Kviksølvudladningslamper er elektriske lyskilder, hvor en gasudladning i kviksølvdamp bruges til at producere optisk stråling .
Kviksølvlamper er en type gasudladningslamper . For at nævne alle typer af sådanne lyskilder i husholdningslysteknologi bruges udtrykket "udladningslampe" (RL), som er inkluderet i International Lighting Dictionary godkendt af International Commission on Illumination . Dette udtryk skal bruges i teknisk litteratur og dokumentation.
Afhængigt af påfyldningstrykket er der lavtryksradar (RLND), højtryk (RLHP) og ultrahøjtryk (RLSVD).
RLND omfatter kviksølvlamper med et partialtryk af kviksølvdamp i steady state på mindre end 100 Pa . For RLSVD er denne værdi omkring 100 kPa, og for RLSVD - 1 MPa eller mere.
Lavtrykskviksølvlamper (RLND) Højtrykskviksølvlamper (HPLD)RVD er opdelt i lamper til generelle og specielle formål. Den første af dem, som først og fremmest omfatter de udbredte DRL-lamper, bruges aktivt til udendørs belysning , men de bliver gradvist erstattet af mere effektive natrium- og metalhalogenlamper . Speciallygter har et snævrere anvendelsesområde; de bruges i industri, landbrug og medicin.
Kviksølvdamp udsender en række spektrallinjer, der bruges i gasudladningslamper [1] [2] [3] :
Bølgelængde , nm |
Navn | Farve |
---|---|---|
184,9499 | hård ultraviolet (type C) | |
253,6517 | hård ultraviolet (type B) | |
365,0153 | linje "jeg" | blød ultraviolet (type A) |
404.6563 | linje "H" | violet |
435,8328 | G-linje | blå |
546.0735 | grøn | |
578,2 | gul-orange |
De mest intense linjer er 184.9499; 253,6517; 435,8328 nm. Den relative intensitet af de resterende linjer afhænger af modusen (parametrene) af udledningen, hovedsageligt af kviksølvdamptrykket.
DRL ( Arc mercury luminescent ) - betegnelsen for RLVD , der er vedtaget i husholdningsbelysningsteknologi, til at korrigere farven på lysstrømmen, med det formål at forbedre farvegengivelsen, anvendes fosforstråling påført pærens indre overflade. For at opnå lys i DRL anvendes princippet om en kontinuerlig elektrisk udladning i en atmosfære mættet med kviksølvdamp [4] .
Det bruges til generel belysning af værksteder, gader, industrivirksomheder og andre faciliteter, der ikke stiller høje krav til kvaliteten af farvegengivelse og lokaler uden permanent menneskelig tilstedeværelse.
EnhedDe første DRL-lamper blev lavet med to elektroder. For at antænde sådanne lamper krævedes en kilde til højspændingsimpulser. Som en sådan kilde blev der brugt specielle enheder, for eksempel PURL-220-enheden ( Startenhed til kviksølvlamper til en spænding på 220 V). Udviklingsniveauet for elektronik på det tidspunkt tillod ikke oprettelsen af tilstrækkeligt pålidelige og billige tændingsanordninger . Disse PURL'er inkluderede en gasudlader , som havde en kortere levetid end selve lampen. Derfor i 1970'erne. industrien er gradvist ophørt med produktionen af to-elektrode lamper. De blev erstattet af tre-elektroder og fire-elektroder, som ikke kræver eksterne tændere. Fire-elektrode lamper - lamper med to tændingselektroder - bruges under driftsforhold i kolde klimaer.
For at matche lampens og strømforsyningens elektriske parametre skal næsten alle typer radarer, som ifølge driftsprincippet har en faldende ekstern strøm-spændingskarakteristik (sektion med negativ differensmodstand ), bruge en strømbegrænser inkluderet i ballasten , som i de fleste tilfælde bruges en drossel med en ferromagnetisk kerne, der indgår i et elektrisk kredsløb i serie med en lampe.
Konstruktion af en fire-elektrode lampeDRL-lampen med fire elektroder (figur til højre) består af en udvendig glaspære 1, udstyret med en gevindbase 2. En kvartsbrænder (udladningsrør, RT) 3, som er fyldt med argon med tilsætning af kviksølv, er monteret på lampebenet monteret på den ydre pæres geometriske akse. Fire-elektrode lamper har hovedelektroder 4 og hjælpeelektroder (tændings) 5. Hver tændelektrode er forbundet til hovedelektroden placeret i den modsatte ende af RT gennem en strømbegrænsende modstand 6. Hjælpeelektroder letter tænding af lampen og gøre dens drift mere stabil efter opstart. Elektroderne i lampen er lavet af tyk nikkeltråd .
For nylig har en række udenlandske firmaer fremstillet tre-elektrode DRL-lamper udstyret med kun én tændingselektrode. Dette design adskiller sig kun i større fremstillingsevne i produktionen og har ingen andre fordele i forhold til fire-elektrode lamper.
