Способ определения давления наполняющего газа в электрических лампах накаливания

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАПОЛНЯЮЩЕГО ГАЗА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМПАХ НАКАШВАНИЯ неразрушаощим методом, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измерения давления газа в лампах при их изготовлении , давление газа в лампах определяют по содержанию в колбе готовой Лампы добавленного в качестве газа-метки с разбавлением от 1 :10 до 1:10 к газовой смеси используемой для наполнения ламп, радиоактивного изотопа Хе , измеряемому по интенсивности гамма-излучения ядер атомов Хе , регистрируемого с помснцью детектора гаммаквантов .

(1% (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(59 Н 01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 34?2223/24-.07

322 ) 15.04.&2 (46) 23Я?.83. Бюл. и 27 (72) В. А. Альперт (53) 621 3.032.9(0&8.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 427423, кл. H 01 К 1/50, 1972, 2, Авторское свидетельство СССР

ll 698074, кл. H 01 К l/50, 1979 ° (54)(57 ) cflocoi ОПРеделЕнйЯ @А лениЯ

НАПОЛНЯ10ЩЕГО ГАЗА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМIlAX НАКАЛИВАНИЯ нераэрушающим методом, отличающийся тем, что, с ч целью автоматизации процесса измерения давления газа в лампах при их изготовлении, давление газа в лампах определяют по содержанию в колбе готовой Лампы добавленного в качестве газа-метки с разбавлением от .

1:1О до 1:10 к газовой смеси используемой для наполнения ламп, радиоактивного изотопа Хе "Зз, измеряемому по интенсивности гамма-из лучения ядер атомов Хе ", регистри.: руемого с помощью детектора гаммаквантов.

f 1030

Изобретение относится к электроламповой промышленности и касается, в частности, способов определения давления газа в газонаполненных эдектрических лампах накаливания при их изготовлении, Известен способ определения давления газа в лампах накаливания основанный на разрушении колбы лампы, когда лампу помещают в герметич- >р но закрываемый сосуд, разбивают ее бойком, установленным .на крышке сосуда, и численное значение давления газа в лампе определяют по предварительно отградуированному манометру, соединенному с внутренним объемом сосуда (1 1, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является неразрушающий способ определения дав- 20 ления газа в электрических лампах накаливания, основанный на измерении количества содержащегося в лампе газа по его энергии конденсации, определяемой путем измерения объема га- 25 зообразного хладагента, испарившегося в процессе конденсации газа на внутренней поверхности колбы лампы, охлаждаемой снаружи жидким газом, например жидким азотом 2 1.

Однако этот метод позволяет измерять давление газа лишь в отдельных выбранных лампах партии,что затрудняет оперативный контроль эа технологией наполнения ламп в процессе их производства и не дает возможно35 сти своевременно исправлять нарушения в режиме наполнения ламп, если они возникают.

Целью изобретения является автома40 тизация процесса измерения давления газа в лампах при их изготовлении на конвейере.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения дав-.: ления наполняющего газа в лампах ,45 накаливания неразрушающим методом давление газа в лампе определяют по содержанию в колбе готовой лампы добавленного в качестве газа-метки с разбавлением от 1: 10 до 1: l 0 "2 к газовой смеси, используемой для наполнения ламп, радиоактивного изотопа ксенона Хе " З измеряемому по интенсивности гамма-излучения ядер атомов Хе, оегистриоуемого с помо- 55 шью детектора гамма-квантов.

Пои испытании оааиоактивного распара с периодом полураспада 5,3 дня

886 . 2 ядра изотопа Xe з наряду с электронами с энергией 300 кэВ испускают гамма-кванты с энергией 81 кэВ, Электроны поглощаются стеклом колбы лампы, а гамма-кванты без заметного ослабления проходят через него и могут быть зарегистрированы детектором гамма-квантов.

Определенное количество обогащенного радиактивным изотопом ксенона добавляется в сосуд с газовой смесью, используемой для наполнения ламп. Зная общее количество радиоактивного изотопа, введенного в используемую для наполнения ламп смесь, и измеряя его содержание в каждой отпаянной лампе, можно однозначно судить о давлении газа в лампе, Содержание радиоактивного изотопа в лампе определяют по интенсивности эмиттируемого лампой гамма-излучения, которое регистрируется с помощью детектора гамма-квантов.

Процесс изготовления ламп накаливания с автоматическим измерением давле ния газа в них. и сигн .лизацией о нарушении. режима наполнения ламп га : зом можно организовать следующим образом.

Заводская ампула с обогащенным радиоактивным изотопом ксеноном устанавливается вместе с тонким регулятором потока (микрометрический натекатель или пористая мембрана) на смесителе-объеме, в котором готовится используемая для наполнения ламп газовая смесь ° С помощью регулятора потока устанавливают такую скорость подачи активного газа в смеситель, которая соответствует установленному технологией процессу разбавления, Это разбавление или удельная актив ность газа в смесителе регистрируется установленным на нем детектором гамма-квантов, а давление газа в смесителе измеряется образцовым манометром. Если удельная активность газа в готовой пампа (а олна выражается отношением

ВМ dt U где — - скорость счета детекat тора, q - эффективность регистрации гамма-квантов детектором; Чобъем лампы ) равна удельной активности газа а смесителе., то и давле-. ние газа в обоих реципиентах одинаково. Напротив, различие этих величин в данное число раз говорит о таком же различии давления газ в смесителе и лампе.

