Запорожец Издания
Положение электроаа. 100 80 60 W
О Ш„ Z±j, Sdj, fcCj, ScCj, Odj, 7dj, Расстояние от начала светящейся часта лампы Рис. 10.10 •о , ¥00 450 500 550 600 650 700 Длина волны, »M Рис. 10.11 Рис. 10.10. Распределение яркости в приэлектродных частях ЛЛ диаметром 25 мм (постоянный ток): 1 - анодный конец; 2 - катодный конец Рис. 10.11. Спектры излучения люминофоров галофосфатов кальция разных марок: /-для ЛЛ ЛД; 2-ЛХБ; 3 - ЛБ; 4 - ЛТБ Применяемые типы люминофоров и их характеристики приведены в § 11.2. Здесь кратко рассмотрим характеристики двух наиболее важных в настоящее время классов люминофоров. Галофосфат кальция (ГФК), активированный сурьмой и марганцем [8.4, 8.5], в настоящее время наиболее широко применяется в осветительных ЛЛ общего назначения. Его излучение состоит из двух широких частично перекрывающихся спектральных полос: более узкой полосы излучения марганца с максимумом около 580-590 нм и более широкой полосы излучения сурьмы с максимумом около 480 нм. Путем изменения соотношения интенсивности этих полос можно в широких пределах изменять спектральный состав излучения люминофора. На рис. 10.11 показаны спектры излучения ГФК различных марок, выпускаемых промышленностью. Изменение спектра достигается в основном путем изменения концентрации марганца и отношения содержания фтористого и хлористого кальция, причем их содержание сравнительно мало сказывается на КПД . излучения. Основным фактором, определяющим КПД излучения ГФК, является концентрация сурьмы, поскольку она одновременно является источником излучения синей полосы и сенсибилизатором излучения марганца. Очень важное значение для качества люминофора имеет также форма соединений, которые она образует в люминофоре. Наличие несвязанной сурьмы снижает световую отдачу и стабильность люминофора во время изготовления и работы ламп. Важное значение для качества люминофора имеет соотношение количества основных и кислых оксидов, от которого зависит образование неактивного соединения сурьмы - антимона-та кальция. Присутствие в люминофоре гидроксилапатита также снижает его КПД и стабильность. Вообще следует подчеркнуть, что квантовый выход ГФК резко падает при наличии в люминофоре посторонних примесей, особенно тяжелых металлов. Их содержание не должно превышать 0,0017о по массе. Скорость спада яркости люминофорного слоя в ЛЛ увеличивается с ростом удельной нагрузки и плотности облучения. Поэтому для ламп с высокой удельной нагрузкой вопрос повышения радиационной стойкости люминофорного слоя приобретает особо важное значение (см. ниже и гл. 11). Галофосфатные люминофоры (имеется в виду ГФК) выпускаются несдольких марок для изготовления ЛЛ типов ЛБ, ЛТБ, ЛХБ и ЛД, отличающихся спектром излучения. Основные характеристики ламп и люминофоров "приведены в гл. И. Для ламп с улучшенной цветопередачей применяют смеси из нескольких люминофоров, характеристики которых даны также в гл. 11. О спаде яркости люминофора в процессе горения ЛЛ см. в § 10.7 и 11.4. Люминофоры с узкополосными спектрами излучения (УПЛ). Такие люминофоры были синтезированы в конце 70-х годов. Они содержат редкоземельные металлы, которые входят либо в состав основного вещества, либо являются активаторами. В настоящее время синтезировано большое количество подобных люминофоров, дающих узкополосное излучение в синей, зеленой и красной частях спектра. Люминофоры применяются в ЛЛ так называемого «нового поколения» с излучением, сосредоточенным в трех (или двух) узких полосах спектра: синей (450 нм), зеленой (540 нм) и красной (610 нм). Обсуждение достоинств и недостатков такого спектра дано в гл. И. В табл. 10.2 приведены некоторые типы редкоземельных УПЛ и их основные характеристики. Главным достоинством этих люминофоров является значительно более высокая стабильность по отношению к облученности УФ-излучением 185 нм и к температуре при высоком квантовом выходе, что позволяет применять их в ЛЛ уменьшенного диаметра с высокой удельной нагрузкой и более высокой облученностью (см. § 11.5 и 11.6). Серьезным недостатком, сдерживающим их широкое применение, является значительно более высокая цена по сравнению с ГФК- Тип лоывнофора и его химическая формула и га q) ё1 «а Л47 Л48 Л49 Алюминат бария, магния, акти- 450 40 0,564 0,038 вированный европием (Ва mg2, А1,5027: Еи=+) Алюминат магния, активированный 543 8 0,468 0,917 церием и тербием (MgAlnOig : Се+, Ш+) Оксид иттрия, активированный 611 5 0,415 0,49 европием (Y, Еи)20з или y2o3 : Eu* примечание. Возможны и другие соотношения компонентов и структуры. -1,0 0,80 0,95-1,0 ВНИИлюминофоров разработана люминофорная смесь марки ФЛЦ-612-3500-1, состоящая из хлорфосфата стронция-бария, активированного европием (ФЛ-447), ортофосфата лантана-иттрия, активированного церием и тербием (ФЛ-543-1), и оксида иттрия, активированного европием (ФЛ-612-1). 10.4. СВЕТОВАЯ ОТДАЧА И БАЛАНС ЭНЕРГИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП Световая отдача ЛЛ определяется энергетическим КПД преобразования электрической энергии, подводимой к лампе, в излучение разряда, возбуждающее люминофор, затем КПД преобразования возбуждающего излучения разряда в излучение люминофора и, наконец, световым КПД выходящего излучения люминофора и видимых линий ртути. Начнем с оценки концевых потерь. Согласно гл. 6 Т11/л = 11ст, (10.11) где I - концевые потери, равные: i= (1-2Д/ф ев)/(1 + /а.к/£/ст). (10.12) Зависимость световой отдачи от напряжения на лампе и ее длины. При постоянных значениях тр, /, состава и давления наполняющего газа и хол можно считать, что цуст, Ua.K и Е также остаются постоянными. Поэтому, как видно из формулы (10.12) для I, с увеличением длины лампы увеличивается потребление мошности в столбе Pci=kJElci, а относительная доля концевых потерь уменьшается, и r\vii приближается к цуст При расчетах по (10.12) можно принимать МфТа (\-\,2)йтр; /cB=/i-2Лц (Лц« 1,2-1,4 см); /ст»/эл-тр; t/a.k»18 В; Ei (Uj,-Ua.K)llcT. Например, для 40-ваттной лампы в трубке диаметром 38 мм, имеющей /i«:;120 см, т11/лЛ:0,84т1уст, а. для 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
|