Технологическая операция, в результате которой прибор приобретает стабильные параметры, называется тренировкой.
Операцию тренировки проводят для газоразрядных источников света, имеющих активированные катоды. Основными целями тренировки являются:
- завершение активирования катода и получение с него высокой и стабильной электронной эмиссии;
- окончательная очистка электродов;
- стабилизация состава и давления газового наполнения лампы.
Завершение процесса активирования катода на тренировке происходит за счет протекания на катоде в основном тех же физико-химических процессов, которые имеют место при активировке катода на завершающем этапе вакуумной обработки лампы. Однако главную роль в процессе активирования катода на тренировке начинает играть восстановление бария за счет электролиза покрытия при отборе тока с катода и за счет реакции покрытия с керном (активирующими присадками) катода.
Режимы активирования устанавливаются с учетом многих факторов и часто являются результатом компромиссного решения различных противоречивых требований. С одной стороны, имеется стремление сократить время тренировки за счет повышения температуры, когда все процессы протекают интенсивнее. Но, с другой стороны, повышение температуры приводит к ряду нежелательных явлений:
- перегреву оксидного слоя и его сплавлению в стеклообразное состояние, которое не обладает необходимыми эмиссионными свойствами;
- резкому увеличению интенсивности испарения бария с катода;
- конденсации испарившегося бария на колбе или других деталях.
Кроме того, следует учитывать, что активирование катода — не единственная цель тренировки. Достижение всех целей тренировки требует нагрева внутриламповых деталей, а также включения в активную работу газопоглотителей. Все эти процессы взаимосвязаны.
Характерным для обработки катода на тренировке для многих ламп является кратковременное повышение температуры с последующим ее снижением до рабочей и довольно длительная выдержка лампы в этом режиме. Катод должен оставаться включенным до полного окончания процесса тренировки. Это предупреждает его отравление вредными остаточными газами.
Окончательная очистка внутриламповых деталей на тренировке достигается за счет их бомбардировки электронами. При достаточной энергии бомбардирующих электронов происходит диссоциация (разложение) окислов на поверхности деталей, а также выделение молекул газов из внутренних слоев металла за счет его нагрева. Для повышения эффективности электронной бомбардировки токосъем с катода должен быть достаточно большим, а рабочие напряжения — высокими.
Выделяющиеся газы должны эффективно поглощаться газопоглотителем. Этому способствует и то, что газоразрядные приборы тренируются путем зажигания в них разряда. Возникающая при этом частичная ионизация газов делает их очень активными.
Люминофорные и другие покрытия внутри ламп, стекло колбы высокоинтенсивных источников света при тренировке не только выделяют заключенные в них газы, но и поглощают часть газов из внутреннего объема лампы. Направление потоков газов зависит от их парциального Давления над материалом и в самом материале.
345 К моменту окончания тренировки в лампе устанавливается динамическое равновесие в составе и давлении наполняющего газа.
Некоторые ксеноновые и импульсные лампы целесообразно тренировать во время их вакуумной обработки. Так, ввиду большой чувствительности напряжения зажигания импульсных ламп к незначительным газовым примесям, выделяемым из внутренних деталей ламп при первых вспышках, импульсные лампы в ходе вакуумной обработки на откачном посту подвергают нескольким сериям импульсных разрядов в форсированном режиме. После каждой тренировочной серии загрязнения удаляются путем вымораживания газа в ловушке с последующей откачкой вымороженного остатка и повторным наполнением ламп чистым газом до тех пор, пока напряжение зажигания практически стабилизируется на одном уровне.
Режимы и применяемое оборудование для тренировки различных типов газоразрядных ламп весьма разнообразны.
Тренировка люминесцентных ламп.
Люминесцентные лампы тренируются после операции цоколевания, одновременно происходит определение годности ламп и отделение годных ламп от негодных. Ниже описана тренировка ламп на полуавтоматическом оборудовании.
Лампа вставляется в горизонтальном положении в держатели двух непрерывно движущихся цепей. Через скользящие контакты панелей к лампе при ее движении от одной позиции к другой подается электрическое питание по специальному режиму.
Лампа зажигается в схеме без накала катодов путем подачи на нее высокого напряжения. При этом проверяется чистота газового наполнения: лампы с нормальной чистотой наполняющего газа при заданном напряжении зажигаются, а с загрязненной газовой средой — не зажигаются. В некоторых случаях, например по венгерской технологии, проверка чистоты газового наполнения ламп проводится на отдельной установке.
Затем лампа зажигается и тренируется несколько минут в нормальном эксплуатационном режиме при нормальном рабочем токе. При этом легко обнаруживаются лампы с обрывом спирали — по отсутствию свечения катода в момент его прогрева. Можно также оценить степень обработанности катода по зажиганию разряда между концами спирали при определенном токе накала.
После выключения питания на лампе и ее остывания в конце тренировки проверяется ее способность зажигаться при пониженном напряжении (примерно при 85 % номинального сетевого). Зажигаемость ламп в этих условиях свидетельствует о качественно проведенной тренировке.
Тренировка горелок ламп ДРЛ.
В производстве ламп типа ДРЛ тренировке подвергаются все откачанные горелки. Горелки протираются спиртом и устанавливаются в стенд тренировки. Для защиты глаз работающих от яркого свечения горелок, имеющего в своем спектре значительную долю ультрафиолетовых лучей, стенд оборудуется защитными светопоглощающими стеклами.
На горелки подается напряжение 180 В и с помощью искрового течеискателя в горелках зажигается разряд. Затем напряжение повышают до 220 В и через 10—15 мин измеряют падение напряжения на горелке, оно должно быть в заданных пределах; например, для ламп ДРЛ мощностью 250—1000 Вт падение напряжения на горелке должно быть в пределах 120—150 В.
Если первоначально горелки не зажигаются при напряжении 180 В, их зажигают при повышенном напряжении (до 250 В), выдерживают несколько минут, затем напряжение снижают и проводят тренировку в обычном режиме.
После окончания тренировки горелки гасят, остужают 1—2 мин и вынимают из стенда. Первоначально незажигавшиеся горелки проверяются после тренировки еще раз на зажигаемость.