Технологический процесс изготовления кварцевой галогенной малогабаритной лампы типа КГМ 220-500 (стр. 12 из 13)

Следует отметить испытания ламп на воздействие факторов, имитирующих тропический климат. Для этого лампы изготовляются в специальном тропическом исполнении, при котором предусматриваются более жесткие требования к защитным покрытиям металлических деталей, изоляции, пайке выводов и составу цоколевочной мастики.

2.17 Испытания на продолжительность горения и надежность

Одним из основных свойств любого изделия является его долговечность, т. е. свойство сохранять работоспособность до наступления предельного состояния. Применительно к источникам света это — продолжительность горения лампы. Пользуются также термином «срок службы» (физический срок службы), который является средней продолжительностью горения ламп.

На продолжительность горения испытывают любые типы ламп, они предназначены для проверки сохраняемости параметров в течение определенного времени горения, указанного в стандартах и технических условиях. Как правило, лампы испытываются на стендах, в стационарном режиме питания, при подаче на лампу номинального напряжения с колебаниями не более ±2%. Однако многие типы ламп испытывают не на стендах, а в приборах, в которых они применяются при эксплуатации. При таких испытаниях создаются более тяжелые условия для ламп, связанные с ограниченным объемом прибора и как следствие повышенными температурами, Самым «узким» местом для галогенных ламп являются лопатка и место заштамповки токовых вводов; поэтому в таких условиях необходимо строго следить за соблюдением требуемых режимов эксплуатации. В необходимых случаях нужно предусматривать принудительное охлаждение.

Продолжительность горения характеризуется двумя величинами—средней продолжительностью горения (сроком службы) определенного количества ламп из партии и минимальной продолжительностью горения каждой лампы в отдельности. В нормативных документах указываются обе эти величины. Учитывая, что по правилам приемки допускается определенное количество отказов, для получения необходимой средней продолжительности горения лампы испытывают в течение времени, как правило, превышающего номинальную продолжительность горения на 20—25%. Распределение ламп по долговечности (но продолжительности горения) обычно близко к нормальному закону.

Очень важным параметром ламп является их надежность, т. е. способность выдержать положенную продолжительность горения в реальных условиях эксплуатации при воздействии всего комплекса нагрузок, предусмотренных нормативными документами. Надежность является комплексным параметром ламп и может быть определена в результате длительных испытаний большого количества партий ламп, выпускаемых постоянно в условиях серийного производства. Имеется несколько показателей надежности. Применительно к лампам используют вероятность безотказной работы—вероятность того, что за предусмотренную продолжительность горения не произойдет выхода какого-либо параметра за установленные пределы.

Для ламп с большой продолжительностью горения (1000 ч и более) допустимо проводить испытания на продолжительность горения при повышенном напряжении. При этом исходят из того, что пользуются известным соотношением, согласно которому повышение напряжения на 1 % (против номинального) снижает продолжительность горения на 13—14%. Отметим, однако, что эти значения для галогенных ламп могут рассматриваться лишь как первое приближение и для каждого типа ламп в зависимости от ее конструкции и параметров следует (принято) пользоваться уточненными выражениями. Необходимо иметь в виду, что испытания на продолжительность горения при повышенном напряжении не всегда позволяют получать истинную картину работоспособности ламп.

Испытания на продолжительность горения и надежность относятся к так называемым периодическим испытаниям. Такие испытания трудоемки и длительны и проводятся 1 раз в год, в квартал или в какой-либо иной промежуток времени, указанный в стандартах и технических условиях.

Применительно к источникам света под отказом обычно понимают спад светового потока ниже допустимого предельного значения, нарушение целостности ламп (например, отвал цоколя) и перегорание или разрушение тела накала. Первые два фактора для галогенных ламп не являются критическими, ибо галогенный цикл обеспечивает практически стабильный световой поток на протяжении срока службы ламп. Нарушение же целостности конструкции ламп — явление довольно редкое. Основные причины выхода ламп из строя связаны с целостностью и формоустойчивостью тела накала — наиболее чувствительного элемента конструкции ламп ко всем перегрузкам. Узким местом галогенных ламп является место впая.

Основной задачей изготовителей ламп является строгое соблюдение установленных технологических режимов и конструктивных требований к лампам. Только в таких условиях могут быть гарантированы высокое качество галогенных ламп и полное соответствие их параметров установленным нормам.

3. Расчетная часть

3.1 Расчет галогенной смеси

В отечественных лампах используют бромистый метил

и бромистый метилен .

Смесь рассчитывают с использованием уравнения состояния газов, которое при определенных допустимых приближениях пригодно для определения параметров паров галогенных соединений:

, (1)

где Q – общее количество галогенного соединения в единицах pV,

р – давление (парциальное) галогенной смеси, Па;

V – объем лампы, см

;

m – общая масса паров, г;

М

- молекулярная масса галогенного соединения, моль;

n – количество галогенного соединения, моль;

R – универсальная газовая постоянная, 8,3143*10

Дж/(кмоль*К);

Т – абсолютная температура, К.

Количество галогенного соединения рассчитывается по формуле (2):

,

где

- давление галогена, - объем лампы.

Молярная концентрация:

, (3)

Общая масса паров галогенного соединения:

, (4)

Массовая концентрация в лампе:

, (5)

Составим пропорцию:

;

, (6)

где

- давление галогена в лампе, - давление инертного газа, - давление галогена в баллоне, - давление смеси.

Количество галогенного соединения, поданного в баллон, рассчитывается по формуле (7):

, (7)

где

- объем смеси.

Масса галогенного соединения, вводимая в баллон:

, (8)

Массовая концентрация галогенного соединения в баллоне равна:

, (9)

Данные, необходимые для расчета галогенной смеси для лампы КГ 220-500 представлены в таблицах 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1 – Расчетные значения рабочего давления газов в лампе.

Лампа	Давление газа при 293 К, 105Па	Истинная температура тела накала, К	Температура внешн стенки оболочки, К	Рабочее давление в лампе, 105 Па
КГ 220-500	3,3	3200	900	10,0

Таблица 3.2 – Расчетный состав галогенной смеси

Лампа	Удельная электрическая нагрузка, Вт/см2	Kr,%	Xe,%	N2,%	Давление при 293 К, смеси, 105Па	CH2Br2	CH3Br	Давление галогенного соединения, 102 Па
КГ 220-500	30	80	-	20	3,3	-	+	6,7

Произведем расчет галогенной смеси:

,