Sådan virker detLampens udladningsrør (RT) er lavet af et ildfast og kemisk resistent gennemsigtigt materiale ( kvartsglas eller speciel keramik ) og er fyldt med strengt afmålte portioner af inaktive gasser . Derudover indføres metalkviksølv i RT , som i en kold lampe kondenserer til en kompakt kugle eller sætter sig i form af en belægning på væggene af pæren og (eller) elektroder . Det lysende legeme af RLVD er en søjle af lysbueelektrisk udladning .
Tændingsprocessen for en lampe udstyret med tændingselektroder foregår som følger. Når der tilføres en forsyningsspænding til lampen, opstår der en glødeudladning mellem de tæt anbragte hoved- og tændingselektroder , hvilket lettes af en lille afstand mellem dem, som er væsentligt mindre end afstanden mellem hovedelektroderne , derfor er gennembrudsspændingen af denne forskel er også lavere. Udseendet i RT-hulrummet af et tilstrækkeligt stort antal ladningsbærere (frie elektroner og positive ioner ) forårsager en nedbrydning af mellemrummet mellem hovedelektroderne og tændingen af en glødeudladning mellem dem, som næsten øjeblikkeligt bliver til en bue.
Ved begyndelsen af forbrændingen er trykket i RT tilstrækkelig lavt, og netspændingen er tilstrækkelig til, at der kan opstå en udladning mellem hoved- og tændelektroden. Under tændingsprocessen stiger trykket i RT, og netspændingen er ikke længere nok til at fortsætte sammenbruddet mellem hoved- og tændelektroden, kun en lysbueudladning tilbage mellem hovedelektroderne.
Stabilisering af lampens elektriske og lysparametre sker 10-15 minutter efter tænding. I løbet af denne tid overstiger lampestrømmen markant den nominelle strøm og er kun begrænset af ballastens modstand . Varigheden af starttilstanden er meget afhængig af den omgivende temperatur - jo koldere, desto længere tid vil lampen blusse op.
Den elektriske udladning i brænderen af en kviksølvbuelampe producerer synlig blå eller violet stråling samt intens ultraviolet stråling . Sidstnævnte ophidser gløden fra den fosfor , der er aflejret på indervæggen af lampens ydre pære. Fosforens rødlige skær, der blandes med brænderens hvid-grønlige stråling, giver et skarpt lys tæt på hvidt.
En ændring i netspændingen op eller ned forårsager en ændring i lysstrømmen: en afvigelse af forsyningsspændingen på 10-15 % er acceptabel og ledsages af en tilsvarende ændring i lampens lysstrøm med 25-30 %. Når forsyningsspændingen falder til under 80 % af den nominelle spænding, lyser lampen muligvis ikke, og den brændende lampe kan gå ud.
Ved brænding bliver lampen meget varm. Dette kræver brug af ledninger med varmebestandig isolering i belysningsenheder med kviksølvbuelamper, stiller øgede krav til kvaliteten af patronkontakter. Da trykket i brænderen på en varm lampe stiger betydeligt, stiger dens nedbrydningsspænding også. Netforsyningens spænding er utilstrækkelig til at antænde en varm, slukket lampe, så lampen skal køle af før gentænding. Denne effekt er en væsentlig ulempe ved højtryks-kviksølvbuelamper: selv en meget kort afbrydelse af strømforsyningen slukker dem, og en lang kølepause er påkrævet for genantændelse.
Traditionelle anvendelser af DRL-lamperBelysning af åbne arealer, industri-, landbrugs- og lagerlokaler. Hvor end det er forbundet med behovet for at spare strøm, bliver disse lamper gradvist erstattet af NLVD (belysningsbyer, store byggepladser, højproduktionshaller osv.).
Osram HWL-serien (analog af DRV) har et ret originalt design, som har en konventionel glødetråd som en indbygget ballast, placeret i en evakueret cylinder, ved siden af hvilken en separat forseglet brænder er placeret i samme cylinder. Glødetråden stabiliserer lampestrømmen på grund af barretter -effekten, forbedrer farveegenskaberne, men reducerer naturligvis både den samlede effektivitet og levetiden på grund af sliddet på denne glødetråd. Sådanne RLVD'er bruges også som husholdningsapparater, da de har forbedrede spektrale egenskaber og er inkluderet i en almindelig lampe, især i store rum (den laveste repræsentant for denne klasse skaber en lysstrøm på 3100 Lm).
DRI- lamper ( bue kviksølv med og udstrålende additiver) ligner strukturelt DRL, men strengt afmålte portioner af specielle additiver - halogenider af visse metaller (natrium, thallium, indium osv.) indføres desuden i dens brænder, på grund af hvilket lysoutput øges betydeligt (op til 70-95 lm / W og derover) med en ret god farve på strålingen. Lamper har pærer af ellipseformet og cylindrisk form, indeni hvilken er placeret en kvarts- eller keramisk brænder. Levetid - op til 8-10 tusinde timer.
I moderne DRI-lamper bruges hovedsageligt keramiske pærer, som er mere modstandsdygtige over for kemiske reaktioner med stoffer, der fylder dem, på grund af hvilke sådanne pærer over tid mørkere meget mindre end kvartspærer. Lamper med kvartskolber er dog endnu ikke udgået på grund af deres relative billighed.
