Способ неразрушающего контроля массы ртути в люминесцентных лампах Советский патент 1991 года по МПК H01J9/395 H01J9/42 

Изобретение относится к электроламповой промышленности и может быть использовано при испытаниях и контроле качества люминесцентных ламп.

Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности контро- ля, а также ускорение и удешевление ресурсных испытаний ламп.

Поставленная цель достигается тем, что контроль массы ртути в работоспособной лампе ведут по соотношению напряжений горения ламп в режиме тлеющего разряда (ток до 100 мА, напряжение бол ее 140 В) при температуре 20 - 350°С и при поддержании постоянным уровня токов разряда.

На фиг.1 представлена установка для испытания ламп; на фиг.2 - схема подключения лампы к источникам электропитания; на фиг.З - зависимость напряжения горения разряда (Lbi) для различных масс ртути (т) от температуры колбы.

Заявляемый способ осуществляется с помощью установки (фиг.1), состоящей из печи-термостата 1 с регулируемой температурой, которую измеряют с помощью термодатчика 2. Лампа 3. расположенная в печи, включается в схеме литания (фиг.2) с помощью коммутирующих устройств 4, введенных через заглушки 5 торцовых отверстий печи 1. Электроды лампы 3 через коммутирующее устройство 4 подключены к регулируемому источнику 6 питания, который позволяет зажигать люминесцентные лампы при напряжении до 3 к В и поддержиOs

Os

«

00

ел

вать стабильный разряд при токах до ЮОмА.

После включения лампы и при достаточной стабилизации горения в течение 15 - 30 мин проводятся измерения напря- жения горения лампы приборами 7 при поддержании постоянным уровня тока 10 разряда с помощью источника 6 питания по прибору 8 с фиксацией температуры, измеряемой термодатчиком 2 по прибору 9. По- еле подачи напряжения, измеряемого прибором 10. на нагреватели 11 печи-термостата 1 и после достижения необходимой температуры 2, измеряемой прибором 9, ее поддерживают на постоянном уровне при непрерывном горении лампы с поддержанием тока разряда на стабильном уровне lo.

При нагревании лампы, горящей при постоянном токе разряда, наблюдается рост напряжения горения, который приводит к тому, что при температурах, превышающих температуры полного испарения введенной в лампу ртути, напряжение горения будет тем больше, чем больше масса введенной в лампу ртути.

Теоретические расчеты показали, что с ростом давления насыщенных паров рути зависимость величины электрического поля от Рид имеет вид, показанный на фиг.З. Сна- чала с ростом давления Рид (температура Тх.з.) величина градиента потенциала электрического поля Е падает, достигает некоторого минимального значения при определенном значении Рид мин (завися- щем от радиуса трубки RTp, величины протекающего через разряд тока, давления и сорта наполняющего газа), после чего начинается рост величины Е. По достижению условий полного испарения (Тисп) всей жид- кой фазы ртути дальнейшее увеличение тем- пературы и соответствующий ей рост давления будут происходить при неизменном уровне концентрации атомов ртути, а давление подчиняется динамике закона Бойля-Мариотта (пропорционально Т). Ввиду неизменности концентрации п при Т Тисп все процессы, зависящие от пнд, остаются неизменными, т.е. Е(Рнд) const при Т Тисп. Таким образом, по соотноше- нию напряжений горения ламп при температурах, меньших и превышающих температуру полного испарения введенной ртути, можно контролировать ее массу в лампе.

Пример. Заявляемый способ был осуществлен на установке, представленной на фиг,1. Лампа включалась, после чего с помощью регулируемого источника питания устанавливался (после времени стабилизации, равном 15 мин) ток разряда, равный 26 мА. при котором напряжение горения составило порядка 140-160 В. После этого печь нагревал до 50ГС при поддержании тока разряда, равном 26 мА. После горения лампы при температуре 50°С в течение 15 мин (период необходимой стабилизации) фиксировалось напряжение горения, что составило 140 - 160 В у ламп с различным содержанием ртути. Аналогичные измерения проводились при нагревании печи с горящей лампой до температуры 250°С. Напряжение горения ламп при этой температуре при стабильном токе разряда, равном 26 мА, менялось в диапазоне 400 - 700В.

При градуировке способа изготавливают несколько партий однотипных ламп, отличающихся только тем, что содержание ртути в лампах каждой партии различно. Обычно должен быть охвачен диапазон от 5 до 180 мГ, т.е. в пределах реального разброса для люминесцентных ламп массового производства по содержанию ртути (тнд). Чем больше партий, тем больше точек на

1)ти графике -г-;. Исходные для него данные

иТнач

получают путем измерений напряжения горения (U) ламп при начальной температуре (при Тнач получаем Утнэч) и температурах нагревания ламп до и несколько превышающих температуру точки излома (при температуре излома Тм и напряжение горения равно 11ти). Имея значения Кти и Утнач для ламп с разной массой ртути (тнд), по средней для каждой партии ламп с известной rriHgi находим 11ти/иТНач 1, по которым строится график ити/итнач (тнд|), подобный на фиг.З, только без изломов. По разбросу UT рассчитывают известными статическими методами доверительные интервалы каждой точки Ути/итнач.

Таким образом, заявляемый способ позволяет ускорить и упростить процесс контроля, сократить расход ртути в производстве люминесцентных ламп, ускорить и удешевить ресурсные испытания люминесцентных ламп (путем предварительной отбраковки ламп с недостаточным и избыточным содержанием ртути) и исключить излишнюю зартученность помещений.

Формула изобретени я

Способ неразрушающего контроля массы ртути в люминесцентных лампах, заключающийся в измерении электрических характеристик разряда люминесцентных

ламп при различных температурах окружающей лампу среды и сравнении этих характеристик с нормированными значениями, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности контроля, а также ускорения и удешевления ресурсных испытаний ламп, в качестве контролируемой характеристики выбирают зависимость напряжения горения лампы от температуры в режиме тлеющего разряда при поддержании постоянного уровня тока разряда, а контроль массы ртути производят по излому кривой данной зависимости, при этом режим горения осуществляют при нагревании электродных узлов до температуры, превышающей температуру колбы.

Изобретение относится к электроламповой промышленности и может быть использовано при испытаниях и контроле качества люминесцентных ламп. Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности контроля, а также ускорение и удешевление ресурсных испытаний ламп. Для этого при контроле массы ртути исследуют зависимость напряжения горения лампы от температуры колбы. При этом горение происходит в режиме тлеющего разряда при поддержании постоянного уровня тока разряда. Контроль массы ртути осуществляют по излому кривой температурной зависимости. Кроме того, электроды лампы разогревают до температуры, превышающей температуру колбы. 1 п. ф-лы, 3 ил.

et

2

Ъ-з

V J

-ООЈ;

8

5

Фиг.2

ЮОТнсп.1 200 7°С