[其他]无损伤式荧光灯气体杂质检测仪

说明书

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V_b。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V_b值查对基准的V_b-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，V_b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V_b-C_杂关系，因此设置温度补偿电路，使之对〔V_b-T〕|C_杂＝常数和〔△V_b/△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V_b|C_杂＝常数和△V_b/△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V_b-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R_s;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。