การทำงานร่วมกัน
ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
English
หลอดเอกซเรย์แอโนดหมุนของ Bouwers
หลอดของ Coolidge ในปี 1913 แก้ปัญหาทางไฟฟ้าได้: เส้นลวดที่ถูกให้ความร้อนเป็นตัวกำหนดกระแส ทำให้ผู้ปฏิบัติงานควบคุมลำแสงได้ในที่สุด แทนที่จะต้องต่อรองกับถุงแก๊ส สิ่งที่มันส่งมอบให้คือปัญหา **ความร้อน** ซึ่งรุนแรงมาก
มีเพียงประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่คุณใส่เข้าไปในหลอดเอกซเรย์ที่แผ่ออกมาเป็นรังสีเอกซ์ ส่วนที่เหลือกลายเป็นความร้อน ถูกส่งไปยังจุดโฟกัสที่มีขนาดประมาณสองมิลลิเมตร ที่แรงดัน 100 kV และกระแส 400 mA นั่นคือพลังงานประมาณ 40 กิโลวัตต์ที่ไปถึงพื้นที่เล็กกว่าเมล็ดข้าว มากกว่าความหนาแน่นพลังงานของเตาไฟฟ้าหลายร้อยเท่า ที่ทังสเตน จุดนั้นไม่ได้ค่อยๆ ร้อนขึ้น แต่จะเป็นหลุมและละลาย และแอโนดที่เป็นหลุมจะทำให้ลำแสงเบลอและไม่สมมาตรตลอดอายุการใช้งานของหลอด
คำตอบของ Albert Bouwers ที่ Philips คือหยุดไม่ให้ลำแสงกระทบตำแหน่งเดิมซ้ำสองครั้ง **US 1,933,005** "X-ray tube" ยื่นจดสิทธิ์เมื่อวันที่ 13 มีนาคม 1930 และได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม 1933: วางเป้าบนจานกลมแล้วหมุน ลำแสงจึงวาดวงแหวนของโลหะใหม่แทนที่จะเป็นจุดเดียว สิทธิบัตรระบุเหตุผลไว้อย่างชัดเจนว่า "since the bombarded surface of the anticathode is materially larger than in tubes of the type having a concentrated focal spot which is formed on a stationary anticathode, such tubes present the advantage that a much higher load may be applied" ผลิตภัณฑ์นี้วางขายในชื่อ Rotalix ตั้งแต่ปี 1929
**ส่วนที่ชาญฉลาดคือวิธีการขับเคลื่อน** คุณไม่สามารถผ่านเพลาผ่านผนังของหลอดสุญญากาศและยังคงรักษาสุญญากาศไว้ได้ ดังนั้นแอโนดจึงถูกติดตั้งบนโรเตอร์ที่ปิดผนึกอยู่ภายในเปลือกหุ้ม และสิทธิบัตรระบุว่า "a metallic stator carrying magnetic coils for imparting rotative motion to said anode and arranged without the tube" ซึ่งเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำที่สเตเตอร์อยู่นอกแก้วและโรเตอร์อยู่ภายใน เชื่อมต่อกันด้วยสนามแม่เหล็กเพียงอย่างเดียว ไม่มีสิ่งใดผ่านผนังเลย
