Способ определения качества сильноточных катодов газоразрядных источников света высокой интенсивности Советский патент 1983 года по МПК H01J61/73 

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к газоразрядным осветительным лампам высокого давления, и может быть использовано при производстве газоразрядных ламп различного назначения.

Известен способ определения эмиссионных свойств .катодов электровакуумных приборов, заключающийся в теян, что с целью оценки состояния катода в процессе его старения отключают питание накала и фиксируют изменение мощности флуктуационного шума катода 1.. .

Этот параметр (лющность флуктуадионното шума катода} особенно чувствителен к запасу катода по эмиссии и его эмиссионной неоднороднорти. Кривая изменения мощности флуктуационного шума катода в процессе его охлаждения после отключения питания накала имеет экстремальный характер, на ней более четко, чем на любой ffi yгой характеристике, выражены границы переходного участка.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения качества катода газоразрядных ламп, основанный на определёнии времени статистического запаздывания возникновения разряда. При данном способе характеристикой качества электродов является, время запаздывания возникновения разряда в зависимости от материала активатора и электродаС2.

Однако известный способ оценки состояния катода не отличается высо10кой точностью из-за влияния многих факторов. Статистическое время запаздывания имеет большой разброс значений QT измерений к измерению, что требует многократных измерений

15 для получения среднего значения

для каждого катода. Это время включает в себя время от подачи напряжения на разрядный промежуток до начала дугового разряда (собственно

20 время запаздывания)и время формирования дуги. Длительность первого этапа определяется, кроме состояния катода, рядом других факторов, давлением и составом наполнения, .состоя25 нием внутренней поверхности колбы, наличием внешних оптических излучений и др. Время второго этапа в большей степени определяется состоянием катода, а длительность его много

30 меньше, чем первого. В результате этого точность оценки качества катодов по измерению времени двух этапов низкая. Цель изобретения - повышение точности оценки качества катодов газоразрядных источников света. Ука9анная цель достигается тем, что согласно способу определения качества сильноточных катодов газоразрядных источников света высокой интенсивности путем приложения между катодом и анодом напряжения, превышающего напряжение пробоя, и измерения характерных времен развития ра ряда, прикладываемое напряжение выби рают в 2-5 ;раз превышающим напряжение пробоя, а о качестве катодов судят по времени от начала дугового разряда до момента достижения током установившегося значения. Выбор прикладываемого напряжения обусловлен тем, что при низких напря жениях (менее чем в 2 раза превышающих напряжение пробоя) преобладает время от момента подачи напряжения до начала развития дугового разряда причем начальная фаза разряда носит характер тлеющего разряда, параметры которого в меньшей степени определ51ю ся свойствами катода, чем, например давлением газа и его составом. При увеличении напряжения более чем в 5 раз превышающим напряжение пробоя существенно уменьшается как длительность первого, так и длительность второго этапов, что также снижает точность оценки качества катодов. оценку качества катодов предлагается осуществлять не по времени от момента приложения напряжения до развития дугового разряда, а по промежутку времени йф начала дугового разряда до.завершения формирования дуги, так как оно в большей степени зависит от состояния катода . . Пример. Проводят измерения времени от момента возникновения ра ряда до достижения током установивше гося значения(времени формирования разряда) на стандартных лампах ДРЛ-40р и лампах с заведомо нарушенной техно логической обработкой электродов.. Нарушением технологического процесса считается изготовление электродов без бария, а также обработка электр дов только в водороде или только в вакууме. Нормальным электродом считается такой, у которого в качестве оксида применены итрий и барий с об работкой электрода в водородной печ и в вакууме (.высокочастотным разрядом ). Для каждого типа электродов изго тавливают 5 ламп. На лампу подают напряжение, превышающее напряжение пробоя, равное 600 В (в 2,7 раза) и фиксируют время формирования разряда. Для каждой лампы проводят 5 измерений. Рассчитывают среднее значение для 5 ламп. Измерения проводят на установке, содержащей мое- Ьгик на 4 диодах, в плечо которого включен тиристор. Момент запуска тиристора осуществляется при помощи мультивибратора и фазорегулятора. Для определения времени формирования разряда используют осциллограф с памятью типа С8-9А, запуск которого производят синхронно с подачей напряжения на лампу. Результаты измерений приведены в табл.1. В табл.2 приведены данные по измерению времени Сф для тех же ламп в зависимости от отношения прикладываемого напряжения U к напряжению пробоя Unp . Из табл.2 видно, что при (J/Upp 2 наблюдается большой статистический разброс Tjj, , что снижает точность оценки качества катодов. Связь между прикладываемым напряжением и Тф нелинейна, характер ее может изменяться от параметров цепи питания, которые при контроле.качества катодов должны быть зафиксированы в условиях производства и должны быть аналогичными. Для подтверждения возможности использования предлагаемого способа для контроля качества катодов, изготовленных из других материалов, приведены измерения Гф на макетах трубчатого импульсного источника света, катоды которых изготовлены из торированного вольфрама марки ВТ-50. Вариация качества катодов осуществляется предварительной термической обработкой поверхности электрода при температуре выше 2000 К в течение . 5,10 и 30 мин. При этом происходит уменьшение процентного содержания активатора, т.е. ухудшение качества катодов. Результаты измерения времени ф при и/ипр 3,5 приведены в табл.3. Как видно и5 табл.3,при нарушении технологических процессов обработки катодов время формирования Тф увеличивается. При наборе определенных статистических данных для каждого типа газоразрядных ламп можно судить о качестве обработки электрода и лампы в целом. Предлагаемый способ позволяет повысить точность оценки качества катодов газоразрядных источников света высокой интенсивности и осуществлять контроль технологического процесса изготовления горелок на автоматах, что значительно повышает качество выпускаемых ламп, а также увеличивает выход годной продукции.

Таблица 1

Стандартный электрод, применяемый для

и/и

1,5

2,0

пр

80+20 58+10

Тф МКС

МКС

;

Стандартный электрод.

Формула изобретения

Способ определения качества сильноточных катодов газоразрядных источНИКОВ света высокой интенсивности путем приложения между J aтoдoм и анодом напряжения, правьлиающего напряжение пробоя, и измерения характерных времен развития разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности Оценки качества катода, прикладываемое напряжение выбирают в 2-5 раз превышающим напряжение пробоя, а о качестве катодов

Таблица 2 6,0 7,0

4,0

5,0

11+2

7±2

19+2 15+2

6+2

Таблица 3

судят по времени от начала дугового 55I разряда до момента достижения током установившегося значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Числяков П.Н. Статистические запаздывания пробоя в инертном газе при чисто металлическом и активированном катодах. - Радиотехника и электроника, т. 8, № 7, 1963 (прототип ). серийно выпускаемых ламп.