Higanykisülési lámpa

A higanykisülési lámpák olyan elektromos fényforrások, amelyekben a higanygőzben lévő gázkisülést optikai sugárzás előállítására használják .

A higanylámpák a gázkisüléses lámpák egy fajtája . A hazai világítástechnikában az ilyen fényforrások minden típusának megnevezésére a "kisülési lámpa" (RL) kifejezést használják, amely szerepel a Nemzetközi Világítási Bizottság által jóváhagyott Nemzetközi Világítási Szótárban . Ezt a kifejezést a szakirodalomban és a dokumentációban kell használni.

A töltési nyomástól függően alacsony nyomású radar (RLND), nagynyomású (RLHP) és ultramagas nyomású (RLSVD) létezik.

Az RLND-k közé tartoznak a 100 Pa -nál kisebb állandó állapotban lévő higanygőz parciális nyomású higanylámpák . Az RLSVD esetében ez az érték körülbelül 100 kPa, az RLSVD esetében pedig - 1 MPa vagy több.

Alacsony nyomású higanylámpák (RLND) Nagynyomású higanylámpák (HPLD)

Az RVD-ket általános és speciális célú lámpákra osztják. Közülük az elsőt, amely elsősorban a széles körben elterjedt DRL lámpákat tartalmazza, aktívan használják kültéri világításra , de fokozatosan felváltják őket hatékonyabb nátrium- és fémhalogén lámpák. A speciális célú lámpák alkalmazási köre szűkebb, az iparban, a mezőgazdaságban és az orvostudományban használják őket.

Sugárzási spektrum

A higanygőz számos gázkisülési lámpákban használt spektrális vonalat bocsát ki [1] [2] [3] :

Hullámhossz
, nm		 Név Szín
184.9499 kemény
ultraibolya
(C típus)
253.6517 kemény
ultraibolya
(B típus)
365.0153 "én" sor lágy
ultraibolya
(A típus)
404.6563 "H" sor ibolya
435.8328 G-vonal kék
546.0735 zöld
578.2 sárga-narancs

A legintenzívebb vonalak a 184.9499; 253,6517; 435,8328 nm. A fennmaradó vonalak relatív intenzitása a kisülés módjától (paramétereitől), elsősorban a higanygőznyomástól függ.

Faj

DRL típusú nagynyomású higanylámpák

DRL ( Arc Mercury luminescent ) - a háztartási világítástechnikában elfogadott RLVD megjelölés , amelyben a fényáram színének korrigálása érdekében a színvisszaadás javítását célzó, az izzó belső felületére alkalmazott foszforsugárzást használják. A fény DRL-ben történő előállításához a folyamatos elektromos kisülés elvét alkalmazzák higanygőzzel telített légkörben [4] .

Műhelyek, utcák, ipari vállalkozások és egyéb olyan létesítmények általános megvilágítására használják, amelyek nem támasztanak magas követelményeket a színvisszaadás minőségére és az állandó emberi jelenlét nélküli helyiségekbe.

Eszköz

Az első DRL lámpák két elektródával készültek. Az ilyen lámpák meggyújtásához nagyfeszültségű impulzusforrásra volt szükség. Ilyen forrásként speciális eszközöket használtak, például a PURL-220 eszközt ( Indítóeszköz higanylámpákhoz 220 V feszültséghez ) . Az elektronika akkori fejlettségi szintje nem tette lehetővé kellően megbízható és olcsó gyújtóberendezések létrehozását . Ezek a PURL-ek tartalmaztak egy gázkisülést , amelynek rövidebb élettartama volt, mint magának a lámpának. Ezért az 1970-es években. az ipar fokozatosan leállította a kételektródás lámpák gyártását. Ezeket három- és négyelektródosra cserélték, amelyekhez nincs szükség külső gyújtóra. A négyelektródás lámpákat - két gyújtóelektródával rendelkező lámpákat - hideg éghajlati körülmények között használják.

A lámpa és a tápegység elektromos paramétereinek megfeleltetése érdekében szinte minden radartípushoz, amely a működési elv szerint csökkenő külső áram-feszültség karakterisztikával rendelkezik ( negatív differenciálellenállású szakasz ), áramkorlátozót kell alkalmazni. az előtétben található , amely a legtöbb esetben egy ferromágneses maggal rendelkező fojtótekercset használ , amely egy lámpával sorba kapcsolt elektromos áramkörben található.

