4、壽命及其控制
除了因汞消耗完造成的燈管失效外,燈管的壽命還取決于發射熱電子的陰極,因此燈絲參數的設計和陰極材料的選配是否合適至關重要。燈絲設計首先應考慮預熱要充分,否則燈管靠高電壓擊穿冷啟動時,陰極會受到能量很大的離子轟擊使發射物質嚴重濺射,燈管出現早期發黑。在IEC 標準已確定預熱電流和陰極電阻的情況下,燈絲所用鎢絲的直徑、長度以及燈絲的螺距、圈數等結構參數將直接影響陰極預熱溫度。其次,燈管正常燃點時,陰極要有適當的工作溫度。由于T5 燈管使用的電子鎮流器工作于高頻狀態,與50Hz 工頻狀態有很大區別:高頻下在電極附近形成等離子區,陰極位降降低,陽極位降消失,電極加熱功率減小,若外電路不采取輔助加熱措施,燈電流又欠大時,為了維持熱電子發射,只好有賴于離子轟擊,這種“欠熱”工作狀態顯然會導致陰極發射物質的嚴重濺射,縮短陰極壽命;若燈絲設計不合理或電子鎮流器與燈絲匹配不當使燈絲加熱電流過大,又會導致陰極熱點溫度過高加速陰極發射材料的蒸發。如何設計燈絲結構,使陰極正好達到熱電子發射溫度,并增加電子發射材料的涂敷量、提高其附著強度是提高陰極壽命的關鍵。T5 熒光燈的燈絲采用了當今流行的主輔式三螺旋燈絲結構。這種結構的燈絲,發射物質可滲入并完全填滿主絲與輔絲之間和二螺旋之間的空隙,基本消除了相互輻射,降低了陰極熱點溫度,減小了發射物質的蒸發;同時,其輔線圈形成的籠柵型結構不但增加了發射材料的存儲量,也大大增強了陰極抗離子轟擊的能力。為了防止陰極在工作時產生“過熱”或“欠熱”現象,設計燈絲應注意在規定試驗電流下除陰極特性(熱電阻) 應符合標準規定外,同時該熱電阻與常溫下燈絲的冷阻亦應有一確定的比值范圍,一般在4～5之間。若達到該要求,所用的鎮流器又滿足匹配要求,則陰極發射材料的損耗將大大減小。筆者曾用主輔式燈絲與單絲三螺旋燈絲在相同條件下制燈,用性能相同的電子鎮流器分別進行燃點試驗和開關試驗。
試驗項目 燃點試驗(h) 開關試驗(次) 發黑壽終
單絲三螺旋燈絲 ≥7000 ≥500 ≥12000
主輔式燈絲 ≥15000 ≥2200 ≥60000
可見采用主輔式結構,陰極壽命明顯提高。
5、光色及其控制
與其它稀土熒光燈一樣,T5 燈管的光色與三種單色粉的配比及制燈工藝有關,此前多有資料介紹,這里不再贅述。值得注意的是出現燈管兩端發光顏色明顯差異的色差問題。由于T5 熒光燈玻管細長,干燥速度較慢,玻管在涂粉時是垂直放置,熒光粉懸浮液由上端流下時,由于單色粉的密度、顆粒度、形狀不同,流下的速度、行程也不同。在顆粒度、形狀差異不大的情況下,往往密度最大的紅粉流速最快,集中在粉管下端;密度最小的藍粉流速最慢,最先干燥,這就形成了燈管上端偏青、下端偏紅的色差現象。了解色差形成的原因后,應從以下幾方面加以控制:
(1) 根據單色粉的密度確定其顆粒級配和粒度分布,即紅粉粒徑可細些,藍粉粒徑可適當粗些,以保持在同一流速下三種粉的比例基本相同;
(2) 控制好熒光粉懸浮液的粘度,避免因粘度過小引起的上下端粉層厚薄差現象;
(3) 調整涂粉機的風溫和風量,使所涂敷的粉管保持一個適當的干燥速度。由于涂粉方式、材料、設備不同,要反復進行工藝試驗,確定最佳工藝參數,才能使色差控制達到滿意效果。
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