Способ определения надежности приборов с телом накала

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля качества вакуумных приборов с телом накала. Цель изобретения - обеспечение неразрушающего контроля, повышение точности определения надежности и долговечности приборов с телом накала при сокращении времени испытаний. На нити накала контролируемых приборов подают серии импульсов тока накала. Частоту импульсов в сериях последовательно увеличивают, сохраняя неизменной среднюю энергию в серии. Регистрируют информативный параметр, в качестве которого может выступать световой или тепловой поток, ток эмиссии тела накала. Вид зависимости информативного параметра от частоты импульсов в серии позволяет определить надежность контролируемых приборов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1476413

А1 (51)4 С 01 R 31/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4280241/24-21 ! (22) 22. 06. 87 (46) 30.04.89. Бюл. М 16 .(71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) В.Н. Морозов, Б.А. Яковлев, А.В. Храмцов и И.И. Ковригина (53) 621.317.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

111 236660, кл. G 01 R 13/50, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 214680, кл. G 01 R 31/25, 1966. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

ПРИБОРОВ С ТЕЛОМ НАКАЛА (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля качества вакуумных при1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к контролю качества и прогнозирования надежности приборов с телом накала, и может быть использовано для ускоренных стендовых испытаний, в частности, нити накала электрических ламп транспортных средств на гарантийную наработку и ресурс, а также различных индикаторов, терморадиационных пирометров и приборов с рабочим телом из композиционных материалов.

Цель изобретения — обеспечение неразрушающего контроля и повышение точности определения надежности и долговечности приборов с телом накала при сокращении продолжительности испытаний. боров с телом накала. Цель изобретения — обеспечение неразрушающего контроля, повышение точности определения надежности и долговечности приборов с телом накала при сокращении времени испытаний. На нити накала контролируемых приборов подают серии импульсов тока накала. Частоту импульсов в сериях последовательно увеличивают, сохраняя неизменной среднюю энергию в серии. Регистрируют информативный параметр, в качестве которого может выступать световой или тепловой поток, ток эмиссии тела накала. Вид зависимости информативного параметра от частоты импульсов в серии позволяет определить надежность контролируемых приборов.

3 з.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 изображены временные ф диаграммы формирования серий импульсов; на фиг. 2 — графики зависимости светового потока от частоты следования импульсов, их скважности, ампли-, туды и длительности серии. СЮ

Способ осуществляют следующим образом.

Испытуемое рабочее тело (лампу) подключают к источнику питания — нитью накала к источнику серий импульсов изменяемой частоты (F„) следования импульсов в них. Частоты устанавливают минимальными по критерию . отсутствия видимого мерцания. Скважность импульсов :(q„) в серии выбирают и устанавливают постоянной применительно к конкретным типам 476413

10 с ср с, Т > (Вт c)> с

20 е ° с,= è

"Р= "." а, (с) и

I„ — (А) и где

55 то гда и р (А )

Г

Чи ламп на основании накоплепногo опыта.

АМПЛИТУДУ ПИтаЮЩЕГО тОКа (1и) УСтанавливают неизменной. При этом, дли тельность следования серий (с ) с частотой F устанавливают такой, чтобы суммарная энергия импульсов (W ) эа период следования серий не превьппала 0,6 значения подводимой энергии в нормальном режиме (Ы ). н

Установив требуемые значения параметров до получения светового потока

Ф = const, увеличивают частоту F > от начально установленной F измеряют световой поток Ф и по, результатам измерений строят график Ф = f (Fи ) (фиг. 2), а по нему судят о пригодности и качестве прибора. Величину светового потока Ф предпочтительно измерять фотометром, значения частот

F и F „ по осциллоскопу.

Приведем формулы для предварительного расчета начальных значений параметров при испытании опытных образцов для установления эталонной кривой Ф = f (F ). Контролируемым параметром может быть световой поток, ток электронной эмиссии, тепловой поток, Известно, что активная мощность периодических несинусоидальных То ков определяется как функция мощности за период, равный т

Р = — и i de, (a,) где P — активная мощность (Вт);

Т вЂ” период функции (с);

u — мгновенное значение напряжения (В); — мгновенное значение тока (А); текущее время. (c) иначе мощность

P=I где I — действующее значение тока (А);

R — сопротивление нагрузки (Ом).