**นี่คือสิ่งที่คุณจะสร้าง** ไม่ใช่หลอดเอกซเรย์ เพราะแบบนี้ไม่ได้ขอให้ใครผลิตรังสีไอออไนซ์ แต่เป็นกลไกจริงที่ Bouwers จดสิทธิบัตรไว้: สเตเตอร์ที่อยู่นอกโหลแก้วปิดผนึกหมุนโรเตอร์ที่อยู่ภายในโดยไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างทั้งสอง เป็นมอเตอร์ตัวเดียวกันที่หลักการทำงานเดียวกัน และคุณจะวัดความเร็ว สลิป และเวลาในการเร่งความเร็วถึงจุดทำงาน
ระดับกลาง
3 ชั่วโมง
คำแนะนำ
1
1
พันขดลวดสเตเตอร์สองเฟส
พันขดลวดสเตเตอร์สองเฟส
มอเตอร์เหนี่ยวนำต้องการสนามแม่เหล็กที่ ROTATES ขดลวดสองขดที่หันหน้าเข้าหากันและขับเคลื่อนพร้อมกันไม่ได้สร้างสนามแบบนั้น แต่กลับสร้างสนามที่กระเพื่อมไปมาตามแนวเส้นตรง ซึ่งจะทำให้โรเตอร์สั่นสะเทือนแต่ไม่หมุน คุณต้องมีอย่างน้อยสองคู่ วางตั้งฉากกันที่มุมฉาก และขับเคลื่อนด้วยเฟสต่างกัน
พันขดลวดสี่ขด แต่ละขดประมาณ 300 รอบ ด้วยลวดทองแดงเคลือบเอนาเมล ขนาด 0.4 มม. บนแกนพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 25 มม. ขดลวดสองขดที่อยู่ตรงข้ามกันเป็นหนึ่งเฟส อีกสองขดที่วางทำมุม 90 องศา เป็นเฟสที่สอง
ติดตั้งขดลวดทั้งสี่รอบวงแหวนที่ทำจากไม้อัดหรือโครงพิมพ์ 3 มิติ โดยมีขนาดที่ทำให้โหลแก้วจากขั้นตอนที่ 2 สามารถหย่อนผ่านตรงกลางได้พอดีโดยมีระยะห่าง 3-5 มม. ระยะห่างสำคัญกว่าจำนวนรอบ เพราะความแรงของสนามจะลดลงอย่างรวดเร็ว และทุกๆ 1 มิลลิเมตรของแก้วที่อยู่ระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์จะทำให้คุณสูญเสียแรงบิด
บูเวอร์สได้เผชิญข้อจำกัดเดียวกันนี้ และสามารถเห็นได้จากภาพสิทธิบัตร โดยตัวภาชนะถูกทำให้ CYLINDRICAL และแคบโดยตั้งใจตรงจุดที่ผ่านสเตเตอร์ เพื่อให้ขดลวดสามารถวางใกล้โรเตอร์มากที่สุดเท่าที่กระจกจะอนุญาต
วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:
ลวดทองแดงอาบน้ำยา100 m
แผ่นไม้อัด1 ชิ้น
กาวไม้ PVA20 มล.เครื่องมือที่ต้องใช้:
คีมปอกสายไฟ
สถานีบัดกรี
มัลติมิเตอร์ดิจิทัลเกรดห้องปฏิบัติการ
เวอร์เนียร์ดิจิทัล 6 นิ้ว
มีดคัตเตอร์งานประดิษฐ์2
2
โรเตอร์ที่ถูกปิดผนึกอยู่ข้างใน ไม่สัมผัสกับสิ่งใดภายนอก
โรเตอร์ที่ถูกปิดผนึกอยู่ข้างใน ไม่สัมผัสกับสิ่งใดภายนอก
