Справочная книга по светотехнике - Айзенберг Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
ние световой отдачи за счет селективности излучения или более высокой рабочей температуры; разработка ЛН с улучшенным характером распределения излучения по спектру, в том числе за счет интерференционных пленок на колбе; повышение световой отдачи за счет возврата ИК излучения обратно на тело накала.
Заслуживают внимания расширение номенклатуры ламп-светильников, создание новых материалов для оболочек — стекла, легированного кварца, прозрачной керамики, жаропрочных и механически прочных пленок, пластмасс для цоколей, изоляторов и, возможно, колб.
Необходимы детальные исследования возвратных (регенеративных), циклов галогенных ламп, а также работы по оптимизации параметров ЛН на основе технико-экономического анализа как исходного пункта всякой работы по созданию и совершенствованию ламп [29, 4.12].
66 Источники оптического излучения (Разд. 4
т о га
j) о-юго jo w
0° 10 20
Рнс 4 !9 Продольные кривые силы света отдельных типов зеркальньх лами.
а - ЗК27-100. б - 3KI27-I50 — I: ЗК220-150 — 2: в — ЗЮ27-1000 — 1\ ЗКЛ'0-1000 — 2; е — 3Kl27-i;00 — /: ЗК.220 200 — 2; д —
ЗК127 500 - /; ЗК220-500 — 2; е — ЗК127-750 — I; ЗК220 ’50 — 2; ас — 3KI27-3U0 - I: ЗК220 300 — з - ЗК127 500 I. ЗК220-500-1 — 3K.127-300 2. 3KI27-300 1, 3K.220-300-1 — 2.
б)
в)
а — СИ6-100 (U-6 (сила света /
Рис. 4.20. Светоизмерительные лампы [29]. В; Р— 100 Вт; Т.
ц —2840 К); б — СИС107-100 100 кд); в — СИПЮ7-1500 (ф-1500 лм).
730 150 110 70 30 Температура, °L а.)
50 90 130 170 210 250 Температура., °С 6)
Рис. 4.21. Распределение температуры по колбе лампы накаливания мощностью lOUO Вт при положении лампы цоколем вверх (о) и цокопем вниз (б) [35].
/ — слюдяной тепловой экран.
Рис. 4.22. Температура колбы и цоколя вакуумного и газополиого вариантов лампы 100 Вт. 220 В (при одинаковой температуре тела иакала).
/ — вакуум; 2. S и 4— технический аргои при 500 640 и 800 гПа (380. 480 и
600 мм рт. ст.) соответственно.
Рис. 4.23. Влияние формы колбы на распределение температуры по ее поверхности (прн одинаковой температуре тела иакала}.
40 50 60 70 S0 30 130 ПО аС
Тепловые излучатели
«7
4.2.3. ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
Прнпцип действия ГЛН заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений -— галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама.
гЬ I > W;I;Xe^^4wiz }
* / >М0°с^~'
>2504
Рис. 4.24. Упрощенная схема действия йодно-вольфрамового возвратного цикла [29].
1 — тело иакала; 2 — стенка колбы.
Галогенные ЛН по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой поток и, следовательно, повышенный полезный срок службы, а также значительно меиьшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнять лампы до высоких давлений дорогостоящим ксеноном и получать иа этой основе более высокую яркость и повышенную световую отдачу (либо увеличенный физический срок службы).
Галогенная добавка в ЛН с вольфрамовым телом накала вызывает замкнутый химический цикл. Пример такого цикла показан схематично на рис. 4.24 иа примере иода. При 300—1200 “С пары иода соединяются на стенке колбы с частицами вольфрама, образуя иоди-стый вольфрам Wl2, который испаряется при температуре выше 250—300 °С. Вблизи тела накала при 1400— 1600 °С, молекулы WI2 распадаются и атомы вольфрама оседают на теле иакала и других деталях, имеющих температуру выше 1600°С. Освободившиеся атомы иода диффундируют в объеме лампы и соединяются на стейках колбы с вольфрамом, вновь образуя WI2 [29]. Для йодно-вольфрамового цикла требуются следующие условия: 1) температура внутренней стеики колбы повсюду должна быть ие ниже 250 и не выше 1200 °С; наиболее предпочтительна температура 500—600°С, поэтому колбу изготавливают из кварца и придают ей необходимую форму для обеспечения лучшей равномерности температуры; 2) минимальная температура тела накала должна быть выше 1600 “С; 3) иод ие должен образовывать на стенке лампы какие-либо другие химические соединения, кроме Wh, поэтому в галогенной лампе недопустимо применение никеля и молибдена, алюминиевого, циркониевого и фосфорного газопоглотителей, с которыми иод активно взаимодействует; 4) количество иода дозировано; излишек иода для компенсации потерь не допускается, так как пары иода заметно поглощают видимое излучение, особенно в области 500—520 нм [29].
Иодно-вольфрамовый цикл препятствует осаждению вольфрама на колбе, ио не обеспечивает возвра-
щения его частиц в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала в йодных лампах остается таким же, как и в обычных ЛН.
Применение иода в ГЛН выявило некоторые его недостатки: агрессивность по отношению к металлическим деталям, трудность дозировки, некоторое поглощение излучения в желто-зеленой области. Другие галогены (бром, хлор, фтор), будучи более агрессивными, в чистом виде не могли его заменить. В настоящее время в подавляющем большинстве ГЛН применяют химические соединения галогенов СН3Вг (бромистый метил) и СНаВг2 (бромистый метилен). Чистый бром выделяется в зонах с температурой выше 1500°С. Для ГЛН с большим сроком службы применяют СН3Вг, полагая, что таким путем вводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую колбу. Продолжается работа над подбором новых летучих химических соединений галогенов.
