Retro "Rayotron" éjszakai fény (1. rész): 16 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Bevezetés

1956 decemberében az Atomic Laboratories meghirdette a Rayotron-t, mint „első olcsó elektrosztatikus generátort és részecskegyorsítót” természettudományok tanárai és hobbijainak [1]. képes 500 000 volt szikrát dobni fém termináljáról. A VdG elektromechanikus példák arra, hogy a gumitalpú cipőket szőnyegre keverik, majd megérintenek egy földelt fémtárgyat. Bár a lenyűgöző gép által előállított látványos villámkijelző sokkolhatja a gyanútlanokat Ha a személy leveszi a lábáról, a mikroamper kisülés a gyártó szerint nem jelent kockázatot egy egészséges emberre.

A Rayotron negatív töltésű terminálja a negatív elektronokat egy lezárt üvegcső hosszában taszította el kemény vákuum alatt a bázison található célpont felé. Ennek a feszültség alatt álló részecskenyalábnak a célponttal történő ütközése lehetővé tette a felhasználók számára, hogy különböző fizikai kísérleteket végezzenek (és védtelen személyeket is kitettek veszélyes röntgenzuhanyok közelében [1]). Végül az Atomic Laboratories biztonsági kérdések miatt beszüntette a termelést.

Ezt az éjjeli lámpát úgy terveztem, hogy tisztelgjek a század közepének, az oktatási technológiának egy elfeledett darabja előtt. Az eredeti egységgel ellentétben ez a félig méretezett modell nem bocsát ki veszélyes sugárzást, és nem fogja tönkretenni a napját azzal, hogy kísértetiesen zöld utóvilágítást kap:>). A Rayotron részecskenyalábját miniatűr hideg katódlámpával (CCL) modellezik.

1. lépés: A projekt vázlata

I. Alapműveletek

Az eredeti egységben használt zajos szíjat és motoros görgős mechanizmust kicseréltem egy otthoni használatra forgalmazott csendes, negatív iongenerátorra. A tápegység kisfeszültségű egyenáramot biztosít az ionizátor számára; amely a CCL -t hajtja. A lámpát tengelyirányban egy műanyag hengerbe szerelték, amely egy kisülési gömböt támasztott alá. A CCL és a tartószerkezet a konzol felső paneléhez volt rögzítve.

II. A műszerfal szerelése

A konzol műszerfala volt az egyetlen azon alkatrészek egyike, amelyek megjelenése megváltozott a Rayotron gyártása során. A különböző forrásokból származó képek és leírások, amelyek ezeket a módosításokat dokumentálják, irányították a panel kialakítását; a fényképeken a korai és későbbi Rayotron modellek láthatók. Század közepi, 50 mikrométeres mérőt használtam az ionizátor kimenetének megjelenítésére, valamint egy vintage vezérlőgombot és váltókapcsolókat jelzőfényekkel kombinálva. A mérőt és a vezérlőgombot a kidobott szórakoztatóelektronikai eszközökből mentették ki.

(Érdekesség: A készülék alján található termékbiztonsági címke figyelmeztet a működés közbeni röntgensugárzásra. További elővigyázatosságból a gyártó azt javasolta, hogy a Rayotron-t betoncsőből épített bunkerbe zárják, hogy megvédjék a kezelőt és a közelben tartózkodókat a sugárzásmérgezéstől [2] !)

III. Karton konzol szerelvény

A konzol MacGyvered volt, egy új kartonpapírból, amelyet a helyi udvarban vásárolt 3 gyűrűs kötőanyagból vettek. A műszerfal és a terminál tetején található műanyag tartóoszlop a konzolra volt szerelve. Egy korábbi verzió műanyag fém burkolatot használt a panelen a színes fröccsenéshez, ami miatt a projekt túl korszerűnek tűnt az IMHO -nál; így döntött egy retro, kopott sikkes megjelenés mellett, hogy a kor benyomását keltse.

