Способ определения давления наполняющего газа в электрических лампах накаливания Советский патент 1983 года по МПК H01K3/22 

а

kn

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАПОЛНЯЮЩЕГО ГАЗА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМПАХ НАКАШВАНИЯ неразрушаощим методом, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерения давления газа в лампах при их изготовлении, давление газа в лампах определяют по содержанию в колбе готовой Лампы добавленного в качестве газа-метки с разбавлением от 1 :10 до 1:10 к газовой смеси используемой для наполнения ламп, радиоактивного изотопа Хе , измеряемому по интенсивности гамма-излучения ядер атомов Хе , регистрируемого с помснцью детектора гаммаквантов.

ОС

о ОС

00 О5 Изобретение относится к электроламповой промышленности и касается, в частности, способов определения давления газа в газонаполненных эле рических лампах накаливания при их изготовлении. Известен способ определения давле ния газа в лампах накаливания , основанный на разрушении колбы лампы, когда лампу помещают в герметич но закрываемый сосуд, разбивают ее бойком, установленным .на крышке сосуда, и численное значение давления газа в лампе определяют по пред варительно отградуированному манометру , соединенному с внутренним объемом сосуда Cl . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является неразрушающий способ определения дав ления газа в электрических лампах накаливания, основанный на измерении количества содержащегося в лампе газа по его энергии конденсации, определяемой путем измерения объема га зообразного хладагента, испарившегося в процессе конденсации газа на внутренней поверхности колбы лампы, охлаждаемой снаружи жидким газом, например жидким азотом 23. Однако этот метод позволяет (ji3мерять давление газа лишь в отдельны выбранных лампах партии,что затрудняет оперативный контроль за технологией наполнения ламп в процессе их производства и не дает возможности своевременно исправлять нарушени в режиме наполнения ламп, если он возникают. Целью изобретения.является автом тизация процесса измерения давления газа в лампах при их изготовлении н конвейере. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения да ления наполняющего газа в лампах накаливания неразрушающим методом давление газа в лампе определяют по содержанию в колбе готовой лампы до бавленного в качестве газа-метки с разбавлением от 1:10 до 1:102 к газовой смеси, используемой для наполнения ламп, радиоактивного изото па ксенона Хе измеряемому по интенсивности гамма-излучения ядер атомов Хе оегистриоуемого с помо шью детектора гамма-квантов. Пои испытании оапиоактивного рас пада с периодом полураспада 5,3 дня 86 Хе- наряду с электроядра изотопа нами с энергией 300 кэВ испускают гамма-кванты с энергией 81 кэВ, Электроны поглощаются стеклом колбы лампы, а гамма-кванты без заметного ослйбления проходят через него и могут быть зарегистрированы детектором гамма-квантов. Определенное количество обогащенного радиактивным изотопом ксенона добавляется в сосуд с газовой смесью, используемой для наполнения ламп. Зная общее количество радиоактивного изотопа, введенного в используемую для наполнения ламп смесь, и измеряя его содержание в каждой отпаянной лампе, можно однозначно судить о давлении газа в лампе. Содержание радиоактивного изотопа в лампе определяют по интенсивности эмиттируемого лампой гамма-излучения, которое регистрируется с помощью дeтeкtopa гамма-квантов. Процесс изготовления ламп накаливания с. автоматическим измерением давления газа в них и сигнализацией о нарушении, режима наполнения ламп гаг зом можно организовать следующим образом. Заводская ампула с обогащенным радиоактивным изотопом ксеноном устанавливается вместе с тонким регулятором потока (микрометрический натекатель или пористая мембрана) на смесителе-объеме, в котором готовится используемая для наполнения ламп газовая смесь. С помощью регулятора потока устанавливают такую скорость подачи активного газа в смеситель, которая соответствует установленному технологией процессу разбавления. Это разбавление или удельная активHocTb газа в смесителе регистрируется установленным на нем детектором гамма-квантов, 18 давление газа в смесителе измеряется образцовым манометром. Если удельная активность газа в готовой лампе (а она выражается отношением - скорость счета детектора, | - эффективность регистрации гамма-квантов детектором; V объем лампы) равна удельной активности газа 8 смесителе, то и давле-ние газа в обоих реципиентах одинаково. Напротив, различие этих величин в данное число раз говорит о таком же различии давления газ в смесителе и пампе. Готовая лампа при своем движении