โรเตอร์ต้องเป็น CONDUCTIVE ทางไฟฟ้า และไม่จำเป็นต้องเป็นแม่เหล็ก สนามหมุนจะเหนี่ยวนำกระแสวน(eddy current) ในโรเตอร์ กระแสเหล่านั้นสร้างสนามของตัวเองขึ้นมา และสนามทั้งสองจะฉุดให้โรเตอร์หมุนตาม อะลูมิเนียมเหมาะที่สุด ทองแดงใช้ได้ เหล็กกล้าใช้ได้ไม่ดีนัก และพลาสติกไม่ทำให้เกิดผลใดเลย
กลึงหรือตัดทรงกระบอกอะลูมิเนียมตันให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 20 mm และยาว 40 mm เจาะกึ่งกลางที่ปลายทั้งสองข้าง แล้วอัดแกนเหล็กสั้นสองชิ้นลงไป หรือเพียงแค่ติดวงในของลูกปืนขนาดเล็กสองตัวด้วยกาว
วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:
แท่งอะลูมิเนียม1 ชิ้น
ตลับลูกปืน2 ชิ้น
โหลแก้ว1 ชิ้น
แผ่นอะคริลิก1 ชิ้นเครื่องมือที่ต้องใช้:
สว่านไร้สาย
ชุดดอกสว่าน
เลื่อยตัดเหล็ก
ชุดตะไบเวอร์เนียร์ดิจิทัล 6 นิ้ว3
3
ทำให้สนามหมุน และพิสูจน์ว่ามันหมุนจริง
ทำให้สนามหมุน และพิสูจน์ว่ามันหมุนจริง
ขับเฟส A จากเครื่องกำเนิดฟังก์ชันผ่านเครื่องขยายกำลังเสียงขนาดเล็ก - คลื่นไซน์ที่ 40-60 Hz แรงดันไม่กี่โวลต์ ไม่จำเป็นต้องใช้ไฟหลักในการสร้างชุดนี้เลย และไม่ควรใช้ ขับเฟส B จากเอาต์พุตของเครื่องขยาย SAME ผ่านตัวเก็บประจุ ซึ่งทำให้กระแสของมันเลื่อนเฟสตามเวลาเมื่อเทียบกับเฟส A
การขับจากเครื่องกำเนิดแทนหม้อแปลงคุ้มค่ากับชิ้นส่วนเพิ่มเติม เพราะคุณสามารถกวาดความถี่และดูโรเตอร์ตามไป ซึ่งทำให้ขั้นตอนที่ 4 จากการวัดครั้งเดียวกลายเป็นกราฟเส้นโค้ง
การเลื่อนเฟสนี้คือเคล็ดลับทั้งหมด เมื่อ A อยู่ที่ค่าสูงสุดขณะที่ B เป็นศูนย์ และ B ถึงค่าสูงสุดหนึ่งในสี่ของรอบต่อมา สนามรวมจะชี้ไปในทิศทางที่เคลื่อนวนรอบวงแหวนด้วยความถี่ของแหล่งจ่าย เริ่มด้วยตัวเก็บประจุ 4-10 ไมโครฟารัด ชนิดไม่มีขั้ว มีพิกัดแรงดันสูงกว่าแรงดันจ่ายของคุณมาก
**พิสูจน์ว่าสนามหมุนก่อนที่จะโทษโรเตอร์** วางเข็มทิศขนาดเล็กไว้กลางสเตเตอร์ โดยเปิดไฟที่แรงดันต่ำ มันควรหมุนหรือแกว่งอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่หยุดนิ่ง หากมันหยุดนิ่งและสั่น แสดงว่าคุณมีสนามที่กระเพื่อม และค่าตัวเก็บประจุหรือการเดินสายผิด
จากนั้นวางโถลงในวงแหวนแล้วเปิดไฟ โรเตอร์ควรเริ่มหมุนเองได้ หากมันหมุนเฉพาะเมื่อคุณช่วยด้วยมือ แสดงว่ามีการเลื่อนเฟส แต่น้อยเกินไป - ลองใช้ตัวเก็บประจุตัวอื่น
วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:
ชุดตัวเก็บประจุ1 ชิ้นเครื่องมือที่ต้องใช้:
เครื่องกำเนิดสัญญาณ
บอร์ดขยายเสียงคลาส Dมัลติมิเตอร์ดิจิทัลเกรดห้องปฏิบัติการ
เข็มทิศ
สายทดสอบปากคีบจระเข้
แว่นครอบตานิรภัยแบบปิดสนิท4
4
วัดความเร็ว การลื่นไถล และเวลาเร่งความเร็ว
วัดความเร็ว การลื่นไถล และเวลาเร่งความเร็ว
**ความเร็ว** ทำเครื่องหมายเส้นหนึ่งบนโรเตอร์ด้วยปากกาเมจิก แล้วอ่านค่าด้วยเครื่องวัดรอบแบบออปติคัล หรือถ่ายวิดีโอที่อัตราเฟรมที่ทราบค่าแล้วนับ สนามแม่เหล็กแบบสองขั้วที่ 50 Hz หมุนที่ 3000 rpm; ที่ 60 Hz หมุนที่ 3600 rpm
**การลื่นไถล** โรเตอร์ของคุณจะหมุนช้ากว่าสนามแม่เหล็กเสมอ และนั่นไม่ใช่ข้อบกพร่อง แต่เป็นวิธีการทำงานของเครื่อง กระแสไหลวนจะเหนี่ยวนำก็ต่อเมื่อสนามเคลื่อนที่ RELATIVE ไปยังโรเตอร์ ดังนั้นโรเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วเท่าสนามพอดีจะไม่มีกระแสเหนี่ยวนำและไม่มีแรงบิดเลย วัดความต่างเป็นเปอร์เซ็นต์ของความเร็วสนาม ปกติจะอยู่ที่ไม่กี่เปอร์เซ็นต์เมื่อไม่มีโหลด และจะเพิ่มขึ้นทันทีที่คุณใส่โหลด
**เวลาเร่งความเร็ว** จับเวลาตั้งแต่เปิดสวิตช์จนถึงความเร็วคงที่ แล้วคิดถึงความหมายทางคลินิก: หลอดจริงต้องอยู่ที่ความเร็วเต็มที่ BEFORE การเปิดรังสีเริ่ม ไม่เช่นนั้นจุดโฟกัสจะอยู่บนส่วนเดียวของจานที่แทบไม่เคลื่อนที่ และคุณจะไม่ได้อะไรเลย เสียงหึ่งที่คุณได้ยินในห้องเอกซเรย์หนึ่งวินาทีก่อนเสียงคลิกคือสิ่งนี้เอง
**การหมุนลงหลังตัดไฟ** ตัดไฟและจับเวลาว่าใช้เวลานานเท่าใดจึงหยุด ตัวเลขนั้นคือคุณภาพของตลับลูกปืนและแรงต้านอากาศของคุณ และเป็นตัวเลขที่ตัดสินว่าหลอดเอกซเรย์จริงจะใช้งานได้ห้าปีหรือเสียภายในหนึ่งปี
เครื่องมือที่ต้องใช้:
เครื่องวัดรอบดิจิทัล
นาฬิกาจับเวลามัลติมิเตอร์ดิจิทัลเกรดห้องปฏิบัติการ5
5
คณิตศาสตร์ความร้อนที่ทำให้เกิดสิ่งทั้งหมดนี้
คณิตศาสตร์ความร้อนที่ทำให้เกิดสิ่งทั้งหมดนี้
กำลังโหลดสมุด Jupyter…
6
6
เมื่อโรเตอร์ไม่หมุน
เมื่อโรเตอร์ไม่หมุน
เกือบทุกความล้มเหลวในกรณีนี้เกิดจากสนามแม่เหล็ก ไม่ใช่ตัวโรเตอร์ ให้ไล่ตรวจตามลำดับ - การทดสอบเข็มทิศในขั้นตอนที่ 3 จะตอบคำถามสองข้อแรกได้โดยตรง
Flow
Loading...