A fizikai méretek nem kritikusak, ezért szükség szerint méretezze át a projektet. Ennek az utasításnak a végére lesz egy olcsó nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) forrása az egyszerű, elektrosztatikus bemutatókhoz, valamint egy rad éjszakai fény, anélkül, hogy a halálos sugárzási mérgezés problémái elrontanák a napodat (rossz szójáték, de nem tudtam ne ellenállj:>). Végezetül használja az észérvet az ionizátorral. Kerülje a meglepetéseket - kapcsolja le a tápellátást, mielőtt a HV vezetékeken dolgozik.

2. lépés: Alkatrészek és eszközök

Csökkentettem az építési költségeket a használt vagy eldobott tárgyak újrahasznosításával, amikor csak lehetséges. Néhány összetevő improvizálható. Például egy 8 oz -os üdítőital olcsó kisülési terminált készít.

(Érdekes tény: A század közepén modell gömb alakú kisülési terminált tartalmazott. Egy emelkedő gombafelhőhöz hasonló baljóslatú terminál jelent meg az 1960-as évek frissített modelljében [1, 2].

A szükséges elektronikus alkatrészeket minden lépésben azonosítják. Az építéshez szükséges egyéb tárgyak: kartonlapok 3 gyűrűs kötőanyagokból; áramkörök; tiszta és kék szalag; csatlakozó/ szerelő hardver; ciano-akrilát (CA) ragasztó; szigetelt projekt huzal; ceruza; csipeszcsipeszek; szögmérő; vonalzó; csiszolópapír; olló (vagy kereskedelmi papírvágó); spray festékek; és Elmer X-treme iskolai ragasztója, valamint különféle kéziszerszámok; egy elektromos fúrógép, különféle szerszámokkal és forrasztóceruzával.

3. lépés: Elektronika: ionizátor és tápegység (Mod vagy Buy One)

Találtam egy vintage Radio Shack Micronta szobaionizátort egy turkálóban 1,50 dollárért. Az ionizátorból hiányzott az eredeti tápegység, ezért feltörtem egy DC forrást egy hordozható B&W TV -ből (emlékszel ezekre?).

Kinyitottam a házat, és kicseréltem az eredeti 12 VDC @ 1 amperes transzformátort egy másik transzformátorra, annak rozsdás állapota miatt. Vigyázat: ha ezt teszi, győződjön meg arról, hogy az alkatrészek megfelelnek az új transzformátornak, különben főzni fogja az egyenirányító áramkört! Az új transzformátort és az eredeti egyenirányítót egy áramköri lapra szereltem, és az alkatrészeket összeforrasztottam. Ezt a szerelvényt félretettem későbbi csepegtetésre, amikor a konzol elkészült.

Ne aggódjon, ha nem szeretne időigényes újjáépítést végezni. Sokkal jobb megoldás a kereskedelmi tápegység használata. Találtam egy 12 VDC, 4 amperes adaptert egy garázsban, amely egy laptop számítógéphez tartozott, és gond nélkül használta az ionizátorral (lásd 14. lépés).

4. lépés: Konzol összeszerelés: Elrendezés, kivágás és testreszabás A műszerfal

Ennek a projektnek a legtöbb erőfeszítése a kartonkonzol tervezésére, gyártására és befejezésére fordult. Hagyja ki az alábbi lépéseket, hogy időt takarítson meg, és csak egy közönséges cipősdobozt használjon. Az igazi barkácsoló harcosoknak odakint: foglalkozzon az építéssel!

Húzza le a műanyag burkolatot a kötőanyagokról, hogy kartonpapírt kapjon a műszerekhez és más konzolpanelekhez. Elrendezésmérő, vezérlőgomb, két kapcsoló és két jelzőlámpa megfelelő hosszúságú, szélességű és dupla vastagságú kartoncsíkon. A kapcsolókat és a lámpákat négyszögletes elrendezésben helyeztem el. Vágjon vagy fúrjon megfelelő méretű lyukakat az egyes alkatrészek rögzítéséhez. Vékony réteg ragasztót szórtam minden lyuk körül és belsejében, majd finom papírral csiszoltam, ami segített megőrizni az oldalfal formáját, amikor a ragasztó megszilárdult.

