Способ измерения парциального давления фреона в газоразрядных стабилитронах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 00 ИЮ (11) 1.1 .9 42 АН Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ ей напряжение по- определения давому из парамети ч а ю щ и й с я овышения тбчности роды стабилитрооднополярного наедовання, длнторых совпадают с величины, превышгасания разряда, ,ления фреона по ров разряда о.т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИС И(53) 531,787.088.У(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 706726, кл. 0 ОГ И 3/40, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 693466 .кл, Н 01,1 9/42 1977 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ФРЕОНА В ГАЗОРАЗРЯДНЫХ СТАБИЛИТРОНАХ путем подачи на электроды стабнлитрона модулированного по амплитуде прямоугольными импульсами высокочастотного напряжения с амплитудой, выше напряжения зажигания разряда, уменьшения амплитуды высокочастотного напряжения до однРлтем, что, с целью пизмерения, на электна подают импульсыпряжения, частота слтельность и.Фаза коаналогичными характеристиками импульсов, модулирующнх высокочастотное напряжение, причем амплитуду импульсов. однополярного напряжения устанавливают в диапазоне от 4 В до напряжения зажигания разряда нм; пульсами однополярного напряжения,. уменьшают частоту модулнрующих импульсов, а в качестве определяющего параметра Фиксируют частоту следования.модулирущих импульсов в момент исчезновения постоянной составляющей тока между электродамиУказанные недостатки способа снижают точность измерения парциального.давления Фреона в газоразрядных стабилитронах,Наиболее близким техническим решением является способ измерения парциального давления Фреона в гаэораэрядных стабилитронах путем подачи на электроды стабилитрона модулированного по амплитуде прямоу,гольными импульсами высокочастотного напряжения с амплитудой, вышенапряжения. зажигания разряда уменьшения амплитуды высокочастотногонапряжения до величины, превышающей напряжениепогасания разряда и определения давления Фреона по одному из параметров разряда Г 23.Применение в качестве контролируемого параметра напряжения погасания разряда позволяет регистрировать минимальные количества примеси 45 50 556065 Изобретение относится к неразру-, шающему .контролю качества готовых гаэоразрядных.приборов (ГРП), в частности может быть использовано для измерения парциального давления фреона.в газоразрядных стабилитронах.Известен способ обнаружения при" меси.фреона в газе, заключающийся в том, что.к электродам разрядной трубки подключают генератор высоко частотного напряжения и о количестве примеси фреона судят по частоте импульсов прерывистой генерации Г 1 3.Срыв. генерации обуславливаетсяшунтированием контура генератора 15 проводимостью плазмы газового .разряда, возбуждаемого генератором в трубкеВозобновление генерации про исходит после диониэации плазмы и восстановлении первоначальной низ О кой проводимости межэлектродиого промежутка. Процесс повторяется периодически, При наличии примеси фреона в разрядной трубке уменьшается время деионизации плазмы и, соответственно, увеличивается часто;, та импульсов прерывистой генерации .В применении к отпаянным .ГРП с :малым внутренним объемом (около 1 см ), например газоразрядным стабилитронам, способ обеспечивает низкую повторяемость результатов, так как прерывистый режим работы высокочастотного генератора требует тщательной настройки и критичен к изменениям питающего напряжения, емко сти нагрузки и подводящих напряже-ние проводов, флуктуациям температу ры, кроме того, для срыва генерации необходимо возбуждать э приборе разряд с высокой концентрацией частицплазмы, разряд значительной мощно-,сти. Это приводит к необратимому.поглощению (.1 жестчению 1) примесив объеме прибора эа время измерения. порядка 0,1-1 . Однако в некоторых случаях, например при контроле герметичности готовых ГРП, требуется более высокая точность измерения парциального давления примеси.