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采用气体冲洗法提高霓虹灯管真空度

  • 发布日期:2009-06-09 浏览次数763

制灯工艺特别是排气工艺是影响灯管质量的关键因素,也可以说是决定性因素。

逸出功的多少及阴极位降的高低,不仅仅与电极材质有关,还与阴极表面状态、气体成份等密切相关。在灯管制作时,真空度的高低、去气是否彻底、管内真空能否始终保持、电子粉分解激活得好坏以及能保留多少、充入气体的纯度、压力……等等制灯因素都会直接影响到电极表面状态和阴极发射性能、耐离子轰击性能的优劣。而这些因素基本是排气工艺所决定的。现时我国制灯设备及工艺都还较落后,监控手段不强,大部分还是凭经验进行操作,随意性较大,如要想做出高品质的灯管,排气工艺必须确保:获得并保持良好的真空度。

跟其他电光源器件一样,霓虹灯也要求在较高真空或纯净惰性气体气氛中长期工作,因此不仅仅要排除内部空间的活性气体,还要去除灯管内部件所吸附的活性气体,以确保不会在使用时放出气体。

真空度的好坏对灯管的质量影响极大,如何才能更有效地获得所需的真空并能在灯管今后使用过程中长期保持?这是每个霓虹灯制作者所必须要解决的问题。管内真空度的高低不仅跟选用真空泵的优劣、系统设计、连接的密封性能等有关,也与排气工艺是否合理得当、零部件去气是否良好有很大关系。

为了能更有效地提高灯管内的真空度应该借鉴光源生产中常用的气体冲洗法。在日光灯及普通灯泡生产中也都广泛采用气体冲洗法。所谓气体冲洗法就是将灯管排气到一定的真空度后,往灯管内充入灯管本身所需的惰性气体(霓虹灯用Ar气即可),待充入气体与灯内的残余空气混合后再用泵抽走,如果反复冲洗多次,残余气体的分压强将大大降低,即真空度大大提高。在理想状态下,系统没有渗漏,气体又够纯,经过几次冲洗后,残留空气的分压强为:

Pn=P0(P3/P2)n 即 P0(P3/P0+P1)n

P0----冲洗前残留在灯内的空气压强.

P1----充入气体的分压强.

P3----充洗混合再经抽气后余下混合气体的压强.

从上式可见,冲洗次数n越多,充入压力P1越大,冲后抽真空越高,即P3越小,则残留在灯管内的空气分子就越少,真空度就越高.

国产日光灯圆排机一般都冲洗2-3次,引进先进的生产线圆排机在国内使用生产T8时则冲洗6-8次且冲入压力也较大。霓虹灯生产工艺跟日光灯生产工艺很多是相类似或接近的,应当借鉴采用。目前也已有不少厂家都在采用此方法,只是具体做法上彼此间差异也可能比较大,如何做效果才会更好,倒是很值得去探讨的。比如什么时候冲洗?充入压力、次数多少合适?充入以后混合多长时间才再抽?------我们公司是既生产粉管、电极又加工制作霓虹灯管,为了更好地探讨提高霓虹灯质量的方法,近两年来也作过不少工艺对比试验,并已取得了一定的成效。我们在不同机台、不同操作者之间,作过多次对比。试验结果表明,只要冲洗工艺方法得当,是完全有效的,发黑率大大减少,寿命大大改善。当然如果充入压力过低效果是不太好的。

也许有人会问,冲洗法会不会大大加长排气的工艺时间,影响生产效率及增加灯管的制造成本?应该说基本不会,就看您的工艺具体如何制定,是否合理。因为在冲洗时充入大量的气体,大大地稀释了管中空气浓度,又使机械泵工作在较大抽速的压力范围内,要抽到所需的真空是很快的。

比如灯管内真空抽到1托(133Pa)后,充入9托气体,总压力为10托,其浓度只有1/10,混合后,把10托再抽到1托,只需很短很短的时间,这时虽然压力也是1托,但内中所含空气的成份却只有原来的1/10,冲洗了一次就把真空提高了一个数量级(1托变成了10-1托),要想把1/10托提高到1/100托(10-2),用通常的做法所需时间会比较长,但如果第二次再充入9托冲洗气体,总压力也是10托,残留空气的浓度就变得更低了,只有1/10的1/10即1/100。再把这10托1%浓度的混合气抽走,剩下1托时,管内的真空度(残余空气的浓度)也就只有10-2托了。显然,如果充入压力再大些或次数多些,真空度会更高,即使不用扩散泵,也完全能获得较满意的效果。由于是采用稀释气体浓度又令泵工作在大抽速范围,实际上所需排气工艺时间并不会延长。轰击去气以后,灯管冷却至充入工作气体这段时间比较长,完全可以利用好这一间隙来冲洗。至于成本只是多用了一些惰性气体。如果冲洗工艺控制得好,只用机械泵而不用扩散泵,还可以省去一台机械泵、一台扩散泵的用电量及相应的费用。划算不划算,大家可算一算。退一步,即使稍多一点费用,如果能换回更好的品质,减少广告牌的维护保养费,提高产品的知名度,也完全是值得的。

 

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