基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价方法课件.ppt

基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 1.基于铷量消耗率的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 ；2.基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 3.铷消耗机理分析 主要内容： 基于铷量消耗率的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 寿命含义：光谱灯的寿命定义为铷量耗尽所经历的时间。已有的实验结果都只是单纯针对温度与充铷量和铷消耗速率的关系来计算铷光谱灯寿命 铷光谱灯泡充制设备与光谱灯试样 a)空玻璃泡和b)铷光谱灯泡 铷光谱灯泡充制设备与光谱灯试样 表1 GG17玻璃的化学成分(%) 铷量消耗测试装置与控制软件界面 图8 PID调节温控软件界面 图7 真空箱与控温试样台 图9差热分析仪 图10 铷光谱灯泡的DSC吸热曲线 铷量消耗测试装置与消耗率模型 图11不同温度下铷消耗量与时间的关系 图11不同温度下铷消耗量与时间的关系 (110℃) (130℃) (180℃) (250℃) 基于铷量消耗率的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 寿命含义： 本试验是在考察铷量消耗速率的基础上，确定国产光谱泡有效工作区间（即环模式区间）、并定义光谱灯的寿命是在保证环发光模式的条件下，光谱灯光强下降到设计临界值（国外通常设定为50%）所经历的时间。 但这一方法忽略了光谱灯发光模式这一重要的前提条件，即铷钟正常工作时，光检电路要求光谱灯光强信号的信噪比要高，铷钟的锁相电路才能把铷钟的输出频率锁定在光谱灯的特征光谱频率上。若光谱灯发光模式改变，导致光谱灯光强信号信噪比下降，就可能导致铷钟锁相环电路发生失锁而失效，因而以往的实验不能说明在有充足铷量时光谱灯仍然会发生早期失效这一现象。 基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 铷光谱灯的发光模式与铷光谱灯发光模式区间的确定方法 图33 铷光谱灯环模式及相应光谱 图34 铷光谱灯红模式及相应光谱 影响因素 （1）温度； （2）激励功率 建立以激励功率为自变量的光谱灯寿命模型，该模型中的系数可通过试验来确定，并以此模型估算在服役激励功率条件下光谱灯的寿命。。 测试装置原理框图 基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价方法 图28 基于环模式的铷光谱灯寿命预测试验评价设备 图29 激励电源 图30 激励信号 表8 不同射频电压和温度条件下铷光谱灯的光谱模式 T (℃) RF signal amplitude (V) 2V 4V 5V 8V 52 环模 环模 环模 环模 55 环模 环模 环模 环模 60 环模 环模 环模 环模 68 环模 环模 环模 环模 80 环模 环模 环模 环模 90 环模 环模 环模 红模 100 环模 环模 红模 红模 105 环模 环模 红模 红模 110 环模 红模 红模 红模 120 环模 红模 红模 红模 125 环模 红模 红模 红模 130 红模 红模 红模 红模 140 红模 红模 红模 红模 150 红模 红模 红模 红模 160 红模 红模 红模 红模 180 红模 红模 红模 红模 190 红模 红模 红模 红模 图38 铷光谱灯光谱发光模式与灯座 温度和射频激励电压关系 初始光强衰减至90%所经历的时间16天； 88% 32天； 86% 56天。 图39 110℃射频电压为3.7伏条件下光谱灯光强退化曲线 再测出在110℃恒定温度和射频电压为3伏，2伏条件下其光谱灯光强退化曲线，并获得相应服役寿命数值，然后用数学拟合法确定 中的系数 A和n，即可获得在110℃恒定温度条件下光谱灯寿命与激励功率间关系模型。 注释：A是光谱灯的内表面积，单位cm2; n是1.5～2.5间的常数（扩散机制）； W是激励功率，瓦。 铷与玻璃灯壳作用机制分析 图12 空玻璃泡内表面的二次离子质谱图 图13经130℃加热铷光谱灯泡内表面的二次离子质谱图 图15 不同恒温条件下铷在玻璃中的扩散分布 a) b) 图32 射频功率为a)2W和b)20W发光100h后铷光谱灯泡的颜色变化 铷与玻璃灯壳玻璃作用机制分析 图16 EBSD图及能谱点分析位置(A点位于扩散层内，B点位于非扩散层内)： a)110℃; b)130℃; c)180℃; d)210℃; e)250℃; f) 110℃射频放电