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电脑设计灯泡灯丝成为现实
作者:灯    文章来源:中国灯网    点击数:    更新时间:2008-3-16    

  在应用电脑设计灯泡灯丝软件出现之前,以往灯丝的设计方法,一般有四种:查表法;图解法;理论公式法和经验公式法。

  一、查表法:

  它是灯丝设计人员,预先把灯泡的工作电流I(单位:安培),与对应的钨丝份量Q(单位mg/200mm),及每伏电压所需要的钨丝长度Lv(单位:mm/v),列成一个表。设计时,只要根据I,直接从表中查出相对应的Q和Lv。再根据所需求的螺旋灯丝长度L(俗称割长,单位:mm),适当选取芯线直径D(单位:mm),最后计算确定每厘米圈数TPC(单位:圈/厘米)。

  四、五十年代,国外某些生产钨丝的公司,为了推销钨丝,曾经为客户提供一个表,供灯丝设计技术人员,设计时参考。五、六十年代,这个表在各灯泡厂中广泛流传。该表数据,请见[光电技术]杂志1996年第二期49页1(本人论文)。在当时的计算工具是计算尺,查表法很好用。本人根据中国国情,创建一整套各种不同电压,不同寿命,不同品种规格的真空和充气灯丝,Q和Lv与I相对应的表格,提供上海等地的灯泡厂实用。当然,它不如电脑设计方便、准确、快速和可靠。

  查表法只适用于新灯丝第一次试制的设计。如果第一次试制的结果,其功率、光通和寿命不符合设计要求,需要修改设计,而必须进行第二次试制,这时查表法就无能为力。

  二、图解法:

  六十年代前,在一些灯泡中,流传着一张苏联的曲线图。它是把电流I作为横坐标,与它对应的钨丝份量Q,及每伏电压所需要的钨丝长度Lv,作为纵坐标。在坐标图上绘制一族不同光效的曲线。设计时根据电流I与不同光效曲线的交点,在左边纵坐标上求得Q,而在右边纵坐标上求得Lv,其它的设计方法同上。

  曾用此法与实际灯丝规范相比,误差很大。不如查表法好用,不值得深入研究。

  三、理论公式法:

  在[电光源原理]书中,推导两个灯丝设计的统一公式。在推导中引入几个系数,各有一定的取值范围。对于同一种规格的灯丝,不同设计技术人员,选取的系数不同,计算结果:Q和Lv的差异,有的高达10%以上,计算又很繁琐,要花费几个小时,甚至一两天,而且只能用于第一次试制的设计。因此,只有在没有其他方法可以设计时,才采用这一种设计方法。

  四、经验公式法:

  本人先对上述查表法中,国外提供的表格数据,进行分析归纳,采用数学处理的方法,藉助直角坐标纸,和双对数坐标纸,分别绘制Q-I和Lv-I各自相对应的曲线,从而得出国外这份表格资料的数据,符合如下经验公式:

  4/3 1/3.3

  Q=15.25×I Lv=5×I

  可以从经验公式计算Q和Lv的值,其它的设计方法同上。

  但是这两个公式,只适用于灯的设计寿命为1000小时的单螺旋普灯,而且只适用于国外钨丝。如果使用中国钨丝,其Q和Lv都必须适当地调整。

  后来本人根据实用数据,经分析归纳,采取同样方法,分别对不同电压的普通照明真空和充气灯泡,以及低压局部照明灯泡,进行研究,得出一整套各自相对应的Q和Lv的经验公式。计算的结果与实际使用的数据,偏差一般在2%以内,相当准确,实用价值很大。为了无私奉献给祖国和人民,以便各灯泡厂,实际应用于生产,本人把它整理写成“略谈白炽灯丝的计算的一些经验公式”论文,公开发表于[光电杂志]1996年第二期。这是国内有关灯丝设计,公开发表的第一篇论文,深受欢迎。从此结识上海、北京、天津、重庆、南京、广州、沈阳、合肥、济南和安阳等各地灯泡厂灯丝设计技术人员,互相学习,彼此成为今后科研实验基地。

  在以后由复旦大学编著的[电光源原理];轻工业部组织编写的[普通白炽灯生产基本知识]和技工学校教科书[电光源];复旦大学陈大华编著的[现代光缘基础];上海灯泡三厂徐光华编著的[电光源基础]等各书中,有关“灯丝设计的经验公式”,这一章节的内容,全部都是摘自本人发表在[光电技术]1996年第二期这篇论文。

  但是“略谈白炽灯丝计算的一些经验公式”这篇论文中的经验公式,仅适用于设计寿命为1000小时的普通灯泡。而对于设计寿命不是1000小时的汽车拖拉机灯,仪器仪表灯,飞机坦克灯等,如何设计?可以采取相似方法,找出各自相对应的公式。但是因为文革的影响,当时全国有关电光源唯一的[光电技术]杂志停刊,而没有再公开发表。从1966-2002年,本人在各种不同杂志上,先后发表与灯丝设计有关的论文12篇,其中1987年退休后发表5篇。

  九十年代,国外开始应用电脑设计灯丝,南京和重庆引进瑞士软件,花费15万瑞士法郎,约人民币80多万元。而且只能设计双螺旋灯丝,不能设计其它灯泡的灯丝。上海引进荷兰和美国软件,应用范围广一些,而它只能用于新灯第一次试制的设计,但也要花费近十万美元。这样昂贵的价格,一般公司或工厂是负担不了的,并且它的实用范围不大。能否根据中国国情,开发既使用又便宜的软件呢?

  2001年2月,本人成功应用电脑设计灯泡灯丝的三种软件,已获中国国家版权局批准发给证书,中国计算机软件著作权登记证书号“2001SR1406这三种软件如下:

  1,单螺旋真空、充气和卤钨灯丝新灯设计与日常灯丝生产的参数调整;

  2,双螺旋真空、充气和卤钨灯丝新灯设计与日常灯丝生产的参数调整;

  3,准确和快速选配绕丝机齿轮;

  国外软件的共同特点是:所设计的灯丝螺旋有效长度L.没厘米圈数TPC,和螺旋总圈数TPS,及灯丝尾部跳节间隙长度GL(俗称丝脚)。都不是整数,而是实数。并且L和GL各灯不同。这样在生产过程中,每次更换品种,都要调整绷丝机,比较麻烦。而且国外软件,只能用于新灯第一次试制的设计。如何克服这个缺点?

  国产软件,经过反复研究和更新,可以把灯丝的螺旋有效长度L、GL和TPS或TPC,都设计为整数。甚至可以把相邻规格,例双螺旋普灯120V40W、60W、75W、和100W灯丝的螺旋长度L和GL,都可以设计为统一长度。这样在生产过程中,就不必再调整绷丝机,方便生产,深受客户欢迎。这说明了国产的软件,更加好用。国产软件的功能比较多,所有的白炽灯丝都可以设计,而且有三种不同的方法,从而满足新灯丝的设计及日常灯丝生产参数调整的需要。三种设计法如下:

  一、直接设计法:

  只要向电脑输入设计电压V、功率P、光通1m和寿命h就可以设计。这种方法,可以用于新灯灯丝第一次试制的设计。国外软件只有这一种直接设计法的功能。

  二、推算法:

  第一次试制结果,如果P、1m和h与设计要求有较大误差时,需要进行第二次试制调整,这时就可以用推算设计法,这种方法,也可以用于新灯灯丝第一次试制的设计。国外软件没有这功能。

  三、参数调整法:

  第一或第二次试制结果,如果P、1m和h与设计要求误差不大,说明所选取的钨丝份量Q正确,只要适当地调整灯丝的螺旋长度L或螺旋总圈数TPS就可以了。这时可以选用参数调整法。这一种方法,特别适用于日常灯丝生产参数调整,是每天都要用到的好方法。国外软件没这功能。

  新灯丝设计,第一次试制,可以用直接设计法和推算设计法。有的一次试制就已成功。如果第一次试制的结果,功率、光通和寿命,与设计要求有较大误差时,这时可以选用推算设计法:如果误差不大,则应选用参数调整法。经过第二次试制,一般情况就已经成功。万一,第二次试制的结果,光电参数与设计要求,还有误差。为了达到最佳设计,只要再用参数调整法,肯定可以成功。三次试制成功法,是国产软件的最大特点,比国外软件功能多得多,应用范围更加广泛,可以缩短新灯试制的周期,节约大量试制费用。有助于提供现有灯泡的质量,和方便于开发新产品灯泡。

  国产软件,不管是单螺旋或双螺旋灯丝,也不管是真空、充气或卤钨灯(碘钨灯)灯丝,所有的灯泡灯丝都可以设计。

  应用电脑设计灯丝,不必记住任何设计公式和方法,只要懂得按数字键就可以操作。略懂电脑者能在半小时内学会。不懂电脑者,只要花费约半天时间,就可以学会。

  国产软件价格便宜,只要几千元或万余元,只是国外软件价格的零头。谁先使用,谁先得利。有利于市场开发和竞争。现在应用电脑设计灯泡。


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