专利名称:无损伤式荧光灯气体杂质检测仪的制作方法
所提出的仪器用于放电管，特别是荧光灯的气体杂质总量分析。
利用绝缘环形电极击穿电压阈值与气体中杂质含量的关系，对气体放电管、特别是荧光灯气体纯度的无损伤检测是已知的，已经在荧光灯生产厂检验室和工艺线上在线粗测使用(参见1968年东德专利No64994和匈牙利专利No134181)。本仪器按技术实质、最接近的是匈牙利专利No134181。这种仪器包括电压调整部分，电极部分，一台示波器和一只电压计。该仪器要在室温26℃，灯管内压强接近2.5乇条件下，才能得到较可靠的测量结果。使用时，带夹紧手柄的两个环形电极夹在灯管上，把可调电压加到环形电极上。转动调压手扭升压，同时仔细观测示波器荧光屏以确定放电建立时刻。当观测到脉冲波形时，停转调压手扭，读得的电压值为Vb。这步操作要求操作者注意力高度集中。尽管如此，由于人的反应滞后和电压调整精度低，仍有几伏的主观误差。将测得的Vb值查对基准的Vb-C杂曲线表，求得半定量C杂数值。同一C杂值的荧光灯管，温度偏离26℃时，Vb会有很大变化。因此，当温度、压力不满足26℃、2.5乇时，基准曲线就不能用。这种仪器检测敏感度最小为P杂/P总1×10-8。实际的荧光灯杂质含量在10-4时，就对光性能有影响，而且灯管的充气压强一般在1.8乇～3.2乇之间波动，环境温度在四季中有较大变化。已有仪器不能适应这样的条件，故经常判断错误。
本发明的目的是扩大该检测仪的适用压强范围和适用温度范围，提高检测灵敏度和精度，直接读出杂质含量，使操作者易于使用。
设计检测仪首先要考虑的因素是温度变化和压强变化的影响，提高仪器本身的测量精度，特别是获得高精度的基础数据。
温度变化影响的是Vb-C杂关系，因此设置温度补偿电路，使之对〔Vb-T〕|C杂＝常数和〔△Vb/△C杂-T〕关系同步补偿，这就可以在宽温度范围内正确测量。在此基础上，配以非线性显示部分，就能直接显示出被测灯管的杂质浓度。
在模拟实验装置上，配以精度足够高的电压调整电路和测量仪表，获得宽浓度范围、宽压强范围和宽温度范围的高精度基准数据。
示波器的作用仅是指示放电的建立，用发光或发声器件指示放电的建立而代替示波器，既可减少仪器体积和成本，又方便操作。因声响器件本身和人对声音反应的滞后较长，且成本较高，故选用发光器件。这样做仍不能消除人的反应滞后而产生的误差。为消除它，采用由放电脉冲触发的开关和取样-保持电路，并配以数字显示。
本发明的检测仪由电压调整器、检测指示部分、温度补偿电路和杂质浓度显示器及检测电极组成。其中电压调整器采用调整精度高的电路和精密多圈电位器。
检测指示部分是由发光二极管击穿放电指示器组成。为进一步提高测量精度，消除主观误差，可以增设由放电脉冲触发的击穿电压阈值显示器。击穿放电指示器是用发光二极管和所附采样驱动器组成。由放电脉冲触发的击穿电压阈值显示器是由取样-保持-数字显示器自动记忆，显示击穿阈值。
温度补偿电路是用一个电平补偿电路和一个可变增益放大器，对因环境温度变化而对Vb|C杂＝常数和△Vb/△C杂的影响进行同步补偿。
杂质浓度显示器是由发光二极管组和驱动电路组成。因Vb-C杂为非线性关系，驱动电路要按照此规律调好。该显示器可自动显示出灯管中气体的杂质浓度量级。
所用电极是可变直径的全闭合型，有夹紧机构，可保证电极与荧光灯玻壳在整个园周上良好接触。电极的间距在每次测量中保持固定不变。这是高精度测量所必需的。
附图是无损伤式荧光灯气体杂质检测仪的电原理图。图中，1，电压调整部分，2，电极部分;3，取样电阻Rs;4，采样和交-直流转换;5，数字电压表;6，放大器;7，双驱动器;8，基准电压;9，可变增益放大器;10，比例驱动器;11，发光二极管组，用以指示杂质浓度;12，发光二极管，指示放电建立;13，电源;J，继电器。
