Способ определения надежности приборов с телом накала

(19) (1) 1)4 С 01 К 31/2 Е ИЗОБР ОП НИ К кон лен д ы временныесерий импульки зависимости ты следовасти, ампли-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов(56) Авторское свидетельство СССР И 1 236660, кл. С 01 К 13/50, 1967.Авторское свидетельство СССР В 214680, кл. С 01 К 31/25, 1966. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРИБОРОВ С ТЕЛОМ НАКАЛА(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано ля контроля качества вакуумных при 1Изобретение 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 транс портных 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 неразрушающеготроля, повышение точности опредеия 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 изображендиаграммы формированиясов; на фиг. 2 - графисветового потока от частония импульсов, их скважнотуды и длительности серии.Способ осуществляют следующим об разом.Испытуемое рабочее тело (лампу) подключают к источнику питания - ни тью накала к источнику серий импуль сов изменяемой частоты (Рц) следова ния импульсов в них. Частоты устанавливают минимальными по критерию отсутствия видимого мерцания. Скважность импУльсов :(1 ц) в сеРии выбирают и устанавливают постоянной применительно к конкретным типам1476413 ламп на основании накопленного опыта.Амплитуду питающего тока (1 и) устанавливают неизменной, При этом, длительность следования серий ( С ) счастотой Р устанавливают такой,чтобы суммарная энергия импульсов(И,р) эа период следования серийне превьппала 0,6 значения подводимойэнергии в нормальном режиме (Ы ).нУстановив требуемые значения параметров до получения светового потокаФ = сопя, увеличивают частоту Р иот начально установленной Р измеряют световой поток Ф и по, результатам измерений строят график Ф = Й (Ри )(фиг. 2), а по нему судят о пригодности и качестве прибора. Величину светового потока Ф предпочтительно измерять фотометром, значения частотР и Гпо осциллоскопу.Приведем формулы для предварительного расчета начальных значений параметров при испытании опытных образцов для установления эталонной кривой Ф = Г (Р). Контролируемым параметром может быть световой пОток,ток электронной эмиссии, тепловойпоток.Известно, что активная мощностьпериодических несинусоидальных токов определяется как функция мощности за период, равныйт1Р = - 1 ийс, (вт),10 1 ср 11 с Т э (Втс) э с20 где Р - активная мощность (Вт);Т - период функции (с)3ц - мгновенное значение напряжения (В);- мгновенное значение тока (А);текущее время. (с)иначе мощностьтР=1 К,где 1- действующее значение тока(А);К - сопротивление нагрузки (Ом). 111 п С и О 40где Г - длительность серии импульсов с частотой Р о следования огибающей (с).Задача сохранения начальной энер 45 гии Уимпульсов при увеличении частоты Р и их следования в серии припостоянной амплитуде и скважностисводится к установлению предела для7, равного Гр(при 1 и = сопзС,50 Ч= сопят), следовательно,+ а, Ы и ль и где5 величина паузы начальной (нижней) частоты Р исследо 1 вания рабочего те- . ла накаливания (с).гда Г Действующее значение тока (фиг.1) за период (с учетом характера функции) определяются из выражения где П - скважность импульсов в серии;- длительность импульса (с);Т- период следования импульса (с);1 и - амплитудное значение тока (А),Суммарная энергия импульсов в серии, т. е. интенсивность рассеиваемой мощности, определяется из выра- жения Р 7 р ф (Втс)ф15где- и е ел лительнос р Р д д ти серии (с),Среднее значение энергии за период следования серий равно где Т - период следования серии (с).Значение энергии должно удовлетворять условию И ,р0,6 Ъ (Вт с), так как увеличение значения И ) ) 0,6 У н ведет к активному разрушению объекта испытаний с увеличением частоты зондируюцих воздействий И - значение энергии, преобразуемой в тепло в номинальном режиме (Вт с). С увеличением частоты (Р) следования импульсов в серии происходит перераспределение их энергии на временном интервале с пределом длительности:5 147Таким образом, для сохранения значения энергии (И ) в серии постоянной длительности ( лр = сопзс) приизменении частоты следования импульсов (Г) в ней, необходимо значение(фиг. 1), что позволяет заранее выставлять значения перечисленных параметров и регулировать в экспериментетолько частоту Ри, замеряя при этомзначение контролируемого параметра.Приведенные пояснения позволяютвывести общее соотношение для связанных параметров при ведении процессав оговоренных выше условиях, принимая во внимание, что отношение суммыплощадей импульсов к сумме площадейРпауз в серии (при в , = 2,3 ЧисопЯСф 1 и соп 81 ф ь р сОп 81)величина постоянная и не зависит отчастоты Р, следовательно, энергиясерий тоже постоянна, т.