Устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ НАРАБОТКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП, содержащее параллельно соединенные интегратор со шкалой времени и источник питающего напряжения , отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации режима и повышения точности измерения времени фактической наработки за счет учета влияния нестабильности питающего напряжения, оно снабжено диодно-функциональным преобразователем и трансформатором, а интегратор содержит обмотку напряжения и токовую обмотку, причем обмотка напряжения интегратора вместе с первичной обмоткой трансформатора подсоединена к источнику питающего напряжения, а токовая обмотка интегратора подсоединена к вторичной обмотке трансформатора через диодно-функциональный преобразователь. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диодно-функциональный преобразователь содержит диоды, резисторы, входные и выходные клеммы, причем одна из входных клемм соединена накоротко с выходной клеммой , а к другой входной клемме через I резистор подсоединен вход переменного напряжения четырехплечего диодного моста, (Л второй вход которого соединен с второй выходной клеммой, а в диагональ моста в проводящем направлении включена цепочка последовательно соединенных диодов, один из которых шунтирован резистором. Од | О) Од vj

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1167667

H 0i J 9/42; С О! D 4/16; (sn4 б 01 R 31/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г .:3

ИЖЛ11 г. 1.Ъ

ГОсудАРственный нОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3693521/24-21 (22) 19.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) Н. П. Карпинский, В. А. Кочан и Л. В. 3a н ич ковска я (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Львовский ордена Трудового Красного

Знамени зооветеринарный институт (53) 321.387 (088.8) (56) 1. Here s service, that recognizes lamps

that should be retired.— «Rant Admin Eng.», 1972, 31, № 1, 20 — 21.

2. Авторское свидетельство СССР № 630530, кл. G 01 D 4/16, 1978. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ НАРАБОТКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП, содержащее параллельно соединенные интегратор со шкалой времени и источник питающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации режима и повышения точности измерения времени фактической наработки за счет учета влияния нестабильности питающего напряжения, оно снабжено диодно-функциональным преобразователем и трансформатором, а интегратор содержит обмотку напряжения и токовую обмотку, причем обмотка напряжения интегратора вместе с первичной обмоткой трансформатора подсоединена к источнику питающего напряжения, а токовая обмотка интегратора подсоединена к вторичной обмотке трансформатора через диодно-функциональный преобразователь.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диодно-функциональный преобразователь содержит диоды, резисторы, входные и выходные клеммы, причем одна из входных клемм соединена накоротко с выходной клеммой, а к другой входной клемме через резистор подсоединен вход переменного напряжения четырехплечего диодного моста, второй вход которого соединен с второй выходной клеммой, а в диагональ моста в проводящем направлении включена цепочка последовательно соединенных диодов, один из которых шунтирован резистором.

1167667

Устройство относится к электроизмерительной технике и служит для определения фактического времени наработки люминесцентных ламп.

Фактическую наработку источников света необходимо определять в связи с тем, что они весьма критичны к отклонению напряжения питания от номинальных значений, которые приводят к изменению их срока службы (ресурса).

Зависимость между ресурсом и напряжением питания источников света описывается степенной функцией вида где VíH, Уф — номинальное и фактическое значения напряжения питания;

Tí, Тф — номинальный и фактический ресурсы;

m — показатель степени для люминесцентных ламп, m=3,2.

Учитывая, что отклонения напряжения питания источников света могут составлять от — 2,5 до +5 и от — 5 до +5Я номинального значения в зависимости от назначения осветительной установки и вида освещения, а в ряде случаев напряжение питания ламп изменяется в пределах от 90 до 120о номинального, то фактический и номинальный ресурсы могут существенно различаться.

Например, на протяжении времени работы

t=5000 ч люминесцентных источников света, рассчитанных на напряжение Us=220 В, их напряжение питания составляет 242 В, тогда фактическая наработка с учетом отклонения напряжения питания от номинального значения будет (ф=1(ф) =5000 (-) з 6783 ч, т. е. погрешность измерения времени наработки из-за неучета отклонения напряжения составит

6= — 100 — Л вЂ” 100= — 26,Ъ 9/, t — 1ф 5000 — 6783

Известно устройство, содержащее телефотометр, установленный на штативе, и способ его использования для определения времени наработки источников света (1).

Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью определения времени наработки ламп в связи с неучетом влияния отклонений напряжения питания.

Кроме того, вследствие нестабильности напряжение в моменты измерения параметра новой и эксплуатирующейся ламп может принимать неодинаковое значение, что приводит к возрастанию погрешности измерения.

Дополнительную погрешность в результате определения времени наработки ламп вносит неидентичность степени запыления светильников с новой и эксплуатирующейся лампами. Устройство дает возможность определения срока службы ламп без указанной дополнительной погрешности только при условии идеальной чистоты светильника. Это объясняется тем, что запыленность светильника приводит к снижению светового потока.

