1

Сиэтл. Электронные часы секунда за секундой отправляли в небытие очередную ночь. На улице шёл ливень, и сквозь раскрытое окно резкие порывы холодного ветра трепали занавески и заносили в комнату водяную пыль. Я несколько минут рылся в книжном шкафу, прежде чем нашёл то, что искал: старую деревянную коробку бережно выпиленную и раскрашенную неизвестным индейским мастером.

Высыпав содержимое коробки на стол, я осторожно взял пожелтевший от времени и сырости сложенный лист бумаги. На обратной стороне было письмо. От неё. Не знаю, что в нём: за много лет я так и не решился его прочесть и, наверное, уже не решусь никогда.

И всё же я его храню, чтобы время от времени взять в руки и убедиться, что всё это было правдой, чтобы не забыть.

Всё началось двадцать семь лет назад. Они прилетели и решили все наши энергетические проблемы в миг. Они привезли антивещество. Разумеется, пришли они не просто так. Проблема была в том, что они сами состояли из него, и наше вещество было для них таким же энергетическим Граалем, как и их антивещество для нас. Но чтобы работать с ним им нужна была помощь. Так же как и нам. В считанные месяцы лучшие инженеры сконструировали реакторы, аннигилирующие вещество и вырабатывающие столько энергии, сколько мы и представить себе не могли.

Были сшиты герметичные комбинезоны состоящие из трёх слоёв: внутренний из антивещества, наружный из обычного вещества и разделявших их нескольких микронов глубокого вакуума. Удерживались от фатального соприкосновения они мощнейшим электромагнитным полем, целиком сосредоточенным в вакууме и экранируемым сверхпроводящими слоями. Все комбинезоны оснащались микрореактором и кислородным регенератором. В них антилюди могли жить на Земле и работать с веществом. Такие же комбинезоны, но с обратным расположением слоёв были и у нас.

Японская компания Panasonic объявила о намерении провести ряд экспериментов по доставке в космос своих материалов для печатных плат и других компонентов. В будущем это позволит производителю разработать продукцию, которая будет устойчива в суровых условиях космоса. 

При определённых условиях звук может проходить даже через идеальный вакуум. Теперь два физика выяснили, какими должны быть эти условия.

Жуоран Генг и Илари Маасилта из Университета Ювяскюля (Финляндия) утверждают, что их результаты представляют собой первое строгое доказательство полного акустического туннелирования в вакууме. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics.

Для этого необходимы два пьезоэлектрических материала, способных превращать движение в электрическое напряжение (и наоборот). Объекты должен разделять зазор, меньший, чем длина волны посылаемого звука, который затем полностью перейдёт — или «туннелирует» — через это пространство.

О туннелировании акустических волн известно с 1960-х годов, но учёные начали исследовать это явление сравнительно недавно, поэтому мы ещё не очень хорошо понимаем, как оно работает.

Физический вакуум – «нематериальная» сущность, вызывающая особый интерес как у физиков, так и у мистиков, да и у простых людей тоже. С одной стороны, до сих пор распространено донаучное понимание вакуума как пустоты – отсюда мифы о том, что Вселенная – это в основном пустое пространство, все вещи пусты, мы сами состоим из одной пустоты, и вообще материи не существует – всё как по канонам буддизма. С другой стороны, многим известно о том, что вакуум состоит из «виртуальных» частиц, и это порождает другие мифы: вакуум – не пустота, а бесконечное море энергии, которую можно бесплатно извлечь, или вакуум – вместилище потенциально возможного, он содержит в себе все вещи в непроявленном виде. Естественно, находятся изобретатели вечных двигателей на вакуумной энергии и техник материализации предметов из ничего, готовые поделиться своими разработками за установленную плату. В данной статье я не только развею подобные заблуждения, но и расскажу о научно обоснованных способах получения энергии вакуума. Также мы выясним, насколько реальны «виртуальные» частицы и при каких условиях они могут становится ещё более реальными.

Как уже упоминалось, лаборатория, где я в студенческие годы работал, занималась измерением вакуума в отпаянных электровакуумных приборах. Принцип измерения там, вроде бы, всегда одинаков. Включаем электродную систему прибора, как ионизационный манометр, пропускаем с катода на анод электронный ток и регистрируем на третьем электроде ионный ток. Всё просто, но только когда, когда в контролируемом приборе, где мы ходим оценить давление остаточного газа, есть третий электрод. А если электродов всего два? Если прибор, в колбе которого надо померить вакуум, является диодом?

Например, если вы хотите измерить давление в рентгеновской трубке.

Самое простое, если конструкция рентгеновской трубки у нас из первой половины 20-го века, когда промежуток между катодом и анодом открыт и находится рядом со стеклянным баллоном.

