《紧凑型荧光灯内填充气压测试台》使用说明书供参习.doc

《紧凑型荧光灯灯内填充气压测试仪》 ( CFL Filling Gas Pressure Test System ) 使用说明书 上海市真空学会科技咨询部 2009年 目录 1．用途 2．主要技术指标 3．测试原理 4．简要说明 5．测试方法 6．“灯管系数”自测定的原理与方法 7．使用中注意事项及主要误差来源 8．相关资料目录 1．用途 1．1 本设备适用于 各种型号的、管径为Φ6-Φ20mm的“紧凑型荧光灯”(CFL)灯内填充气体压力的测试。 1．2通常，CFL灯内填充的工作气体为纯氩或氩与其他惰性气体（如Ne）的混合气。向灯内注入这些填充气体的作用可归纳为： 与汞蒸气合成潘宁效应，易于灯管启动； 为电子选择一个适宜的平均自由程，调整带电粒子向管壁扩散的速率，于是得以提高253.7nm紫外线的辐射效率； 抵挡阴极溅射，抑制电子粉中氧化钡的蒸发，延长阴极寿命。 综合考虑上述（启动、光效、寿命）性能，对各种型号的CFL而言，填充气压都有其最佳数值及其控制范围。本设备能够准确而及时地监测排气后灯管的填充气压，以便进行生产过程中的质量控制。 2．主要技术指标 2．1 灯内填充气压的测量上限为10 托，测量精度优于±0.1 托，气压测量仪器（电容薄膜计）的响应时间＜20ms。 2．2 测量误差（不包括灯管容积误差）由以下几部分组成： a)真空计读数（显示）误差≤0.5％（精度等级为0.5级）； b)压力传感器的温度系数≤测量上限的±0.04％/ ℃； c)真空计的零点漂移（预热30min后在恒温条件下工作）≤0.5％/ 72h； d)灯管取样系统的静态漏放率。 2．3 对紧凑型灯而言，除“击破灯管”外，其它测试过程是自动完成的。 2．4 本设备对“灯管系数”（测试中的“气体膨胀比”）具有“自标定”功能[“自标定”指的是本设备在测试中，（待测灯管被击破后）灯内填充气体的“气体膨胀比”，即所谓“灯管系数”,可以事先用自身的测试系统、用未经排气的待测灯管（此种“灯”内的气压为当天的大气压值，本设备可准确测定）、用设备中现有的测试仪器便可测定各种灯管的“灯管系数” ]，因而，本设备适用于各种形状、各种功率的紧凑型荧光灯。 2．5 由于本设备的工作原理是建立在Boyle－Marlottr定律基础之上的，为了确保测量的准确性，设备最好应放置在25±3℃的实验室环境中工作。 3．测试原理 根据“波意尔—马略特”(Boyle—Marlotte)定律，一定质量的气体(Q)，如果其温度(T)保持不变，则其压力(P)和体积(V)的乘积为常数。即，Q = PV = CM 式中，C = T（其中，R—摩尔气体常数；M—气体的摩尔质量；T—绝对温度）。测试荧光灯内填充气压时，通常采用“静态气体膨胀法” 。 在测试过程中，当V2阀关闭后就形成了一个“静态测试容器”（如上图所示）。它包括：测量气压的“电容薄膜规G2”；待测灯；连通与隔断真空系统的管道及阀门V2等。 设“静态测试容器”的总容积为V0，其中的残余气体压强为P0，则其中的残余气体量Q0=P0·V0；设灯管的容积为VL，填充气压为PL，则灯内填充气体量（QL）： QL = PL·VL 通常，测试前，用机械真空泵将测试容器抽至真空(P0≤0.010 Torr)，且当抽气阀(V2)关闭后，在测试期间(t = 10s )内，因“漏放率”而引起的静态测试容积内的压强增量(ΔP0)小到可以忽略的程度。 当测试时，击破待测灯排气管后，待测灯内的填充气体便会迅速膨胀至整个静态测试容器，由真空计(G2)测出击破待测灯后的平衡气压(P)。此时，测试容器内总气体量Q为： Q = Q0 + QL = P0 V0 + PL VL = P (V0 + VL) -------（1） 灯内填充气压（PL）便可依照由式（1）变换后的下式求出： PL = ----------（2） 当P0P（且ΔP0P）时，式（2）可简化为： PL = () P = k P ----------（3） 式中，为气体膨胀比（又称“灯管系数(K)”）。此系数若经事先测定，便可根据测得的P值求出灯内填充气压(PL)来。本设备具有“灯管系数”自测定功能，以适用于VL不同的各种被测灯的测试（“灯管系数”自测定方法见第6条）。 为确保测试精度，①测试系统（含真空系统与待测灯管的密封连接处）的静态漏放率要严格控制，以满足P