專利名稱:無損傷式熒光燈氣體雜質(zhì)檢測儀的制作方法
所提出的儀器用于放電管，特別是熒光燈的氣體雜質(zhì)總量分析。
利用絕緣環(huán)形電極擊穿電壓閾值與氣體中雜質(zhì)含量的關(guān)系，對氣體放電管、特別是熒光燈氣體純度的無損傷檢測是已知的，已經(jīng)在熒光燈生產(chǎn)廠檢驗(yàn)室和工藝線上在線粗測使用(參見1968年東德專利No64994和匈牙利專利No134181)。本儀器按技術(shù)實(shí)質(zhì)、最接近的是匈牙利專利No134181。這種儀器包括電壓調(diào)整部分，電極部分，一臺(tái)示波器和一只電壓計(jì)。該儀器要在室溫26℃，燈管內(nèi)壓強(qiáng)接近2.5乇條件下，才能得到較可靠的測量結(jié)果。使用時(shí)，帶夾緊手柄的兩個(gè)環(huán)形電極夾在燈管上，把可調(diào)電壓加到環(huán)形電極上。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓手扭升壓，同時(shí)仔細(xì)觀測示波器熒光屏以確定放電建立時(shí)刻。當(dāng)觀測到脈沖波形時(shí)，停轉(zhuǎn)調(diào)壓手扭，讀得的電壓值為Vb。這步操作要求操作者注意力高度集中。盡管如此，由于人的反應(yīng)滯后和電壓調(diào)整精度低，仍有幾伏的主觀誤差。將測得的Vb值查對基準(zhǔn)的Vb-C雜曲線表，求得半定量C雜數(shù)值。同一C雜值的熒光燈管，溫度偏離26℃時(shí)，Vb會(huì)有很大變化。因此，當(dāng)溫度、壓力不滿足26℃、2.5乇時(shí)，基準(zhǔn)曲線就不能用。這種儀器檢測敏感度最小為P雜/P總1×10-8。實(shí)際的熒光燈雜質(zhì)含量在10-4時(shí)，就對光性能有影響，而且燈管的充氣壓強(qiáng)一般在1.8乇～3.2乇之間波動(dòng)，環(huán)境溫度在四季中有較大變化。已有儀器不能適應(yīng)這樣的條件，故經(jīng)常判斷錯(cuò)誤。
本發(fā)明的目的是擴(kuò)大該檢測儀的適用壓強(qiáng)范圍和適用溫度范圍，提高檢測靈敏度和精度，直接讀出雜質(zhì)含量，使操作者易于使用。
設(shè)計(jì)檢測儀首先要考慮的因素是溫度變化和壓強(qiáng)變化的影響，提高儀器本身的測量精度，特別是獲得高精度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
溫度變化影響的是Vb-C雜關(guān)系，因此設(shè)置溫度補(bǔ)償電路，使之對〔Vb-T〕|C雜＝常數(shù)和〔△Vb/△C雜-T〕關(guān)系同步補(bǔ)償，這就可以在寬溫度范圍內(nèi)正確測量。在此基礎(chǔ)上，配以非線性顯示部分，就能直接顯示出被測燈管的雜質(zhì)濃度。
在模擬實(shí)驗(yàn)裝置上，配以精度足夠高的電壓調(diào)整電路和測量儀表，獲得寬濃度范圍、寬壓強(qiáng)范圍和寬溫度范圍的高精度基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
示波器的作用僅是指示放電的建立，用發(fā)光或發(fā)聲器件指示放電的建立而代替示波器，既可減少儀器體積和成本，又方便操作。因聲響器件本身和人對聲音反應(yīng)的滯后較長，且成本較高，故選用發(fā)光器件。這樣做仍不能消除人的反應(yīng)滯后而產(chǎn)生的誤差。為消除它，采用由放電脈沖觸發(fā)的開關(guān)和取樣-保持電路，并配以數(shù)字顯示。
本發(fā)明的檢測儀由電壓調(diào)整器、檢測指示部分、溫度補(bǔ)償電路和雜質(zhì)濃度顯示器及檢測電極組成。其中電壓調(diào)整器采用調(diào)整精度高的電路和精密多圈電位器。