Выглядит эта система в сборе вот так:

Последний год мы постепенно модернизируем своё откачное оборудование. Решили вот снабдить его индикатором форвакуума.

Струйные насосы-эжекторы

В статье про тепловые узлы домов уже рассматривался элеваторный узел как вариант использования водоструйного насоса с приводом от напора тепловых сетей.

Элеватор вовсе не уникальное устройство, а лишь одна из версий применения широко известного  семейства «струйных насосов».

Такими струйными насосами могут быть как водо-водяные, так и водо-газовые, газо-водяные или газо-газовые насосы. (см.рис.1.)

Введение

В качестве вступления хочу отвергнуть замечания некоторых посетителей этого блога, будто автор слишком хвастается и восхваляет собственное "я". Но из песни слов не выкинешь, и если какие-то достижения мои, то я так и пишу. Если какие-то достижения я сделал совместно с другими людьми, то я тоже это указываю. Более того, стиль изложения автором намеренно основан на рассказах о собственном опыте и включает личные оценочные суждения. Данный блог, не является учебником или сборником научных статей.

Итак, радиолюбительством я занимался с 5-го класса школы, причём, это начиналось не как занятия в государственном техническом кружке, а как личные занятия дома при кураторстве одного из сослуживцев моей мамы, преподавателя Пермского политехнического института, и, по совместительству, очень опытного зарегистрированного радиолюбителя, имеющего собственную радиостанцию с позывным и очень говорящую фамилию для данного занятия - Попов.

Дальше был Рязанский радиотехнический институт с 1984 года, кафедра ЭВП и лаборатория в этой кафедре, куда я повадился ходить. Институт тот был старый советский с традициями, заключающимися в том, что преподаватели занимались ещё и прикладными НИОКР, для чего в составе института были лаборатории, до верху напичканные оборудованием, как принадлежащим институту, так и полученным в рамках проведения таких НИОКР от заказчиков.

Маленькое отступление и оценочное суждение: Я считаю, что технические ВУЗы можно разделить по принципу имеющих подобные лаборатории, работники ВУЗов в которых ведут НИОКР, и не имеющие таких лабораторий и таких занятий своих преподавателей. Второй тип ВУЗов в полной мере квалификацию "инженер" дать студенту в принципе не способен, а занимается профанацией обучения. Это без учёта того, что внеаудиторными занятиями даже в хороших ВУЗах занимаются от силы 10-20% учащихся. Остальные, в принципе, = образовательный шлак.

Спасибо всем, кто комментирует предыдущую статью ( за исключением хамов ). В том числе, спасибо и тем, кто вступает в дискуссию по поводу изложенного, поскольку это позволяет автору правильнее выбирать наиболее интересную публике информацию.

Перед тем, как перейти непосредственно к описанию термоэмиссионных манометрических датчиков, хочу коснуться на мой взгляд достаточно важной темы, которую надо учитывать всем, кто так или иначе касается вакуумметрических измерений в области высокого или сверхвысокого вакуума. Коротко эту тематику можно сформулировать так: ПРАКТИЧЕСКИ ВСЕ ДАТЧИКИ ВЫСОКОГО И СВЕХВЫСОКОГО ВАКУУМА ИСКАЖАЮТ ( ИЗМЕНЯЮТ ) ВЕЛИЧИНУ ИЗМЕРЯЕМОГО ДАВЛЕНИЯ. Причём, эти влияния на величину давления в системе у разных датчиков различны и изменяются динамически, в том числе даже до направления такого влияния. Чем меньше величина измеряемого давления, тем больше будет влияние самого манометрического датчика на результаты измерений и само измеряемое давление газа в вакуумной системе. Такое влияние, безусловно, зависит и от самой конструкции вакуумной системы ( скорость откачки, проводимость вакуумопроводов, особенности вакуумного датчика, предыдущая динамика изменения давления и газового состава измеряемого вакуума ). И я говорю не про изменения показаний или давления в единицы %, а про то, что в определённых случаях влияние датчика может искажать либо сами показания, либо вообще давление в вакуумной системе в разы или даже больше.

Подобные эффекты, на мой взгляд, не позволяют относится к вакуумным измерениям так, как обыватель относится к измерениям в быту времени или длины. Вакуумные измерения в области высокого и сверхвысокого вакуума обязательно должны рассматриваться, как неотъемлемая часть цепочки высоко-технологических операций, когда даже замена типа датчика ( пусть и на более современный ) есть повод серьёзно уточнять ранее отлаженную технологию.

