Существующие средства не позволяют определить полную кривую охлаждения нитей накаливания осветительных ла1мп, необходпмую при конструировании и испытании взрывобезопасных лам-п и светильников. Так, -при помощи фотоэлемента (CML на;пр. Левитин. «Испытание взрывобезопасных светильни ков и нх элементов, журнал «Светотехника YQ 8 за 1937 г.) можно снять кривую охлаждения нити только до 1200° С, что явно недостаточно, так как исследователя может интересовать 1ВСЯ кривая охлаждения. При помощи тока малюй силы, нропускаемого через нить лампы носле ее выключения, можно заснять кривую охла-ж деиин нити от максимальной температуры до температур 800° С. Этот способ чрезвычайно сложев и далеко неточен.
Предлагаемый способ определения кривой охлаждения нити накалИВан ия основан также на использова1нии фотоэлемента и осциллографа, но. благодаря специальным приемам , им удается получить полную кривую охлаждения нити от максимальной температуры до температуры окружающей среды.
По предлагаемому способу при помощи фотоэлемента и осциллографа снимают большую часть кривой нагрева нити и ме,ньщую часть кривой охлаждения, а затем графическим методом строят полную кривую охлаждения, использовав для этого эксперимбнтальную кривую охлаждения (от максимальной температуры до 12QOC) и зеркальное изображение экспериментальной кривой Аагрева. Таки,м образом удается построить кривую охлаждения от максимальной температуры нити накаливания до температуры окружающей среды, чего до сих пор не удавалось сделать.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг, 1 которого показаны кривые нагрева и охлажаения -нити накала, на фиг. 2 - схема фотоэлектрического измерительного устройства, на фиг. 3 и 4 - пояснительные диаграммы.
Рассмотрим теоретические предпосылки предлагаемого способа.
Избыток количества теплоты. БЫ|деляющегося в элемент времени (it, иад теплотой, которую отводит наружу поверхность нити, должен быть равен количеству тепло-ты, накопившемуся в нити вследствие повышения температуры.
Если при этом пренебречь температурньвм перепадом в нити, то
температура вйутри ее равна превышению температуры - на поверхности, и МЫ получаем ди:фере11циальное уравнемю:
Q dt Cd- + А-сП,
где Qdt - количество тепла, выделяемого в нити за э.чемент времени d/,
Cd - количество тепла, поглощаемого во всем Объбме нити, при иовышея-ии температуры «а d- за время dt,
A-dt - количество тепла, отдаваемое в окружающую среду со всей поверхности нити за время di при разности температур -.
Для иити накаливания справедливо условие Л const, С const и Q const.
„Cd т
Тогда:
dt
(.-Л-т с
4 In fc (Q А.
При начальнЫХ условиях t 0., . 0 и k.(М с
„ L. L 1 , л I
- А
НО, так как Q Л Тю„х характеризует тепло:в:ое равновесие, то, заменив отнощение коэфициентом Т, можНО написать:
,n..(l-eПКоэфициент Т есть величина, характеризующая длительность нагрева нити. Эта величина для даитей ламл различной мощности будет разной при прочих равных условиях.
Положив в диференциальном уравнении Qdt О, т. е. О - Cd --i А dt, оря .начальном условк; 7 ,и ири , получим кривую охлаждения нити
Т о е
Будучи построен-а в зависимости от ,эта кривая представляет собой зеркальное изображение кривой нагревания -относительно линии сим- - con.t
метрии (фиг. 1).
У ламп накаливания охлаждение происходит После выключения нити II разрушения колбы, и тогда коэфицяент Т меньще при о хлаждении, чем лри нагревании, когда колба цела. У газонатолненных лами в этом случае коэфициент мало изменяется, так как ,нить находится в газовой среде под нормальным атмосферным давленибам. Опыты показывают, что при целой я разрушенной колбах время охлаждения нити до температуры оорядка 1200° С измеилвтся всего на 4-5% (те.мпература нити 1200 С является минимальной для отметки ее при помощи фотоэле.мента). Ниже этой температуры коэ-фициент Т значительно изменяется.
У вакуумных ламп коэфицпент Т очень сильно изменяется в зависимости от того, цела ли колба или разрушена при охлаждении нити накаливания. Кривые нагрева и охлаждения у этих ла.ми при таких условиях не совпадают, так как нагрев нити происходит в вакууме, а охлаждение в материальной (газглвой) сре-де.
Кривая охлаждения определяется следующИМ образо м. По схе:,е фиг. 2 нроизводится осциллографирование кривой нагрева нити накаливания в целой колбе. Здесь Л - испытуемая ламта, ФЭ - фотоэлемент, ШОЛ и ZZ/0-2 - щлейфы осциллографов, Б - батарея. При осциллографировании, вследствие того что фотоэлемент реагирует на световой ноток нити, температура которой не вижб 1110-1200 С, осци.члограм.ма будет иметь вид. показанный на фиг. 3.
Поскольку нагрев НИ:Г|И от те.миоратуры окружающей среды до температуры 1200 С происходит очень быстро в силу Минимальных темповых потерь, то время /, от.меченное осциллограммой, будет составлять незначительную часть всего времени нагрева. Таким образом И)и осциллографировании нагрева нити удается -иолучить больщую часть кривой и полное время нагрева.
Вторая операция состоит в том, что по схеме фиг. 2 снимают осциллограмму охлаждения от максимальной тамперату.ры до 1200° С.
Промежуточные точки температуры 1как кривой нагрева, так и охлаждения отмечаются на осциллограммах обычным юпособом (1 мм осциллотрамме соответствует определенной силе анодного тока усилителя, который пропорционален определенному световому потоку исследуемой нитн иакаличвания - температуре).
Используя результаты осциллографирования, строим кривые В нагрева и А охлаждения в коордннатах «температура - время, как показано «а фиг. 4. Построив зеркальное изображение СВ кривой нагрева, соединяем крйв.ую охлаждения и зеркальную кривую при помощи лекала. Полученная кривая ибудет кривой
охлаждения нити накаливания от максимальной тем пературы до температуры ок|ружающей .
Таким способом можно определить кривые охлаждения нитей накаотивания тех ламп, у которых условия теплоотдачи при целой колбе к разрушенной мало отличаются Между .
Это справедливо в том случае, если снимаются кривые охлаждения от ма1ЮСИ1М1альной TeiMnepaiTypbi до температуры нити порядка 600 - 700 С.
Но так как кривая охлаждения ниже этой температуры сильно искажается вследствие влияния нагретой колбы, то для получения полной Кривой охлаждения необходимо осциллографировать нагрев и охлаждение нити без колбы, поместив ее в значительно большую по объему среду инертного газа при нормальном давлении.
Предмет и з о б р е т е н И я
Способ оцределения полной криЕой охлаждения нитей накала газонаполненных ламп or максимальной температуры до температуры окружающей среды путем осциллографировання изменения во времени тока фотоэлемента, освещаемого испытуемой лампой, о т л и ч а ющ и и с я те.м, что с целью исключения о-сциллографирования При температурах ниже 1200°. при которых фотоэлемент недостаточно чувствителен, производят осциллографирование сперва кривой нагрева от температуры 1200 до максимальной температурь. и затем - кривой охлаждения до той же температуры, а для построения остальной части этой кривой до температуры окружающей среды используют зеркальное изображение первой кривой.
Vf
.U
11 леифиа-1 /I
f--с- 1леифшоФи -. 4
rrh-m-r
ttipiit
-Hr.-Ij
i,
