Kathodestraalbuizen

Het ontstaan van kathodestralen in hoog-geëvacueerde glazen buizen onder de invloed van een sterk electrisch veld was al aangetoond rond 1875 (W. Crookes), en ook en dat deze stralen kunnen worden beinvloed door electrische en magnetische velden. K.F. Braun was in 1897 de eerste die de kathodestraalbuis gebruikte als meetinstrument, met magnetische afbuiging. Dat de kathodestralen bestonden uit deeltjes die 'electronen' zouden worden genoemd is in dezelfde tijd aangetoond door de Engelse fysicus J.J. Thomson.
De 19de-eeuwse term 'kathodestraalbuis' is evenwel tot de huidige dag in gebruik gebleven, ook in het Engels, vandaar de internationaal gebruikelijke afkorting CRT (cathode ray tube).

De kleinste, tevens oudste electrostatische CRT uit mijn collectie.
RCA 913 (1936) met 1" scherm, 500 V versnellingsspanning. Er zit een gewone octalvoet onder.
Rechts een advertentie uit het Amerikaanse radioamateurblad QST.


De beroemdste electrostatische CRT uit mijn collectie: de VCR97 (1940) met 6" scherm, 2 kV versnellingsspanning. Deze buizen waren nog jaren na de oorlog ruimschoots te koop bij legerdumpwinkels. Velen (waaronder ik) hebben er een oscilloscoop of TV-ontvanger omheen gebouwd.
De rubber ringen dienen om de buis in de bijbehorende mu-metalen afscherming gecentreerd te houden.


Nogmaals de VCR97 (lengte 42 cm) naast een veel langere buis (50 cm) met het nummer Z.A.18796, dat ik niet heb kunnen thuisbrengen.
Er is een vermoeden dat deze buis gebruikt werd in het 'Williams-tube' geheugen van de Ferranti Mark 1 computer (1951).

De onderste buis is zo lang omdat er een 'bipotential' electronenoptiek [3] in gebruikt wordt. Daarmee wordt een minimale doorsnede van de electronenstraal (en dus zeer scherpe afbeelding) bereikt.


Een 5XP-AM met 5" scherm, 10 kV versnellingsspanning, gebruikt in mijn Dumont 303-AH Cathode-Ray Oscillograph (1953).
De aansluitingen van de afbuigplaten bevinden zich aan de nek van de buis.


Deze CRT is nog kleiner dan de RCA 913: een Matsushita M03JX8W/W met magnetisch deflectiesysteem uit de zoeker van een Canon videocamera (ca 1980).
Ik heb er geen technische gegevens van kunnen vinden. Ter vergelijking een euro-dubbeltje.


Links: met de Opta K7PC uit een Duits radarsysteem, vermoedelijk een FMG39T Würzburg grondradar [2], scherm 7 cm. Samen met een stuk of tien VR65's (uit Engelse radars), heb ik er in 1955 een werkende TV-ontvanger mee gemaakt.
Rechts: Mullard DG7-32 en Philips DG7-5. Lengte van de DG buizen ca 16 cm, de K7PC is 18 cm (steeds scherm tot en met voet).


Valvo DG7-36, scherm 7 cm, lengte 29 cm.


Philips DG10-6, scherm 10 cm, lengte 33 cm; 3BP1, scherm 3", lengte 25 cm


GEC 1074H, een dual-beam CRT met naversnelling, scherm 4", lengte 37 cm. Philips equivalent: E10-12.
Over de inwendige geleidende spiraal (pda, post-deflection anode) staat 3.2 kV, waardoor een radiaal-symmetrisch electrisch veld ontstaat. Door de hierdoor verkregen naversnelling ontstaat een helder beeld, zonder dat dit ten koste gaat van de afbuiggevoeligheid. De weerstand van de spiraal moet van de orde 1000 MΩ zijn, niet te meten met een gewone universeelmeter.
De zes (2*X, 4*Y) aansluitingen van de deflectieplaten zijn in de nek van de buis uitgevoerd. De hoogspanningsaansluiting is nog net zichtbaar vlak onder het scherm. De buis is afkomstig uit een Telequipment 43 oscilloscoop.


Twee AEG HR2/100/1.5A dubbelstraal buizen, gebruikt in Duitse radarinstallaties in WOII. Merkwaardig is de onderling sterk verschillende inwendige constructie. Ook uitwendig is er verschil: de voorste buis is 39 cm lang en weegt 1010 gram, de ander is 38 cm en 845 gram. De voorste buis ziet er ongebruikt uit, de achterste heeft duidelijke gebruikssporen (zoals een plaatselijk ingebrand scherm). De buizen hebben een aangekitte messing ring om de fragiele rand van het vrijwel vlakke beeldscherm te beschermen.
Het plaatje uit [1] geeft een idee hoe de buizen gebruikt werden. Het betreft hier echter vast geen Duits stuk geschut! In geallieerde radars werd trouwens een minder kostbare oplossing werd gebruikt, nl een enkelstraal CRT, gebruik makend van beam switching.


[1] J.J. Moerkerk, Radar, een populair-wetenschappelijke beschouwing, Rotterdam 1946.
[2] Centrum Documentatie Duitse Techniek: Ground Radar
[3] A. Martin, Cathode Ray Tubes for Industrial an Military Applications. Advances in Electronics and Electron Physics Vol.67 (1986).

rev 31 mei 2017