detector de fugas y sencillo barómetro para vacío

Detector de fugas y sencillo barómetro para circuito de vacío con un tubo de descarga de Geissler:

	La construcción del tubo no requiere más explicaciones que el mirar la fotografía. Es un fluorescente viejo pegado con epoxi a un racor de empalme al circuito de vacío. Sólo un apunte, para cortar el tubo fluorescente aprendí una sencilla técnica después de romper muchos, que consiste en presionar una goma tórica contra el tubo aplastándola entre dos piezas de fontanería y que no le dejen otra opción que apretar el tubo, la fuerte presión de la goma contra el tubo uniformemente en todo su diámetro, lo parte la mayoría de las veces limpiamente. También se pueden cerrar micro fisuras en el borde del tubo y darle más resistencia calentándolo con cuidado con un soplete o el fogón de la cocina, uniformemente, para luego fundir apenas el borde seccionado. El fósforo del tubo se limpia fácilmente con un pincel largo, conviene no respirarlo y dejar un poco en la punta para detectar mejor el impacto de electrones a bajas presiones. La fuente de alta tensión (se medio ve al fondo de la foto de abajo) es un transformador de televisión en blanco y negro, y un sencillo circuito oscilador con un 555 y un transistor Bu508 de final, que ataca la bobina primaria del transformador con 120V, conviene que la tensión de salida no sea muy alta para no recalentar el tubo con impactos de alta energía (que lo partirían, no es pirex), ni producir radiaciones dañinas. No sólo los rayos x sino tampoco los UVA de alta energía nos convienen a los humanos.

	También es interesante poder variar la tensión de la descarga poniendo un potenciómetro entre la salida del integrado y la base del transistor que utilicemos de previo al BU508, así calibramos el tubo como barómetro, y podemos estudiar mejor el comportamiento de la descarga. Ah! se me olvidaba, es importante rectificar la salida del transformador de Mat con diodos que soporten la tensión pico, unos 7kv, y aplicar el positivo al extremo que aun conserva la conexión del fluorescente, de lo contrario se quemará el electrodo por el impacto de los iones positivos, (el racor de inox, si hace de cátodo, lo soporta sin problemas). Antiguamente existían unas barritas rectificadoras de Mat que aun se pueden encontrar en televisores viejos y nos sirven para construirnos un sencillo puente de diodos. En la foto se puede ver el tubo montado como buscador de fugas en un circuito de vacío, de cobre. Fueron estos mis principios en circuitos de vacío, y las conexiones y soldaduras presentaban multitud de fugas que habia que ir solucionando una a una. También se puede ver una nueva versión del mismo tubo de descarga hecha con un minifluorescente de 16mm de diámetro.

Diferentes aspectos del tubo a diferentes presiones: usado como sencillo barometro

De izquierda a derecha se pueden observar la forma de la descarga: 1) por debajo de los 10 mmHg, 2) alrededor de los 5 mmHg, 3) por debajo de 1 mmHg, 4) aproximadamente 0,1 mmHg, 5) a la presión máxima a la que llega mi rotativa, unos 0,05 mmHg. Cuando la presión desciende de aqui la descarga primero pasa por otra fase de expansión llenando el tubo de una luminosidad tenue a golpes, que poco a poco va desapareciendo hasta que se interrumpe la descarga por no tener ya más gas que soporte la corriente ionica, a unos 0,01mmHg, en este instante el extremo que aún conserva el fósforo brilla con una luminescencia amarilla fruto del flujo de electrones que ahora viajan libremente desde los restos de la descarga, para al poco tiempo desaparecer completamente.

Además de darnos rápidamente el aviso de que el circuito de vacío no es hermético, el tubo nos sirve para encontrar la fuga. Una pequeña variación de la presión modifica apreciablemente la descarga en su interior, esto es aún más relevante en la etapa estriada, ya que directamente podemos contar los anillos, un leve aumento de la presión hará aparecer nuevos discos de luz por el ánodo.

Para encontrar la fuga basta con ir untando las partes sospechosas del circuito con disolvente u otra sustancia volátil, al entrar en contacto el disolvente con la fuga se colará parte por el capilar provocando una contaminación del gas residual en el interior del circuito y el color de la descarga del tubo cambiará en función de la composición del contaminante. También la forma de la descarga variará por la diferencia de la densidad molecular del contaminante. El cambio no es instantáneo, tarda unos segundos, dependiendo del tamaño de la fuga que buscamos, de si hay una segunda fuga que dificulte la contaminación completa del gas residual, de la distancia de la fuga al tubo de descarga, de la disposición de éste y de la fuga respecto de la bomba aspiradora, etc..., por eso conviene esperar un poco entre cada intento de búsqueda para no confundirnos. Para repetir la prueba tendremos que descontaminar el circuito provocando una evaporación completa. Es aconsejable usar sustancias que se evaporen rápidamente y no dejen residuo, como marcadores.

Diferentes aspectos que presenta el tubo; con una fuga en el circuito por la que entra aire (arriba) con su característico color púrpura, y con la zona de la fuga impregnada de disolvente universal (abajo) con un color banco pálido.

También nos sirve el tubo para detectar gasificaciones o contaminaciones internas del circuito de vacío, ya que actúa como una nariz, oliendo la composición del gas o del vapor que se pueda desprender, dando un color u otro en la descarga. Si el circuito es realmente hermético la presión se estabilizará cuando iguale la presión de vapor del contaminante. etc...

Sin embargo, el tubo de geissler usado como detector de fugas solo sirve cuando la fuga es un poco importante, si es un poro microscópico y permite a la bomba de vacío bajar de las 10 micras, o llegar a vacío de difusora, desaparece la descarga y ya no funciona como detector.

El problema radica en que si el poro es demasiado pequeño, no nos dejara bajar de cierto vacío, pongamos 10E-5 torr... pero si cerramos las llaves, para que recupere presión y aparezca la descarga, además de convertirse en un proceso demasiado lento como detector de fugas, los pocos gases que entren por el poro se mezclaran con la gasificación interna de la cámara y darán una lectura falsa en la interpretación del color de la descarga.

Espero que esto le pueda ser útil a alguien, que es la única finalidad de esta página

volver a pagina principal página principal apartado de física