СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК H01J61/67 H01J9/02 H01J17/04 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве разрядных источников света низкого давления, в частности, люминесцентных ламп.

Известен способ контроля катодов люминесцентных ламп по току термоэмиссии [1]. Согласно этому способу на катод лампы подается постоянный ток накала, равный номинальному току разряда лампы, зажигается разряд постоянного тока, изменяется его величина и фиксируется момент резкого уменьшения напряжения высокочастотных колебаний, генерируемых катодной областью, при котором ток термоэмиссии равен току разряда.

Недостатками известного способа являются необходимость использования специальной аппаратуры (высокочастотный измеритель радиопомех, регулируемый источник постоянного тока) и требование высокой квалификации оператора. Кроме этого, известный способ не всегда дает объективную информацию о качестве катода. По этому способу термоэмиссия измеряется со всей поверхности катода и, если суспензия заливает более половины длины тире спирали, то этот участок эмиттера будет плохо активирован. Так как катодное пятно появляется со стороны сетевого конца электрического ввода, то при эксплуатации ламп оно может находиться на месте плохо активированного участка эмиттера. В этом случае зажигание лампы будет затруднено и эмиттер может частично распылиться. Однако высокая плотность эмиссионного тока с центральной части катода даст информацию о высокой термоэмиссии и хорошем качестве катода в сопоставимых режимах прокалки.

Недостатки известного способа устранены в способе контроля электродов по измерению приэлектродных потерь с помощью калориметра [2]. По данному способу конец лампы помещают в калориметр, зажигают разряд и, поддерживая величину тока лампы постоянной, измеряют повышение температуры воды до установления постоянного значения и после этого вычисляют приэлектродные потери. К недостаткам этого способа следует отнести длительность и сложность проведения измерений, необходимость определения коэффициента аккомадации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения качества электродов по анодно-катодному падению потенциала в лампе, измеренного по распределению потенциала на поверхности колбы с помощью внешнего металлического кольца-электрода [3]. По этому способу на поверхности трубки размещают металлическое кольцо-электрод, соединенное с землей через резистор, подключают к резистору осциллограф, зажигают разряд, перемещают внешний электрод по поверхности колбы, периодически прерывают ток в цепи на время 10^-6с, определяют распределение потенциала на поверхности разрядной трубки и вычисляют анодно-катодное падение потенциала.

Недостатками способа являются необходимость применения специальной импульсной схемы питания лампы и трудность использования этого способа в серийном производстве ламп. На результаты измерений существенно влияют эффект поляризации диэлектрической колбы лампы и неоднородность распределения потенциала вдоль положительного столба разряда, обусловленные нестабильностью технологического процесса. Указанные факторы снижают точность измерений.

Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности и точности контроля электродов разрядных ламп низкого давления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля электродов разрядных ламп низкого давления, включающем размещение на трубке внешнего кольцевого датчика, зажигание разряда, перемещение датчика по поверхности трубки, согласно предлагаемому изобретению с помощью кольцевого датчика температуры на внешнем электроде, ширина которого равна половине диаметра разрядной трубки, измеряют интегральную температуру в центре трубки и в приэлектродной области, располагая датчик так, чтобы его середина находилась над электродом лампы, а контроль качества электрода осуществляют по неравенству

где T_э - температура в приэлектродной области, а T_о - температура в центре трубки, при этом измеряют интегральную температуру электрода при различном положении "катодного пятна" на электроде (со стороны сетевого и стартерного концов электрода).

