主题：【第十一届原创】【仪器故事】拆灯看设计，点灯探原理

                        拆灯看设计，点灯探原理

一：现象很怪异，临机做处理（引入主题）

      安捷伦1200色谱仪，配置VWD1314B检测器，最近现象很怪异，让人匪夷所思——点击按钮启动仪器，总是进入就绪分析，而且氘灯只预热不启辉，启辉失败不能正常工作，停止分析，预热随即停止。

紧急情况，不能迟疑，面对现实，采取措施——更换新氘灯一只，以解燃眉之急。

      遗憾的是——对换下来的氘灯没有进行能量测试，也没有留下点灯失败的诊断信息，只查看了氘灯使用时间，超出寿命很远矣！ 更换下来的氘灯光窗变黑，失去了新氘灯的光泽，已是——黄昏独自愁，更著风和雨，寿命已到而且光窗也黑了。

        当然，环境温度湿度对氘灯的启辉都有影响，特别是氘灯使用的后期需要多次启辉才能正常，再者光路的老化，电源老化也在考虑其中，然而更换新氘灯后得以解决。
        总之，寿命是氘灯不能正常启辉的必然，而且光窗变黑也正是氘灯寿终正寝的表现——不入虎穴焉得虎子，不拆氘灯难得其设计，要想弄清点灯失败的真正原因就必须搞清氘灯的构造原理。

二：拆灯看构造，偷窥其设计（中心主旨）
拆开氘灯石英罩——暴力坼灯，结构设计，彰显无遗！





根据氘灯构造利用画图软件，做出了氘灯原理构造图（作图功底较差，看起来有点乱）


氘灯构造部件说明：
      基本原件——阴极，阳极，屏蔽罩组成。
        灯阳极与屏蔽罩连接的电阻——使屏蔽罩带有正电荷，并与阴极较近，起到了加速极的作用。当阴极发射出电子后经加速极加速，从而更有利于激发和电离氘分子，达到降低灯管点燃电压的目的。
      灯丝电阻——有两部分组成：阳极灯丝和阴极灯丝。阳极灯丝通过电流产生热量加热阴极，使阴极产生电子发射，碰撞激发氘分子电离，获得更大的能量，在加速极的作用下，被激发的氘分子很快到达阳极。
      屏蔽罩——屏蔽罩的目的是防止发射的离子溅射到其他地方，施加上正电压就是吸收负离子。屏蔽罩的电压要低于阳极，所以串接了一个降压电阻
      挡光板——避免阴极辉光光斑干扰，设置在阴极旁边。

      光栅——设计成半球反碗状，使光输出集中，提高其辐射强度。
      光窗——设计成矩形，增加其辐射角。
      灯外罩——透紫率极高的石英材料。
      氘灯光窗变黑挡光板变黑——氘灯不能起辉。其根本原因是：灯丝（阴极）上的材料和阳极，屏蔽罩的材料被溅射出来，造成灯管内的“氘气”纯度下降了，所以不能起辉了。


三：点灯观视频，诊断找原理（拓展深思）



点灯视频——预热不启辉的视频和预热启辉的视频（附有视频）

”
      氘灯启辉之前——依靠独立的电源（灯丝电阻）加热阴极，在这过程中氘分子剧烈碰撞，使氘气分子激发电离，氘气的正离子往阴极中和，负离子往阳极中和，氘气的正负离子发生猛烈地碰撞，于是就产生了“辉光”。
      氘灯正常启辉——当在阳阴极间和阴极回路加上适当的电压后，阴极发射电子，在电场的加速下向阳极运动。在这过程中与氘分子发生非弹性碰撞，使氘分子处于激发电离态，被激发的氘分子从激发态返回原来状态时，将能量以辐射形式发出形成氘光谱，产生辉光放电。
      氘灯启辉后——则是依靠正电子轰击阴极及灯管，电流流过阴极表面加热阴极（启动后切断阴极加热的情况下），使阴极维持电子发射。对于氘灯启动后还维持一定灯能电压（电流），阴极产生的热量维持电流通过阴极使灯管稳定工作。
      灯丝电源必须提供阴极最佳的工作温度，并在施加触发压之前能给阴极预热一些时间。
      灯管着火后还要保持一定的维持电压，此电压必须是稳定的直流供电，否则会给灯带来噪声，维持电压必须小于预热是的电压。


下图为安捷伦新氘灯启辉过程中，电压/电流——时间曲线变化的静态图，很好滴诠释了启辉时灯电压/电流——时间变化的过程。





由新的氘灯启辉电压/电流—时间曲线可以看出:
      起辉后灯电流变小的原因是：氘灯本身就是一个充气的电子二极管。在没有起辉时等效内阻很大，接近无穷大。但是到了起辉后，由于电子流的缘故，使电子管的等效内阻变小了，所以灯电流由于带上了负载，故本身电流就变小了。
      1:灯丝的预热电压必须要达到2.5V以上，预热电流6.5A以上。
      2:氘灯启辉后，维持阴极正常激发的电压必须到1.7V，维持电流必须到3.8A。
      3:阳极启辉电压要到163V，才能产生343mA的启辉电流，而产生辉光放电。
      4:当氘灯启辉以后，维持电压88V，维持电流324mA，才能使氘灯正常工作。
      以上是安捷伦氘灯BB5173正常启辉电压/电流——时间的参数值，不同的氘灯会有不同的参数，只做参考，不具类同！


后语
      一个报废的氘灯，采取了暴力滴拆卸，虽然手段有点残忍，但收益却是很深，了解了氘灯的构造，懂得了一些氘灯的原理，感到欣慰！也得到了以后遇到此类现象所采取的判断措施——观察氘灯外貌是否异常，查看氘灯寿命是否已到，进行必要的能量测试，利用诊断软件对氘灯进行诊断。当然在氘灯不能正常启辉以前还有可能伴随着基线噪音增大的现象。
        最后希望各位板油对此提出不同的看法和建议，便于共同借鉴共同进步！