Устройство для определения продолжительности горения газоразрядных ламп Советский патент 1983 года по МПК H01J9/42 

(Л

с

00

4;; о х з:) Изобретение относится к злектротехнической про шпаленности и может быть использованс на испытательных станциях заводов-изготовителей газоразрядных ламп низкого давления, а при разработкеДанного типа л амп, Известно устройство для определения продолжительности горения газоразрядных ламп, которое имеет источник питания и стартер, предназначен ный для за.жигания лампы Cl 3. Продолжительность горения газораз рядных ламп при испытаниях с использованием этого устройства может, быть определена только после- (12-15) испытаний. Такое время испытаний делае т контроль качества газоразрядных ламп неоперативным, приводит к большим затратам электроэнергии. Известно также, устройство, состоя щее из источника питания, стартера и измерительной схемы. Измерительная схема предназначена для периодического измерения напряжения на электроде лампы. Которое зависит от скорос ги расхода эмиссионного вещества с электродов. Определение продолжительности горения лампы с исподьзова „нием этого устройства проводят путем периодического измерения напряжения на электроде, набора статистических данных в течение 3-5)10 ч и обработки данных методами регрессионного анализа t2l. Известное устройство имеет существенные недостатки,которые не позволил найти широкого применения. Во-первых, цикл измерения для одной .лампы Достаточно продолжителен 20 - 30 мин, что снижает оперативность измерений. Во-вторых, источником неустранимой и не поддающейся пред варительным оценкам погрешности является то, что устройство работает на по тоянном токе , в то время как лампы в реешьных условиях работают на переменном токе. Известно, что механизм работы газоразрядных ламп на перемен ном токе резко отличается от механиз ма работы ламп На постоянном токе, причем наиболее резко это различие сказывается на работе электродов ла,мпы. Цель Изобретения - сокращение вре мени1 Измерений при повышении точности определения продолжительности го рения- лампы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источн питания стартер и схему измерений, схема измерейий вьшолнена в виде по следовательно соединенных и включен ных между стартерным и сетевым выво дами. электрода .полупроводникового диода, анод которого подключен к стартерному выводу электрода, ограничивающего резистора и измерител На чертеже показа)а схема лампы и схема измерений. Устройство содержит источник 1 питания, испытуемую лампу 2, стартер 3, гнезда 4, переключатель 5 и схему измерений, состоящую из полупроводникового диода 6, ограничивающего резистора 7 и измерителя 8 тока. Источник 1 питания соединен с электродом 9 испытуемой лампы 2, а также с гнездами 4, с помощью которых устройство подключается к сети переменного тока. Электрод 9 соединен со стартером 3, который, в свОю очередь, посредством переключателя 5 соединен со стартерным выводом испытуемого электрода 10, кохорый представлен в виде двух сопротивлений 11 и 12 с промежуточной точкой (катодное пятно) 13. Сетевой вывод 14 испытуемого электрода 10 соединен с гнездами 4. Полупроводниковый диод б, резистор 7 и измеритель 8 соединены последовательно и включены Между стартерным 15 и сетевым 14 выводами испытуемого электрода 10. Позициями 16-18 обозначены токи, текущие в цепях лампы. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерений переключатель 5 ставят в левое положение. При подаче напряжения на гнезда 4 стартер 3 срабатывает и лампа 2 зажигается. После зажигс1ния лампы 2 переключатель 5 переводят в правое положение, включая тем самым схему измерений. Измеритель тока фиксирует, ток 16, текущий в катодный полупериод к стартерному выводу 15 электрода 10. Полупроводниковый диод 6 пропускает ток 16 только в катодный полупериод, а в анодный полупериод ток через измеритель 8 не проходит. Резистор 7 служит для ограничения величины тока 16. . Необходимость ог аничивсцощего резистора 7 обусловлена следующим. Самокалящийся.электрод газоразрядной лампы низкого давления представляет собой биспираль ( или триспираль изготовленную из вольфрамовой проволоки. На электрод наносится эмиссионное вещество в виде окисЛов щелочноземельных металлов (ВаО, СаО). При работе лампы на электроде образуется Катодное пятно, нагретое до высокой температуры (.1200-2500°К). Из катодного пятна эмиттируются электроны, необходимые Для поддержания разряда в лампе. В катодном пятне происходит интенсивный расход эмиссионного вещества и в процессе работы лампы катодное пятно перемещается по электроду от сетевого вывода к стартерному выводу электрода. Когда катодное пятно переместится до границы слоя эмиссионного вещества, эмиссия электронов прекращается, разряд в лампе гаснет, и лаМпа выходит из .-строя. Измеряя скорость движения катодного пятна по электроду и прим няя методы регрессионного анализа, можно ускоренно оценивать продолжительность горения газоразрядных лам Рассмотрим условную схему работы электрода в катодн з1й полупериод, включающую лампу 2, сетевой вывод 14 электрода, стартерный вывод 15 электрода, сопротивление 11 участка электрода, проходимого током 17 от вывода 14 до катодного пятна 13, сопротивление 12 участка электрода, проходимого током 16 от вывода 15 до катодного пятна 13, резистор7 и сумматорный ток 18, питающий лампу 2. В ойчем случае сопротивления 11 и 12 являются функцией местопо;Ложения катодного пятна .13. По мере Движения катодного пятна 13 от .вйвода 14 к вьюоду .15 меняются величин соцротивлений 11 и 12, а следовател но , меняются и величины токов 16 и 17. При прочих, равных условиях величина тока 16 в катодный полупериод является функцией местоположения катодного пятна 13. Фиксируя изменение с течением времени величины тока 16 можно оценивать скорость движения пятна 13. Резистор 7 служит для ог,раничения тока 16, и его номинальное значение выбирается, как правило, в пределах от 10 до 10 Ом. Уменьше ние номинальной величины резистора 7 приводит к росту ,тока 16, который оказывает возмущающее действие на режим работы катодного пятна. В предельном случае, когда ограничивающий резистор 7 отсутствует, токи 17 и 16 равны, и катодное пятно работает нестабильно. Верхнее значение ограничивающего резистора зависит от типа используемого измерителя тока. Например, при номинальном его значении 10 Ом ток 16имеет величину единиц микроампер ,и дальнейшее увеличение сопротивления измерительной цепи приводит к уменьшению тока 16 и требует применение дорогостоящих измерительных приборов, что в произв6дственных условиях нецелесообразно. Использование новой схемы измерения сокращает цикл измерений одной лампы до 5-7 мин Iпри использовании, известного цикл измерений длится 2030 повЕлшает точнбсть определения продолжительности горения газоразрядных ламп низкого давления, с самокал 1щимися электродами. Сокращение цикла измерений связано с уменьшением в 3-4 раза времени формирования к стабилизации пара метров катодного пятна при включениилампы на переменном токе. ПЬвышение точности оПг ределения продолжительности горения объясняется тем, что измерения ведутся в тех же стандартных условиях, что и при испытаниях ламп на стендах. В известном устройстве измерения ведут я на постоянном токе, что существенно снижает точность измерений. Общее время испытаний ламп уменьшается до ( 4-5Моч, что приводит к значительной экономии электроэнергии и трудовых затрат.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ГОРЕЙЙЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП, содержащее источник пита- ; ;НИН, стартер и схему измерений, о т;л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерений при повышении точности определения продолжительности горения, схема измерений выполнена в виде последовательно соединенных и включенных между стартерным и сетевым выводами электрода полупроводникового диода, анод которого подключен к- стартерному выводу электрода, ограничивающего резистора и измерителя тока.