Сопоставимый анализ предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что предлагаемый способ отличается новой последовательностью операций, имеет новую операцию измерения интегральной температуры с помощью кольцевого датчика на трубке в центре лампы и в приэлектродной области. Ширина датчика должна быть равна половине диаметра трубки, а в приэлектродной области датчик должен быть установлен так, чтобы электрод лампы был посередине внешнего кольцевого датчика. Качество электрода вычисляется по неравенству. Таким образом, предлагаемое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показало, что известен способ, включающий зажигание разряда переменного тока, поддержание его величины постоянной, измерение температуры воды в приэлектродной области лампы до установления постоянного значения и вычисление приэлектродных потерь, существенно отличается от предлагаемого способа, в котором температура измеряется кольцевым датчиком непосредственно в области электрода на поверхности трубки и в центре лампы. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ осуществляется с помощью измерительной установки (см. чертеж), состоящей из лампы 1, стартера 2, индуктивного балласта 3, амперметра 4, автотрансформатора 5, кольцевого электрода датчика температуры 6 и измерительного моста сопротивлений 7. Способ контроля электродов разрядных ламп низкого давления осуществляется следующим образом. На трубке люминесцентной лампы размещается металлическое кольцо из никелевой фольги, на которое навита медная проволока диаметром 0,12 мм - датчик температуры 6. Сопротивление проволоки при комнатной температуре составляло 21,55 Ом. Для люминесцентных ламп мощностью 40 и 20 Вт в колбе диаметром 38 мм ширина кольца составляла 20 мм, то есть половина диаметра трубки. Выводы от датчика температуры присоединялись к измерительному мосту сопротивлений 7. В лампе 1 зажигался разряд переменного тока и осуществлялся отжиг в течение 10 мин для стабилизации ее параметров. После отжига в лампе поддерживался номинальный ток разряда, который устанавливался с помощью автотрансформатора 5 и контролировался с помощью амперметра 4. Вначале кольцо с датчиком устанавливают у одного из приэлектродных концов лампы таким образом, чтобы середина датчика находилась под электродом лампы. Аналогичные измерения производили у противоположного конца лампы, а также в ее центре. При каждом измерении температуры у концов лампы меняли сетевой и стартерный концы при подключении к электродам напряжения. На лампах, в которых изменялось положение электрода с "катодным" пятном относительно внутренней поверхности колбы, было установлено, что интегральная температура не зависит от расстояния "катодного пятна" относительно колбы. Результаты измерений показали, что отношение

Оценка качества электродов по относительному изменению температуры используется для исключения абсолютной температурной градуировки термодатчика, что важно при использовании предлагаемого способа в производственных условиях. Ширина кольца, равная половине диаметра трубки, выбрана из следующих соображений. При измерениях широким кольцом, например, шириной, равной диаметру трубки, происходило выравнивание температуры в области электрода. Очень узкий датчик трудно центрировать над электродом. Опыты показали, что максимальная температура распределяется на длине, примерно равной половине диаметра трубки.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить технологичность и точность измерений и снизить затраты на изготовление и обслуживание измерительной установки контроля качества электродов разрядных ламп низкого давления.

Источники
1. Waymous J.F. The measurement of thermoionik emission in disharge tubes // The Sylvania Technologist. - 1960. v. 13. N 1. - P. 2.

2. Засоркин А.Ф., Уваров В. И. Прямой калориметрический метод измерения приэлектродных потерь в люминесцентных лампах // Электрические источники света // Тр. ВНИИИС. - Саранск, 1974. - Вып. 6. - С. 179-183.

3. Гукетлев Ю.Х., и др. Применение внешних зондов для измерения приэлектродного падения потенциала // Электронная техника. - 1977. - Сер. 4. - Вып. 8. - С. 62 (прототип).

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве разрядных источников света низкого давления, в частности люминесцентных ламп. Техническим результатом является повышение технологичности и точности контроля электродов разрядных ламп низкого давления. Этот результат достигается тем, что в способе контроля электродов разрядных ламп низкого давления, включающем размещение на трубке внешнего металлического кольцевого датчика, зажигание разряда переменного тока, перемещение датчика по поверхности трубки осуществляют с помощью кольцевого датчика, которым измеряют интегральную температуру в центре трубки и в приэлектродной области, ширина этого датчика равна половине диаметра трубки, и располагают датчик так, чтобы его середина находилась над электродом лампы, а контроль качества электродов осуществляют по неравенству (Т_э-Т_o)/Т_о•100%≤6,0, где Т_э - температура приэлектродной области; Т_о - температура в центре лампы; при этом измеряют интегральную температуру при различном положении "катодного пятна" на электроде. 1 ил.

Способ контроля электродов разрядных ламп низкого давления, включающий размещение на трубке лампы внешнего металлического кольцевого датчика, зажигание разряда переменного тока, перемещение датчика по поверхности трубки, отличающийся тем, что интегральную температуру в центре трубки и в приэлектродной области измеряют упомянутым датчиком, ширина которого равна половине диаметра трубки, и располагают датчик так, чтобы его середина находилась над электродом лампы, а контроль качества электродов осуществляют по неравенству

где T_э - температура приэлектродной области;
T_о - температура в центре лампы,
при этом измеряют интегральную температуру при различном положении "катодного пятна" на электроде.