Kathode, Dip-Test

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Der Dip-Test ist ein Schnelltest zur Überprüfung der Emission einer Klystron-Kathode.

Für den dauerhaft stabilen Betrieb von Klystons (und anderen Elektronenröhren) muss die Kathode im optimalen Temperatur-Arbeitspunkt betrieben werden. Die Standardmethode zur Festsezung und Überprüfung dieses Arbeitspunktes ist der Unterheiztest (Miram Diagramm). Beim Unterheiztest senkt man, ausgehend von einer leicht überheizten Kathode, in kleinen Schritten die Kathodenheizleistung und misst den infolge sinkenden Kathodenstrom. Für jeden Messpunkt muss das Temperaturgleichgewicht abgewartet werden. Die Wartezeit beträgt jeweils mindestens 15, besser 30 Minuten. Die Aufnahme einer Unterheizkurve erfordert daher mindestens 1/2 Arbeitstag.

Beim Dip-Test wird dagegen lediglich die Heizung für einen vorher fest definierten Zeitraum von einigen 10s abgeschaltet. Die Emission lässt daraufhin schnell nach und steigt nach dem Wiederzuschalten der Heizung mit etwas Verzögerung wieder auf den Ausgangswert. Die Tiefe des Emissionseinbruchs (Dip) steht in Beziehung zum Arbeitspunkt der Kathode. Je tiefer der Dip, desto näher ist der Arbeitspunkt am Kniepunkt der Emissionscharakteristik (Übergang Raumladungsbereich => Sättigungsbereich).

Dip-Test.png

Der Dip-Test macht im Gegensatz zum Unterheiztest nur einer relative Aussage über den Kathodenarbeitspunkt. Man kommt also nicht darum herum hin und wieder einen vollständigen Unterheiztest durchzuführen.

Der große Vorteil des Dip-Tests ist, dass man bei Verdacht eines Kathodenproblems sehr viel schneller und einfacher eine aussagkräftiges Ergebnis erhält.


Quelle: K. Nakao, et al., “The Results of High-Power Klystron Dip Test in the KEK Linac.”(in Japanese), Proceedings of the 29th linear Accelerator Meeting in Japan, pp.272-274 (2004). Datei:Klystron Dip-Test, KEK, K.Nakao.PDF