Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Бром н алюминий также недостаточно эффективны, так как все их галогениды имеют высокую упругость паров при комнатной температуре, и лампы с этими добавками требуют высокого напряжения зажигания. Таким образом, остается около 50 металлов, иодиды которых могут быть с успехом применимы. Если признать возможным одновременное прнмененис двух металлов, то ° исло возможных сочетаний 1не считая измспсния концентрации) составляет 1225. Конечно, можно одновременно использовать три, четыре или пять металлов, что увеличивает количество возможных сочетаний до 19600, 230 300 и 2118760.
Очевидно, что для изготовления всех этих ламп и их исследования потребовалось бы несколько столетий. К счастью, можно, учитывая желательность получения того или иного спектра излучения лампы, подобрать соответствующие добавки. Очевидно, что каждой области применения лампы соответствует определенный оптимальный спсктр излучения. Например, лампы, предназначенные для общего освещения, должны обычно излучать белый снст, включая все видимые длины волн, хотя имеются области применения этих ламп, спектр излучения которых для создания декоративных эффектов должен быть сильно насыщен различными цветами.
В большинстве случаев для целен фотокопирования или полиграфических работ требуются источники света, энергия излучения которых лежит в синей и близкой ультрафиолетовой частях спектра. Для каждой области применения можно в качестве добавки подобрать те металлы, линии излучения которых строго соответствуют требуемой части спектра. На рис. 8-1 показан спектр излучения ламп, наполненных индием, таллием, натрием и литием с высокой концентрацией излучения в синей области спектра— для индия, в зеленой области — для таллия, в строго желтой области — для натрия 1Л. 8-3) и в строго красной области — для лития.
Эта последовательность простирается в инфракрасную область спектра для калия, рубидня и цезия (не показаны). С другой стороны, па рис. 8-2 представлен спектр ламп, наполненных иодндами гория, скапдия и натрия. Спектры тория и скандия содержат множество линий излучения, которые все лежат в видимой области спектра. Такие лампы, очевидно, излучают белый свет.
Таким образом, имеется полная возможность подобрать спектр излучения лампы в соответствии с конкретной областью ее применения путем подбора соответствующей добавки. Спектры излучения ряда металлов добавки были описаны в 1Л. 8-4). б) Осветительные лампы общего назначения Возможность расширения цветовой гаммы излучения, обеспечиваемая ртутными лампами с добавками иодидов металлов в сочетании с повышенной световой отдачей последних по сравнению с ртутными лампами, привела к разработке множества типов ламп, предназначенных для освещения. Вследствие широкой возможности получения множества вариантов большинством фирм были разработаны лампы, основанные на использовании различных иодидов, каждому из которых присущи определенные достоинства и недостатки.
Одной из первых выпущенных ламп была ртутная лампа с добавкой иодида таллия 1Л. 8-81. Она предназначена для уличного освещения. Эта лампа мощностью 400 Вт имеет световую отдачу 78 лм/Вт, однако создает очень неблагоприятное восприятие цвета, обусловленное наличием значительного излучения линий, лежащих в зеленой области спектра, поэтому эта лампа никогда не выпускалась серийно. Вскоре были созданы ртутные лампы с иодидом натрия 1Л.
8-61 и с иодидами натрия и таллия (Л. 8-7], обе со световой отдачей 78— 80 лм/Вт. Нн в одной из этих ламп нс были реализованы те богатые возможности цветопередачи, которые мо-. гут быть достигнуты использованием металлогалогенной системы. Эти возможности не были реализованы до тех пор, пока не была разработана ртутная лампа с добавкой иодидов торна, таллия и натрия 1Л. 8-81, и ртутная лам- 208 па с добавкой иодидов индия, таллия и натрия в настоящее время выпускается фирмой «Дженерал Электрик» под товарным знаком «Мультивэпор» («Мц((ууарог»), в то время как фирмой «Сильвания» был использован товарный знак «Металарк» («Ме1а(агс») для лампы с добавками нодидов торин, галлия и натрия, а также для лампы более позднего выпуска с сочетанием иодидов скандия и натрия.
Фирма «Вестингауз» (%ез11па11оцзе») зарегистрировала товарный знак «БОК» («ВОС») (с более высокой светоотдачей и лучшей цветопередачей) для выпущенной ею в 1967 г. лампы с иодидами диспрозия, таллия и индия 1Л. 8-101. В табл. 8-2 приведено сравнение этих трех типов ламп.
