Запорожец  Издания 

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

стоящее время диапазоне давлении и токов спектр ртутных разрядов ВД и СВД еще сохраняет отчетливо выраженный линейчатый характер.

На рис. 14.1 представлены спектры ртутных разрядов при различных условиях разряда, иллюстрирующие указанные изменения [0.9J.

Пути исправления цветности ртутных ламп высокого и сверхвысокого давлений. Современные ртутно-кварцевые лампы с давлением от 3-10 до 15-10 Па имеют высокую световую отдачу, достигающую 50-60 лм/Вт, срок службы, доходящий до 15 и более тыс. ч. Они компактны, могут изготовляться на различные мощности (от 50 Вт до нескольких киловатт), хорощо зажигаются и работают в сетях напряжением 220-380 В. С этой точки зрения они являются весьма удобными и экономичными источниками для общего освещения. Однако их широкому применению для этой цели препятствует плохая цветопередача чисто ртутного разряда. Основным дефектом является отсутствие излучений в красной части спектра, что приводит к неприятному искажению цветопередачи объектов с высокими коэффициентами отражения в оранжево-красной части спектра, и в первую очередь человеческой кожи. Поэтому главные усилия были направлены на устранение именно этого недостатка.

Существуют следующие пути улучшения цветопередачи ртутных ламп.

1. Совмещение излучения ртутных ламп с излучением ламп накаливания в различных вариантах. Этим путем можно добиться значительного увеличения красного излучения, но при этом существенно снижается общая световая отдача установки.

2. Превращение богатого УФ-излучения ртутно-кварцевых ламп при помощи люминофоров в недостающее излучение в красной части спектра. В этом случае в принципе можно добиться не только улучшения качества цветопередачи, но даже повышения световой отдачи.

3. Введение светящихся добавок в ртутный разряд, заполняющих промежутки между видимыми линиями ртути.

Наиболее широкое распространение получили лампы с исправленной цветопередачей при помощи люминофоров.

Первые два метода исправления цветопередачи ртутного разряда решают эту задачу только частично, поскольку основную долю в световом потоке ламп с исправленной цветопередачей по-прежнему составляет излучение линий ртутного разряда. Добавляемые для исправления цветопередачи излучения лишь незначительно меняют характер распределения энергии, преимущественно в красной части спектра. Поэтому МКО предложила оценить качестве цветопередачи этих ламп по «красному отношени ю», или проценту красного. «К р а с н ы м о т н о ш е-н и е м», или процентом красного, называют отношение светового



потока, измеряемого в области от 610 до 780 нм, ко всему световому потоку лампы:

780 ; 780

{X)V{X)dX j {X)V{X)dX

.610 / 380

100 V„, (14.4)

где ф(А)-спектральная плотность потока излучения лампы; У(А)-относительная спектральная световая эффективность.

В качестве основного метода оценки качества цветопередачи источников света общего назначения в настоящее время принят метод «контрольных цветов» (см. § 11.2 и [0.11, 0.13]).

В начале 60-х годов был открыт новый способ введения светящихся добавок в ртутный разряд в виде иодидов, который открыл совершенно новые возможности создания ламп, обладающих самыми разнообразными спектрами излучения и имеющих при этом значительно более высокие КПД, чем ртутные лампы.

В этой главе рассмотрены лампы, в которых используются первые два метода исправления цветности. Принцип действия ламп со светящимися добавками см. в гл. 15-17.

14.2. РТУТНЫЕ ЛАМПЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ТРУБЧАТОЙ ФОРМЫ

Устройство и принцип действия. Лампы этого типа представляют собой цилиндрическую трубку большей частью из кварцевого стекла с впаянными по концам активированными самонакаляющимися электродами. Некоторые типы ламп для облегчения зажигания разряда имеют один или два вспомогательных электрода. В лампу вводится небольшое, строго дозированное количество ртути и аргон (реже другой инертный газ или смесь газов) при давлении от нескольких сот до нескольких тысяч паскалей. Аргон служит для облегчения зажигания разряда и защиты катодов от разрушения в начальной стадии разгорания. Некоторые типы ламп монтируются внутри стеклянной колбы.

Излучение. Исследование и анализ характеристик излучения столба ртутных разрядов ВД были предметом ряда публикаций еще в предвоенные годы (библиографию см. в [0.9, 14.1]). Ниже приведена часть этих результатов. Однако когда разрабатывались методы инженерного расчета ламп (см. гл. 6), то оказалось, что имеющиеся экспериментальные данные не охватывали всего необходимого диапазона, в связи с этим были проведены систематические экспериментальные исследования излучения большинства спектральных линий ртути в широком диапазоне изменения условий разряда.

Удельные потоки излучения спектральных линий, областей спектра и световой поток при постоянном градиенте потенциала и диаметре трубки являются примерно линейными функциями Pict, или, иначе говоря, силы тока (рис. 14.2).




ZOO 150 100

ROP,„,Bt/cm О 20 frff Р,,Вт/см

а) q

ВО Р.,„,Ът/см В)

Рис. 14.2. Зависимость удельных световых и энергетических потоков от удельной мощности для ртутных трубчатых ламп (по измерениям Дж. Керна и

П. Шульца; библиографию см. в [0.9]): е -удельный световой поток (£=29 В/см); б -удельный поток в УФ-области 270- 320 нм (£=32,5 В/см); е - удельные потоки спектральных линий: О-365 нм, - 546 нм. А -578 нм (£=38 В/см. d=10 мм); потоки излучения всех линий при Pict=

= 35,7 Вт/см приняты за 100

С ростом диаметра при Pict и £=const световой поток несколько возрастает, в то время как поток УФ-излучения падает (рис. 14.3).

Излучение спектральных линий. На рис. 14.4 представлены экспериментальные значения удельных сил излучения наиболее интенсивных линий ртутного разряда в зависимости от давления паров ртути для трех диаметров трубки (10, 16 и 24 мм) и нескольких удельных мощностей столба, полученные Г. С. Сары-чевым и Г. Н. Гаврилкиной [14.2]. Данные для более слабых линий имеют аналогичный характер.

Рассмотрение данных рис. 14.4 показывает, что: 1) удельная сила излучения видимого триплета ртути 546,1; 435,8 и 404,6 нм, имеющего наиболее низкий потенциал возбуждения после резонансных линий, для всех исследованных диаметров трубок и удельных мощностей столба растет с ростом давления вплоть до 13-10 Па (Ю"* мм рт. ст.). Наиболее круто растет линия 546,1 нм, наименее круто - линия 404,6 нм. Признаки «насыщения» этих линий с ростом давления появляются



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