3 103088

Готовая лампа при своем движении по конвейеру проходит позицию контроля давления., против которой находится детектор гамма-квантов

ДГ-3. Этим датчиком комплектуется универсальный дозиметрический

; прибор УИМ-2-1 åÌ. Стрелочный инди: катор дозиметра проградуирован в единицах скорости счета (имп./с ).

При нормальном режиме заполнения 1О ламп газом в каждой лампе содержится определенное и одинаковое количество радиоактивных атомов ксенона, что регистрируется дозиметром в виде определенной и постоянной скорости счета. Нарушение режима наполнения ламп газом приводит к изменениям показаний индикаторного прибора дозиметра. Дозиметр УИМ-2-lеМ снабжен звуковым устройством с регулируемым порогом срабатывания, что может быть использовано для звуковой сигнализации о нарушении режима наполнения ламп газом..

Если эффективность регистрации 25 гамма-квантов счетчиком ДГ-3 составляет 103, а регистрируемая им скорость счета равна 100 им./с (эта скорость вполне достаточна для набора статистики и обеспечения.достаточной точности регистрации давления ), то в лампе должно распадаться ежесекундно 10 атомов Хе Это соответствует наличию в лампе 6-10 атомов Хе (согласно формуле И вЂ” — где йо- число радиоакd Т 33

de 01 дм .тивных атомов -. - скорость счеЖ та, Т - период полураспада радиоактивных атомов). Значит, требуемое разбавление составляет 1:10 " (1 мкл

Хе" на 10З мЗ газовой смеси),пос40 кольку в лампе объемом .0,2 л содержится бх10 атомов газа. Учитывая возможные вариации s геометрии счета при установкедетектора впозиции кон.троля давления автоматической линии, 45 разбавление следует выбирать в пределах от 1:10 О до 1:10 2

Плотность потока гамма-квантов, излучаемых готовой лампой, содержащей меченную Хе ЗЗгаэовую смесь, 50 на расстоянии 1 м от колбы лампы составляет 10 фотона/см с, что в .

10 раз меньше допустимой санитарной нормы. По этой причине лампа накаливания может использоваться 55 по евоему прямому назначению сразу же

: после изготовления, Вслед:твие большой скорости распада атомов

Хе"З практически весь находящийся в лампе радиоактивный изотоп- распадается в течение одного месяца с образованием стабильного изотопа цезия и лампа перестанет быть источс ником радиоактивногоизлучения вообще. -.

Хе выпускается в.ампулах, содержащих 0,05 К радиоактивного изоToll8. Поскольку стоимость одной. ампулы 150 руб; а количества содержащегося в ней Хе" (7х10 атомов) достаточно для изготовления 10

5 . ламп (при раэбавлении 1:10 "2), стоимость одной лампы, изготовленной по предлагаемому способу, выше стоимости обычной лампы на 0,1 коп.

В качестве газа-метки можно использовать .также газы или пары веществ, атомы которых после возбуждения Уф-светом испускают характеристическое излучение (люминесцируют ).Это излучение, интенсивность которого пропорциональна давлению газовой смеси в лампе (при сохранении упомянутой выше методики разбавления ), может быть зарегистрировано, в частности, фотоэлектронным умножителем.

Для возбуждения люминесцирующих атомов можно использовать как внешний по отношению к лампе источник Уф-излучения, так и Уф-излучение, испуска-— емое накаленным телом накала лампы.

С помощью предложенного способа измерения давления газа определяют количество газа в лампе, которое не зависит от температуры газа. Это позволяет производить измерение нормального (приведенного к комнатной температуре.) давления газа в лампе при любой температуре колбы лампы в процессе измерения. Кроме того, с его помощью можно отбраковывать натекающие лампы, т.е, лампы, частично наполненные воздухом. Такая ситуация возникает, в частности, при разгерметизации гнезда автоматической линии в позиции наполнения.

Если--величина натекания невелика, присутствие воздуха в колбе лампы не проявляется при ее обжиге, но значительно сокращает срок службы све" тильника. Известные способы определения давления газа в лампах не позволяют выявить лампы с таким дефектом, поскольку суммарное давление газов в натекающих лампах близко к норме. Применение газа-метки решает .эту проблему. Радиоактивная газовая

1030866

Составитель H.Íåñòåðåíêî

Редактор И.Николайчук Техред О.Неце .: Корректор А. Ильин

В 4 Фю

Заказ 5224/53 Тираж 703 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 смесь натекающей лампы в процессе на. полнения разбавляется неактивным вохдухом. Удельная активность газа в лампе падает, что регистрируется детектором в позиции контроля давления.

Описанный способ измерения давления газа в лампах применим для ламп с любым давлением наполне ния: как ниже, так и выше атмосферного.

Точность регистрации давления по записанному способу с использованием ,указанных,измерительных устройств не ниже 13.

5 Основное техническое преимущество такого способа измерения давления в лампах накаливания в сравнении с .базовым способом заключается в возможности организации с его помощью

10 режима непрерывного автоматического контроля процесса наполнения ламп газом в процессе их изготовления.l