《紧凑型荧光灯内填充气压测试台》使用说明书.docx

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《紧凑型荧光灯灯内填充气压测试仪》
(CFL Filli ng 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
主要技术指标
测试原理
简要说明
测试方法
“灯管系数”自测定的原理与方法
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本设备适用于 各种型号的、管径为①6-①20mm勺“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***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 ；
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。
主要技术指标
1灯内填充气压的测量上限为 10托，测量精度优于土 ，气压测量仪器（电容薄膜 计）的响应时间v 20mso
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w % （）；
b） 压力传感器的温度系数w测量上限的土 %/ C；
c） 真空计的零点漂移（预热 30min后在恒温条件下工作）w % / 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。
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 ± 3C的实验室环境中工作。
测试原理
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根据“波意尔一马略特” （Boyle — Mariotte）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 = P .V = C
R
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 M
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 /等。
设“静态测试容器”的总容积为 V）,其中的残余气体压强为 Po,则其中的残余气体量
Q=Po • Vo;设灯管的容积为 VL,填充气压为P■，则灯内填充气体量（Q）：
Q L = P L - Vl
通常，测试前，用机械真空泵将测试容器抽至真空 （Po< 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 （A Pd）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 = C0 + Q = P 0 * Vo + Pl * Vl = P * (Vo + 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 =
P *(Vo Vl) -Po ・Vo
Vl
(2)
当P0<<P （且A F0<<P）时，式（2）可简化为：
P L = （ —厂 P = k * P （ 3）
Vl
式中，Y」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
Vl
据测得的P值求出灯内填充气压（R）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PoVVP、A PoV