Запорожец Издания
Тогда т (Я) Фуф (Я). (10.6) Ниже приведены в качестве примера значения коэффициентов а, р и т для стандартного слоя люминофора в УФ и видимой (люминесценция) областях спектра.
Как и следует для нормальной работы, слой люминофора сильно поглощает УФ и очень слабо видимое излучение. Заметное значение имеют руф и рлюм- Влияние качества люминофора и технологии изготовления ламп на световую отдачу. В современном производстве ЛЛ в целях снижения потерь световой отдачи при изготовлении ламп применяют термостабильные безразмольные люминофоры, не теряющие яркость при нагреве во время термообработки и имеющие оптимальный гранулометрический состав за счет специальной технологии изготовления и поэтому практически не требующие размола. Суспензию приготовляют на водорастворимых связующих (биндерах), вместо биндеров на смолах и лаках, что позволяет исключить операцию выжигания биндера и.устранить пожароопасность и вредность, связанные с применением лаков и смол. Для увеличения адгезии слоя к стеклу применяют полив стекла специальными веществами н добавки в суспензию. Чтобы получить плотно упакованный слой, имеющий малую сорбцию ртути (см. § 11.4), люминофор должен иметь определенный гранулометрический состав. Количество крупных (14 мкм и более) и мелких (меньше 3 мкм) зерен не должно превышать 15-20 % (по массе), так как крупные зерна легко осыпаются, а мелкие уменьшают КПД (см. ниже). С увеличением времени размола, применяемого для получения требуемого гранулометрического соиэва люминофора, падает световая отдача. Это падение связано с несколькими причинами. Размол приводит к раздроблению кристаллов люминофора, в результате чего резко ухудшается его термостабиль-Еость, возрастают потери яркости от взаимодействия люминофора с ионами натрия, диффундирующими из стекла в слой, и появляется излишнее количество мелких частиц, что вызывает снижение КПД слоя из-за большого рассеяния (см. ниже). Причины, вызывающие падение световой отдачи в процессе горения ламп, кратко рассмотрены в § 10.7 и 11.4. Более подробно о технологии производства Л Л см. в [9.13, 10.9].
Определение оптимальной толщины слоя люминофора (см. § 8.2, 8.3). В условиях производства оптимальную толщину слоя, соответствующую максимальной световой отдаче, подбирают экспериментально путем изготовления опытных партий ламп с различной толщиной и массой слоя и измерения их световых отдач. В результате подобных измерений было установлено, что оптимальная толщина слоя люминофора при обычном размоле и лаковом способе нанесения люминофора ГФК [10.9] лежит в пределах 4-5 мг/см. О характере зависимости световой отдачи лампы от толщины слоя люминофора дают представление цифры, приведенные в табл. 10.1 Контроль толщины люминофорного слоя в производственных условиях осуществляется на специальных приборах [0.9, 10.9]. Рассеяние излучения на мелких частицах люминофора. Мелкие частицы вызывают более сильное рассеяние излучения в слое и повышают коэффициент его отражения, а это ведет к увеличению потерь УФ-излучения за счет того, что большая его доля отражается обратно в разряд, где оно частично теряется при диффузии из-за тушащих соударений. Величину потерь можно оценить, определив коэффициент использования Ауф. Для люминофорного слоя можно принять Туф=0. Тогда, подставив в (8.25) ауф=1-Руф и буф=1, найдем Ауф - - 1-Руф 1 -Руфбуф (10. 7) Из формулы (10.7) следует, что чем больше Руф и чем меньше йуф, тем большая доля возбуждающего излучения пропадает бесполезно и тем ниже Ауф и 1]л. В предельном случае при буф=0 Луф=1-руф. При .буф=1 Луф=1 независимо от значения руф. Значение буф в ЛЛ определяется условиями диффузии отраженного от слоя резонансного излучения ртути через разряд. При отсутствии тушащих соударений буф=1, так как, несмотря на переизлучение, все фотоны, отраженные от слоя, вновь достигают слоя без потерь. Чем больше вероятность тушащих соударений, тем больше потери, тем меньшая часть диффундирующего и.лучения вновь достигнет слоя и тем меньше будет буф. Разные авторы принимают для буф значения в пределах от О до 0,6 (см. [0.9]). Внутренняя и наружная яркости слоя люминофора. Наружная 1нар и внутренняя Lbh яркости слоя люминофора равны: нар = люм1 люм2 ~ ~ ; вн = люмг ~ ~ (10.8) 1 -Рлюм Рлюм Отсюда, пренебрегая небольшим поглощением излучения люминесценции в слое (pлюм--Tлюм= 1), получаем лар/Ьви [ (люм1 люм2 ) + 1]тлк,м. (10.9) Обычно в лампах Тлюм~0,3-=-0,5, а Ьлюм1/Ьлюм2=0,8-0,7. Следовательно, (Lnap/bh) 0,5-0,7, т. е. внутренняя яркость примерно в 1,5-2 раза больше наружной. Это явление нашло применение в специальных щелевых ЛЛ (см. гл. И). Использование более высокой внутренней яркости слоя люминофора не может дать выигрыша в световой отдаче, поскольку для использования этой яркости надо сделать размеры щели, т. е. части лампы, не покрытой люминофором, достаточно большими, чтобы использовать внутренний световой поток, но с увеличением размеров щели уменьшается коэффициент использования УФ-излучения, а следовательно, и световая отдача лампы. При сравнительно узких щелях небольшой проигрыш в использовании УФ-излучения может быть скомпенсирован повышением КПД слоя при его работе на отражение. Спад яркости свечения у концов лампы [0.9]. К концам ла.м-пы наблюдается спад яркости свечения, вызванный спадом интенсивности резонансного излучения и уменьшением эффекта многократных отражений. Падение яркости к краю слоя люминофора только за счет уменьшения коэффициента многократных отражений легко рассчитать, если представить себе длинную ЛЛ, покрытую слоем люминофора на половину длины. Наружная яркость слоя непосредственно у края слоя будет равна: (1-0,5р.„„„) (10.10) в зависимости от полярности электродов наблюдается несколько различное распределение излучения по длине лампы вблизи электродов. В анодный полупериод столб, являющийся основным источником резонансного излучения, подходит почти вплотную к электроду. В катодный полупериод столб отступает от катода на расстояние около drp. Поэтому яркость свечения трубки у катодного конца ниже, чем у анодного (рис. 10.10). При работе ламп на переменном токе эта картина меняется в соответствии с полярностью электродов. По указанной причине вблизи концов лампы наблюдается более глубокая пульсация свечения с частотой питающего напряжения. 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
|