Цель изобретения - повышение точности измерения парциального давления фреона в гаэоразрядных стабилитронах.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения парциального давления фреона в га" зоразрядных стабилитронах путем подачи на электроды стабилитрона модулированного по амплитуде прямоуголь" ными импульсами высокочастотного напряжения с амплитудой, ваке. напряжения зажигания разряда, уменьшения .амплитуды вйсокочастотного нап" ряжения до величины, превышающей напряжение погасания разряда, и определения давления. Фреона по одному из параметров разряда, на электроды стабилитрона подают импульсы однополярного напряжения, частота следования, длительность и фаза которых совпадают с аналогичными характеристиками. импульсов, модулирующих высокочастотное напряжение, причем амплитуду импульсов однополярного напряжения устанавливают в диапазоне от 4 В до напряжения зажигания разряда импульсами однополярного напряжения, уменьшают частоту модулирующих импульсов, а в качестве оп-. ределяющего.параметра Фиксируют частоту следования модулирующих импульсов в момент исчезновения постоянной,составляющей тока между электродамиЯа Фиг. 1 приведены временные диаграммы импульсов высокочастотного.и однополярного напряжений на Фиг. 2 в . зависимостьдавления фреона от частоты импульсов напряженияпри.погасании разряда,На.электроды .стабилитрона подают высокочастотное напряжение, например.частотой,25 ИГц, модулированное по амплитуде прямоугольными импульсами (Фиг . 1, эпюра 1) .Амплитуду высокочастотйого напряжения увеличивают до зажигания разряда в меж.электродном промежутке стабилитрона. После зажигания разряда амплитуду высокочастотного напряжения умень 1 шают до,величины,.заключенной в пре-. Делах от напряжения.погасания (окоЛо ЗО В) до напряжения зажиганияразряда (около 90,В),. напримердо.50 В. При. этом разряд продолжаетсуществовать, если за время Т паузы между импульсами (Фиг, 1) концентрация частиц плазмы разряда не успевает снизиться.до уровня, при котором для возобновления разряда с . приходом каждого следующего импульса требуется приложение напряжения15 в момент гашения не обеспечивает необходимой точности, Это обусловленотем, что в измерительном режиме(напряжение высокой частоты в диапа"зоне 30-90 В) токсмещения через .)0 межэлектродную емкость прибора бо- .лее чем на порядок .превышает ток,.проводимости разряда. Вызываемыегашением разряда изменения амплиту. ды высокочастотного напряжения и 25 силы переменного тока не превышают1 % и трудно регистрируемы.Измерение постоянной составляющей тока в цепи стабилитрона позволяет повысить точность фиксации моЗ 0 мента гашения разряда и, следовательно, точность измерения параметРа Р . Однако значение постоянной.составляющей тока стабилитрона приприложении только высокочастотногонапряжения сильно меняется от образца к образцу по величине н непостоянно по знаку. В частности, ток может;быть равен нулю. Небольшое (35 В) .постоянное напряжение, поданное на.электроды прибора, позволя ет уменьшить разброс значений токапо величине и исключить знакопеременность В то же время наличие разности потенциалов на электродах впаузе между высокочастотными импульсами значительно ускоряет процесс деиониэацик плазмы за счет вытягивания частиц из промежутка сизажигания. Для выполнения этого условия частоту следования модулирующих импульсов Р первоначально устанавливают достаточно .высокой, например 10 кГц,. Частота, следования модулирующнх импульсов определяется соотношением Р 1/Тгс,где г - длительность импульса (фиг. 1).Одновременно с импульсами высокочастотного напряжения на электроды стабилитрОна подают импульсы однополярного, напряжения амплитудой не менее 4 В, но не превышающей напряжения зажигания разряда (фиг. 1, эпюра 2) Импульсы .постоянного напряжения обеспечивают протекание тока одного .направления в цепи стабилитрона,.если в межэлектродном промежутке.