檢測指示部分是由發(fā)光二極管擊穿放電指示器組成。為進(jìn)一步提高測量精度，消除主觀誤差，可以增設(shè)由放電脈沖觸發(fā)的擊穿電壓閾值顯示器。擊穿放電指示器是用發(fā)光二極管和所附采樣驅(qū)動(dòng)器組成。由放電脈沖觸發(fā)的擊穿電壓閾值顯示器是由取樣-保持-數(shù)字顯示器自動(dòng)記憶，顯示擊穿閾值。
溫度補(bǔ)償電路是用一個(gè)電平補(bǔ)償電路和一個(gè)可變增益放大器，對因環(huán)境溫度變化而對Vb|C雜＝常數(shù)和△Vb/△C雜的影響進(jìn)行同步補(bǔ)償。
雜質(zhì)濃度顯示器是由發(fā)光二極管組和驅(qū)動(dòng)電路組成。因Vb-C雜為非線性關(guān)系，驅(qū)動(dòng)電路要按照此規(guī)律調(diào)好。該顯示器可自動(dòng)顯示出燈管中氣體的雜質(zhì)濃度量級。
所用電極是可變直徑的全閉合型，有夾緊機(jī)構(gòu)，可保證電極與熒光燈玻殼在整個(gè)園周上良好接觸。電極的間距在每次測量中保持固定不變。這是高精度測量所必需的。
附圖是無損傷式熒光燈氣體雜質(zhì)檢測儀的電原理圖。圖中，1，電壓調(diào)整部分，2，電極部分;3，取樣電阻Rs;4，采樣和交-直流轉(zhuǎn)換;5，數(shù)字電壓表;6，放大器;7，雙驅(qū)動(dòng)器;8，基準(zhǔn)電壓;9，可變增益放大器;10，比例驅(qū)動(dòng)器;11，發(fā)光二極管組，用以指示雜質(zhì)濃度;12，發(fā)光二極管，指示放電建立;13，電源;J，繼電器。
檢測儀工作過程如下同步調(diào)整Wa、b，使Wa調(diào)整的電平恰好補(bǔ)償環(huán)境溫度對Vb電壓值的影響;Wb調(diào)整放大器增益，使之恰好補(bǔ)償環(huán)境溫度對△Vb/△C雜的影響。燈管夾緊在電極架上后，開始升壓。當(dāng)電壓達(dá)到某一定值時(shí)，發(fā)生微放電擊穿，放電電流在電阻Rs上產(chǎn)生壓降，該信號經(jīng)過放大器、驅(qū)動(dòng)器，使繼電器J吸合，同時(shí)發(fā)光二極管12亮。此刻，數(shù)字電壓表5顯示出Vb值。電容C保持的電平經(jīng)補(bǔ)償、比例放大，再經(jīng)比例驅(qū)動(dòng)電路，點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，指示出該燈管的雜質(zhì)濃度量級。
用本儀器測定熒光燈管中氣體雜質(zhì)時(shí)，先把儀器上的溫度補(bǔ)償旋扭度盤置于當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度值上。將一根直管形熒光燈放在電極架上，夾緊電極。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓手輪升壓。當(dāng)放電建立指示燈12點(diǎn)亮?xí)r，停止轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，數(shù)字表上顯示著該燈管的Vb值。同時(shí)，燈管的雜質(zhì)濃度量級由相應(yīng)的雜質(zhì)濃度指示燈燃亮指示。
本儀器的性能使用溫度15℃～35℃，最小敏感量(P雜/P總)1×10-4;
檢測雜質(zhì)范圍(P雜/P總)≤10-5，1×10-4～2×10-2，適用熒光燈管內(nèi)氣體壓強(qiáng)范圍16乇～3.5乇。
與已有儀器比較，本發(fā)明儀器的檢測靈敏度高一個(gè)量級以上，適用溫度范圍和壓強(qiáng)范圍寬，燈管雜質(zhì)濃度與Vb同時(shí)自動(dòng)顯示，操作使用非常方便。