е,= сопз (фиг,1). Здесь отношение часРтот - рассматривается как отношеТцние временных интервалов, за коиторые происходит пропорциональноеим перераспределение энергии Ь,р,где 7, - частота предыдущих импульсов (Гц); Р- частота последующихимпульсов (Гц); Т- период следования импульсов в предыдущей серии (с);Т ц - период следования импульсовв последующей серии (с).Временной интервал следования самих серий равен= Т(п) + и, (с),где и - число импульсов в серии,следовательно,с + Й р ТТ,При увеличении частоты следования импульсов,в сериях, т.е. от начальной частоты Г пропорционально изменяется период следования импульсов и их число на ограниченном интервале р, откуда приТ ил, числа импульсов в серии при ее заданной длительности сводится к задачеразбиений с установлением пределадля " т.е. получения сходящегосяряда по огибающей Г , что позволяетувеличивать частоту Гзондирующихимпульсов теоретически неограничено,20 от начально установленной, с целочисленным шагом (И = 2,3,4 ).Однако практические результаты показали, что верхнее значение частотыР , в частности, для ламп накалива-,ния близко к значению Г1 О кГц,На фиг, 2 приведены графики зависимости величины светового потока Фот частоты Р, следования зондирующихимпульсов, при различных значенияхскважности ц , импульсов, но с одинаковым пределом длительности р серий при различной амплитуде тока 1 ц.Изменение крутизны нарастанияфункции ф на участке Г, - Рвыявля 35 ет возможное наличие "местных" перегибов (плавное увеличение) и "локальный" перегрев (резкий перегиб).Под местным" перегревом понимается перегрев участка нити накала,40 вызванный деФектом навивки, например, при сжатии витков, а под локальным" - перегрев участков рабочего тела, вызванный дефектом кристаллической структуры материала (неод 45 нородности). Иэ графиков (фиг. 2) видно, что даже при меньшей рассеиваемой мощности, но по большей скважности ц импульсов неоднородности проявляют себя интенсивнее (при меньшей длительности Вц)На фиг. 1 показаны временные диаграммы формирования серий импульсов, где тепловой режим рабочего тела формируется в основном огибающей с частотой Рследования, а интенсивность зондирующих воздействий определяется как частотой Р самих им 1476413пульсов, так и их скважностью Ч,т. е;местнаяконцентрация значительнее проявит себя при большейэнергии серий, а локальная - применьшей длительности импульсов.Способ позволяет выявить дефектыконструкции без разрушения объектаиспытаний, поскольку обеспечиваетсохранение неизменным наперед заданное значение энергии для установления и поддержания теплового балансатела накаливания с заданными параметрами, создающими тепловой режим.Переход к большей частоте Р происходит при температуре рабочего телав режиме, близком к установившемуся,что обеспечивает выявление неоднородностей без значительных тепловыхударов и деформаций структуры и способствует неразрушающему контролю.Способ позволяет сканировать почастоте в границах с нижней предельной частоты Р и верхней частоты Рр,1что позволяет при испытании новых 25образцов приборов с телом накаливания достаточно. полно исследоватьего работу, а также устанавливатьэталон для контроля уже серийных об.разцов, где достаточно получения 30лишь одной кривой для сравнения еес эталонной, чтобы проводить дефектацию при контроле качества, т.е.осуществлять экспресс-анализ.При осуществлении способа увели 35чивают частоту Р и уменьшают длиИтельность импульсов в серии,увеличивая тем самым интенсивностьразогрева неоднородностей, в результате чего меньшие неоднородности 40кристаллической структуры будут активней перегреваться при большейчастоте импульсов, т.е. чем мельченеоднородности, тем лучше структураи больше долговечность, При этом,выраженный перегиб функции Ф на графике получается при большем значении Р,Значение частот, при которых наступает перегиб на графике, можноуточнять, уменьшая частоту Рс 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 изобретения1. 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве информативного параметра используют световой поток тела накала.3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве информативного параметра используют ток электронной эмиссии тела накала,4. Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что в качестве информативного параметра используют тепловой поток тела накала.1476413 фРм) Ги(Гц) Составитель В. Степанкинактор А. Ревин Техред Л. Олийнык Коррект Л. Пата ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Пр э 2152/46 Тираж 714 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5