เครื่องมือที่ต้องใช้:
เข็มทิศมัลติมิเตอร์ดิจิทัลเกรดห้องปฏิบัติการ7
7
บทสรุป: ตลับลูกปืน และจุดโฟกัสที่แท้จริงคืออะไร
บทสรุป: ตลับลูกปืน และจุดโฟกัสที่แท้จริงคืออะไร
**ตลับลูกปืนคือส่วนที่ยากที่สุด** มันหมุนด้วยความเร็ว 3,000 ถึง 10,000 รอบต่อนาที ในสุญญากาศสูง และอยู่ห่างจากแผ่นดิสก์ที่อาจกำลังเรืองแสงเพียงไม่กี่เซนติเมตร สารหล่อลื่นทั่วไปจะระเหยทันทีที่ความดันนั้นและจะทำให้สุญญากาศเสียหาย ลูกบอลจึงต้องทำงานแบบแห้งหรือบนฟิล์มโลหะบาง ๆ ซึ่งมักเป็นตะกั่วหรือเงินที่เคลือบบนรางลูกปืน นั่นคือเหตุผลที่หลอดแอโนดหมุนมีราคาแพง มีการกำหนดอายุการใช้งานเป็นจำนวนครั้งการเอกซเรย์แทนชั่วโมง และเหตุที่ความล้มเหลวมักเป็นเชิงกลมากกว่าเชิงไฟฟ้า หลอดระดับสูงสมัยใหม่ใช้ตลับลูกปืนร่องเกลียวโลหะเหลวแทนลูกบอล ซึ่งยังช่วยนำความร้อนออกจากแอโนดด้วย จึงแก้ปัญหาสองอย่างได้ด้วยชิ้นส่วนเดียว
**หลักการเส้นโฟกัส ซึ่งเพิ่มเป็นสองเท่าของเคล็ดลับ** พื้นผิวเป้าหมายไม่ตั้งฉากกับลำแสง แต่ถูกเฉียงให้ลาด โดยทั่วไปอยู่ที่ 12 ถึง 17 องศา อิเล็กตรอนตกลงบนบริเวณแคบยาวบาง ๆ ซึ่งมีพื้นที่มากและดีต่อการระบายความร้อน แต่เมื่อมองจากตำแหน่งของผู้ป่วย บริเวณนั้นจะถูกย่อให้เห็นเป็นจุดเกือบจัตุรัส คุณจึงได้พื้นที่ร้อนขนาดใหญ่และแหล่งกำเนิดที่ปรากฏเล็กในเวลาเดียวกัน นี่คือเรขาคณิตที่ทำงานเชิงความร้อน และซ้อนกับการหมุนแทนที่จะขัดแย้งกัน
**ต้นทุนของมันคือปรากฏการณ์ส้นเท้า (heel effect)** เพราะเป้าหมายเอียง รังสีเอกซ์ที่พุ่งไปทางด้านแอโนดจะผ่านตัวเป้าหมายมากขึ้นและถูกดูดกลืนไป ลำแสงจึงอ่อนลงอย่างวัดได้ที่ด้านแอโนดของสนาม นั่นคือเหตุผลที่นักรังสีเทคนิควางส่วนที่หนากว่าของผู้ป่วยไว้ทางด้านแคโทด
**เหตุใดจึงไม่มีอะไรมาแทนที่** เก้าสิบปีผ่านไป หลอดเอกซเรย์วินิจฉัยเกือบทั้งหมดในโลกยังคงเป็นแผ่นดิสก์ทังสเตนเฉียงที่หมุนด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำผ่านผนังผนึก ตามที่สิทธิบัตรนี้อธิบายทุกประการ แผ่นดิสก์มีขนาดใหญ่ขึ้น ตลับลูกปืนดีขึ้น ส่วนห่อหุ้มทำจากโลหะและเซรามิกแทนแก้ว และภาพวาดในพิมพ์เขียวนี้ยังคงจะถูกจดจำได้โดยทุกคนที่ซ่อมบำรุงมัน
วัสดุ
8- 100 mตัวยึดตำแหน่ง
- 1 ชิ้นตัวยึดตำแหน่ง
- 20 มล.ตัวยึดตำแหน่ง
- 1 ชิ้นตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- 1 ชิ้นตัวยึดตำแหน่ง
- 1 ชิ้นตัวยึดตำแหน่ง
- 1 ชิ้นตัวยึดตำแหน่ง
เครื่องมือที่จำเป็น
16- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- 1 vendor sell this, none ship to you yetตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง
บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ
CC0 สาธารณสมบัติ
พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต
สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้