Таблица 8-2 Характеристики металлогааогеиных ламп мощностью 400 Вт Металарк .Мультиааиор' .вок" Параметр Световой поток при вертикальном положении горения, дм . Световой поток прп горизонтальном положеиии, лм Срок службы. ч . Выпускаемые лампы другой мощности* 32 000 30 000 31 500 30 00 10 500 30 000 7500 27 500 7500 1500; 1000; !75 1000*а 1000 па дату публикации (ют! г., щам, гед.! Молут работать щи млциести !000 Вт с уммьппсуьымсроком службы.
На рис. 8-3 представлено распределение спектральной энергии ламп трех типов. (Разрешающая способность спектрометра недостаточна для независимого воспроизведения каждой линии многолинейчатого спектра, поэтому распределение спектральной энергии ламп «Металарк» и «БОК» представлено в виде нерегулярного континуума.) Улучшение светоотдачи и цветоотдачи всех этих ламп по сравнению с ртутными лампами настолько значительно, что их следует рассматривать как новое изделие, а не только как усовершенствованную ртутную лампу.
Самой ранней областью их применения было, конечно, уличное освещение, где повышенная светоотдача и улучшенная цветопередача имели столь существенное значение, что перевешивали их серьезные недо- 14 — 69 209 йп уаа ааа еаа ааа д а пап 'н ° дп с 2п и ),и зпа ца ьг епп ппп апп ау уаа апа у,п апп э па апп апа упп апп Бдила аиллы, ллг Рис.
8-3. Распределение энергии в спектре разных типов металло- галогеннык ламп. с — «БО(С («Вестингауз»), индий — таллнй — дисирсзий; б — «Мультиизиср» (дгкснсрал Электрик ), индий — таллнй — натрий; и — Мсталарк» (Снльиаииа), скандий — натрий. статки в отношении срока службы и стоимости по сравнению с ртутными лампами. Такое положение чаще всего имеет место для уличного освещении торговых районов города. Освеп(ение, напримсп, стоянок автомашин является другой значительной областью применения металлогалогенных ламп, равно как н осве(цение зданий прожекторами залива)ощего света. Лампы с иодидами металлов с болыппм успехом могут быть использованы и для промыл)ленного освещения, которое в течение длительного времени являлось областью почти исключительного применения люминесцентных ламп, Кроме того, лампы «Металарк» находят широкое применение для внутреннего освещения некоторых торговых предприятий, таких как магазины без продавцов.
Освещение спортивных арен представляет собой естественную область применения металлогалогенных ламп вследствие современной тенденции к пнетной телевизионной передаче спортивных соревнований. Для этого необходимы высокий уровень освещенности и высокое качество цветопередачи, и лампы с иодидами металлов представляют собой наиболее экономичный источник света, удовлетворяющий этим требованиям з'. а-з. Влияние иОдидОВ метАллОВ нА дуГОВОЙ РАВРяд а) Стягивание дугового разряда Очна нз самых ранних проблем, связанных с лампами, содержащими иоднды металлов, иллюстрируется рис.
8-4, на котором представлена фотография дуги такой лампы, содержащей иоднд тория и ртуть. Сравнение с ртутной лампой, представленной на рис. 8-5, показывает, что добавка тория привела к значительному стягиванию дуги, а также к тому, что она уже больше не стабилизирована стенками колбы. Если такая лампа работает в вертикальном положении, то поч воздействием турбулентных конвекционных токов дуга неустойчиво блуждает внутри трубки, что приводит к мерцанию яркости, нарушаю(нему нормальную эксплуатацию лампы.
Если лампа работает в горизонтальном положении, то конвекционные потоки смещают дугу вверх к верхней стенке разрядной трубки и сильный местный нагрев повышает температуру кварца до точки его размягчения, так что стенка колбы выдувается наружу. 14» 2(1 213 В результате, если только давление иодида тория не поддерживается на столь низком уровне, прп котором влияние тория на дугу в ртути сравнительно мало, иодид тория сам по себе делает лампу полностью непригодной. В большей или меньшей степени это относится к большинству металлов периодической системы, спектры которых содержат большое количество линий из.лучения. Прн заметных количеств этих элементов в дуге приводит, в общем случае, к стягиванию дуги, слабо стабилизированной стенками колбы. Как будет рассмотрено в гл.
11, получение таких низкокачественных дуг обусловлено тем, что эти атомы имеют множество энергетических уровней, часть которых имеет очень низкие потенциалы возбуждения, так что среднее значение потенциала возбуждения супгественно ниже потенциала ионизации. Как кратко пояснялось в гл. 6, это может привести к стягиванию температурного профиля дуги. Кроме нежелательного воздействия', оказываемого стянутой дугой на разрядную трубку, она неблагоприятна и в другом отношении, а именно в отношении эффективного электрического сопротивления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
