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【完结】：“普通真空管”代X射线管实验
GiroPetrenko2019/10/26极客DIY IP:江苏
中文摘要
X 射线管，死贵死贵的。不过不少“高压整流二极管”基本价格都在个位数。本贴的目的在于测试不同普通真空管的X射线成像性能
Abstract
X ray tube, very very expensive. Vacuum diodes are sold very cheap on Taobao. 
This post aims to test different tube's ability to produce X ray, and the ability to creat a sharp image.

*** 结论请看最后一楼

目前准备测试的管子有：

- DY86, 25KV， ~10RMB

- 2Z2P (2X2a), 12.5KV， ~3RMB

- 1Z11 反压未知，~3RMB

- WY10P (6VS1), 高压稳压管 ~15RMB

计划测试的管子有：

- E1 打头的小管子 （E1-0.1/40，E1-0.1/30） (已被4hv的radhoo证实不行)

- 大家伙：E1-0.025/140

- 70 kV, 5ma 的X射线管, 对照使用


理论（如有错误，敬请指出！我会及时改正）：

正常的高压整流二极管，在工作时因为灯丝通电发热，导致热电子发射，而阳极与阴极的电位差导致电子从阴极被抓回阳极，反之却不行，所以可以整流。

但是！

本实验中所用的除WY10P均工作在冷阴极模式，也就是说灯丝未被刻意加热。在阳极接地的情况下由于阴极极高的电位差，引起场发射，使得电子射向钨或其他金属材料阴极，产生X射线。因为电子管手册上的最高反压均为“正常工作时”的表示，而冷阴极操作时的耐压是高于正常工作的耐压，只取决于阴阳极之间的距离和人品（真空度）。

WY10P则是像CRT内的电子枪一样，有“控制极”与“加速极”。在使用时，灯丝加热，电子射流被加速聚焦（得益于内部结构）射向阳极，而阳极材料（钨）像真正的X射线管一样被打出X射线。得益于独特的内部结构，电子束会被聚焦在阳极上，与冷阴极的管子相比效果会好很多。


image.png

（从左到右：1Z11, DY86, 2Z2P, WY10P）

防护装置：

铅板1mm绕管子5圈，放置在包铅板1mm的塑料箱内。全程遥控操作。

p-88fd0009.jpg

符合atx标准的铅盒制作中。。。

高压电源：

传统ZVS+高压包方案，18V，大彩电+倍压盒高压包。

成像装置：

高速稀土增感屏+遥控录像机，手机相机贴电工胶布长曝光。


测试电路图:

特别的WY10P:

image.png

(电路来源：XXXXXXXX 特别感谢这位捷克同志解答我的疑惑)

其他的二极管就没什么特别的：

image.png

(电路左边被截掉的为一个NE555的高压包驱动)



今天（2019/11/02）终于把ZVS和高压包搞定了，实验了2X2A：

管子反接，电压18KV左右，手机镜头贴电工胶带，8秒曝光，整体放在（符合ATX标准的😅）的铅盒内.

IMG_20191102_220816.jpg

（实验时管子放在铅盒内）

效果图：（不咋地，但是曝光了！）

IMG_20191102_220717.jpg

（白点并非屏幕上的灰！）


Works not yet cited:

XXXXXXXXXXXXXXX/rtg2_XXXXXml

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/x-rays-with-the-2x2a/


持续更新中。。。

[修改于 4年5个月前 - 2020/06/25 15:10:06]

来自：综合交流区 / 极客DIY
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~~空空如也
GiroPetrenko 作者
5年1个月前 修改于 5年1个月前 IP:江苏
865384
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
想知道楼主打算怎么控制阳极电流，靠调整灯丝电流吗？

这里除了wy10p，所有的管子都工作在冷阴极模式，所以估计用限流电阻。

wy10p则靠阴极的电位器限流。

(毕竟不是真正的管子）

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865397
4楼
引用zx-16533发表于3楼的内容
用电阻限流的话屏压不也跟着变了么

的确，所以整套是很不靠谱的玩意

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865430
10楼
引用RodTech发表于9楼的内容
焦点巨大，射线奇软，没有必要省几百块钱搞这些。。。

本实验的目的并不在于“省钱”或者“漂亮的成像”，而仅仅为一系列的实验而已。

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 修改于 5年1个月前 IP:江苏
865448
14楼
引用虎哥发表于13楼的内容
若楼主动手实验的激情大好，不妨utb看老外自己DIY管子的视频，国内买洋垃圾分子泵，全空调铜管焊接真...

这个提议不错，可惜最近学业繁忙，只得趁着正好买齐材料之时在空暇时间内把实验做掉。

~不可能的~

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865645
15楼

今天更新2X2A的测试数据，明天提高电压，争取让增感屏曝光！

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865655
17楼
引用虎哥发表于16楼的内容
如果不想/无条件调栅极电压的话，适当降低灯丝电压，靠灯丝温度来限制板流。

对于6vs1是可以，但是其他管子工作在冷阴极模式，灯丝没有工作

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:美国
865689
19楼
引用RodTech发表于18楼的内容
这个是利用真空度不够工作的，如同上古的冷阴极巨型x光管，如果真空度够高的话不加灯丝只加高压也完全不产...

所以原作者在email里提及了“人品”😂

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865812
22楼
引用henter发表于21楼的内容
高压表显示的KV电压图来一张啊。

目前还没有高压表，购买中。。。

理论来讲，20KV以上才会有足够的能量穿透玻璃，所以18kV的数值是十分不严谨的。

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 修改于 5年1个月前 IP:江苏
865896
25楼
引用RodTech发表于24楼的内容
根本不是这么算的 不会突然20kv就能穿透。。。请查查文献，而且管子给20kv不代表是20kv的x射...