Световой поток из-за запыления светильников может уменьшиться до ЗОЯ, а чистка светильников перед измерениями — процесс трудоемкий и практически нецелесообразный.

Использование данного устройства связано также со значительной трудоемкостью, так как оно дает возможность определить одновременно наработку только одной лампы, а поскольку в помещении (особенно промышленном) установлено значительное количество ламп, то на определение наработки каждой из них уходит значительное время.

Определение же фактической наработки ламп — одна из основных задач, нерешенность которой сдерживает введение экономически и технически эффективного группового способа замены ламп в процессе эксплуатации осветительной установки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп (2) .

Это устройство содержит интегратор со шкалой времени, параллельно соединенный с источником питающего напряжения, цепочку из двух параллельно соединенных резисторов, один из которых подсоединен через контакты реле времени. С помощью этого устройства наработку ламп определяют следующим образом.

5

При включении напряжения питания ламп одновременно подается напряжение на интегратор через выпрямитель питания схемы и резисторы, один из которых подсоединен параллельно другому через нормально замкнутые контакты реле времени.

Через интегратор протекает ток, равный сумме токов через каждый из резисторов. После срабатывания реле времени один из резисторов отключается и через интегратор протекает ток меньшего значения, чем до срабатывания реле времени. Показания интегратора пропорциональны времени наработки лампы с учетом влияния на него числа включений. Необходимость учета числа включений лампы вызвано тем, что в момент включения лампы происходит ее частичное разрушение, которое приводит к резкому уменьшению срока службы лампы. Также значительное влияние на срок службы ламп оказывают и отклонения напряжения их питания.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить фактическую наработку ламп при отклонениях напряжения их питания от номинального значения. а также автоматизировать процесс измерения.

Цель изобретения — обеспечение автоматизации режима и повышение точности измерения времени фактической наработки

1167667

40 за счет учета влияния нестабильности питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп, содержашее параллельно соединенные интегратор со шкалой времени и источник питающего напряжения, снабжено диодно-функциональным преобразователем и трансформатором, а интегратор содержит обмотку напряжения и токовую обмотку, причем обмотка напряжения интегратора вместе с первичной обмоткой трансформатора подсоединена к источнику питающего напряжения, а токовая обмотка интегратора подсоединена к вторичной обмотке трансформатора через диодно-функциональный преобразователь.

Диодно-функциональный преобразователь содержит диоды, резисторы, входные и выходные клеммы, причем одна из входных клемм соединена накоротко с выходной клеммой, а к другой входной клемме через резистор подсоединен вход переменного напряжения четырехплечего диодного моста, второй вход которого соединен с второй выходной клеммой, в диагональ моста в проводящем направлении включена цепочка последовательно соединенных диодов, один из которых шунтирован резистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройст. ва; на фиг. 2 — электрическая схема диодно-функционального преобразователя.

Устройство содержит клеммы 1 и 2 для подсоединения к питающей сети, к которым подсоединена первичная обмотка трансформатора 3 и обмотка напряжения интегратора 4. К вторичной обмотке трансформатора 3 подсоединен диодно-функциональный преобразователь 5, к выходу которого подключена дополнительная токовая обмотка интегратора 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на устройство номинального напряжения литания через токовую обмотку интегратора 4 протекает ток, создающий вращаюший момент М. такой величины, что показания интегратора 4 равняются времени работы ламп Т . В качестве интегратора 4 использован переделанный индукционный счетчик электроэнергии. При изменении напряжения питания ламп ток, протекаюший через токовую обмотку интегратора 4, изменяется таким образом что создает вращающий момент, равный ф) Ag

Показания интегратора 4 будут что соответствует фактической наработке люминесцентных ламп Тф.

При увеличении напряжения питания люминесцентных ламп возрастает напряжение на вторичной обмотке трансформатора 3, 15

55 которое прикладывается к диодно-функциональному преобразователю с выходными клеммами 6 и 7 и выходными клеммами 8 и 9.

Ток через токовую обмотку интегратора 4 при увеличении напряжения питания ламп возрастает нелинейно благодаря диоднофункциональному преобразователю 5. Это приводит к увеличению вращающего момента интегратора 4, причем не в квадратичной зависимости от напряжения питания люминесцентных ламп, а в степени 3,2. Показания интегратора 4 пропорциональны в итоге (Ue) .

Диодно-функциональный преобразователь содержит входные клеммы 6 и 7, выходные клеммы 8 и 9, причем входная клемма 6 и выходная клемма 8 соединены накоротко, а также резисторы 10 и 11, причем резистор 10 подключен одним выводом к входной клемме 7, а другим выводом к мостовой схеме, состоящей из диодов 12, 13 и 14, 15, а именно к обшей точке диодов 12 и 13, включенных в соседние плечи мостовой схемы.