A projekt korai változata tartalmazott egy reklámfüzetet a Discover Platinum Card számára, hogy a panel műanyag fém felületet kapjon. Megvágtam a prospektust, majd fúrtam/kivágtam a rögzítési lyukakat. Körülbelül 5 mm -es szegélyt hagytam, hogy kontraszthatást keltsek, amikor a panelt világos színűre festették. A logó nagy részét lefedte egy tárcsával. (Végül az egész műszerfalat szórással festettem be, és elhagytam a prospektust, mert könnyen megcsípte.) Helyezze félre a panelt és az alkatrészeket.

(Érdekesség: Az eredeti kezelési kézikönyvek a Bethesda, MD [3] Nemzeti Egészségügyi Intézetek Múzeumi Könyvtárának állandó gyűjteményében találhatók.)

5. lépés: Konzol összeszerelés: Rajzoljon, vágjon, igazítson és maketteljen saroktartókkal

Határozza meg a konzol méretét a műszerfal adott méreteivel. Hagyjon elegendő helyet a tápegység és az ionizátor felszerelésére. Ezenkívül vegye figyelembe a tartóoszlop kívánt magasságát és a kisülőgömb átmérőjét; skálakonzolt ennek megfelelően.

Kartonra rajzoltam egy vázlatot minden panelhez, majd kivágtam. Az oldalsó panelek 23 fokos lejtéssel rendelkeznek a vízszintes tengelytől, hogy javítsák a mérőműszer, a vezérlőgomb és a jelzőlámpák láthatóságát. Vágtam egy dupla vastagságú rúgó panelt, hogy beilleszthessem a ház elülső végébe a műszerfal további támogatása érdekében. (Úgy döntöttem, hogy dupla vastagságot használok minden panelhez, kivéve a felső panelt a jobb minőségű burkolathoz.)

A panelek kivágása után helyezze őket sík felületre; ellenőrizze, hogy az élek és sarkok egyenletesek -e. Ragassza össze az oldalsó, rugós, hátsó és alsó paneleket a dupla vastagság érdekében. Klip a helyére. Csiszolja le az egyenetlen széleket sík felületen közepes/finom papírral. A paneleket ideiglenesen szerelje össze csipeszekkel és 2,5 cm-es sarokmerevítőkkel a makettkonzolhoz. Helyezze a műszerfalat a konzolra. Ellenőrizze a szögletes sarkokat és az öblítő széleket. Amint az egy fotón látható, kék szalagot használtam a konzol összetartására - NAGY HIBÁS! Ne tedd ezt! Az élek szinte soha nem igazodtak megfelelően, és az egész konzol mindig összeomlott, amikor a műszerfalat a helyére tették. Ragassza össze az összes panelt, kivéve a felső és a műszerfalat. Rögzítse csipeszekkel és merevítőkkel, amíg a ragasztó megszárad.

1. építési tipp: Használjon kereskedelmi minőségű papírvágót, amelyet a FedEx-nél vagy a Staples-nál kaphat a tiszta, tiszta élekhez! (Ezen a ponton fesse le a konzolt is, nehogy később eltávolítsa a hardvert a projekt befejezéséhez.)

6. lépés: Konzol összeszerelés: Ragasztó panel; A műszerfal rögzítése

Egyenletes széleket csiszolótömbbel és szükség esetén közepes/finom papírral. A nagyobb szerkezeti integritás érdekében fúrjon lyukat az oldalsó és a hátsó panelek középpontjába, hogy behelyezze a 8-32 x 1/2 hüvelykes kerek fejű gépcsavarokat, lapos alátétekkel és merevítőkkel, amelyek rögzítik az alsó panelt; továbbá fúrjon lyukat ezeknek a paneleknek az alsó sarkaiba, hogy elhelyezze a merevítőt. Vonja be a lyuk oldalfalát ragasztóval úgy, hogy többször behelyezi és elforgatja a ceruzahegyet, mielőtt a ragasztó megszilárdul; finoman csiszolja a lyuk körül, amíg sima nem lesz. (BTW, azt hittem, hogy a rúgópanelhez rögzített csavarok és merevítők vizuális figyelemelterelést okoznak, ezért eltávolítottam őket, és kitöltöttem lyukakat festés előtt. Minden eszközt kézzel meg kell húzni, mert festés előtt el kell távolítani.)