Négyelektródás lámpa felépítése

A négyelektródás DRL lámpa (jobb oldali ábra) egy külső üvegburából 1 áll, menetes talppal 2. Egy kvarcégő (kisülőcső, RT) 3, amely higany hozzáadásával argonnal van megtöltve. a külső izzó geometriai tengelyére szerelt lámpalábra szerelve. A négyelektródás lámpák 4 fő elektródákkal és mellettük kiegészítő (gyújtó) elektródákkal 5. Mindegyik gyújtóelektróda egy 6 áramkorlátozó ellenálláson keresztül csatlakozik az RT másik végén található fő elektródához. a lámpát, és indítás után stabilabbá tegye működését. A lámpa elektródái vastag nikkelhuzalból készülnek .

Az utóbbi időben számos külföldi cég gyárt háromelektródás DRL lámpákat, amelyek csak egy gyújtóelektródával vannak felszerelve. Ez a kialakítás csak a gyártás során nagyobb gyárthatóságban különbözik, nincs más előnye a négyelektródás lámpákhoz képest.

Hogyan működik

A lámpa kisülési csöve (RT) tűzálló és vegyszerálló átlátszó anyagból ( kvarcüveg vagy speciális kerámia ) készült, és szigorúan mért inert gázokkal van megtöltve . Ezenkívül fémhiganyt vezetnek be az RT-be , amely hideg lámpában kompakt golyóvá kondenzálódik, vagy bevonat formájában leülepszik az izzó és (vagy) elektródák falára . Az RLVD világítóteste egy elektromos kisülésű ívoszlop .

A gyújtóelektródákkal felszerelt lámpa gyújtási folyamata a következőképpen történik. Amikor tápfeszültséget kapcsolunk a lámpára, izzás kisülés lép fel a szorosan elhelyezett fő- és gyújtóelektródák között , amit elősegít a köztük lévő kis távolság, amely lényegesen kisebb, mint a fő elektródák közötti távolság , ezért az áttörési feszültség ennek a különbségnek is kisebb. A kellően nagy számú töltéshordozó (szabad elektronok és pozitív ionok ) megjelenése az RT üregben a fő elektródák közötti rés lebontását és a köztük lévő izzító kisülés meggyulladását okozza, amely szinte azonnal ívvé válik.

Az égés kezdetén a nyomás az RT-ben kellően alacsony, és a hálózati feszültség elegendő ahhoz, hogy a fő- és a gyújtóelektróda között kisülés jöjjön létre. A gyújtási folyamat során a nyomás az RT-ben megemelkedik, és a hálózati feszültség már nem elegendő a fő- és gyújtóelektróda közötti áttörés folytatásához, csak egy ívkisülés marad a főelektródák között.

A lámpa elektromos és fényparamétereinek stabilizálása a bekapcsolás után 10-15 perccel következik be. Ezalatt a lámpa árama jelentősen meghaladja a névleges áramot, és csak az előtét ellenállása korlátozza . Az indítási mód időtartama nagymértékben függ a környezeti hőmérséklettől - minél hidegebb, annál tovább villan a lámpa.

A higanyívlámpa égőjében lévő elektromos kisülés látható kék vagy lila sugárzást, valamint intenzív ultraibolya sugárzást hoz létre . Ez utóbbi gerjeszti a lámpa külső burájának belső falán lerakódott foszfor izzását. A foszfor vöröses fénye, keveredve az égő fehér-zöldes sugárzásával, fehérhez közeli erős fényt ad.

A hálózati feszültség felfelé vagy lefelé történő változása a fényáram változását okozza: a tápfeszültség 10-15%-os eltérése elfogadható, és a lámpa fényáramának megfelelő 25-30%-os változása kíséri . Ha a tápfeszültség a névleges feszültség 80% -a alá esik , előfordulhat, hogy a lámpa nem világít, és az égő lámpa kialszik.

Égéskor a lámpa nagyon felforrósodik. Ez megköveteli a hőálló szigetelésű vezetékek használatát a higanyívlámpás világítóberendezésekben, és fokozott követelményeket támaszt a patron érintkezőinek minőségével szemben. Mivel a forró lámpa égőjében a nyomás jelentősen megnő, a letörési feszültsége is megnő. A hálózati feszültség nem elegendő a forró, lekapcsolt lámpa meggyújtásához, ezért a lámpának le kell hűlnie az újragyújtás előtt. Ez a hatás a nagynyomású higanyívlámpák jelentős hátránya: az áramellátás nagyon rövid megszakítása is kialszik, az újragyújtáshoz pedig hosszú hűtési szünet szükséges.

