Электронные бомбардеры-2
к.т.н. Марков Виктор Григорьевич
тел. в Москве 8-916-122-40-67
e-mail: tehnolog_neon@mail.ru
Твердохлеб Алексей Александрович
тел. в Москве 358-51-54
В статье "Электронные бомбардеры", напечатанной в журнале "НАРУЖНАЯ РЕКЛАМА РОССИИ" № 8'03 читатели впервые познакомились с новым перспективным оборудованием для производства неоновой рекламы. Этот вид бомбардеров по-другому называется "инвенторный бомбардер ультразвуковой (надтональной) частоты". Сегодня мы попробуем разобраться, почему обработка ламп с помощью электронного бомбардера позволяет изготавливать газоразрядные лампы более высокого качества, чем при использовании традиционного оборудования.
При изготовлении любых газосветных ламп стремятся обеспечить чистоту газовой среды внутри лампы, что является необходимым условием достижения ее долговечности. Для этого применяется отжиг лампы под вакуумом - нагревание баллона лампы с одновременным откачиванием выделяющихся при этом газов (обезгаживание).
Применяются следующие способы нагрева…
- нагрев в печи
- нагрев электрическим разрядом в газе
Из-за большого разнообразия размеров и конфигураций ламп в неоновом деле используют нагрев электрическим разрядом. Помимо многочисленных преимуществ этого способа нагрева, он имеет один существенный недостаток. Так как разряд происходит в "грязной" газовой среде, то перегрев и преждевременная активация электродов приводит к их повреждению. Вот и получается, что процесс направленный на увеличение ресурса лампы проводится способом, который снижает ресурс ее электродов. В таких случаях ищут компромисс. Подбирают параметры отжига так, чтобы и лампу отжечь, и электроды "не угробить".
Опыт эксплуатации электронного бомбардера позволяет утверждать: процесс отжига электрическим разрядом высокой частоты (18…50 кГц) оказывает существенно меньшее повреждающее действие на электроды ламп, чем отжиг разрядом частотой 50Гц.
Электрод газоразрядной лампы представляет собой металлический цилиндр, покрытый веществом, которое облегчает эмиссию (испускание) электронов.Во время отжига электрод подвергается действию разряда, ток которого раз в 10..20 больше номинального тока (иначе не прогреется баллон лампы). При этом ионы газа с большой энергией ударяют поверхность электродов (иначе говоря бомбардируют, от чего и произошло название "бомбардер"). Эта бомбардировка приводит к распылению и отравлению эмиссионного слоя, электрод оголяется, а его покрытие меняет химический состав. Повреждение эмиссионнго слоя увеличивает прикатодное падение напряжение и ухудшает условия работы электрода. Кроме того, во время эксплуатации оголенный электрод поглащает (адбсорбирует) рабочий газ (неон, аргон , пары ртути) из баллона лампы, что приводит падению его давления и, как результат, выходу лампы из строя (потемневшее стекло вокруг электродов, затрудненый поджиг, мерцание).
Повреждение электродов тем сильнее,чем больше
- время бомбардировки и
- количество ионов с высокой энергией
Применение разряда высокой частоты резко уменьшает негативное действие обоих факторов.
- Время бомбардирования сокращается потому, что плазма эффективнее прогревает стенки баллона лампы.Эл\магнитные поля в\ч плазмы не дают ей сосредоточиться по оси трубки баллона (явление "шнурования") и прижимают горячую плазму к стенкам баллона лампы.Т.к. основная доля тепла в стекло передается путем конвекции, а не излучения, это приводит к резкому сокращению времени и тока нагрева. Что и требуется. Соответственно, и производительность неонового поста, оборудованного электронным высокочастотным бомбардером, выше.
- Количество ионов с высокой энергией (кинетической, т.е. обладающих высокой скоростью) тем больше, чем выше напряженность эл. поля в прикатодном (приэлектродном) слое, и чем меньше (до определенного предела) давление газа. При меньшем давлении из-за меньшего числа соударений ионы могут разгоняться эл. полем до бОльших скоростей. Эл. поле вч за счет токов смещения обладает большей ионизирующей способностью , чем поле низкой частоты, и легче (при меньшем напряжении зажигает лампу и поддерживает разряд). Это расширяет диапазон рабочих давлений газа в лампе при ее изготовлении. В сторону повышенных давлений при отжиге (обезгаживании) стеклянного баллона лампы, и в сторону пониженных - при активации электродов.
После отжига и активации лампы высокочастотным разрядом ее электроды сохраняют первозданный внешний вид. Отсутствуют потемнения на изолирующей керамических шайбах электродов и колбе лампы, нет следов побежалости на металлическом цилиндре электрода. Можно быть уверенным в их хорошей эмиссионной способности.
По качеству обработки ламп (в порядке его увеличения) способы отжига можно расположить в следующем порядке:
- отжиг ламп с применением традиционного бомбардера с управляемым дросселем (чок или дроссель насыщения)
- отжиг ламп с применением традиционного бомбардера с тиристорным регулятором
- отжиг ламп с применением электронного высокочастотного бомбардера
- отжиг ламп с применением электронного высокочастотного бомбардера для отжига стекла баллона и применением индукционного отжига электродов
- отжиг стекла баллона ламп в печи и индукционный отжиг электродов
Понятно, что пункты 1 и 2 отличаются мало, а пункт 5 является эталоном. Пункт 4, где используется индукционный нагрев электродов, является ближайшей перспективой в совершенствовании производственного процесса обезгаживания ламп после внедрения отжига высокочастотным разрядом.
Отжиг высокочастотным разрядом производится с помощью электронного высокочастотного бомбардера, краткое описание которого приводится ниже.
ВЧ-бомбардер представляет собой мощный генератор тока ультразвуковой частоты. Выходной ток генератора стабилизирован и может регулироваться в широком диапазоне. Напряжение, в пределах которого поддерживается заданный ток, достигает десятка тысяч вольт. Питается бомбардер от однофазной или трехфазной сети 220В 50Гц. Установочная мощность около 6 кВт. Управление бомбардером дистанционное через кабель с пульта управления. Вес и габариты позволяют перевозить бомбардер силами одного человека. Внешний вид допускает установку бомбардера в офисе на видном месте.В комплект поставки кроме пульта ДУ входит ВЧ амперметр.
При конструировании бомбардера использовалась широкодоступная современная элементная база. Ввиду наличия опасных для жизни напряжений и токов, особое внимание уделено обеспечению безопасности оператора. Имеются кнопка блокировки, заземление и быстродействующий автомат электронного отключения в случае пробоев высокого напряжения на "массу".
Кроме того имеются защиты, обеспечивающие бесперебойную работу бомбардера. Использование в бомбардере токов высокой частоты заставило применить средства и приемы обеспечения электромагнитной совместимости.
Несмотря на то, что электронный бомбардер - сложный прибор, управлять им удобно и, мы уверены, применение его в производстве неоновой рекламы сделает Вашу работу более эффективной.
|
