Спосіб неруйнівного контролю одноцокольних люмінесцентних ламп на наявність попереднього підігріву катодів в пусковому режимі

Реферат: Спосіб неруйнівного контролю одноцокольних люмінесцентних ламп на наявність попереднього підігріву катодів в пусковому режимі, у якому вимірюють зміну світлового потоку лампи в пусковий період. UA 75135 U (54) СПОСІБ НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ ОДНОЦОКОЛЬНИХ ЛЮМІНЕСЦЕНТНИХ ЛАМП НА НАЯВНІСТЬ ПОПЕРЕДНЬОГО ПІДІГРІВУ КАТОДІВ В ПУСКОВОМУ РЕЖИМІ UA 75135 U UA 75135 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований спосіб неруйнівного контролю одноцокольної люмінесцентної лампи на наявність попереднього підігріву катодів при її запалюванні та установка для його реалізації належить до галузі світлотехніки і може використовуватися для вимірювання характеристик люмінесцентної лампи. Відомо, що ресурсні характеристики компактної люмінесцентної ламп (КЛЛ) залежать від багатьох факторів, в тому числі від довговічності катодів. В цих лампах використовуються катоди, принцип дії та конструкція яких описані в [Уеймоус Д. Газорозрядные лампы. - М.: Энергия, 1977.-344 с., Рохлин Н.Г. Розрядые источники света. - М.: Энергоиздат, 1991.-720 с.]. Причини деградації емісійної спроможності катодів різні в різні періоди роботи лампи. В пусковий період руйнування оксидного шару електродів в основному пов'язане з розпиленням активної речовини іонами, прискореними в області катодного падіння тліючого розряду. Стадія тліючого розряду завжди виникає в пусковому режимі, однак її тривалість буває різною і залежить вона, в основному, від часу нагрівання катодів до необхідної температури. Від температури катодів залежить їх електронна емісія і, відповідно, катодне падіння - при підвищенні температури емісійного покриття катодне падіння напруги знижується, що приводить до зниження енергії іонів, які бомбардують емітерне покриття катодів. Чим більше триває стадія тліючого розряду, тим більше катоди піддаються бомбардуванню іонами і руйнуються катоди. В амальгамних лампах стадія тліючого розряду триває довше, ніж у звичайних ртутних. Це пов'язано з тим, що тиск парів ртуті у амальгамних ламп нижчий і підвищується значно повільніше, ніж у ртутних (ртуть виходить із амальгами в міру її нагрівання). Внаслідок цього в перший період тліючий розряд горить в суміші буферних інертних газів, потенціал іонізації яких значно вищий, ніж у ртуті, тому катодне падіння і, відповідно, енергія бомбардуючих іонів в "холодних" амальгамних лампах вища, ніж в лампах з чисто ртутним наповненням. Період тліючого розряду зростає і при так званому "холодному" запалюванні ламп - в режимі без попереднього підігрівання катодів. Для ламп з попереднім підігріванням катодів за даними [Влияние пускового режима на срок службы электродов мощных амальгамних ламп низького давления / Васильев А.И., Василяк Л.М., Костюченко С.С, Кудрявцев Н.Н., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. // Светодехника.-2009. - № 4. - С. 4-9] суттєва зміна струму підігрівання проходять в перші 0,5 с роботи електронного пускорегулюючого апарату (ЕПРА), після чого він стабілізується. Оптимальний час підігрівання катодів КЛЛ за даними провідних виробників ламп знаходиться в інтервалі 0,5-2 с. Відомі способи визначення часу підігрівання катодів в пусковому режимі для двоцокольних ламп з не приєднаними ЕПРА. Наприклад, час підігрівання катодів перед запалюванням розряду в лампі визначався по осцилограмі зміни напруги на лампі та струму лампи [Влияние пускового режима на срок службы электродов мощных амальгамних ламп низького давления / Васильев А.И., Василяк Л.М., Костюченко С.С., Кудрявцев Н.Н., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. // Светодехника.