Keresse meg a műszerfalat. Csatlakoztassa a zsanérokat a belső, bal és jobb sarkokhoz #8-32 x 1/2 hüvelykes gépcsavarokkal és lapos alátétekkel. Helyezze és igazítsa a panelt a konzolra. Csavarja be a zsanérokat a rugópanel belsejébe. A műszerfalnak egyenletesen kell támaszkodnia az egyes oldallapok dőlésszögéhez. Kézi nyomaték csuklópánt csavarok; csiszolja a panelek széleit, amíg egy síkba nem kerülnek az oldalpanelekkel. Vigyázat: a műszerfalat nem a konzol konfigurációja miatt tervezték több fokban elmozdulni! A konzol belseje a felső panelen keresztül érhető el; lásd a következő lépést.

2. építési tipp: Fúrjon át méretréseket a rúgópanel felső sarkában, hogy lehetővé tegye a csuklópánt enyhe beállítását

7. lépés: Konzol összeszerelés: Előkészítse a felső panelt és igazítsa a műszerfalat

Megjegyzés: Ez a lépés koncentrációt és gyakori pihenőidőket igényel!

Vágjon rovátkákat a hátsó panel bal és jobb sarkában, hogy befogadja a csuklópántokat; úgy helyezze el őket, hogy egy szintben legyenek a hátsó és oldalsó panelek magasságával. Jelölje meg, fúrja és készítse elő a csavar lyukait. Szereljen megfelelő zsanérokat a hátlap külső oldalára. Győződjön meg arról, hogy a felső panel elülső széle egy szintben van a műszerfal felső szélével, ha le van zárva. Legyen óvatos az egyik vagy mindkét oldalpanel vízszintes vagy ferde széleinek csiszolásakor, hogy szükség legyen a felső és a műszerfal közötti sima illeszkedés biztosítására. A túl sok csiszolás réseket okoz a panelek között! Erősen rögzítse a felső panelt gumiszalagokkal, hogy a panel a helyén maradjon. Távolítsa el a műszerfalat a zsanérok eléréséhez. Nyúljon a konzolba, és jelölje meg a felső panel csavarjait.

Építési tipp #3: A műszerfal belső szélét ferdén med csiszolópapírral javítja a felső panelhez való illeszkedés érdekében

Két kávékeverő pálcát használtam minden csuklópánt és a felső panel között távtartóként, hogy csökkentse a kötést a nyitás és a zárás során. A rudakat méretre vágták, ragasztották, egymásra rakták és a panel alsó oldalára vágták, mielőtt lyukakat fúrtak. Ezt követően ragasztottam egy darab rétegelt lemez réteget a panel alsó oldalára, hogy további támogatást nyújtsak a gerendacső szereléséhez egy későbbi lépésben.

Kenje be a ragasztót a felső panel elülső széle és a műszerfal felső széle mentén; dörzsölje a ragasztót a kartonba, hogy megerősítse a panelek széleit és sarkait. Hagyja megszáradni a paneleket; majd csiszolja le minden szélét és sarkát finom papírral.

8. lépés: Konzol összeszerelés: Szerelje fel a rögzítő- és ütközőlemezt; Csatlakoztassa a lábakat

Az azonosító középpontja a felső panel elülső szélén. Központosítsa és szerelje fel a mágneses rögzítőt két #4-40 körfejű csavarral, lapos és rögzítő alátétekkel. A felső panel külső részéhez csavarozott fahulladék kényelmes fogantyúként szolgál a konzol kinyitásához. Azonosító középpont a műszerfal felső szélén. Központosítsa és szerelje fel a csapólemezt a gép csavarjaival. Ne felejtse el túlméretes rögzítési lyukakat fúrni és ragasztóval előkészíteni. A rögzítés és a lemez beállítását igényli a megfelelő illeszkedés érdekében. Erősítse meg a felső panel igazítását; majd szerelje be a csuklópánt rögzítő csavarokat és alátéteket.

Lábként négy darab fahulladékot használtam egy műtárgyboltból; mindegyik darabon volt egy előre fúrt 3/16 "lyuk. Minden darabot lefestettem, mielőtt mindegyikbe egy fa tiplit ragasztottam. 3/16" lyukat fúrtam az alsó panel minden sarkába. A dübelek ideiglenesen a helyükön tartották a lábukat. BTW, ne ragasszon darabokat, amíg a konzol nincs festve.