A DRL lámpák hagyományos alkalmazásai

Nyitott területek, ipari, mezőgazdasági és raktárhelyiségek világítása. Mindenütt, ahol ez összefügg a villamosenergia-megtakarítás szükségességével, ezeket a lámpákat fokozatosan felváltja az NLVD (városok, nagy építkezések, magas gyártócsarnokok stb. világítása).

Az Osram HWL sorozat (a DRV analógja) meglehetősen eredeti kialakítású, amely beépített előtétként hagyományos izzószálat tartalmaz, amelyet egy evakuált hengerbe helyeznek, amely mellett ugyanabban a hengerben egy külön lezárt égő található. Az izzószál a barretter -effektusnak köszönhetően stabilizálja a lámpaáramot , javítja a színjellemzőket, de nyilvánvalóan csökkenti mind az általános hatásfokot, mind az élettartamot az izzószál kopása miatt. Az ilyen RLVD-ket háztartásiként is használják, mivel jobb spektrális jellemzőkkel rendelkeznek, és egy közönséges lámpában szerepelnek, különösen nagy helyiségekben (ennek az osztálynak a legalacsonyabb teljesítményű képviselője 3100 Lm fényáramot hoz létre).

Ívhigany fémhalogén lámpák (DRI)

A DRI lámpák ( Arc higany sugárzó adalékokkal) szerkezetileg hasonlóak a DRL- hez , azonban speciális adalékanyagok – bizonyos fémek halogenidjei (nátrium, tallium, indium stb.) – járulékosan kerülnek az égőbe, aminek köszönhetően a A fénykibocsátás jelentősen megnő ( 70-95 lm / W -ig és afeletti értékig) a sugárzás meglehetősen jó színével. A lámpák ellipszoid és henger alakú izzókkal rendelkeznek, amelyek belsejében kvarc vagy kerámia égő van elhelyezve. Élettartam - akár 8-10 ezer óra.

A modern DRI lámpákban főként kerámia izzókat használnak, amelyek jobban ellenállnak az őket kitöltő anyagokkal való kémiai reakcióknak, amelyek miatt idővel az ilyen izzók sokkal kevésbé sötétednek, mint a kvarc izzók. A kvarcpalackos lámpákat azonban viszonylag olcsóságuk miatt még nem szüntették meg.

Egy másik különbség a modern DRI-k között az izzó gömb alakú formája, amely lehetővé teszi a fénykibocsátás csökkenésének csökkentését, számos paraméter stabilizálását és a "pontos" forrás fényerejének növelését.

Ezeknek a lámpáknak két fő változata van: E27, E40 foglalattal és soffittal - Rx7S foglalattal és hasonlókkal.

A DRI lámpák meggyújtásához az elektródák közötti teret nagyfeszültségű impulzussal le kell bontani. A "hagyományos" áramkörökben ezeknek a gőzlámpáknak a bekapcsolásához az induktív előtétfojtó mellett impulzusgyújtót is használnak - IZU .

A DRI lámpákban lévő szennyeződések összetételének megváltoztatásával különböző színű (ibolya, zöld stb.) "monokromatikus" fények érhetők el. Ennek köszönhetően a DRI-t széles körben használják építészeti világításra.

A "12" indexű (zöldes árnyalatú) DRI lámpákat halászhajókon használják a planktonok vonzására.

Ívhigany fémhalogén lámpák tükörréteggel (DRIZ)

A DRIZ lámpák ( Arc higany sugárzó adalékokkal és tükörréteggel ) egy közönséges DRI lámpa, amelynek az izzó egy része belülről részben egy tükörreflexiós réteggel van borítva, amelynek köszönhetően egy ilyen lámpa irányított fényáramot hoz létre. A hagyományos DRI-lámpa és tükör spotlámpa használatához képest a veszteségek csökkennek a visszaverődések és a lámpaburán keresztüli fényáteresztés csökkenése miatt. Az ívfókuszálás nagy pontossága is elérhető. Annak érdekében, hogy a lámpa foglalatba csavarása után megváltozzon a sugárzás iránya, a DRIZ lámpák speciális talppal vannak felszerelve.

Higanykvarc golyós lámpák (DRSH)

A DRSh ( Arc Mercury Ball ) lámpák ultranagy nyomású ívhiganylámpák természetes hűtéssel. Gömb alakúak és erős ultraibolya sugárzást adnak.

