(34) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ГЕРКОНОВ
Иэобретенве Еасается испытаний геркоиов и може быть испоаг овано в промышленном производстве герконов и электромагнитных реле.
Контактирующие яоверхности герконов должны быть по возможности одинаковыми по свонм электрофизическим свойствам (свободная поверхностная энергия, адсорбционные свойства, работа выхода электрона с поверхностн и т. д.). Однако известные технологические приемы нзгогговлення герконов не могут полностью обеспечить выпелнение этого требования. Встречаются герконы, в которых одна из контактирующих поверхностей имеет дефект, например наличие микрочастиц, отслоение контактного шжрытия, царапины, островки загрязнений. Taioie геркоиы с разными электрофизическими саойствами контактирующих поверхностей- более СЕЛОННЫ к отказам, чем герконы с одинаковыми свойствами контактирующих поверхносгей. По этой причине при изготовлении герковов и реле на их основе стараются своевренеяио выявить приборы с различными дефектами на контактирующих поверхностях и агбраковать их.
При производств герконов применяют оптические способы В швяения посторонних частнц. Н дефектов на внутренних поверхностях герконов т. е. визуальный осмотр с помощью микроскопа, а также с применением проекционной и телевизионной аппаратуры.
Однако для микроскопа характерно ограниченное поле зрения при большом увеличении и связанная с этим малая глубина резксжти. Геркон представляет собой пространственный объект. Чтобы при осмотре отчетливо видеть поверхности, находящиеся на разных уровнях (относительно фокальной плоскости объектива), приходится непрерывно изменять настройку геркона через стекло цилиндрического баллона, различные неоднородности и двойное лучепреломление которого на границе воздух-стекло н гтекло-газ при тщательной фокусировке микроскопа не позволяют получать резкое изображение объекта.
Применение проекторов и телевизионных устройств не устраняет этот недостаток. По-прежнему посторонние частицы в основном просматриваются только на поверхности стекла.
Наиболее трудно выявляются посторонние микрочастицы и другие дефекты на контактирующих поверхностях, т. е. там, где их присутствие недопустимо. Заглянуть в зазор между ними удается только при располож рни этих
Пиперхностей параллельно главной оптической оси объектива оптического средства при освещении геркона проходящим светом. Получают Tf нсйое размытое изображение зазора, поэтому нельзя с достоверностью констатировать факт наличия частицы и контактирующей поверхности.
Известен способ контроля параметров -герконов, в частности контроля газового наполнения. По этому способу между ко 1тактирую1ШМИ поверхностями находящегося в разомкнутом состоянии геркона возбуждают электрический разряд и измеряют параметры этого раз ряда.. ,
Целые изобретения является обеспечение объективного и надежного контроля дефектов на юитактирующих поверхностях герконов.
Это достигается тем, что по предложенному способу электрический разряд возбуждают и намеряют его параметры сначала при одной полярности напряжения на контактах геркона, а затем при обратной полярности, после чего определяют разность между параметрами и по ее величине делают вывод о наличии дефектов.
Измеряют потенциал зажигания импульсного разряда. Потенциал зажигания импульсного разряда можно определять при включении геркона в качестве разрядного элемента в схему релаксационного генератора пилообразного напряжения с накопительной емкостью между точками подключения геркона 1 - 100 пф. Напряжение горения непрерывного разряда измеряют при силе разрядного тока 5-500 мкА. Скорость нарастания тока электронных и ионнных лавин измеряют при формировании разряда. Скорость нарастания тока электронных и ионных лавин можно опре: делить при включении геркона в качестве разрядного элемента релаксационного генератора пилообразного напряжения по крутизне спада напряжения на накопительной емкости.
При малых расстояниях между контактирующими поверхностями, составляющих в разных типах герконов 20-300 мкм, напряженность поля в зазоре {если считать, что поле однородно) составляет 20-100 кВ/см и более. При этих условиях наличие дефекта или посторонней частицы на одной из контактирующих поверхностей вызывает сильное искажение поля у этой поверхности. В зависимости от того, является поверхность с дефектом, или микрочастицей катодом или анодом разрядно. го промежутка характеристики процессов ионообразования оказываются разными. Например, наличие острня на катоде может привести к автоэлектроннбй эмиссии, в результате чего будет иницирован пробой при более низком напряжении, чем при отсутствии острия. Или, наличие дефектов изменяет работу выхода катода, в связи с чем изменяются напряжения зажигания и горения разряда, при этом уменьщенне работы выхода катода приводит к умеиьщению указанных напряжений.