请问是否“20kv(经验数据)以上的电压才能产生‘有一定意义/效果/硬度’的X射线”更加严谨？X 射线能量单位应该是kev（连续谱的影响???）？求指正

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
865899
26楼
引用kc-83873发表于23楼的内容
2x2A可以发射x光，我用的是六倍压大约6万伏，用盖革管测量，4秒内数值数值最高为5msv/h，管与...

请问您的管子能成像吗？我这里只有手机CMOS上打出的点，估计电压仍然不足够。

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 修改于 5年1个月前 IP:江苏
865911
29楼
引用kc-83873发表于27楼的内容
我的倍压接地没弄好，动不动就击穿，就没在继续做下去。不过论坛里面有人发出的外网链接里，有成功的案例，...

佩服。我使用的是高压包直推的方案，专门买的特殊高压包还是十分好用的（当我没说，这玩意真不靠谱）。今晚试试串联，把射线硬度升上去。

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GiroPetrenko作者
5年1个月前 IP:江苏
866067
43楼

各位请停一下，这是技术讨论贴，请不要讨论无关的事情！

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GiroPetrenko作者
4年11个月前 IP:江苏
868201
45楼

~更新~

  1. 终于把高压电源搞定了，使用的是~10kV的黑白电视高压包+30kV，2700pF&30kv50ma * 6 的倍压整流。ZVS 12V 输入。

  2. 这次测试的是正经的X射线管，指标约70kV，5mA的射线管，灯丝电压约2V。

  3. 管流1mA，曝光时间2.5s+蓝色增感屏，手机拍摄。

1036746794.jpg

- 一只鸡腿 -

1847427012.jpg

- MicroSD -

550605000.jpg

- 最终布局，倍压整流与射线管合为一体 -

1274862694.jpg

- 临时布局 -

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GiroPetrenko作者
4年11个月前 IP:江苏
868205
46楼

~ 更新·之二 ~ (无图)

  1. 证明了2x2A会打火。在约60kV的高压下，可见许多许多的火花从灯丝打向阳极的罩子。

  2. 证明了DY86会“熔断”(有点像这样，不过阳极严重发红，好像要融化一样)

  3. 图片.png

    -- 结论：二者皆无有效射线输出，无成像能力。对1z11也不要抱太大希望，二者结构体积均相似。

    -- WY10P仍未实验，还有E1-0.025/140这个工频X射线整流管。

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GiroPetrenko作者
4年11个月前 修改于 4年11个月前 IP:江苏
868239
49楼
引用已注销用户发表于48楼的内容
坐等E1—0.025/140的测试结果，这个管子可能效果更好些，但是要加更高的阳极电压才行。

还是看人品（真空度），毕竟这种年代久远的管子容易漏气。

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GiroPetrenko作者
4年11个月前 IP:江苏
868243
52楼
引用已注销用户发表于50楼的内容
但是GE有一款球管内部结构跟这种整流管几乎完全一致，只有玻璃外壳形状不同。

很神奇，一般这种高压整流管阳极都是罩子形的，增加整流效率同时也可以防止一定的x射线。

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GiroPetrenko作者
4年5个月前 IP:江苏
882312
54楼

坑，终于填上了。

WY10P成为最终赢家。冷阴极模式，高压反接（阳极接地）。

此设计一定要反接才能正常出射线。由于电源设计问题，高压电流不够导致电压被拉低。67就无法探测到了。

image.png

非常不规范的设计，吃了不少射线。！！！安全永远第一！！！

(今后不会碰了，-114514s）

image.png

WY10P的成像效果不好，但是剂量接近专用射线管水平. ISO3200，7S。

若是正接，成像效果估计会好不止一点半点。（由于反接的“靶子”不是阳极）

测得1.2伦/时的剂量，这仅仅是“硬”的部分。软X射线无法穿透67式辐射计的外壳。

而2x2A则测得0.6伦/时的剂量，也能做成像。

由于购得此辐射计时静电计管漏电，逐更换新管。屏压也做了一些调整，与实际量差距较大。

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GiroPetrenko作者
3年10个月前 IP:荷兰
889478
58楼
引用gdmsc发表于57楼的内容
大佬有没有详细点的教程？

详细教程可以看之前我写的教程贴。做实验必须注意防护。

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GiroPetrenko作者
3年10个月前 IP:江苏
889485
60楼
引用qwe发表于59楼的内容
想看wy10p正接，热阴极，加速极控制极全都加正电场以加速阴极电子，会怎样？

我这批WY10P是60年代的，真空度不够，可惜无法热阴极工作。tb上WY10P存世量很大，适合试验。

倒霉的是国产WY10P与国外6VS1的阳极不一样，国内的阳极多了一朵花似的物体，聚焦不上。。。

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GiroPetrenko作者
3年10个月前 IP:江苏
889861
62楼
引用gdmsc发表于61楼的内容
前面都没有了呀，能给个链接吗，抱歉😂现在已经买了2Z2P的管了

帖子在此，图没有消失！XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/84979


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GiroPetrenko作者
3年10个月前 IP:江苏
889919
64楼
引用gdmsc发表于63楼的内容
我是说用普通真空管这个，另外问一下之前那个XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/85...

套件没有了。这个帖子算是半个教程吧。。。使用方法是一样的，只不过是接不接灯丝与正反接的区别。

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