Спосіб визначення кількості ртуті в трубчатій люмінесцентній лампі

Изобретение относится к светотехнике, в частности к контролю качества изготовления трубчатых люминесцентных ламп. Известен способ определения количества ртути в тр убчатой люминесцентной лампе, при котором измеряют температур у колбы лампы в ее рабочем режиме и по этой температуре путем сопоставления с градуировочными кривыми, снятыми на лампах с известным количеством ртути, определяют количество ртути в данной лампе [1]. Предварительное изготовление ламп с известной массой ртути и их тарировка ограничивают возможности применения способа. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа способ определения количества рту ти в трубчатой люминес центной лампе, включающий нагрев лампы, индикацию рту ти в лампе и оценку количес тва рту ти, причем количество рту ти опред еляю т по напряжению горения, лампы при заданном д ля д анного типа и мощнос ти лампы токе пу тем сопос тавления результатов измерений с графиком. Такой способ не позволяет создать температурный градиент вдоль оси лампы для концентрации ртути в зоне одного из ее торцов с возможностью последующего уравновешивания половин лампы для непосредственного определения количества ртути. Поэтому возникает необходимость изготовления ламп с известным количеством ртути и последующим снятием тарировочных кривых. В основе изобретения стоит задача создать температурный градиент вдоль оси лампы, который способствовал бы конденсации ртути в зонах торцов лампы, что в свою очередь исключает необходимость предварительного изготовления ламп с известным количеством ртути. Поставленная задача решается тем, что в способе определения количества ртути в трубча той люминесцентной лампе, включающем нагрев лампы, индикацию ртути в лампе и оценку количества ртути, согласно изобретению, перед нагревом лампу устанавливают в горизонтальном равновесном положении относительно оси равновесия, размещенной выше центра масс лампы и ртути, нагрев лампы осуществляют в два этапа с положительным и отрицательным температурным градиентом вдоль ее оси, отмечают положение продольной оси лампы после первого этапа нагрева, после второго этапа нагрева возвращают лампу в положение, соответствующее положению после первого этапа нагрева, с помощью груза, установленного на торце лампы, а оценку количества ртути осуществляют по величине груза. Необходимая для нормальной работы лампы масса ртути при температуре, близкой к комнатной, практически вся находится в жидком состоянии и конденсируется в наиболее холодной части лампы. Поэтому при создании температурного градиента вдоль оси лампы, т.е. при нагревании одного ее конца и охлаждения второго, вся ртуть конденсируется в охлажденном конце, смещая центр тяжести лампы в сторону этого конца. Поскольку первоначальное положение основной массы ртути неизвестно, процедуру нагрева и охлаждения необходимо повторить, поменяв соответственно знак температурного градиента, т.е. поменяв нагреваемый и охлаждаемый концы. Изменение положения центра тяжести определяют по изменению положения оси лампы, предварительно установленной в горизонтальном равновесном положении относительно оси равновесия, размещенной выше центра масс лампы и ртути. Чем ближе ось. равновесия к центру масс. тем выше чувствительность измерения массы ртути. Прилагаемый чертеж иллюстрирует зависимость чувствительности измерения массы ртути от высоты положения оси равновесия относительно центра масс ртути и лампы с закрепленным на ней держателем оси (на чертеже не показан). В уравновешенном положении лампы 1 центр масс 1 находится на одной вертикали с положением оси равновесия 3 (более низкое положение оси) или 4 (более высокое положение оси). Смещение центра масс вызывает наклон лампы на некоторый угол а. Так, смещение центра масс в положение 5 сопровождается наклоном лампы на угол a 1 (для положения оси равновесия 3) или a 2 (для положения оси равновесия 4). В процессе осуществления способа лампу устанавливают в горизонтальном положении и уравновешивают ее половины смещением относительно оси, размещенной выше центра масс лампы и размещенной в ней ртути. При этом желательно, чтобы ось равновесия располагалась достаточно близко к центру масс. Затем нагревают один конец лампы и охлаждают второй. В результате ртуть, находящаяся в лампе, постепенно осаждается в охлаждаемом ее конце. Если раньше ртуть не была сосредоточена в этом конце, равновесие несколько нарушится, и за счет смещения центра масс лампа изменит свой наклон. Нагрев и охлаждение прекращают и после того, как температура лампы выравняется, отмечают величину наклона оси лампы. Затем ранее нагревавшийся конец охлаждают, а охладившийся нагревают. Ртуть при этом перемещается в противоположный конец лампы, который в результате изменения равновесия опускается. Нагрев и охлаждение прекращают и при равномерной температуре всей лампы на поднявшийся конец подвешивают гр уз такой величины, чтобы лампа заняла отмеченное после первой процедуры нагрева и охлаждения положение. Масса этого груза вдвое больше массы ртути в лампе, поскольку ртуть переместилась не из центра масс, а на всю длину лампы. Чем ближе ось равновесия к центру масс, тем чувствительней измерение, как видно из сравнения углов a 1 и a 2, равных углу наклона оси лампы соответственно при более близком и более удаленном от оси равновесия положении центра масс. Возможности чувствительности способа можно увидеть на примере лампы ЛДЦ40, масса которой составляет около 200 г, а длина 1,2 м. Если ось равновесия размещена на расстоянии 3 мм выше центра масс, то при перемещении ртути массой 5 мг из одного конца лампы в другой и соответствующем смещении центра масс на 0,03 мм tg a составит 0,01. Конец лампы за счет изменения наклона ее оси в этом случае сместится на 6 мм. Такое смещение может быть отмечено с точностью до 1 мм, что соответствует точности измерения массы ртути в 1 мг. Предлагаемый способ исключает необходимость изготовления ламп с определенным количеством ртути, не требует сопоставления с характеристиками этих ламп и, соответственно, не только сокращает время определения массы ртути, но и расширяет возможности измерения массы ртути в различных тр убчаты х люминесцентных лампах.