Действующее значение тока (фиг.l) за период (с учетом характера функции) определяются из выражения где я и — скважность импульсов в серии; — длительность импульса (с);

Т „ — период следования импульса (с);

I и — амплитудное значение тока (А) .

Суммарная энергия импульсов в серии, т. е. интенсивность рассеиваемой мощности, определяется из выражения

W, = P пр, (Втс), 15 где à — и е ел лительнос р р д д ти серии (с).

Среднее значение энергии за период следования серий равно где Тс — период следования серии (с) .

Значение энергии должно удовлетворять условию W р 0,6 д (Вт с), так как увеличение значения W 7

7 0,6 W ц ведет к активному разрушению объекта испытаний с увеличением частоты зондируюцих воздействий

W значение энергии, преобразуемой в тепло s номинальном режиме (Вт. с). С увеличением частоты (Р„) следования импульсов в серии происходит перераспределение их энергии на временном интервале с пределом длительности:

40 где 2 — длительность серии импульсов с частотой F с следования огибающей (с).

Задача сохранения начальной энер45 гии W с импульсов при увеличении частоты F их следования в серии при постоянной амплитуде и скважности сводится к установлению предела для

7, равного Г р (при I „= const, 50 Я и = сопз ) следовательно и = Т и — ц — величина паузы начальной (нижней) частоты F исследо1 вания рабочего те- . ла накаливания (с). г,= Т„(п-1) + „, (c), где n — - число импульсов в серии, следовательно, 45 л > Л

Т„Т, При увеличении частоты следования импульсов B сериях, т.е. от начальной частоты F,, пропорционально изменяется период следования импульсов и их число на ограниченном интервале Г, откуда при

Т ll

Т" э

il л

i. p

Э т„

F 2

F, и, 5 147641

Таким образом, для сохранения значения энергии (Wcp) в серии постоянной длительности (2 = const) при изменении частоты следования импульсов (F„) в ней, необходимо значение . Тц скважности q „= — и амплитуду J. „

"и импульсов сохранять неизменными (фиг. 1), что позволяет заранее выставлять значения перечисленных параметров и регулировать в эксперименте только частоту F, замеряя при этом значение контролируемого параметра.

Приведенные пояснения позволяют вывести общее соотношение для связанных параметров при ведении процесса в оговоренных выше условиях, принимая во внимание, что отношение суммы

nJIoEsPeH HMIIQJlhcoB K c e площадей 20

F2 пауз в серии (при —, = 2,3, ° ° ° ° °, ц ц

const; Т „= const; l p cons t) величина постоянная и не зависит от частоты F„, следовательно, энергия серий тоже постоянна, т.е.

= const (фиг.1). Здесь отношение часУ2 тот — рассматривается как отношег, Тц ние временных интервалов „, за кои торые происходит пропорциональное им перераспределение энергии W cp > где P — частота предыдущих импульсов (Гц); F 2 — частота последующих импульсов (Гц); Т „— период следова- 35 ния импульсов в предыдущей серии (с);

Т ц — период следования импульсов в последующей серии (с).

Временной интервал следования самих серий равен 40

3 6 л

1 р

n = Т j

Н и, следует, что Т2 = Т,— или F, =

П2

F — — закон регулирования параи

1 метров, при W = const; I „= const;

const; p = const, где п,число импульсов в предыдущей серии; п 2 — число импульсов в последующей серии.

Задача размещения определенного . числа импульсов в серии при ее заданной длительности сводится к задаче разбиений с установлением предела для "... т.е. получения сходящегося ряда по огибающей Г, что позволяет увеличивать частоту F „ зондирующих импульсов теоретически неограничено, от начально установленной, с целочисленным шагом (N = 2,3,4,..... ).

Однако практические результаты показали, что верхнее значение частоты

F, в частности, для ламп накалива-. ния близко к значению F „ 1О кГц, На фиг, 2 приведены графики зависимости величины светового потока Ф от частоты F следования зондирующих импульсов, при различных значениях скважности q . импульсов, но с одинаковым пределом длительности р серий при различной амплитуде тока Iö.

