 |
 |
 |
 |
Рис. 9.17. Камерный электрод газовых ламп 1 2
переменного тока с короткой дугой СВД на силы тока свыше 40-50 А:
V/yAwA /777777.
1 - трубка из вольфрама; 2 - пробка; 3 - блок активного вещества; 4 - оплавленная рабочая часть электрода; 5 - отверстие
щенный к разряду, имеет форму конуса с площадкой на торце или форму полусферы (рис. 9.16,а и б). С увеличением силы тока размеры анода увеличиваются, и ему придают иногда ребристую форму для увеличения поверхности охлаждения. При диаметрах до 8-10 мм он изготовляется обычно из целого прутка кованого вольфрама. При больших диаметрах он представляет собой керн из кованого вольфрама, вокруг которого расположена муфта фасонной формы из спеченного вольфрама. Несколько конструкций анодов газовых ламп СВД постоянного тока с короткой дугой большой мощности дано на рис. 9.16,е и г.
Электроды ламп с короткой дугой переменного тока. Создание долговечных ламп переменного тока с короткой дугой на большие силы и плотности тока является сложной задачей из-за большого разрушения электродов. В настоящее время для этой цели применяют электроды из торированного вольфрама с крупнокристаллической структурой и камерные электроды [0.9]. На рис. 9.17 показан схематически вид такого электрода. Он представляет собой трубку из чистого плотноспеченного вольфрама, рабочий конец которой оплавлен, а затем заточен на конус с небольшой площадкой на торце. Оплавление создает плотную крупнокристаллическую структуру, устойчивую к распылению. Внутрь трубки помещена таблетка из активного вещества и пробка в виде вольфрамового стержня. Таблетка состоит из оксида тория и иттрия с добавкой вольфрамового порошка. Лампы с такими электродами могут длительно работать на переменном токе и в импульсном режиме.
Регулирование температурного поля электродов ламп СВД осуществляется путем подбора их размеров, формы и условий охлаждения, исходя из уравнений теплового баланса (см. § 9.5 и гл. 7), а также конструктивно-технологических требований. Для снижения температуры высоконагруженных электродов увеличивают теплоотвод от места «привязки» разряда. С этой целью широко применяют радиаторы-муфты соответствующей формы и размеров (см. рис. 9.12, 9.14, 9.15 и 9.16,6-г, е). Особенно важна проблема теплоотвода для анодов ксеноновых ламп большой мощности. Если не удается указанными выше путями решить проблему, приходится применять полые электроды с водяным охлаждением (см. § 7.10 и 19.4).
Уменьшение теплоотвода к некоторой части электрода, например к месту впая электрода в колбу, осуществляют, делая
на цилиндрической части электрода в нужном месте проточку или несколько проточек. Можно использовать электроды в форме трубки и таким образом изменять теплоотвод. Такой способ особенно удобен для синтерированных электродов [9.7].
Для оценки работы электродов особенно важны максимальные температуры на рабочих участках электродов в местах «привязки» разряда, на зажигающей части (если она имеется), а также в месте впая электрода в колбу. Ввиду большой сложности и трудоемкости строгих решений и в тоже время их недостаточной точности, связанной с неизбежными упрощениями и неточным знанием некоторых параметров, во многих случаях инженерной практики целесообразно использовать приближенные решения, рассмотренные в § 9.5, 7.2, 7.6 и 7.11 и позволяющие сравнительно просто выявить и количественно оценить влияние различных факторов на температурное поле электродов той или иной конструкции.
О применении тория в качестве активатора для электродов см. § 16.3.
Глава десятая
ОСНОВЫ РАБОТЫ И РАСЧЕТА РТУТНЫХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
10.1. УСТРОЙСТВО и ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Люминесцентные лампы (ртутные НД) представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким равномерным слоем люминофора. По обоим концам трубки впаяны ножки с электродами. В лампах дугового разряда применяются самокалящиеся катоды, которые представляют собой вольфрамовые биспирали или триспирали, покрытые слоем оксида. У некоторых типов электродов наряду с активированной биспиралью имеются экраны той или иной конструкции. В лампах тлеющего разряда используются холодные катоды (см. гл. 9). На рис. 10.1 схематически изображены основные типы современных ЛЛ.
После тщательной откачки и обезгаживания лампа наполняется небольшим количеством ртути и инертным газом до давления в несколько сот паскалей. В обычных ЛЛ в качестве инертного газа используется аргон при давлении около 300 Па. В последнее время разработаны ЛЛ, в которых для наполнения использованы смеси инертных газов. Основное назначение инертного газа состоит в уменьшении распыления электродов
Рис. 10.1. Общий вид основных типов ртутных люминесцентных ламп низкого давления:
с -лампа дугового разряда стартерного зажигания: б -лампа дугового разряда мгновенного зажигания: е - лампа тлеющего разряда
при работе лампы и облегчении зажигания разряда. Помимо того, инертный газ оказывает существенное влияние также на механизм излучения разряда и явления у катода.
Лампы включают в сеть при помощи специальных схем, обеспечивающих надежное зажигание разряда и нормальный режим работы.
После зажигания в лампе возникает разряд низкого давления в парах ртути и в наполняющем газе. Вследствие более низких потенциалов возбуждения и ионизации ртути по сравнению с аргоном или другими инертными газами ионизуются и излучают практически только атомы ртути (см. гл. 3). Исключение составляют прикатодные области, где за счет наличия быстрых электронов наряду со свечением ртути возникает также свечение и ионизация инертного газа.
Ртутный разряд низкого давления является весьма эффективным источником резонансного излучения, лежащего в УФ-части спектра. Излучение видимых линий очень незначительно, и светоотдача разряда составляет не более 5-7 лм/Вт. Положение коренным образом меняется при наличии слоя люминофора. В этом случае УФ-излучение разряда поглощается слоем люминофора и превращается им в полосу видимого или УФ-из-лучения, выходящего из лампы. Спектр излучения ЛЛ состоит из излучения люминофора, на которое накладывается линейчатый спектр ртутного разряда. Доминирующую часть потока излучения лампы составляет излучение люминофора. Роль разряда сводится в основном к генерации УФ-излучения, возбужда-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239