Предыдущую статью я закончил описанием классического ионизационного манометрического датчика ( типа ПМИ-2 по советской классификации ) с описанием его недостатков. Впрочем, все эти недостатки были связаны с уровнем развития радиоэлектроники в первой половине 20-го столетия, когда данная классика изобреталась. Самое главное, что низкая чувствительность измерителей электрического тока тех лет требовала для достижения нижнего предела измерения давления 10^-7 Торр делать коллектор ионов как можно более большой площади, что бы собрать ионов как можно больше ( хотя бы достичь электротока в 0,1 мкА ). Это неизбежно привело к отклонению измерительной характеристики от линейной при давлениях выше 10^-3 Торр и практической невозможности в этом диапазоне применения для вычисления давления его стандартной пропорциональной связи с ионным током. Впрочем, уже примерно с 10^-2 Торр сам вольфрамовый катод не позволяет сколько-нибудь длительное время работать при температуре, достаточной для электронной эмиссии в вакуум, окисляется и сгорает.

Но вот, наступила вторая половина 20-го столетия и чувствительность электронных усилителей и измерителей тока на их основе существенно выросла, и измерение электрического тока в 0,001 мкА и меньше уже не стало составлять непреодолимую проблему. Поэтому, стали появляться всё больше конструкций вакуумметров, где уменьшением площади поверхности коллектора ионов, изменением формы анода или коллектора, изменением взаимного расположения катода, коллектора ионов и анода в колбе достигался тот или иной диапазон измерений ионизационного датчика.

Выдался заслуженный выходной, и я решил продолжить свой цикл научно-популярных статей по тематике измерения вакуума.

Некоторым может показаться, что измерение, как и создание вакуума, тема далёкая от IT-индустрии. Те, кто так считает, решительно не правы! Дело в том, что вакуумная техника является краеугольным камнем в полупроводниковой индустрии. Причём, чем меньше размерность техпроцесса вы хотите достигнуть, тем более низкое давление должны обеспечивать вакуумные установки, использующиеся в производстве. Естественно, что точность измерения вакуума играет в данном случае очень важную роль.

В традиционных ионизационных манометрических датчиках есть достаточно неприятный, требующий учёта важный фактор, ограничивающий их точность измерения в области сверхвысокого вакуума. Заключается он в процессах, происходящих прежде всего на аноде датчика под действием электронной бомбардировки во время измерения.

Дело в том, что анод ионизационного датчика, как и любой металлический элемент вакуумной конструкции, имеет свойство накапливать в себе различный газ из атмосферы ( в любую техническую вакуумную систему периодически напускается воздух ) через процессы адсорбции на поверхности + диффузия молекул газа в глубину материала. Причём, количество накапливаемого в металле анода газа тем больше, чем больше его размер ( масса и площадь поверхности ). По мере уменьшения давления в вакуумной системе газ из анода датчика начинает выделяться обратно в объём вакуумной установки, но процесс естественной дегазации очень медленный. Как только ионизационный датчик включается в работу, то скорость выделения газа из его анода резко возрастает под влиянием бомбардировки электронным потоком, что искажает результаты измерений.

...мечты всегда сбываются иначе, чем мы ожидаем.

В. Пелевин

Альтернативная энергетика очевидно имеет серьезные проблемы с накоплением излишков производимой энергии. И чем больше прерывистых источников энергии входит в эксплуатацию тем больше растет потребность в промежуточных накопителях.

Для этой задачи чаще всего предлагают различные виды накопителей.

Начиная от традиционных ГАЭС(которая по сути перекачивает воду из нижнего водоема в верхний и обратно), так и входящие в строй электрохимические источники энергии и экзотические гравитационные.

Из наиболее технологичных и необычных решений можно признать системы основанные на хранении сжатого воздуха.

Но что если я скажу что в теории это может быть далеко не самым лучшим и простым решением? Что если есть еще более простое решение выполненное по принципу «наоборот»?

И этот метод хранения энергии основан на обратном процессе — накоплении «пустоты-вакуума» в емкостях способных выдержать этот процесс.

• газ представляет собой совокупность молекул, находящихся в движении;
• молекулы газа распределяются по скоростям, другими словами, одной и той же скоростью движения обладает одинаковое число молекул;
• у молекул нет преимущественных направлений перемещения;
• газ обладает температурой, которую можно назвать величиной, пропорциональной усреднённой кинетической энергии всех его молекул;
• если молекула взаимодействует с поверхностью твёрдого тела, то она может адсорбироваться ей.

Добрый день. Меня зовут Михаил, я хочу поделиться с уважаемым сообществом результатами одного из своих хобби, а именно созданием электровакуумных приборов. Помните тот совет хозяйке на заметку, про то, что не стоит выбрасывать перегоревшую лампочку накаливания? Вот примерно действия из этого совета я и пытаюсь провернуть.