En anden forskel mellem moderne DRI'er er pærens sfæriske form, som gør det muligt at reducere faldet i lysudbyttet, stabilisere en række parametre og øge lysstyrken af en "punkt"-kilde.
Der er to hovedversioner af disse lamper: med E27, E40 sokler og soffit - med Rx7S sokler og lignende.
For at antænde DRI-lamper er en nedbrydning af interelektroderummet ved en højspændingsimpuls nødvendig. I de "traditionelle" kredsløb til tænding af disse damplyslamper anvendes der ud over en induktiv ballastchoke en pulstænder - IZU .
Ved at ændre sammensætningen af urenheder i DRI-lamper er det muligt at opnå "monokromatisk" glød i forskellige farver (violet, grøn osv.) På grund af dette er DRI meget brugt til arkitektonisk belysning.
DRI-lamper med et indeks på "12" (med en grønlig farvetone) bruges på fiskerbåde for at tiltrække plankton.
DRIZ- lamper ( bue kviksølv med strålende tilsætningsstoffer og et spejllag ) er en almindelig DRI-lampe, hvor en del af pæren er delvist dækket indefra med et spejlreflekterende lag, på grund af hvilket en sådan lampe skaber en rettet lysstrøm. Sammenlignet med brugen af en konventionel DRI-lampe og en spejlspotlight reduceres tabene på grund af et fald i refleksioner og lystransmission gennem pæren. En høj nøjagtighed af lysbuefokusering opnås også. For at strålingsretningen kan ændres efter at have skruet lampen ind i fatningen, er DRIZ-lamper udstyret med en speciel sokkel.
DRSh ( Arc mercury ball ) lamper er ultra -højtryks bue kviksølv lamper med naturlig køling. De har en sfærisk form og giver en stærk ultraviolet stråling.
Højtryksbue-kviksølvlamper af DRT-typen ( Arc mercury t ribbed ) er en cylindrisk kvartskolbe med elektroder loddet i enderne. Kolben er fyldt med en doseret mængde argon , derudover indføres metallisk kviksølv i den . Strukturelt minder DRT-lamper meget om DRL-pærer, og deres elektriske parametre er sådan, at de kan bruges til at tænde DRL- forkoblinger med passende effekt. De fleste DRT-lamper er dog lavet i et to-elektrode-design, så deres tænding kræver brug af specielle ekstra enheder.
De første udviklinger af DRT-lamper, som bar det oprindelige navn PRK ( Direct Mercury - to -varz ), blev udført af Moscow Electric Lamp Plant i 1950'erne. I forbindelse med ændringen af lovgivningsmæssig og teknisk dokumentation i 1980'erne. PRK-betegnelsen blev ændret til DRT.
Det eksisterende udvalg af DRT-lamper har et bredt effektområde (fra 100 til 12.000 W). Lamper bruges i medicinsk udstyr ( ultraviolette bakteriedræbende og erytembestrålere ), til desinfektion af luft, mad, vand, til fotopolymerisering af lak og maling, eksponering af fotoresist og andre fotofysiske og fotokemiske teknologiske processer. Lamper med en effekt på 400 og 1000 W blev brugt i teatre til at oplyse landskaber og kostumer malet med fluorescerende maling. I dette tilfælde var lysarmaturerne udstyret med UFS-6 ultraviolette glasfiltre , som blokerede den hårde ultraviolette og næsten al synlig stråling fra lamperne.
En væsentlig ulempe ved DRT-lamper er den intense dannelse af ozon under deres forbrænding. Hvis dette fænomen er nyttigt til bakteriedræbende installationer, kan koncentrationen af ozon i nærheden af belysningsanordningen i andre tilfælde betydeligt overstige den tilladte værdi i henhold til sanitære standarder . Derfor skal rum, hvor der anvendes DRT-lamper, have tilstrækkelig ventilation for at fjerne overskydende ozon. I små mængder fremstilles ozonfrie DRT-lamper, hvis pære har en ydre belægning af kvarts doteret med titaniumdioxid . En sådan belægning transmitterer praktisk talt ikke den ozondannende linje af resonansstråling fra kviksølv ved 184,9 nm .
Ifølge Minamata-kviksølvkonventionen vil produktion, import eller eksport af et produkt indeholdende kviksølv fra 2020 være forbudt. I henhold til forbuddet i Minamata-konventionen er højtrykskviksølvdamplamper til generel belysning (RVDP), især DRL- og DRI-lamper, omfattet af forbuddet.
Den 24. september 2014 underskrev Rusland Minamata-konventionen om kviksølv.
Begreber | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Forekomstens måde |
| ||||||||||||||
Andre lyskilder | |||||||||||||||
Typer af belysning |
| ||||||||||||||
Belysningsarmaturer _ |
| ||||||||||||||
relaterede artikler |
Ordbøger og encyklopædier | |
---|---|
I bibliografiske kataloger |