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

разряда кратковременно может быть повышено в десятки раз (см. § 5.6).

Расчет возможностей работы ламп в таких режимах должен проводиться обязательно с учетом теплового режима колб, электродов и вводов по методам, изложенным в гл. 7. (Примеры расчета см., например, в [19.2].) При необходимости следует применять специальные лампы с повышенным давлением ксенона (вместо аргона) и усиленными вводами.

Положение горения. При расстоянии между электродами не более 6-8 мм разряд стабилизируется в основном электродами так, что форма дуги и ее характеристики сравнительно слабо зависят от положения горения лампы. Однако неравномерный нагрев колбы из-за конвекционных потоков паров ртути внутри лампы и окружающего воздуха снаружи ограничивает возможность работы ламп только определенным положением горения, на которое она рассчитана, чаще всего - вертикальное. Некоторые типы ламп мощностью до 500 Вт допускают работу в любом положении, но при этом снижается срок их службы.

Срок службы ламп составляет от 50 до нескольких сотен часов в зависимости от типа лампы и условий ее эксплуатации.

Меры предосторожности. Лампы ДРШ являются мощным источником УФ-излучения. Поэтому для защиты от облучения, а также от горячих осколков кварца на случай разрыва колбы (крайне редкого) лампа должна работать в закрытом металлическом кожухе. (Температура колбы у работающих ламп достигает 700-900 °С).

Области применения. Лампы применяются в светолучевых осциллографах с прямой записью на фотобумагу (ДРШ-100), в фотолитографии, в люминесцентном анализе и люминесцентной микроскопии, в различных проекционных системах и других случаях, когда требуются источники высокой яркости в видимой и УФ-областях спектра при малых размерах излучающего тела. В последнее время для этих целей применяются также металлогалогенные лампы аналогичного типа (см. гл. 17).

Более подробно о ртутных лампах СВД с короткой дугой см. в [14.1].

14.5. РТУТНО-КВАРЦЕВЫЕ ЛАМПЫ С ИСПРАВЛЕННОЙ ПРИ ПОМОЩИ ЛЮМИНОФОРА ЦВЕТНОСТЬЮ

Лампы типа ДРЛ (дуговые, ртутные, люминофорные) благодаря высокой световой отдаче (45-60 лм/Вт), большому сроку службы (15-20 тыс. ч), удовлетворительной цветопередаче (Ра42 %), приспособленности для работы в стандартных электрических сетях напряжением 220 В и возможности производства ламп на мощности от 50 Вт до 2 кВт получили широкое применение для промышленного и наружного освещения. ]




Рис. 14.18. Общий вид ламп типа ДРЛ:

/ - внешняя стеклянная колба; 2 - слой люминофора; 3 - разрядная трубка из кварцевого стекла; 4 - рабочий электрод; 6 - зажигающий электрод; 6 - ограничительные резисторы в цепи зажигающего электрода; 7-экран; в - ртуть. Цифры справа иа колбе - температуры колбы ламп ДРЛ 400 (см. текст с. 510)

Устройство И принцип действия. Как указывалось в § 14.1, использованию чисто ртутного разряда ВД для общего освещения (несмотря на его достоинства) препятствует недостаток излучения в красной части спектра, который приводит к неприятному искажению цветопередачи, особенно цвета человеческой кожи. Применение кварцевого стекла и разработка подходя-возможность использовать УФ-ВД, составляющее около 40%

щих люминофоров дали излучение ртутного разряда всего потока излучения, для превращения его при помощи люминофоров в недостающее излучение в красной части спектра. Благодаря этому удалось улучшить качество цветопередачи в красной части спектра, особенно цвета человеческой кожи, настолько, что лампы оказались пригодными для наружного и промышленного освещения.

[Лампы представляют собой ртутно-кварцевую горелку трубчатой формы, смонтированную внутри колбы из тугоплавкого стекла, внутренняя поверхность которой покрывается тонким слоем люминофора, который, поглощая УФ-излучение ртутного разряда, превращает его в видимое излучение в красной части спектра. Подчеркнем, что основную часть светового потока в лампах ДРЛ по-прежнему составляет излучение ртутного разряда, к которому добавляется излучение люминофора/ На рис. 14.18 приведен схематический вид ламп подобного типа.

Преобразование УФ-излучения в слое люминофора. Поток излучения лампы типа ДРЛ складывается из потока излучения ртутно-кварцевой горелки и потока люминесценции, прошедших через слой люминофора и колб}. Расчет потока ламп ДРЛ подобен расчету потока ЛЛ (см. гл. 8 и 10). Принимая те же допущения, при полностью замкнутой полости, образуемой слоем, можем записать выражение для потока излучения:



VW-T+ ff-MW-ffd. (14.18)

l-p(X)

Обозначения по гл. 8 и 10. Первый интеграл дает величину вышедшего потока излучения от ртутной горелки, второй - от люминофорного слоя.

Поток излучения люминесценции, возникший в слое, равен:

Ф.ЮМ = j Флю. (Я) = 5 7],, (л) R (Я) Л, (Я) фр, (Я) dX. (14.19)

Обозначения по гл. 8 и 10.

Оценка предельных возможностей преобразования УФ-излучения в видимое показывает, что при идеальном люминофоре (т1„.в-1) и слое [Лв=1 и (т-р)=1] добавочный световой поток с длиной волны 555 нм составлял бы ПО-115 % светового потока ртутных линий. По мере смещения эффективной длины волны люминесценции в красную часть спектра дополнительный световой поток круто падает за счет уменьшения относительной спектральной световой эффективности и частично за счет уменьшения квантового отношения (см. гл. 8). Так, например, для длины волны 600 нм он составлял бы 60 %, для 620 нм 35 %, а для 650 нм - только 10 7о светового потока ртутного разряда.

В реальных лампах в слое люминофора имеют место различного рода потери, снижающие КПД преобразования излучения в слое: часть УФ-излучения ртутной горелки не используется для возбуждения люминофора, квантовый выход люминофора ниже единицы и часть видимого излучения поглощается в слое люминофора и колбе. Величина этих потерь для каждого типа люминофора зависит от толщины слоя, гранулометрического состава, способа размола и нанесения, вакуумной обработки и ряда других факторов. Задача создания лампы с оптимальными параметрами заключается в изучении этих зависимостей и нахождении путей уменьшения различного рода потерь.

Люминофоры, применяемые в современных лампах ДРЛ, и их характеристики [8.4, 8.5, 14.1, 14.4, 14.5]. Люминофор для ламп ДРЛ должен удовлетворять всем требованиям, изложенным в гл. 8. Применительно к лампам ДРЛ он должен эффективно возбуждаться всем спектром излучения ртутного разряда ВД в УФ-области и особенно линиями 313-365 нм, имеющими наибольшую интенсивность и наибольшее квантовое отношение, иметь спектр излучения, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к исправлению спектра ртутного разряда, иметь высокий квантовый выход для всех возбуждающих линий при высоких рабочих температурах внешней колбы.

В настоящее время наиболее широко применяют фосфат-



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