Справочная книга по светотехнике - Айзенберг Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Подбирая соответствующие наполнение и условия разряда, удается создавать высокоэффективные источники излучения практически в любой части ие только видимого, по также УФ и ИК спектров. При этом можно получать спектры излучения, состоящие из одиночных линий, многолинейчатые и непрерывные. Это достоинство ГЛ открыло им исключительно широкие возможности применения ие только для освещения, ио также для многочисленных специальных целей [см. разд. 17].
Разряды высокого и особенно сверхвысокого давления имеют высокую яркость, в десятки и сотии раз превосходящую яркость ЛН. Поэтому ГЛ с успехом применяются в светооптических приборах и установках. Малая инерционность излучения ГЛ позволяет применять их там, где требуется модуляция излучения, например в бильдтелеграфии, звукозаписи, оптической телефонии и других случаях. Широкое и весьма разнообразное применение находят импульсные лампы (ИЛ), дающие вспышки излучения исключительно высокой яркости и очень малой длительности. Они применяются в многочисленных приборах и установках для наблюдения и изучения быстродвижущихся частей машин и механизмов (стробоскопы), фотографирования н изучения быстропротекающих процессов, аэрофотосъемки, оптической далыюмерии и т. д. В последнее время ИЛ широко примеииются для оптической накачки лазеров.
Недостатком ГЛ является некоторая сложность их включения в сеть, связанная с особенностями разряда. Для его зажигания требуется более высокое напряжение, чем для устойчивого горения. Для обеспечения устойчивого горения в цепь каждой лампы включается балласт, ограничивающий ток разряда требуемыми пределами. Другой недостаток ГЛ с парами обусловлен зависимостью характеристик от их теплового режима, поскольку температура определяет давление паров рабочего вещества лампы. Номинальный режим устанавливается только спустя некоторое время после включения. Повторное зажигание ламп с разрядом в парах металла при высоком и сверхвысоком давлении без специальных приемов возможно только по истечении некоторого времени после выключения.
Принцип действия ГЛ основан на электрическом разряде между двумя электродами, запаянными в прозрачную для оптического излучения колбу той или иной формы. Иногда для облегчения зажигания впаивают
дополнительные электроды. Внутреннее пространство колбы после удаления воздуха и тщательного обезга-живаиия лампы (удаление сорбированных в материале колбы и электродах паров воды и других газов при помощи нагрева под откачкой) наполняется определенным газом (чаще всего инертным) до заданного давления или инертным газом и небольшим количеством металла с высокой упругостью паров, например ртутью, натрием и др. Начиная с середниы 60-х годов широкое распространение получили ГЛ, в которые кроме ицер-тного газа и ртути вводят галогеииды различных металлов.
im S
Рис. 4.27. Схематическое распределение яркости свечения, потенциала и иапря* жевиости электрического поля в тлеющем разряде иа постоянном токе.
/ — астоново темное пространство; 2 — катодное свечение; 3 — первое темное пространство; 4 — отрнца* тельное тлеющее свечение;
5—фарадеево темное пространство; 6 — столб разряда. ^ ?
Существует категория ГЛ с электродами, работающими в открытой атмосфере, с разрядом в воздухе и в парах вещества электродов. Это—угольные дуги, в иих во время работы расходуется материал электродов. В специальных типах ламп используется разряд в проточном газе. Существуют также ГЛ с высокочастотным безэлектродным разрядом. Они представляют собой запаянную колбу без электродов, содержащую необходимые газы или пары.
Вид разряда в ГЛ может быть дуговой, тлеющий и импульсный. В ГЛ стационарного действия используются дуговой и тлеющий вид разряда. В источниках импульсного действия (ИЛ) — импульсный разряд. Вид разряда определяется параметрами элементов внешней цепи (питающим напряжением и балластным сопротивлением), типом катода и давлением газа или пара, наполняющего лампу.
Тлеющий разряд характеризуется малой плотностью тока на катоде от 10-5 до 10~2 А/см2 и низким давлением газа или пара, ие превышающим нескольких тысяч паскалей (десятки мм рт. ст.). Его отличительной особенностью является большое падение напряжения у катода, составляющее 50—400 В. Свечение тлеющего разряда в цилиндрической трубке иа постоянном токе распадается иа ряд областей, схематически представленных на рис. 4.27. Области свечения 1—5, примыкающие к катоду, называются катодными частями разряда. Остальную часть пространства почти до самого анода заполняет свечение столба 6.
Дуговой разряд отличается от тлеющего высокой плотностью тока на катоде 102—104 А/см2 и малым катодным падением потенциала, около 5—15 В. Давление рабочего вещества—от 10-1 до 10® Па и тока — от десятых долей до сотен ампер. В разряде выделяются приэлектродные области и столб, отличающиеся друг от друга физическими процессами. Столб дугового разряда низкого давления подобен столбу тлеющего разряда при одинаковых значениях давления, диаметра трубки и тока. Столб дуги высокого и сверхвысоко-
Газоразрядные лампы