по конвейеру проходит позицию контроля давления, против которой находится детектор гамма-квантов ДГ-3. Этим датчиком комплектуется ,универсальный дозиметрический прибор УИМ-2-1-еМ. Стрелочный индикатор дозиметра проградуирован в единицах скорости счета (имп./с). При нормальном режиме заполнения ламп газом в каждой лампе содержитс определенное и одинаковое количество радиоактивных атомов ксенона, что регистрируется дозиметром в виде определенной и постоянной скорости счета. Нарушение режима напо нения ламп газрм приводит к изменениям показаний индикаторного прибор дозиметра. Дозиметр УИМ-2-1еМ снабж звуковым устройством с регулируемым порогом срабатывания, что может быть использовано для звуковой сигн лизации о нарушении режима наполнения ламп газом. . Если эффективность регистрации гамма-квантов счетчиком ДГ-3 состав ляет 10, а регистрируемая им скорость счета равна 100 им./с (эта скорость вполне достаточна для набо статистики и обеспечения.достаточной точности регистрации давления), то в лампе должно распадаться ежесекундно Ю атомов Хе. Это соответствует наличию в лампе б-ю атомов Хе (согласно формуле , где NO- число радиоактивных атомов, - скорость счета, Т - период полураспада радиоакт ных атомов). Значит, требуемое разбавление составляет 1:10(1 мкл Xe- на 10 м газовой смеси),поскольку в лампе объемом .0,2 л содержится 6x10 атомов газа. Учитывая возможные вариаций в геометрии счет при установке детектора в позиции кон .троля давления автоматической линии .разбавление следует выбирать в пределах от 1:10 до 1:1ОЦ Плотность потока гамма-квантов, излучаемых готовой лампой, содержащей меченную Хе газовую смесь, на расстоянии 1 м от колбы лампы составляет 10 фoтoнa/cм c, что в 10 раз меньше .допустимой санитарной нормы. По этой причине дампа . накаливания мoжet использоваться по своему прямому назначению сразу после изготовления. Вследствие большой скорости оасрзда атомов 1 4 Хе практически весь находящийся в . лампе радиоактивный изотоП: распадается в течение одного месяца i с образованием стабильного изотопа цезия и лампа перестанет быть источником радиоактивного излучения вообще . . Хе -выпускается в.ампулах, содержащих 0,05 К радиоактивного изотопа. Поскольку стоимость одной ампулы 150 руб, и количества содержащегося в ней Хе 7х10 атомов) достаточно для изготовления 10 ламп (при разбавлении 1:10), стоимость одной лампы, изготовленной по предлагаемому способу, выше стоимости обычной лампы на 0,1 коп. В качестве газа-метки можно использовать также газы или пары веществ, атомы которых после возбуждения Уф-светом испускают характеристическое излучение (люминесцируют ).Это излучение, интенсивность которого пропорциональна давлению газовой смеси в лампе (при сохранении упомянутой выше методики разбавления), может быть зарегистрировано, в частности, фотоэлектронным умножителем. Для возбуждения люминесцирущих атомов можно использовать как внешний по отношению к лампе источник УФ-излучения, так и УФ-излучение, испуска- емое накаленным телом накала лампы. С помощью предложенного способа измерения давления газа определяют количество газа в лампе, которое Не зависит от температуры газа. Это позволяет производить измерение нормального (приведенного к комнатной температуре. ) давления газа в лампе при любой температуре колбы лампы в процессе измерения. Кроме того, с его помощью можно отбраковывать натекающие лампы, т.е. лампы, частично наполненные воздухом. Такая ситуация бозникает, в частности, при разгерметизации гнезда автоматической линии в позиции наполнения. Если величина натекания невелика, присутствие воздуха в колбе лампы не проявляется при ее обжиге, но значительно сокращает срок службы светильника. Известные способы определения давления газа в лампах не позволяют выявить лампы с таким дефектом, поскольку суммарное давление газов в натекающих лампах близко к норме. Применение газа-метки решает .эту проблему. Радиоактивная газовая

s 10308866

смесь натекающей лампы в процессе на Точность регистрации давления по

полнения разбавляется неактивнымдописанному способу с использованием

вохдухом. Удельная активность газа в.указанных измерительных устройств не

лампе падает, что регистрируетсяниже %.

детектором в позиции контроля дав-5 Основное техническое преимущест.леиия. .во такого способа измерения давления

Описанный способ измерения дав-базовым способом заключается в возления газа в лампах применим дляможности организации с его помощью

ламп с любым давлением наполне- режима непрерывного автоматического

ния: как ниже, так и выше ат-контроля процесса наполнения ламп

мосферного.газом в процессе их изготовления/

в лампах накаливания в сравнении с