主题：【第八届原创】闪烁聪明智慧，Waters 486氘灯计时器解析

      氘灯工作情况的好坏直接关系到仪器运行状态的好坏。氘灯寿命随着累计工作时间而缩短。部分仪器厂家将监视氘灯累计工作时间的计时器集成在氘灯的电线上，比较直观。下面解析的是waters 486检测器的氘灯计时器。
一、一台还在使用中的waters 486 检测器


从氘灯室中取出氘灯，价格高啊，新灯要7千元一只：


氘灯上的计时器显示，已使用时间360小时，图中小黑点（实质是小气泡）位置：

二、今天拆解的主角，一只报废的waters486氘灯


氘灯不同角度的图片（坛子里曾有关于氘灯的帖子，这里就不再对氘灯细节阐述了）：




阴极灯丝，是绕在耐高温螺旋骨架（白色）上，提高了坚固性能，保证长期使用：

两根黑线是阴极（灯丝）引线，套了黄腊管的红线是阳极引线：

氘灯底座，起固定、调节位置作用，使用发黑铁质材料：


氘灯计时器上的文字内容：DEUTERIUM  LAMP——氘灯

型号80678，序列号981717510：

版式120-LC 6.4 1UA，生产日期1998年第8周，算是元老了：

氘灯计时器串在阳极引线中，计时器显示，使用时间已超过1000小时，小黑点已超过标示尺右端：

三、拆解计时器
剪断电线，取下计时器：

用万用表测量计时器两端电阻，气温26.2℃，电阻为1.6欧姆：

用剪刀剪开计时器热缩罩：


计时器外壳是用胶封死的，无法打开：

上美工刀破开粘接缝：

打开后，有两只电阻。一只是阳极电路中的电阻1.6欧姆，另一只是限流电阻75千欧姆：

显示部分仍然是用胶水粘死，继续用美工刀剖开：

结构很简单：

各部位名称：

计时器起点端：

计时器终点端：

四、计时器原理

绘制计时器结构示意图如下：

计时器原理：把水银注入玻璃毛细管内，两端密封并有金属引线。预先在玻璃管左端（计时器起点端）留有一点气隙（小气泡），常温下气隙内充满了汞蒸气。当氘灯工作时，工作电流 I（约300mA）流过电阻R1(1.6Ω)，在R1两端形成电压VR(约0.48V)，这个直流电压施加在计时器两端，起点（左）端为“-VR”，终点（右）端为“+VR”，气隙正极附近的离子化水银（汞原子H﹢）在电场作用下，向气隙负极一侧迁移，随着时间的推移，全部水银都集中到负极（起点）一侧，现象就是“小气泡”从起点慢慢地向终点（右端）移动，实质是电泳现象。R2是电泳限流电阻。
      将计时器的电阻R1断开，用一个旧手机电池（3.6V），给计时器左端接“+”、右端接“-”（即反向接电源），进行电泳实验：

电泳电流大约为37微安：

72小时后观察，小黑点（气泡）向左？了一段距离：
（实验时间有点漫长，将于72小时后，补实际效果图片……）
72小时过去了，没有动静！看来这只水银计时器用过头了，右边的孤独引线头不能发挥作用：


在实验线路中串一只别的机器上的水银计时器，这只计时器刚用到500小时，还能看见小气泡：



过去12小时，小气泡反向移动很明显：





五、计时器故障对检测器工作的影响

      计时器计时超过1000小时后，将看不到“小黑点”显示，但有些氘灯还能使用，不用担心，计时器不会影响工作，只是观看不到时间，用小本作个笔记即可。实在想观看使用时间，对于有电子技术基础的人，可将计时器调个头连接（反向，但注意前提是毛细管中有小气泡）。
      要特别提醒的是，本计时器水银电泳电压是通过串联在阳极电路中的电阻R1取得，氘灯的工作电流（约300mA）全部流过该电阻。如果该电阻质量不好，或电路故障使电流增大，烧毁电阻后，氘灯将停止工作，从另一个角度看，该电阻还起到了保险电阻的功能。在检修氘灯电路故障时，注意不要忽略这一点！！！

结束语：水银计时器的结构简单、成本低，在90年代以前的许多仪器中都有安装。由于水银污染环境，现在绝大多数新仪器已淘汰使用，改用电子计时器。但把水银的用途开发到极限，让人不得不佩服前辈们的聪明智慧。
   
附小知识（摘自网络）：汞很容易蒸发到空气中引起危害。这是因为：

1．汞在0℃时已蒸发，气温愈高，蒸发愈快愈多；每增加10℃蒸发速度约增加1.2～1.5倍，空气流动时蒸发更多。
2．汞不溶于水，可通过表面的水封层蒸发到空气中。
3．汞粘度小而流动性大，很易碎成小汞珠，无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中，既难清除，又使表面面积增加而大量蒸发，形成二次污染源。
4．受污染的地面、工作台、墙壁及天花板等的表面都吸附汞蒸气，有时，汞作业车间、工厂移作它用，仍残留有汞危害的问题。工人衣着及皮肤上的污染可带到家庭中引起危害。
      目前，废弃日光灯、节能灯的汞污染问题已得到全社会重视，许多专家学者纷纷检讨过去的照明产业路线。