vizsgálandó jel időbeni változásának érzékelését az teszi lehetővé, hogy a katódsugárcsőben kialakuló katódsugár eltéríthető, - amit már a működésénél tárgyaltunk is - mégpedig sztatikus, illetve mágneses úton. Az oszcilloszkópoknak sokkal jobban megfelel a sztatikus eltérítés, így az oszcilloszkóp csővek döntően ezt használják. Eltérítés nélkül a sugár hatására az ernyő közepén egy fényfolt jelenik meg, vagyis egy pötty. Ahhoz, hogy ez a pötty a vizsgált jel időbeli változását szemléltesse egyszerre egy időben két irányba kell eltéríteni. Az egyik irányban állandó sebbességgel, míg a másik irányban a vizsgálandó jelnek megfelelően. Ha elegendően nagy sebességgel mozgatjuk mondjuk az X tengely irányában értelemszerűen az X eltérítő lemezekre kapcsolt feszültség hatására, egy folytonos vízszintes vonalat kapunk az ernyőn. Ez éppen megfelelő lesz a vizsgált jel idő tengelyének ábrázolásához. A másik irányú eltérítést maga a vizsgálandó jel kell, hogy adja hiszen az időbeni változását kell látnunk, és tehát ez adja az Y tengely menti elmozdulást. Ha szerencsénk van és sikerült közel lineárisan megvalósítani az eltérítést akkor a vizsgálandó jelnek megfelelő ábrát szemlélhetünk az osszcilloszkóp ernyőjén. Könnyedén beláthatjuk, hogy az X irányú eltérítést egy olyan jellel kell végezni, amely lineárisan emelkedik, vagyis hatására az elektron sugár a cső ernyőjének egyik végétől a másik végéig vándorol, majd a végén hirtelen ismét az ernyő elején kezdi a rajzolást. Ezt a funkciót egy úgynevezett fűrészfog alakú feszültség képes létrehozni. Így máris elérkeztünk az oszcilloszkóp egyik alapvető építő eleméhez az X eltérítést végző fűrészfog generátor végzi. Tehát ha folyamatos eltérítés mellett az oszcilloszkóp Y bemenetére jelet kapcsolunk annak változásai láthatóvá válnak a képernyőn. Ha elegendően gyors az eltérítő frekvencia a kirajzolt pont vonallá változik szemünk tehetetlenségének következtében, mint ahogyan a moziban vetített egymás utáni képek is mozgóképekké alakulnak. Sajnos az ernyő a fénypont által leírt utat nem őrzi meg, ezért az ábrát a képernyőre folyamatosan újra kell rajzolni. Az oszcilloszkóp ernyőjén tehát csak akkor láthatunk jól kiértékelhető ábrát, ha a fürészgenerátor mindig a vizsgált jel azonos fázisában indul, hogy az egymás után rajzolódó ábrák egybe essenek. Ez akkor érhető el, ha a fűrészgenerátor periódus ideje egész számú többszöröse a vizsgált jel periódus idejének. A katódsugárcsövek érzékenysége mint ahogyan a fentebbi táblázatból is látható igen kicsi. Ezért e vizsgálandó jelet fel kell erősíteni, hogy az megfelelő mértékű legyen az eltérítés számára. Így tehát egy egyszerű oszcilloszkóp legalább két erősítőből, egy fűrészgenerátorból, valamint mindezek kiszolgálására egy tápegységből áll.
Oszcilloszkóp csövek fejlesztése és gyártása hazánkban.
A különböző célokat szolgáló elektronsugárcsövek tervszerű fejlesztése és kísérleti gyártása Magyarországon és az EIVRT-ben 1950-ben a TKI 2. sz. Vákuumtechnikai Laboratóriumának megszervezésével kezdődött meg. A II. világháború alatt már gyártottak ugyan lokátor célra néhány 75 mm képátmérőjű, elektrosztatikus eltérítésű elektronsugárcsövet (X75), sőt ezt megelőzően 25 mm átmérőjű kísérleti csöveket is, de ezek gyártását a háború miatt nem követte tervszerű fejlesztési munka.