检测仪工作过程如下同步调整Wa、b，使Wa调整的电平恰好补偿环境温度对Vb电压值的影响;Wb调整放大器增益，使之恰好补偿环境温度对△Vb/△C杂的影响。灯管夹紧在电极架上后，开始升压。当电压达到某一定值时，发生微放电击穿，放电电流在电阻Rs上产生压降，该信号经过放大器、驱动器，使继电器J吸合，同时发光二极管12亮。此刻，数字电压表5显示出Vb值。电容C保持的电平经补偿、比例放大，再经比例驱动电路，点亮相应的发光二极管，指示出该灯管的杂质浓度量级。
用本仪器测定荧光灯管中气体杂质时，先把仪器上的温度补偿旋扭度盘置于当时的环境温度值上。将一根直管形荧光灯放在电极架上，夹紧电极。转动调压手轮升压。当放电建立指示灯12点亮时，停止转动手轮，数字表上显示着该灯管的Vb值。同时，灯管的杂质浓度量级由相应的杂质浓度指示灯燃亮指示。
本仪器的性能使用温度15℃～35℃，最小敏感量(P杂/P总)1×10-4;
检测杂质范围(P杂/P总)≤10-5，1×10-4～2×10-2，适用荧光灯管内气体压强范围16乇～3.5乇。
与已有仪器比较，本发明仪器的检测灵敏度高一个量级以上，适用温度范围和压强范围宽，灯管杂质浓度与Vb同时自动显示，操作使用非常方便。
应用实例一用本仪器寻找生产线的漏气故障部位时，只需从封口工位连续取下与园排车工位数相同的灯管并按顺序编号。按上述的测量方法测量，凡C杂≥10-3的灯管，说明那个工位有漏气的可能。C杂越大，说明漏气越严重。
应用实例二灯丝电子粉分解工序是荧光灯生产的重要环节。用本仪器可判断电子粉分解的是否完全。将被测过的灯管按照明线路接好，短路启动器，接通电源5～10分钟，断电后停片刻，待灯管与环境温度相同时，将测量电极夹在距灯端15厘米处，若C杂由≤10-4升至10-3，表明灯丝电子粉分解不完全，应调整工艺条件，直至分解良好。
应用实例三本仪器稍加改进，即可用于在线检测。利用自动线上的机械手改装成钳式电极，施加的电压可分挡(用继电器)、也可连续调节(用小电机带动)。配上行程开关和行程换向开关，即可连续在线检测、监视灯管气体质量。也可设一杂质容许上限，凡是超过该值的灯管都剔除。这可由人工或由击穿信号触发的辅助机械手完成。
权利要求
1.一种用于检测荧光灯气体杂质的带电压调整器的检测仪。本发明的特征在于为直接显示灯管气体中杂质浓度设置了检测指示部分，温度补偿电路和杂质浓度显示器。
2.按照权项1所述检测指示部分，其特征在于是由发光二极管指示击穿放电，为进一步提高测量精度，可以增设击穿电压阈值显示器。
3.按照权项2所述发光二极管击穿放电指示，是用发光二极管和所附采样驱动器，并用放电脉冲触发的取样-保持-数字显示器自动记忆，显示击穿阈值。
4.按照权项1所述温度补偿电路，其特征在于是用一个电平补偿电路和一个可变增益放大器，对因环境温度变化而对Vb|C杂＝常数和△Vb/△C杂的影响进行补偿。
5.按照权项1所述杂质浓度显示器，其特征在于是由发光二极管组和驱动电路组成，自动显示出灯管气体的杂质浓度量级。
6.按照权项1所述检测仪，其特征在于其电极是由可变直径的全闭合环型电极组成。
专利摘要
荧光灯气体杂质检测仪用于检测放电管、特别是荧光灯的气体杂质含量。检测仪设置了检测指示部分，温度补偿电路和杂质浓度显示器，能自动显示灯管杂质浓度与击穿放电阈值。检测器灵敏度高，检测杂质浓度范围是P杂/P总10
文档编号G01N27/70GK85102703SQ85102703
公开日1986年9月24日 申请日期1985年4月1日
发明者关亚风, 邱长春, 唐学渊, 韩同生 申请人:中国科学院大连化学物理研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan