Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Эта проблема осложняется при эксплуа- т к ии светации лагяп из-за чувствительности к констру ц м лампаьч тильннка, что свойственно только натриевы высокого давления. а) Рис. 7-12. Коиструкиия отражатсля. Рà — раарякааа трубка. Ртутные лампы, например, не реагируют на действие отражателя, который отражает часть излучения через разрядную трубку, как схематически показано на рис.
7-12,а. Разрядная труока прозрачна, а сама дуга, по крайнеи мере, полупрозрачна для большей части своего собственного излучения. Однако патриевые лампы высокого давления ведут себя совсем по-другому. Разрядная трубка, особенно колпачки, поглощают часть отраженного излучения, кроме того, концы трубки темнеют от напыления материала электродов. Более того, сама дуга почти полностью непрозрачна для собственного из- 197 дучения. Следовательно, большой процент излучения, отраженного на разрядную трубку отражателем, поглощается, в результате происходит увеличение температуры разрядной трубки выше нормальной.
Процессы, способствующие разрушению спая, ускоряются прн увеличении температуры и неизбежно приводят к уменьшению срока службы. Желательно, чтобы конструкция светильника полностью исключала попадание отраженного излучения на разрядную трубку, как это схематически показано на рнс. 7-12,6. Вторая проблема вытекает из необходимости использовать лампы с избытком натриевой амальгамы, чтобы компенсировать процессы потерь натрия. Это неизбежно приводит к тому, что парциальные давления натрия и ртути в разрядной трубке зависят от температуры хо.
лодной точки, в которой конденсируется избыток амаль гамы. Опа обычно расположена в конце откачного штеп геля. Во время работы лампы концы трубки темнею! из-за оседания испаривщегося и распыленного матерна ла электродов, в результате чего температура электродов увеличивается, повышая давление натрия и ртути в разрядной трубке. Более высокое давление приводит к росту градиента потенциала и увеличивает падение напряжения на дуге.
В течение срока службы используемых сейчас ламп падение напряжения па лампе увеличивается примерно от 90 да !60 В". Это ставит крайне жесткие требования к балласту — поддерживать постоянную мощность на нагрузке, сопротивленне которой меняется почти в 4 раза. Самые ранние пригодные балласты использовали контролирующую электронную схему для регулировки мощности ламвы, несмотря на изменяющееся сопротивление и меняющееся напряжение сети. Оии были весьма ненадежны. Современные балласты выполняют это магнитным путем и явлвются зиз'штельно более удовлетворительными.
Для генерации зажигающего импульса высокого напряжения около 2500 В с длительностью от 1 до 2 мкс используется электронная схема '. Зажигающий высоко- " Интересным фактом в поведевин натриевой лампы высокого давления является то, что напряжение «горячего повторного зажигания» этой лампы много ниже, чем у других ламп высокого давления, вследствие избьыка легко ионизуемого натрия в газовой фазе, поэтому после внезапного отключения напряжения, которое гасит лампу, натриевые лампы высокого давления будут повторно зазкигаться в пределах минуты, т. е. задолго до того как она остынет до окружающей температуры. Однако, еслн отключепие мощности продолжается дольше чем 1 — 2 мии, натрий весь сконденсируется и тогда лампа должна остывать примерно до той же температуры, как и ртутная лампа, прежде чем она сможет повторно зажечься.
198 вольтный импул с " импульс необходим, так какиспользованиеметаллических колпачковых вводов не позволяет встроить поджигающий электрод. Снижение напряжения зажигания теми же средствами, что и в ртутным лампах, в натриевых лампах высокого давления неприемлемо аз. Вдоб лый диаметр разрядной трубки также приводит авок маль " к увеличению напряжения зажигания. Цепь подает высокий импульс напряжения каждые полпериода, пока лампа не зажжется; уменьшение напряжения на кони концах лампы от напряжения холостого хода до рабопряжения выводит из работы пепь импульсо, чего напр подача импульсов прекращается до следующе гания лампы. Некоторые проблемы возникали при выходе лампы из строя, так как балласты продолжали подавать высоковольтные импульсы, пока не отключат энергию или не и не заменят лампу, что в системе освещения льких ней. улиц может продолжаться в течение нескольких дне .
Провода и патроны в светильнике должны иметь достаточно высокое напряжение пробоя изоляции, чтобы выдерживать в течение длительного времени импульсы высокого напряжения. Гиавв восьмаи МЕТАЛЛОГАЛОГЕННЫЕ ДУГОВЫЕ ЛАМПЫ 8-1. ВВЕДЕНИЕ В нескольких последующих главах будет рассмотрен ряд ламп, которые, по-видимому, предназначены создать почти такую же революцию в светотехнической промышленности, какую сделало в конце 30-х годов введение люминесцентных ламп. Это — металлогалогенные дуговые лампы.
Их многообобщающие перспективы обусловлены тем обстоятельством, что онн сочетают высокую свето- отдачу и хорошую цветопередачу, присущие люминесцентным лампам, с высокой удельной мощностью излучения, которой отличаются ртутные лампы высокого давления; вследствие этого они лишены существенных недостатков обоих типов ламп, в ряде случаен работают лучше, чем какая-либо прежняя лампа, и в настоящее время вытесняют оба типа ламп из некоторых оолагтей применения, в которых этн лампы использовались в течение десятилетий. 199 Представляется неожиданным, что только теперь мы являемся свидетелями бурного усовершенствования металлогалогенных ламп, хотя основной принцип их работы был открыт Штейнметцом в 1911 г.
1Л. 8-11. Исследуя лампы с ртутным катодом, Штейнметц обнаружил, что при введении в систему иодидов разных металлов, можно от разряда получить спектр соответствующего металла. Во время разряда иодид испарялся, разлагался в дуге и свободные атомы возбуждались за счет соударений с электронами, излучая при этом соответствующие им спектральные линии. Проблема заключается в том, что пдеп Штсйнметца значительно опередили свое время. Применение жидких катодов означало, что он был ограничен низкими температурами порядка точки кипения ртути 357'С.
При этой температуре давления паров иодндов металлов очень низки, обычно в пределах от 10 — ' до 10-' Па (10-'— 1О-' мм рт. ст.), поэтому парциальные давления этих металлов сравнительно низки и яркости их спектра незначительны. Однако иодид таллия и иодид индия имеют при этих температурах давления паров 67 Па (0,5 мм рт, ст.) и 270Па (2мм рт. ст) соответственно, н Штейпметц имел возможность получать от них яркие спектры.
Даже если бы Штейнметц не был ограничен температурой ртутного катода, он имел бы возможность повысить температуру холодной зоны примерно только на 50'С вследствие ограничений, связанных температурами размягчения стекла, из которого были изготовлены его разрядные трубки. Более поздние указания на применение иодидов в разряде относятся к 1953 г. н касаются изготовления кварцевых спектроскопических ламп, в которых использовался нодид тория и применялось высокочастотное возбуждение, так что отпадала необходимость в электропах !Л. 8-21.
Такие трубки могут с успехом работать при температуре в 1000 К, при которой давление паров Т!т!с составляет 2,1 1О' Па (160 мм рт, ст.), и создают яркий белый свет, состоящий из множества линий излучения тория. В конце !950 и начале 1960 гг. применение этого принципа для изменения цвета излучения ртутных ламп успешно исследовалось в ряде лабораторий. В течение двух лет, начьшая с 1962 г., почти все крупные фирмы электроламповой промышленности рекламировали вы- 200 пускаемые ими лампы с иодидами металлов, Большинство работ в этой области в деталях не публиковалось, за исключением патентов, в которых обычно не придается особого значения научным принципам, лежащим в основе изобретения.
Поэтому, в этой и последующих главах будет уделено большое внимание работам (в большинстве своем не опубликованным), проведенным в лабораториях фирмы «Сильвания». а) Основная конструкция По внешнему виду металлогалогенные дуговые лампы очень похожи на ртутную лампу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