1950-ben már 4 eletronsugárcső típus készítésére folytak párhuzamos kísérletek. A kísérletek során világossá vált, hogy a katódsugárcsövek gyártásához nem elegendők az erősítőcsövek gyártásánál szerzett tapasztalatok. 1951-ben szervezték meg az EVIRT ME Osztályát, amelynek az elektronsugárcsövek kísérleti gyártása is feladata volt.
Az első 3KP1 típussal kapcsolatos rendszeres fejlesztési munka 1951 áprilisában indult meg. A TKI laboratóriumában 1953-ban kb. 150 db ilyen cső készült. A ME Osztály 1951 végén kezdte meg a kísérleti gyártást, ahol a típus fejlesztése is tovább folyt. A fénypont alakja és nagysága kielégítőnek bizonyult. 1955-ben 10db csövön végzett ellenőrzőmérések adatai szerint a csövek felületi fényessége elérte a külföldi csövekét.
1955-ben a 13 cm átmérőjű 5BP1-A oszcilloszkóp csövek fejlesztését ugyancsak a 3KP1 módosított elektróda rendszerével oldották meg. A csöveket az ME Osztályon készítették és a TKI Laboratórium vizsgálta. A 13ЛО37/5CP1 típus teljesen azonos volt a megfelelő szovjet típussal és lényegileg az 5CP1-A-val is. Az élettartam vizsgálatok kielégítők voltak, egyes csövek 5000 óra után még megfeleltek a felhasználási követelményeknek.
A 7BP-7A és a 9GP7 típusú katódsugárcsövek kifejlesztésével kapcsolatban ki kellett dolgozni a nagytisztaságú, jó hatásfokú cinkszulfid-fényporok gyártástechnológiáját. A laboratóriumi technológia, valamint az ennek alapján megindult üzemszerű gyártás képezte az alapját a későbbi fénypor gyártásnak. Ugyancsak ezekkel a katódsugárcsövekkel kapcsolatban került sor először az úgynevezett ülepítéses ernyőkészítésére és tanulmányozására.
Az 1958-ban kiadott katalógusban a következő katódsugárcső típusok szerepeltek: 3BP1-A, 3DP1-A, 3KP1, 3BP1-A és 5CP1-A.
Az ME Osztály jól felszerelt műhelyében 1950 és 1952 között elkészültek a gyártóeszközök és kialakult a megkívánt típusválaszték is. Ezzel megindult a katódsugárcsövek kísérleti gyártása. A bura gyártását a hazai üvegipar – elsősorban a Tokodi Üveggyár - biztosította.
1960-tól a kísérleti gyártás fokozatosan elérte az évi néhány 1000 db-os nagyságrendet. A közben végrehajtott átszervezéssel 1964-ben a régi ME Osztályról a Fejlesztési Főosztályhoz csatolták a részleget és a képcsőfejlesztéssel és kísérleti gyártással is kiegészítették.
A 60-as évek közepére a kifejlesztett katódsugárcső típusok száma elérte a 42-t. 1965-ben már a kétsugaras DBM13-140 katódsugárcső prototípusa is elkészült. 1966-ban az akkor modern DG7-131 és DG7-132 került kifejlesztésre, amit 2 évvel később önálló Tungsram-típus, a színüveg kivitelű DG7-123 és DG7-124 követett. Ezeknek különféle változatai születtek meg a későbbi években, legkiemelkedőbb a hordozható tranzisztoros készülékekhez alkalmas kis fűtőteljesítményű DG7-125 volt.
1969-ben kifejlesztették a DG7-176 és a DG7-178 spirált utángyorsításos katódsugárcsöveket is. Elindult a belsőraszteros csövek fejlesztése, amelyeknek tömeggyártási technológiáját 1971-ben szervezték meg. Az első belsőraszteros monitorcső az M28-12GM volt.