應(yīng)用實(shí)例一用本儀器尋找生產(chǎn)線的漏氣故障部位時(shí)，只需從封口工位連續(xù)取下與園排車工位數(shù)相同的燈管并按順序編號。按上述的測量方法測量，凡C雜≥10-3的燈管，說明那個(gè)工位有漏氣的可能。C雜越大，說明漏氣越嚴(yán)重。
應(yīng)用實(shí)例二燈絲電子粉分解工序是熒光燈生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。用本儀器可判斷電子粉分解的是否完全。將被測過的燈管按照明線路接好，短路啟動(dòng)器，接通電源5～10分鐘，斷電后停片刻，待燈管與環(huán)境溫度相同時(shí)，將測量電極夾在距燈端15厘米處，若C雜由≤10-4升至10-3，表明燈絲電子粉分解不完全，應(yīng)調(diào)整工藝條件，直至分解良好。
應(yīng)用實(shí)例三本儀器稍加改進(jìn)，即可用于在線檢測。利用自動(dòng)線上的機(jī)械手改裝成鉗式電極，施加的電壓可分擋(用繼電器)、也可連續(xù)調(diào)節(jié)(用小電機(jī)帶動(dòng))。配上行程開關(guān)和行程換向開關(guān)，即可連續(xù)在線檢測、監(jiān)視燈管氣體質(zhì)量。也可設(shè)一雜質(zhì)容許上限，凡是超過該值的燈管都剔除。這可由人工或由擊穿信號觸發(fā)的輔助機(jī)械手完成。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測熒光燈氣體雜質(zhì)的帶電壓調(diào)整器的檢測儀。本發(fā)明的特征在于為直接顯示燈管氣體中雜質(zhì)濃度設(shè)置了檢測指示部分，溫度補(bǔ)償電路和雜質(zhì)濃度顯示器。
2.按照權(quán)項(xiàng)1所述檢測指示部分，其特征在于是由發(fā)光二極管指示擊穿放電，為進(jìn)一步提高測量精度，可以增設(shè)擊穿電壓閾值顯示器。
3.按照權(quán)項(xiàng)2所述發(fā)光二極管擊穿放電指示，是用發(fā)光二極管和所附采樣驅(qū)動(dòng)器，并用放電脈沖觸發(fā)的取樣-保持-數(shù)字顯示器自動(dòng)記憶，顯示擊穿閾值。
4.按照權(quán)項(xiàng)1所述溫度補(bǔ)償電路，其特征在于是用一個(gè)電平補(bǔ)償電路和一個(gè)可變增益放大器，對因環(huán)境溫度變化而對Vb|C雜＝常數(shù)和△Vb/△C雜的影響進(jìn)行補(bǔ)償。
5.按照權(quán)項(xiàng)1所述雜質(zhì)濃度顯示器，其特征在于是由發(fā)光二極管組和驅(qū)動(dòng)電路組成，自動(dòng)顯示出燈管氣體的雜質(zhì)濃度量級。
6.按照權(quán)項(xiàng)1所述檢測儀，其特征在于其電極是由可變直徑的全閉合環(huán)型電極組成。
專利摘要
熒光燈氣體雜質(zhì)檢測儀用于檢測放電管、特別是熒光燈的氣體雜質(zhì)含量。檢測儀設(shè)置了檢測指示部分，溫度補(bǔ)償電路和雜質(zhì)濃度顯示器，能自動(dòng)顯示燈管雜質(zhì)濃度與擊穿放電閾值。檢測器靈敏度高，檢測雜質(zhì)濃度范圍是P雜/P總10
文檔編號G01N27/70GK85102703SQ85102703
公開日1986年9月24日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者關(guān)亞風(fēng), 邱長春, 唐學(xué)淵, 韓同生 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan