РАЗДЕЛ 2
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВЫВЕДЕННЫХ
ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ РТУТНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП
НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
2.1. Разработка экспериментального диагностического стенда для проведения
предварительного этапа исследования
Известно, что по ряду причин через некоторый промежуток времени эксплуатация
любого ИС становится невозможной или экономически нецелесообразной. В общем
виде можно выделить две основные причины: невозможность зажигания [5] и
снижение световой отдачи ниже определенного уровня [11]. Здесь следует
отметить, что величина световой отдачи зачастую определяется субъективно, без
использования средств технического контроля.
По мнению авторов [5,33] и в ряде других источников основной причиной
невозможности зажигания и дальнейшего использования ЛЛ является потеря
эмиссионной способности катодов. Это мнение, как правило, основывается на
результатах стендовых испытаний [62,63], проводимых в строго контролируемых
условиях, таких как: стабильное напряжение в сети, специально отобранные
стартеры, образцовые дроссели, обеспечивающие требуемый пусковой и номинальный
рабочий ток, периодичность (частота) включений и отключений, рабочее положение
лампы, условия охлаждения, температура окружающей среды и ряд других
параметров. Реальные условия эксплуатации РГОП по всем выше перечисленным
параметрам существенным образом отличаются от стендовых, что значительным
образом может изменять общую картину длительности периода эксплуатации и причин
выхода ЛЛ из строя. В литературе отсутствуют сведения о процентном соотношении
основных причин выведения ЛЛ из эксплуатации при их использовании в серийных
(дроссельно-стартерных) СП.
Для установления основных причин выхода ЛЛ из строя нами использовался массив
отработанных ламп (около 6000 штук), подготовленных к отправке на
демеркуризацию. Поскольку основную долю массива составляли ЛЛ мощностью 40 Вт с
диаметром колбы 38 мм, как наиболее часто используемые в световых приборах для
внутреннего освещения [11], то основное внимание было уделено именно этому
типоразмеру ламп. При этом их маркировка ЛБ, ЛДЦ, ЛД и т.д. при проведении
предварительного этапа исследований не учитывалась. Лампы других мощностей и
типоразмеров составляли около 25 % массива.
К предполагаемым причинам, по которым та или иная ЛЛ могла оказаться
отнесенной к вышедшей из строя, можно отнести следующее: перегорание одного
катода; перегорание двух катодов; различные дефекты цоколя, не позволяющие
закреплять ЛЛ в патронах крепления и обеспечивать надежное электрическое
соединение; полная или частичная разгерметизация колбы (натекание); осыпание
люминофора; загрязнение наружной поверхности колбы (в том числе токопроводящим
слоем); возникновение выпрямляющего эффекта; пульсация светового потока и т.д.
Любая из вышеперечисленных причин не позволяет использовать такие ЛЛ в обычном
(дроссельно-стартерном) пусковом устройстве.
Контроль общего состояния исследуемых ЛЛ осуществлялся в несколько этапов на
созданном автором диагностическом стенде, структурная схема которого
представлена на рис. 2.1.
Основные направления предварительного этапа исследования состояли в:
- визуальном осмотре лампы на наличие внешних дефектов (целостность колбы,
цоколей, степени загрязнения поверхности колбы);
оценке состояния и целостности электродов цоколя;
оценке состояния катодов на наличие обрыва: визуально и с помощью средств
технического контроля;
проверке возможности запуска ЛЛ в стандартном и специальном ПУ;
оценке герметичности колбы ЛЛ (с помощью СВЧ генератора).
Рис. 2.1. Структурная схема диагностического стенда:
БПП – блок подготовки питания; Ст. ПУ – стандартное (дроссельно-стартерное)
пусковое устройство; Спец. ПУ – специальное ПУ выполненное по принципу
умножителя напряжения (схема мгновенного пуска показана на рис. 2.2); ЛЛ –
люминесцентная лампа; Ю116 – люксметр Ю116; ФЭ - фотоэлемент люксметра; СВЧГ –
СВЧ генератор.
Рис. 2.2. Схема мгновенного пуска [32]
Блок подготовки питания использовался для обеспечения требуемой величины
напряжения, подаваемого на «Ст. ПУ» и «Спец. ПУ», а также для контроля величины
потребляемого тока. В качестве «Ст. ПУ» использовалась серийная
дроссельно-стартерная схема, на которой проверялась возможность зажигания
исследуемой ЛЛ при отсутствии у нее видимых дефектов.
Используемое в диагностическом стенде «Спец. ПУ», см. рис.2.2, представляет из
себя двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения (до 600 В),
выполненный на диодах VD1,VD2 и конденсаторах С1, С2. Применение диодов VD3,VD4
и конденсаторов С3,С4 повышает напряжение до 900 В, что обеспечивает надежное
зажигание ЛЛ в момент включения [32]. Все исследуемые ЛЛ проверялись на
возможность их запуска в «Спец. ПУ».
В случае невозможности запуска исследуемой ЛЛ ни в одном из пусковых устройств,
а также при отсутствии возможности визуального или технического контроля
состояния ее катодов, данная лампа подвергалась воздействию электромагнитного
излучения СВЧ генератора. При отсутствии свечения, делался вывод о наличии
дефекта колбы.
Величина остаточной световой отдачи (освещенности) от исследуемой ЛЛ
определялась в специальном «черном контейнере» с помощью люксметра Ю116 и
сравнивалась со световой отдачей (освещенностью) от новой ЛЛ того же типа.
Результаты контроля электрических и светотехнических параметров фиксировались
путем нанесения специальных меток на колбе ЛЛ и в журнале испытаний.
2.2. Определение минимального количества ламп в выборке
Предварительный анализ состояния вышедших из стро