Nagynyomású higanykvarc lámpák (PRK, DRT)

A DRT típusú ( Arc mercury t ribed ) nagynyomású ívhiganylámpák egy hengeres kvarclombik, amelynek végein elektródák vannak forrasztva. A lombikot adagolt mennyiségű argonnal töltik meg , emellett fémhiganyt vezetnek bele . Szerkezetileg a DRT lámpák nagyon hasonlítanak a DRL izzókhoz, elektromos paramétereik olyanok, hogy megfelelő teljesítményű DRL előtéteket lehet velük bekapcsolni. A legtöbb DRT lámpa azonban kételektródás kivitelben készül, ezért gyújtásukhoz speciális kiegészítő eszközök használata szükséges.

Az eredeti PRK ( Direct Mercury - tovarz ) nevet viselő DRT lámpák első fejlesztését a moszkvai elektromos lámpagyár végezte az 1950 - es években. Az 1980-as években a szabályozási és műszaki dokumentáció változása kapcsán . a PRK megjelölés DRT-re változott.

A DRT lámpák jelenlegi választéka széles teljesítmény tartományban (100-12 000 W) rendelkezik. A lámpákat orvosi berendezésekben ( ibolyántúli baktericid és erythema besugárzók), levegő, élelmiszer, víz fertőtlenítésére , lakkok és festékek fotopolimerizálására, fotorezisztek expozíciójára és egyéb fotofizikai és fotokémiai technológiai eljárásokra használják. A mozikban 400 és 1000 W teljesítményű lámpákat használtak díszletek és fluoreszkáló festékkel festett jelmezek megvilágítására. Ebben az esetben a világítótesteket UFS-6 ultraibolya üvegszűrőkkel szerelték fel , amelyek blokkolták a kemény ultraibolya sugárzást és szinte az összes látható sugárzást a lámpákból.

A DRT lámpák jelentős hátránya, hogy égésük során intenzív ózonképződik . Ha ez a jelenség hasznos baktericid berendezéseknél, akkor más esetekben az ózon koncentrációja a világítóberendezés közelében jelentősen meghaladhatja az egészségügyi szabványok szerint megengedett értéket . Ezért azokban a helyiségekben, ahol DRT lámpákat használnak, megfelelő szellőzést kell biztosítani a felesleges ózon eltávolításához. Kis mennyiségben ózonmentes DRT lámpákat készítenek, amelyek burája titán-dioxiddal adalékolt kvarc külső bevonattal rendelkezik . Egy ilyen bevonat gyakorlatilag nem engedi át a higany rezonáns sugárzásának ózonképző vonalát 184,9 nm-en .

Leszerelés 2020 után

A Minamata Mercury Egyezmény értelmében 2020-tól tilos higanyt tartalmazó termékek előállítása, behozatala vagy kivitele. A Minamatai Egyezmény tilalma értelmében az általános világításra szolgáló nagynyomású higanygőzlámpák (RVDP), különösen a DRL és DRI lámpák a tilalom hatálya alá tartoznak.

2014. szeptember 24-én Oroszország aláírta a Minamatai Egyezményt a higanyról.

Kulturális hatás

  • Suiginto , a Rozen Maiden egyik szereplője a középső neve Mercury Lampe .

Jegyzetek

  1. ↑ Persistent Lines of Neutral Mercury (Hg I) Archiválva : 2017. július 5. a Wayback Machine -nál . Physics.nist.gov. Letöltve: 2012-01-02. 
  2. ↑ Nave , Carl R. Atomic Spectra . HyperPhysics webhely . Adósság. Physics and Astronomy, Georgia State Univ. USA. Hozzáférés dátuma: 2012. február 28. Az eredetiből archiválva : 2012. június 3. 
  3. ↑ Zaidel A. P., Prokofjev V. P., Raisky S. M. , Slity V. A., Shreider E. Ya. Tables of spectral lines. - 4. kiadás - M . : Nauka, 1977.
  4. ↑ A DRL lámpa működési elve: dekódolás, eszköz és műszaki jellemzők . razvodka.com. Letöltve: 2018. szeptember 15. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 15.
  5. ↑ A Mercury gőzlámpa . Letöltve: 2020. augusztus 13. Az eredetiből archiválva : 2020. március 12.

Irodalom

  • Higanylámpa // Öv - Safi. - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1975. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [30 kötetben]  / főszerkesztő A. M. Prohorov  ; 1969-1978, 22. köt.).
  • Rokhlin G. N. Gázkisüléses fényforrások. - M . : Energoatomizdat, 1991. - ISBN 5-283-00548-8 .
  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban