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

этому удается получать излучение более 40 металлов, галогениды которых имеют достаточные упругости паров при максимальной рабочей температуре 1шарцевого стекла (900-1000 °С).

4. Пары ртути имеют низкое давление при комнатной температуре [около 0,17 Па (1,3-10" мм рт. ст.)], а при повышении температуры в пределах, которые допускает работа кварцевого стекла, давление паров ртути может быть доведено до десяти и более мегапаскалей. Благодаря этому облегчается зажигание разряда, и имеется возможность регулировать рабочее давление буфера в исключительно широких пределах.

5. Ртуть образует соединения с иодом, благодаря чему свободный иод связывается, что облегчает зажигание (см. ниже). Заметим, что Hgis является газом, который обладает, так же как и иод, высоким сродством к электронам, но давление его паров при комнатной температуре (0,13 Па) значительно ниже, чем у иода (27 Па при 20"С). Поэтому он оказывает не такое сильное влияние на зажигание разряда, как иод.

6. Ртуть вызывает значительное уширение ряда спектральных линий добавок, благодаря чему увеличивается их выход [15.3, 15.6, 15.7].

Некоторые авторы исследовали возможность использования других газов и паров в качестве буфера, в частности ксенона (Бауэр, Галло и др.). Ксенон обладает сравнительно большой атомной массой (131,3), но возникает проблема с зажиганием разряда, такая же, как и в ксеноновых лампах ВД и СВД.

Уменьшение Рп/Рют кроме уменьшения Pir может быть достигнуто путем повышения Pict, поскольку при этом Pit растет значительно медленнее.

Значение Pit в ртутных разрядах ВД составляет около 10 Вт/см (см. гл. 4). Введение излучающих добавок с атомными массами, меньшими, чем у буферного газа или пара (например, ртути или ксенона), будет увеличивать тепловые потери из-за повышения коэффициента теплопроводности смеси. При введении добавок в виде химических соединений появятся, кроме того, потери на диссоциацию этих соединений. Поэтому, чтобы уменьшить тепловые потери, необходимо стремиться к тому, чтобы парциальные давления добавок были существенно меньше парциального давления буфера; с другой стороны, они должны быть достаточными для создания требуемого перераспределения излучения [15.3].

Таковы основные качественные выводы относительно выбора добавок и буферных газов. Количественные расчеты излучения разрядов ВД с добавками, как указывалось выше, представляют определенные трудности. Поэтому для выяснения фактических зависимостей наряду с теоретическим анализом приходится широко использовать экспериментальные данные.



15.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННЫХ ДОБАВОК И РТУТИ И ИХ АНАЛИЗ

Излучение линий добавок и ртути в зависимости от давления паров. Одной из первых работ, в которых исследовался этот вопрос, была работа X. Ларсона и др. (библиографию до 70-х годов см. в [0.9, 0.10, 15.3]). Для ртутного разряда с добавкой иодида таллия ТП в ней была измерена сила излучения двух наиболее сильных видимых линий ртути (578 и 546 нм) и зеленой линии таллия (535 нм) в зависимости от давления паров ртути и иодида таллия. С этой целью в отросток разрядной трубки помещались дозированное количество ртути (66 мг) и иоднд таллия в избытке. Разрядная трубка с отростком помещалась в печь, позволявщую варьировать температуру трубки и отростка. Температура отростка была ниже температуры разрядной трубки и, таким образом, определяла давление паров ртути и иодида таллия в лампе.

Г. С. Сарычев и Г. Н. Гаврилкина, пользуясь аналогичной, но усоверщенствованной методикой, более детально и щироко исследовали характеристики ртутного разряда ВД с добавкой иодида таллия [15.5]. Ими была измерена удельная сила излучения основных линий ртути и наиболее интенсивных линий таллия в зависимости от давления паров ртути и иодида таллия для трубок нескольких диаметров при различных удельных мощностях. Во всех экспериментах в отросток вводилось дозированное количество ртути, которая при повышении температуры отростка до определенного значения полностью испарялась. Измерения проводились при нескольких дозировках ртути, дававших после ее полного испарения несколько различных значений наибольшего давления паров. Иодид таллия во всех случаях вводился в избытке так, что его давление при всех исследованных температурах определялось как давление насыщенных паров. Каждая серия измерений проводилась при постоянной удельной мощности.

На рис. 15.4,а представлена в качестве примера характерная зависимость удельной силы излучения линий ртути и таллия от температуры отростка, на рис. 15.4,6 - удельная сила излучения зеленой линии таллия 535 нм в зависимости от температуры отростка при нескольких дозировках ртути. Обращает на себя внимание рост силы излучения зеленой линии таллия с ростом давления паров ртути при постоянной температуре отростка /хол (см. ниже).

К настоящему времени выполнен ряд работ, в которых аналогичным методом исследован выход излучения ртутных разрядов ВД с различными излучающими добавками и их композициями (рис. 15.5).



Приведенные выше зависимости излучения линий добавок и ртути от давления добавки и ртути являются достаточно типичными, что свидетельствует об одинаковом механизме процессов. Наблюдаемые зависимости качественно хорошо объясняются из теории [см. (15.1)]. Вначале, при повышении температуры от-


500 600 f„;c


Рис. 15.4. Зависимость удельной силы излучения основных линий ртути и таллия от температуры отростка. Ртуть -дозированное количество, иодид таллия- в избытке, dnp 16 мм, PicT-50 Вт/см: о -количество ртути 45 мг; р„ц,(Не) «3,95-10 Па; 6 -сила излучения линии таллия 535 им; /-m(Hg) = 130 мг, P„(Hb) = 13.2-10S Па; 2-т(Нв)=45 мг, p„j,(Hg)« «3.95-105 Па; 3-т(Нв) = 11 мг, р„„,(Нв)»1-10= Па



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