9. lépés: Sugárcső összeszerelés: Támogató oszlop és kisülési gömb

Kezdetben levágtam az alját két eldobott gyógyszeres injekciós üvegről, és kék színű ragasztóval rögzítettem őket, hogy támasztóoszlopot készítsek. Az oszlopot az injekciós üveg kupakjának a konzol fedelére történő csavarozásával rögzítettük az ábrán látható módon. Bummer… a sötét műanyag elhomályosította a belső világítást, és a szalag vizuálisan elterelte a figyelmét.

Itt van egy megoldás: vásároljon átlátszó akrilcsövet egy hardver- vagy műanyag-áruház hulladéktárolójából. Találtam egy nehéz műanyag csövet, amelynek külső átmérője megegyezik egy üreges alumínium gömb belépőnyílásával (8 cm átmérőjű; Teslathon rendezvényen vásárolt). BTW, ha nincs kisülési gömbje, használjon egy fém világgömböt a dollárboltból, vagy akár egy alumínium üdítősdobozt. Vágjon ki egy bemeneti lyukat a tartóoszlophoz fém csipeszekkel. BTW, mentse az injekciós üveg kupakját, amelyet az oszlopnak a konzol fedeléhez való rögzítéséhez használt.

10. lépés: A gerendacső összeszerelése: vágó és csiszoló nyersdarabok a központosító gyűrűkhöz

Vágjon nyolc üres lapot egyetlen kartonlapból, amely megegyezik a cső külső átmérőjével. Mindegyik nyersdarabba középső lyukakat fúrtam egy 6 cm-es, #6-32 gépcsavar befogadására; nyersdarabokat helyeztek a csavarra; rögzítette őket egy alátéttel és rögzítő anyával, majd elektromos fúróba fúrja őket. A nyersdarabokat természetesen, majd közepes csiszolópapírral őröltem, amíg az egész szerelvény könnyen át nem csúszott a csövön.

11. lépés: Sugárcső összeszerelés: Központosító gyűrűk előkészítése

Távolítsa el a kész üres részeket a gép csavarjából. Szükséged lesz két, 1/4 hüvelykes nylon csavar szigetelőre (P/N: B-IN-14S/4; Kis alkatrészek). Dörzsölje a középső lyukat a szigetelő átmérőjének megfelelően. Ragasztással készítsen két központosító gyűrűt, majd halmozzon össze négy gyűrűt. Rögzítse a gyűrűt, amíg a ragasztó megszárad. Szorítóként 1-1/2 x 1/4 hüvelykes csavart és két, 3 cm-es fém lapos alátétet használtam. Mentse el ezeket az alkatrészeket, mert újra felhasználásra kerülnek. Döntse el, hogy rögzítőgyűrűket szeretne -e festeni. Helyezzen egy szigetelőt minden gyűrűkötegbe.

Készítsen elő két fogkrémcsövekből nyert kupakot úgy, hogy 1/4 hüvelykes lyukat fúr a tetején keresztül, hogy rögzítő kúpokat készítsen a CCL -ekhez. Ha kívánja, fessen kúpokat. Keresse meg a kupakba illeszkedő gumitömítést. A lyuknak elegendő átmérőjűnek kell lennie a lámpa befogadásához (P/N: 239610; Jameco). Az oszlop alapjához használja a korábbi lépésből származó injekciós üveg kupakját. Helyezzen egy lapos alátétet az injekciós üveg kupakjába rögzítésként, majd helyezzen egy rögzítőgyűrűt az alátétre. Rögzítse az injekciós üveg kupakját, az alátétet és a gyűrűt a konzol fedeléhez a gyűrűk rögzítéséhez használt csavarral. Helyezzen ideiglenesen egy kúpot a csavarfej és a szigetelő ajak fölé. Rögzítse a szerelést a fedélhez anyával. A felső kúp szerelvény közel azonos az alsó kúppal; azonban ne csavarja össze az alkatrészeket. Tartsa össze a darabokat kék szalaggal, amíg készen áll a ragasztásra.