A hálós után gyorsítású DG7-176 kifejlesztése 1970-ben valósult meg. Ezzel kerekernyős kivitelben széles után világítással és számos fénypor felvitelével a katódsugárcső kísérleti gyártás nem csak belföldi igényeket, de jelentős tőkés és szocialista exportot is biztosítani tudott. A 70-es évek elején elkezdődött a szögletes D14-180../T típus fejlesztése.
A fejlesztést és a kísérleti gyártást 1971-ben a Budapesti Elektroncsőgyárhoz csatolták és 1973-ban a 36. épületbe költöztették. A legnagyobb tényleges termelés 16.000 db volt 1978-ban, amikor a Telefunken cég D13-620 típusából 10.000 db-ot szállítottak együttműködés keretén belül.
1980-ban a Hamg németországi cég részére 7 hónap alatt fejlesztették ki az első szögletes ernyőjű, belsőraszteres, 10 cm méretű D10-119 GH/01 oszcilloszkóp csövet. A gyors gyártásbavételt elősegítette a saját üveggyártás megvalósítása is. Erre a célra speciális angol ernyő-kónusz összeforrasztó automatát vásároltak. A csőtípus a hazai felhasználóknál is beépítésre került, de az amatőr oszcilloszkóp készítők is keresték. Az oszcilloszkóp fejlesztés sikerei a kiváló szakember gárdának volt köszönhető. Kezdettől fogva vezetője volt Csabai István, aki ezen a területen Európa szerte elismert volt. Munkáját segítette Pap Gyula, Turczán Ernő, Cseh Károly Cserhalmi Tibor, Fecsó Péterné és még sokan mások.
1993-ban a gyártás és fejlesztés végleg megszűnt, a berendezéseket nem sikerült értékesíteni, csupán a megmaradt elekronágyúkat és alkatrészeket. [12 a szerző enegedélyével közölve]
Monitorcsövek fejlesztése és gyártása.
A képcsőfejlesztés leállítása után 1970-től új profil fejlesztését kezdték el az újpesti fejlesztő szakemberek, a monitorcsövekét. Ezt a lényegében a képcsövekkel azonos konstrukciójú képvisszaadó eszközt a számítástechnika és az ipari televízió igénye hozta létre. A katódsugárcsövekhez hasonlóan többféle ernyőbevonattal készültek, de a szemmel történő érzékeny megfigyelhetőség biztosítása végett a zöld fénypor a leggyakoribb.
Az első csőtípus, amelyből a kísérleti gyártás a legtöbbet gyártotta, az M28-12 volt. A típusból sok ezer darabot vásárolt a Siemens cég is display célra. A monitorcső gyártás kitűnő szakember gárdával indult: Pap Gyula, Csabai István, Loskay Gyula, Fecsó Péterné és Cserhalmi Tibor. További kifejlesztett típusok az M12-100…, az M17-11…, M23-100…, M31-120…, M47-12…, és a 140MB../T. Ezek mindegyikét belsőraszteres kivitelben is kifejlesztették. Az M28-12GL/OL beépítésére került a sokcsatornás hazai és számos külföldi EKG berendezésekben. A monitorcső fejlesztés speciális vonalaként 1974-ben megszülettek a színváltós típusok is. A P22 / P31 ernyő adott ernyőfeszültséggel pirosan, míg magasabb feszültségen zölden világított.
A monitorcsövek gyártását 1971-től a Budapesti Elektroncsőgyár elektronsugárcső kísérleti gyártása vezette, majd 1980-tól beolvadt a Vákuumelektronikai Gyárba. Ők foglalkoztak a gyártáshoz szükséges technológia kialakítása mellett a képcsőgyártó gépek továbbfejlesztésével és kiegészítésével is, Marczin György, Martin Andor és Nagy Sándor munkásságával. A monitorcső gyártás időközben a vállalat egyik legsikeresebb terméke lett.