Другими словами, наличие дефекта или посторонней микрочастицы на одной из контактиnvirtiijHx повеохностей приводит к изменению
характеристик электрического разряда при изменении полярности приложенного напряжения в разрядном промежутке.
При разной полярности напряжения на герконе можно измерять различные характеристикн: потенциал зажигания импульсного разряда, потенциал горений разряда на постоянном определ еиной величины токе, скорость нарастания тока электронных и ионных лавин. - Ниже приведены описания различных модификаций способа с использованием разных форм электрического разряда.
Первый вариант. Между контактирующими поверхностями пропускают импульсы разрядного тока частотой 5-30 кГц и измеряют потенциал зажигания разряда с помощью пиквольтметра, сначала при одной полярности напряжения на герконе, потом - при другой. Затем определяют разность между полученными значениями потенциалов зажигания и по ее величине делают вывод о количественном различии электрофизических свойств контак, тнрующих поверхностей проверяемого геркона. Так для больщинства герконов типа КЭМ-б (90-Эб /о), предварительно проверяемых с помощью оптических средств на отсутствие в баллоне и на контакт-деталях пос;торонних -микрочастиц и других дефектов, напряжение зажигания импульсного разряда при разной полярности напряжения на герконе различается не более, чем на 10-15 В. Однако встречаются герконы, в которых эта разница
достигает 50 В. Анализ состояния контактирующих поверхностей после разрушения обоЛочки обнаруживает либо микрочастицу, либо дефект на контактирующих поверхностях.
Наиболее точным является определение потенциала зажигания импульсного разряда,при
включении геркона в качестве разрядного але мента в схему релаксационного генератора пилообразного напряжения с накопительной емкостью. При прохождении импульса тока через геркон происходит разряд емкости. Экспериментально установлено, что величина накопительной емкости в схеме релаксационного генератора при осуществлении такого способа должна быть 1 -100 пФ, оптимальные значения 5-20 пФ.
Второй вариант. Применяют разряд на постокнном токе. Такой разряд может быть получен при подключении проверяемого геркона через большое ограничивающее ток сопротивление (30-200 мом) к источнику постоянного toKa напряжением, превышающим напряженне зажигания разряда в,зазоре между электрода йи. Величина емкости между точками подключения геркона для предотвращения возникновения релаксационных колебаний в схеме должна быть предельно малой. Например, получают непрерывный разряд в герконах КЭМ-1,
КЭМ-2 н КЭМ-6 при величине емкости между точками Подключения 1,5-2,5 пФ.
Снла разрядного тока во избежание разрушения контактирующих поверхностей. не должна г.евышать 500 мкА (это предельное значение). Наименьщее значение тока 5мкА,
если ниже, разряд нестабилен, оптимальный вариант 50-200 мкА,
Разница напряжения горения непрерывного диффузионного разряда при наличии дефектов на контактирующих поверхностях для разной полярности напряжения на герконе достигает в отдельных случаях 6ОВ.
Третий вариант. В проверяемом герконе возбуждают электрический разряд. Измеряют скорость нарастания тока .электронных и ионных лавин при формировании разряда при разной полярности напряжения на герконе. Наиболее просто и точно можно судить о скорости нарастания тока электронных и ионных лавин при использовании указанной схемы релаксационного генератора, а именно, изменяя крутизну сггада напряжения на накопительной ем.кости при прохождении разрядного импульса между контакт-деталями геркона.
В герконе возбуждается электрический разряд, точнее разряд возбуждается в зазоре между контактирующими поверхностями, играющими роль электродов. Разряд может быть разным, как импульсным, так и на постоянном токе.
Характеристики этого разряда при разной полярности напряжения на герконе могут быть разными: потенциал зажигания, или потенциал горения, или скорость нарастания тока электронных н ионных лавнн прн формировании разряда.
По величине различий :между измеренными характеристиками электрического разряда при разной полярности напряжения на герконе делают вывод о наличии дефекта на контактирующей поверхностн.
Применение предложенного способа в промышленности позволяет повысить надежность ;герконов. Особую важность приобретает этот способ для проверки качества реле на герконах.
Зги реле нмеют непрозрачный корпус, .поэтому взглянуть на геркон с помощью оптических средств и обнаружить дефект на контактирующей поверхности нельзя, а предложенный спог соб позволяет сделать это.
.Формула изобретения
s а затем прн обр1атной полярности, после чего определяют разность между параметрами н по ее величине делают вывод о наличии дефектов.
разряда.
генератора-вилообразного напряжения с накопительной емкостью между точками подклю ченяя геркона 1 - 100 пФ.- .
0 разряда прн силе разрядного тока 5-500 и кА. i