В диагональ мостовой схемы подключены диоды16 — п, один из которых шунтирован резистором 11, а общая точка диодов 14 и 15 подключена к выходной клемме 9.

Диодно-функциональный преобразователь работает следуюшим образом.

Формирование нелинейной зависимости между током на выходе преобразователя и прикладываемым к нему напряжением осуществляется соответствующим подбором резисторов 10, 11 и диодов 12 — и.

Диоды 2 — и служат в качестве нелинейных элементов, сопротивление которых уменьшается при увеличении тока, проходящего через них. Так, при увеличении напряжения, прикладываемого к входным клеммам 6 и 7, значение тока на выходе изменяется нелинейно, сильнее чем прямопропорционально за счет того, что сопротивление диодов 12 — и уменьшается, причем по нелинейному закону, в зависимости от протекающего через него тока.

Пример. Предлагаемое устройство включает трансформатор 3-220/8 В; интегратор 4, в качестве которого использован электрический счетчик СО-И446 индукционной системы однофазный (ГОСТ 6570-75 и ТУ 25-04-205476), причем его токовая обмотка перемотана и содержит 400 витков провода диаметром

0,29 мм; диодно-функциональный преобразователь содержит 20 диодов Д226Е, резистор

10 сопротивлением 0,20 Ом и резистор 11 сопротивлением 4,5 Ом. При таких данных устройство позволяет измерять фактическую наработку люминесцентных ламп в диапазоне изменения их напряжения питания от — 15 до +15Я номинального значения, равного

220 В с относительной погрешностью, не превышающей -1Я. Изменение же диапазона измерений, а также погрешности измерения наработки люминесцентных ламп достигается подбором элементов схемы.

1167667 сеггг а

Составитель A. Пернев

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 4441/50 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое устройство может служить также для прогнозирования срока службы люминесцентных ламп в процессе эксплуатации. Для этого необходимо еще иметь измеренное счетчиком времени реальное время работы люминесцентных источников света, т. е. 1ф. Например, измеренное счетчиком времени время реальной работы ламп t =

=50 ч, а показания предложенного устройства 1 =60 ч. Это означает, что в данных условиях эксплуатации (повышенное напряжение питания) люминесцентным лампам осталось проработать (номинальный срок службы

10000 ч), не 10000 †60=99 ч, а (10000— — 60) ° (50/60) =8283 ч. Таким образом, представляется возможным учитывать расход ресурса люминесцентных ламп из-за отклонений напряжения их питания.

Предлагаемое устройство используется также для определения эквивалентного уровня напряжения, т. е. такого напряжения, которое, оставаясь неизменным по значению, обеспечивает срок службы t4. По имеющимся данным колебания напряжения могут достигать 260 — 290 В. Поэтому и требуется информация о фактических величинах напряжения питания люминесцентных ламп в осветительных установках. Например, за время реальной работы ламп, рассчитанных на питание от сети напряжением 220 В, измеренное счетчиком времени и равное t 100 ч, показания устройства составляют (ф=135 ч.

Тогда эквивалентный уровень напряжения питания люминесцентных ламп U составит

Uç= (ф "" . Uí= (Т@ -) — 220=241 6 В

Это означает, что напряжение в осветительной сети завышенное и для нормальной работы люминесцентных источников света необходимо его уменьшить íà U — Uí=

=241,6 — 220=21,6 В.

На основании полученного эквивалентного уровня напряжения в осветительной сети можно судить также 0б уровнях освещенности, так как основная задача осветительной установки состоит в обеспечении требуемого уровня освещенности на рабочих

С помощью данного устройства можно определить потери электрической мощности в осветительных сетях, что особенно важно с точки зрения экономии электроэнергии.

Исходными данными для решения указанной

10 задачи являются показания предлагаемого устройства 1ф и время реальной работы t люминесцентной осветительной установки, измеренное счетчиком времени. Определив на основании этих данных эквивалентный уровень напряжения и использовав извесг- ные зависимости между напряжением питания и мощностью, потребляемой люминесцентным комплектом, находим увеличение потребляемой мощности для полученного эквивалентного уровня напряжения.

20 Если в качестве базового объекта принять статический анализатор качества напряжения типа САКН-1, то для определений наработки люминесцентных ламп необходимо произвести следующие операции: возвести в степень 3,2 показания устройства; полученные результаты просуммировать.

Как видно, определение наработки люминесцентных ламп с учетом влияния на него отклонений напряжения питания — процесс трудоемкий даже при помощи прибора типа

САКН-l, требует проведения расчетов, ха30 рактеризуется недостаточной точностью из-за увеличения погрешности измерения, «связанной» с возведением в степень показаний прибора, а также дискретизацией гистограммы отклонений напряжения.

Предлагаемое устройство дает возможность непосредственного определения фактической наработки люминесцентных ламп с учетом влияния на него отклонений напряжения питания, без проведения расчетов, при этом устройство обладает малой погреш40 ностью.