возбужден высокочастотный. разряд. Таким .образом по наличию постоянной составлякщей тока в цепи стабилитрона.можно судить о сущест-; вовании разряда.в.промежутке.Далее:плавно уменьшают частоту: модулирующих импульсов. Когда дли- : тельность паузы между импульсами Т достигает определенного значения, . Разряд;гаснет, и постоянная составляющая тока в цепи стабилитрона исчезает. Длительность паузы, при которойпроисходит,гашение разряда (.Тд,), .характеризует скорость.деионизации плазмы, формируемой за вре,мя импульса. В общем СлуЧае скОРоотЬ деиониэацин зависит от начальнойконцентрации частиц плазмою, рода и .:давления рабочего газа, геометрии : прибора и других факторов. Нри про.чих равных.усцовиях наличие примеси фреонав рабочем газе приводит к увеличению скорости деионизации,обуславливаемому процессами захватаэлектронов молекулами фреона и ре.- комбинации образовавшихся отрицательных ионов с положительными ионами плазмю. Таким образом, количество фреона в приборе определяет значение длительности паузы, Т, . Частота модулирующих импульсов в мо" мент гашения разряда связана с ве-. личиной Т соотношением г,д, = -"1/(со,+Г , где Г - длительность импульса ( величина постоянная) .оВ момент исчезновения постояннойсоставляющей тока в цепи стабилитрона регистрируют частоту следованиямодулирующях импульсов (Рц) повеличине которой судят о йарциаль,ном давлении фреона в приборе. Эф,Фект.позволяет регистрировать пар циальное давление Фреона менее1 10-" Ца на фоне общего давлениярабочего газа порядка 5000 Па.Иллюстрирующая способ экспериментальная зависимость параметра Ро от парциального давления фреона приведена на фиг. 2Зависимость получена для серийного стабилитрона,объем которого был соединен с откачной системой, снабженной устройствами напуска газа. Для всех точеккривой .давление рабочей смеси нео 5 на с 1 Ъ аргона составляло В, ичину 5300 Па,Для измерения параметра Г не"обходимо фиксировать момент гашенияразряда в приборе, Непрозрачная ме 10 таллокерамнческая оболочка стабилитронов исключает воэможность визуаль-.ной регистрации излучения разряда.Контроль за величинами высокочастотного напряжения или переменного тока лами электрического поля. Тем самымуменьшается степень влияния примесиФреоиа.на значение параметра ьПоэтому, с.целью повышения точности измерения парциального давленияфреона, применено импульсное постоянное .смещение.Данный диапазон амплитуд импульсов постоянного. напряжения обусловлен следующим. При амплитудах .импульсов более 4 .В практически 100стабилитронов имеют постоянный токодного направления. Так, в партии 60 прнборов,количеством около 1000 шт.все .стабилитроны имеют одно направление тока при амплитудах импульсоводнополярного напряжения выше 4 В.. Сопко рректор И. Иус Заказ .9 54 Тираж ВНИЙПИ Государственноге , по делам изобретений 113035 Москва, .Ж., Р 703комитета СССРи.открытийадская наб.,одписн 5 иал .ППП . Патент , .г.Ужг Проек к уменыаенню. процента стабилитронов,имеющих постоянный ток, так, приамплитудах импульсов 3 В около 20приборов, имеют противоположное направление тока, или ток равюяй нулю.Таким. образом,.применение амплитудыимпульсов, менее 4 В не позволяетосуществлять 100 -ный контроль стабилитронов. Веркний .предел амплитудРавен напряжению. зажигания разрядана постоянном. токе,.При большихамплитудах.разряд зажигается с каждым импульсом вне зависимости отдлительности паузы между импульсамии скорости демонизации плазмы, т.е.; способ реализован быть не может.,;Основное назначение способа - неразруюающий контроль герметичностиготовых стабнлитронов, Контроль осуществляется .путем.опрессовки изде .лий в атмосфере фреона и регистрации изменений параметра Р,; , вызванных проникновением фреона внутрьПрнборов через,микродефекты оболочек.,Для .стабилитронов типа СГ 203 К 10 и СГ 204 Е (внутренний .объем приборов - 1 см 3) при.суточной выдержкево фреоие 12 чувствительность течеискания .составляет величину порядка 1;10-42 Па,мЭ. с,