-2009. - № 4. - С. 4-9]. Динаміка процесу запалювання показана на фіг. 1. При запалюванні лампи напруга на лампі різко падає, а струм зростає. Цей спосіб цілком придатний для вимірювання часу підігрівання катодів двоцокольних люмінесцентних ламп та одноцокольних КЛЛ для роботи в схемах з ЕПРА не з'єднаних з розрядною трубкою (з чотириштировими цоколями, наприклад 2G11), так як є доступ для вимірювання струму лампи (Іл) та напруги на лампі (Uл). Недолік цього способу стосовно вимірювання часу запалювання в лампах ламп люмінесцентних одноцокольних з приєднаними ЕПРА в тому, що неможливо без руйнування пластмасового корпусу лампи (від'єднання розрядної трубки від ЕПРА) провести вимірювання зміни напруги U л та струму Іл, який протікає безпосередньо через розрядну рубку. Схематично КЛЛ з приєднаним ЕПРА показана на фіг. 2. Для вимірювання U л та Іл потрібно від'єднати прилади для вимірювання до провідників 4. В нормативній документації на КЛЛ відсутні вимоги до часу підігрівання катодів КЛЛ, а нормуються тільки максимальний час запалювання. Тобто лампи можуть запалюватися без попереднього підігрівання катодів. Як показали наші дослідження і літературні дані [Басова Ю.О., Кожушко Г.М Дослідження світлотехнічних параметрів та надійності компактних люмінесцентних ламп різних торговельних марок / Ю.О. Басова, Г.М. Кожушко / Товарознавчий вісник: 36. наук, праць Луцького нац. техн. ун-ту. - Луцьк, ЛНТУ, 2009. - С. 22-32] на ринок поступає значна частина ламп, в яких "холодне" запалювання суттєво скорочує тривалість роботи ламп, тому потрібно ідентифікувати лампи по цьому параметру без їх руйнування. Задачею корисної моделі є розробка неруйнівного способу та установки для реалізації вимірювання часу підігрівання катодів одноцокольних люмінесцентних КЛЛ, який би дозволив ідентифікувати лампи на наявність в схемі ЕПРА попереднього підігрівання, визначати час підігрівання катодів та запалювання ламп. 1 UA 75135 U 5 10 15 20 25 30 Поставлена задача вирішується шляхом заміни вимірювання напруги на лампі вимірюванням інтенсивності світіння її люмінофорного покриття в пусковий період. Схема установки для вимірювання часу попереднього підігрівання катодів при запалюванні КЛЛ згідно з заявленим способом наведена на фіг. 3. Подача напруги на лампу здійснюється через контакт реле КР, одночасно електричний сигнал (від реле (Р)) подається на аналого-цифровий перетворювач (АЦП). З моменту подачі сигналу на АЦП і напруги на лампу розпочинається відлік часу попереднього підігрівання катодів. Після запалювання лампи і переходу в режим горіння світловий потік створює електричний сигнал в колі фотоприймача (ФП), який через підсилювач подається на АЦП і таким чином фіксується часова залежність інтенсивності випромінення лампи (світлового потоку) в пусковий період. Час попереднього підігрівання катодів до запалювання лампи визначається по часу, який відмічають по максимальному значенню світлового потоку після запалювання лампи t3, як це показано на фіг. 4. Як видно із приведеної на фіг. 4 залежності, час запалювання лампи без попереднього підігрівання катодів складає приблизно 0,15 с, з попереднім підігрівання 2 с. Запропонований спосіб дозволить вимірювати час підігрівання катодів одноцокольних люмінесцентних ламп для ідентифікації лампи на наявність в схемі ЕПРА попереднього підігрівання для визначення часу підігрівання катодів та запалювання ламп. Перелік фігур креслення: Фіг. 1 - осцилограма напруги на лампі при використанні стандартного ЕПРА; Фіг. 2 - зовнішній вигляд КЛЛ: а) схема КЛЛ з приєднаним ЕПРА: 1 - розрядна трубка; 2 - ЕПРА; 3 - цоколь; 4 - з'єднувальні провідники (лампа-ПРА); 5 - з'єднувальні провідники (ПРА-цоколь); 6 - пластмасовий корпус, жорстко з'єднаний з розрядною трубкою та цоколем; б) в зібраному вигляді. Фіг. 3 - схема установки для вимірювання часу попереднього нагрівання катодів при запалюванні КЛЛ: ПК - комп'ютер; АПЦ - аналого-цифровий перетворювач; Р - реле; Л - лампа; ФП - фотоприймач; П - підсилювач; КР - контакт реле. Фіг. 4 - Залежність світлового потоку КЛЛ від часу (в пусковий період): а - для КЛЛ без попереднього підігрівання катодів; б - для КЛЛ з попереднім підігрівання катодів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 1. Спосіб неруйнівного контролю одноцокольних люмінесцентних ламп на наявність попереднього підігріву катодів в пусковому режимі, який відрізняється тим, що для визначення часу переходу від тліючого розряду в дуговій вимірюють не зміну напруги на лампі U л, а зміну світлового потоку лампи в пусковий період. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в пусковий період по зміні в часі світлового потоку визначають час попереднього підігрівання катодів. 2 UA 75135 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3