4、寿命及其控制

    除了因汞消耗完造成的灯管失效外,灯管的寿命还取决于发射热电子的阴极,因此灯丝参数的设计和阴极材料的选配是否合适至关重要。灯丝设计首先应考虑预热要充分,否则灯管靠高电压击穿冷启动时,阴极会受到能量很大的离子轰击使发射物质严重溅射,灯管出现早期发黑。在IEC 标准已确定预热电流和阴极电阻的情况下,灯丝所用钨丝的直径、长度以及灯丝的螺距、圈数等结构参数将直接影响阴极预热温度。其次,灯管正常燃点时,阴极要有适当的工作温度。由于T5 灯管使用的电子镇流器工作于高频状态,与50Hz 工频状态有很大区别:高频下在电极附近形成等离子区,阴极位降降低,阳极位降消失,电极加热功率减小,若外电路不采取辅助加热措施,灯电流又欠大时,为了维持热电子发射,只好有赖于离子轰击,这种“欠热”工作状态显然会导致阴极发射物质的严重溅射,缩短阴极寿命;若灯丝设计不合理或电子镇流器与灯丝匹配不当使灯丝加热电流过大,又会导致阴极热点温度过高加速阴极发射材料的蒸发。如何设计灯丝结构,使阴极正好达到热电子发射温度,并增加电子发射材料的涂敷量、提高其附着强度是提高阴极寿命的关键。T5 荧光灯的灯丝采用了当今流行的主辅式三螺旋灯丝结构。这种结构的灯丝,发射物质可渗入并完全填满主丝与辅丝之间和二螺旋之间的空隙,基本消除了相互辐射,降低了阴极热点温度,减小了发射物质的蒸发;同时,其辅线圈形成的笼栅型结构不但增加了发射材料的存储量,也大大增强了阴极抗离子轰击的能力。为了防止阴极在工作时产生“过热”或“欠热”现象,设计灯丝应注意在规定试验电流下除阴极特性(热电阻) 应符合标准规定外,同时该热电阻与常温下灯丝的冷阻亦应有一确定的比值范围,一般在4～5之间。若达到该要求,所用的镇流器又满足匹配要求,则阴极发射材料的损耗将大大减小。笔者曾用主辅式灯丝与单丝三螺旋灯丝在相同条件下制灯,用性能相同的电子镇流器分别进行燃点试验和开关试验。

　　试验项目　　　燃点试验(h)　　开关试验(次)　　发黑寿终

　　单丝三螺旋灯丝　≥7000　　　　 ≥500 　　　　　≥12000

　　主辅式灯丝　　　≥15000 　　　　≥2200　　　　 ≥60000

　　可见采用主辅式结构,阴极寿命明显提高。

　　5、光色及其控制

　　与其它稀土荧光灯一样,T5 灯管的光色与三种单色粉的配比及制灯工艺有关,此前多有资料介绍,这里不再赘述。值得注意的是出现灯管两端发光颜色明显差异的色差问题。由于T5 荧光灯玻管细长,干燥速度较慢,玻管在涂粉时是垂直放置,荧光粉悬浮液由上端流下时,由于单色粉的密度、颗粒度、形状不同,流下的速度、行程也不同。在颗粒度、形状差异不大的情况下,往往密度最大的红粉流速最快,集中在粉管下端;密度最小的蓝粉流速最慢,最先干燥,这就形成了灯管上端偏青、下端偏红的色差现象。了解色差形成的原因后,应从以下几方面加以控制:

　　(1) 根据单色粉的密度确定其颗粒级配和粒度分布,即红粉粒径可细些,蓝粉粒径可适当粗些,以保持在同一流速下三种粉的比例基本相同;

　　(2) 控制好荧光粉悬浮液的粘度,避免因粘度过小引起的上下端粉层厚薄差现象;

　　(3) 调整涂粉机的风温和风量,使所涂敷的粉管保持一个适当的干燥速度。由于涂粉方式、材料、设备不同,要反复进行工艺试验,确定最佳工艺参数,才能使色差控制达到满意效果。

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