Изменение крутизны нарастания функции Ф на участке Р, — F „ выявляет возможное наличие "местных" перегибов (плавное увеличение) и "локальный" перегрев (резкий перегиб).

Под местным" перегревом понимается перегрев участка нити накала, вызванный дефектом навивки, например, при сжатии витков, а под локальным" — перегрев участков рабочего тела, вызванный дефектом кристаллической структуры материала (неоднородности) .

Иэ графиков (фиг. 2) видно, что даже при меньшей рассеиваемой мощности, но по большей скважности „ импульсов неоднородности проявляют себя интенсивнее (при меньшей длительности „)..

На фиг. 1 показаны временные диаграммы формирования серий импульсов, где тепловой режим рабочего тела формируется в основном огибающей с частотой F следования, а интенсивность зондирующих воздействий определяется как частотой F ñàìèõ им1476413 пульсов, так и их скважностью Ч„, т. е; местная концентрация значительнее проявит себя при большей энергии серий, а локальная — при меньшей длительности импульсов.

Способ позволяет выявить дефекты конструкции без разрушения объекта испытаний, поскольку- обеспечивает сохранение неизменным наперед заданное значение энергии для установления и поддержания теплового баланса тела накаливания с заданными параметрами, создающими тепловой режим..

Переход к большей частоте F ïðîècходит при температуре рабочего тела в режиме, близком к установившемуся, что обеспечивает выявление неоднородностей без значительных тепловых ударов и деформаций структуры и способствует неразрушающему контролю. Способ позволяет сканировать по частоте в границах с нижней предельной частоты Р, и верхней частоты Ри, что позволяет при испытании новых 25 образцов приборов с телом накаливания достаточно полно исследовать его работу, а также устанавливать эталон для контроля уже серийных образцов, где достаточно получения 30 лишь одной кривой для сравнения ее с эталонной, чтобы проводить дефектацию при контроле качества, т.е. осуществлять экспресс-анализ.

При осуществлении способа увели35 чивают частоту F и уменьшают длиИ тельность ° „ импульсов в серии, увеличивая тем самым интенсивность разогрева неоднородностей, в результате чего меньшие неоднородности 40 кристаллической структуры будут активней перегреваться при большей частоте импульсов, т.е. чем мельче неоднородности, тем лучше структура и больше долговечность. При этом, выраженный перегиб функции Ф на графике получается при большем значении Р„.

Значение частот, при которых наступает перегиб на графике, можно уточнять, уменьшая частоту F с требуемым шагом, что повышает точность измерений.

Во время пауз рабочее тело начинает остывать и выравнивать температуру участков, что позволяет выявлять дефекты при испытании на надежность и ресурс в особенности дорогостоящих опытных образцов приборов с рабочим телом накала при универсальных исследованиях конструкции новых приборов для составления технических условий на них при переходе к серийному производству.

Формула изобретения

1. Способ определения надежности приборов с телом накала, заключающийся в том, что формируют и подают на тело накала импульсы тока накала, изменяют параметры импульсов тока накала, сохраняя значение энергии, регистрируют информативный параметр, отличающийся тем, что, с целью обеспечения неразрушающего контроля и повышения точности прогнозирования надежности приборов, импульсы тока накала подают сериями с фиксированными в каждой серии амплитудой, частотой и длительностью импульсов тока накала, увеличивают частоту следования импульсов в сери" ях, сохраняя среднее значение энергии импульсов в серии, о надежности приборов с телом накала судят по сравнению зависимости информативного параметра от частоты импульсов тока накала в серии с эталонной.

2. Способ по п. 1, о .т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве информативного параметра используют световой поток тела накала.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве информативного параметра используют ток электронной эмиссии тела накала, 4. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве информативного параметра используют тепловой поток тела накала.

1476413 ф(лм) /й(/ч) F1

Фиг.2

Редактор А. Ревин

Заказ 2152/46 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2g (4

Wqp =COnSt д =canst .7 у = cans/

Составитель B. Степанкин

Техред Л. Олийнык Корректор Л. Патай