Az utolsó kiadású katalógusban már 17 monitorcső szerepelt, többféle ernyőbevonat és különleges reflexiómentesített kivitelben. Mészáros Sándor javaslatára került kifejlesztésre a két és többszínű, egyágyús monitorcső személygépkocsi, autóbusz és vasúti mozdonyok számítógép vezérelt jármű ellenőrzés fedélzeti megjelenítőiként. Sajnos ezek a termékek már nem kerültek gyártásba.[12 a szerző enegedélyével közölve]
| Tungsram gyártmányú Monitorcsövek adatai |
| Típus | Javasolt
felhasználás | Uf/If
[V/mA] | -Ug1 cut.off
[V] | Ug2
[V] | Ug4
[V] | Ua
[KV] | Láthatókép
[mm x mm] | Nyak
[∅ mm] | Eltérítés
[˚] | Hossz
[mm] |
| M 12-100.. | W fényporral mon.-tv,
GH,GL,GM és GR fényporral
orvosi, és ipari felh. | 11/68 | 25...50 | 300 | 50...300 | 8 (<10) | 90 x 70 | 21 | 55 | 180 |
| M 17-11.. | 11/68 | 35...69 | 250 | 0...350 | 11 | 125 x 95 | 21 | 75 | 205 |
| M 17-111./T | 11/68 | 35...69 | 250 | 0...350 | 11 | 125 x 95 | 21 | 75 | 205 |
| M 17-111./TK | 11/68 | 46...91 | 350 | 50...400 | 13 (<14) | 125 x 95 | 21 | 75 | 205 |
| M 17-720.. | 900 sor | 6,3/300 | 37...69 | 400 | 0...400 | 14 (<16) | 148,1 x 115,1 | 29,6 | 70 | 233,4 |
| K 2001.. | W fényporral mon.-tv,
GH,GL,GM és GR fényporral
orvosi, és ipari felh. | 11/68 | 30...70 | 200...350 | 0...400 | 14 (<15) | 150 x 130 | 21 | 90 | 204 |
| M 23-100.. | 11/68 | 32...50 | 100 | 50...300 | 9 (<12) | 183 x 140 | 21 | 90 | 210 |
| M 23-101.. | 11/68 | 33...77 | 400 | 50...300 | 9 (<12) | 183 x 140 | 21 | 90 | 210 |
| M 28-12.. | 11/68 | 35...69
46...91 | 250
350 | 0...350
50...400 | 11
13 (<14) | 228 x 171 | 21 | 90 | 250 |
| M 31-20.. | 11/68 | 35...69 | 250 | 0...350 | 11 | 257 x 195 | 21 | 90 | 277 |
| M 31-20../K | 11/68 | 46...91 | 350 | 50...400 | 13 (<14) | 257 x 195 | 21 | 90 | 277 |
| M 31-120.. | 11/68 | 35...69 | 250 | 0...350 | 11 (<12) | 257 x 195 | 21 | 110 | 233 |
| M 31-G.. | B31-G 21: zöld fényporral, közepes felbontás
B31-G 22: zöld fényporral, közepes felbontás, 900 sor | 11/68 | 35...69 | 250 | 0...350 | 11 (<12) | 257 x 195 | 21 | 110 | 253 |
| M 31-131../T | W fényporral mon.-tv,
GH,GL,GM és GR fényporral
orvosi, és ipari felh. | 6,3/300 | 60...130 | 600 | 0...400 | 16 (<18) | 257 x 195 | 29,6 | 90 | 310 |
| M 31-150.. | 6,3/300 | 50...112 | 600 | 0...400 | 16 (<18) | 257 x 195 | 29,6 | 110 | 241 |
| M 38-120.. | 6,3/300 | 40...85 | 400 | 0...400 | 16 (<18) | 290 x 226 | 29,6 | 110 | 279,5 |
| M 38-121../T | 6,3/300 | 40...85 | 400 | 0...400 | 16 (<18) | 290 x 226 | 29,6 | 110 | 279,5 |
| | |