Helyezze az oszlopot az injekciós üveg kupakjára. Dobja a lámpát az oszlopba, és győződjön meg arról, hogy becsúszik az alsó kúp tömlőnyílásába, és fizikailag hozzáér a csavarfejhez. Helyezze a felső szerelvényt (tömítéssel lefelé) az oszlopba. A lámpának át kell mennie a tömítőnyíláson, de nem szabad kinyúlnia a gyűrű felületén. Vágja le a tartóoszlopot megfelelő hosszúságúra, vagy használjon több alátétet távtartóként a lámpa felemeléséhez. Ha elérte a megfelelő magasságot, ragassza fel, majd rögzítse a fennmaradó lapos alátétet a felső rögzítőgyűrű szerelvény tetejére. Távolítsa el a lámpát.

4. építési tipp: Növelje a megvilágítást a gumitömítések eltávolításával, és helyezzen be egy második lámpát közvetlenül a kúptartókba

12. lépés: Telepítés: Sugárcső és tartóoszlop; Eszköz panel

A nyomócsonk egy támasztógyűrűn nyugszik. Készítsen egyet műanyag hulladéklemezből. Készítsen opcionális elektronnyaláb -fókuszáló gyűrűket úgy, hogy egy műanyag szalma szegmenseit levágja, és a lámpa fölé csúsztatja (távolítsa el őket, mint én, ha túlságosan csökkenti a fényt a lámpa tesztelésekor).

Fémcsavarral rögzítse az injekciós üveg kupakját (a 9. lépéstől) a konzol fedeléhez. Helyezze a gerendacső szerelvényt a kupakba. Behelyeztem a mérőt, a vezérlőgombot, a kapcsolókat és a jelzőlámpákat. A műszerfal megfelelő lyukaiba, hogy érzékeljem, hogyan néz ki a projekt.

13. lépés: Telepítés: Módosított egyenáramú tápegység, ionizátor és panelkomponensek

Rögzítse a módosított tápegységet és ionizátort a konzol aljához. Kemény huzal ez a két szerelvény a mérővel, váltókkal, jelzőlámpákkal és biztosítékkal együtt. BTW, a műszerfal közepén lévő teljesítményszabályozó gomb díszítésre szolgál; nem működőképes-ezt a problémát a közelgő Rayotron-felújítás során orvosolják.

14. lépés: Telepítés: Kereskedelmi egyenáramú tápegység

Ha kereskedelmi áramforrást használ (erősen ajánlott!), Tépőzáras szalagokkal rögzítse a készüléket a konzol alapjához, majd kemény huzalos ionizátort és műszerfalat.

15. lépés: Befejezés: Festékkonzol és Gnd -elektróda rögzítése

Ha nem az 5. lépésben festette a konzolt: távolítsa el a csatlakozó hardvert, válassza le a műszerfalat a konzolról, valamint a fogantyút a felső panelről. A projekt befejezéséhez ezeket a színeket használtam:

Főkonzol panelek - fényes mandula

Fedél és műszerfal - Fémes ezüst

Fedél fogantyú - réz

Felszereltem egy teleszkópos TV -antennát a felső panelre, csipeszes klipszel. Az antenna, amikor az ionizátor földelésére csatlakozik, kisülési elektródaként szolgált.

Kapcsolja be a projektet, majd szükség szerint nyújtsa ki az antennát, amíg folyamatosan 1 mm -es kisülést tud felvenni a terminálról. Állítsa be a szikraközt egy nem vezető tárggyal, például műanyag tollal, amíg a CCL folyamatos fényt nem biztosít. A mérőnek 15-20 mikroamper értéket kell megjelenítenie. A Rayotron Night Light projektje most befejeződött!

16. lépés: Források

1. Baez AV. A Rayotron (nagyfeszültségű generátor és röntgenforrás). Amerikai J fizika. 1957, 25: 499-501. Hozzáférés:

2. Miller E. Jelentés a Rayotron elektrosztatikus generátorból és részecskegyorsítóból származó röntgensugárzás vizsgálatáról. Rocksville, MD: Amerikai Egészségügyi, Oktatási és Jóléti Osztály. 1970. Hozzáférés:

3. Rayotron kezelési kézikönyv. Atomic Laboratories, LLC. 1956. Hozzáférés: