Справочная книга по светотехнике - Айзенберг Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Зависимость характеристик ГЛ с парами и газами пт температуры колбы обусловлена зависимостью давления паров мсталлрв или реществ от температуры. В нерабочем состоянии металлы или (и) вещества при-
сутствуют в жидком или твердом состоянии и давление (упругость) их паров определяется как давление паров, насыщающих пространство. Оно зависит от рода металла или вещества и температуры. При комнатной температуре оно обычно очень мало, но исключительно резко возрастает с ростом температуры металла или вещества: р^сме~ь1т. Так, давление насыщающих паров ртути при 20°С равно 0,16 Па, при 50°С (что близко к рабочей температуре колб ЛЛ) около 1,7 Па, при 398 °С около 2-105 Па и т.д. Поэтому после включения ГЛ по мере нагревания колбы и металла (вещества) очень резко возрастают давление и плотность паров в объеме (рис. 4.30, левый участок) Вместе с тем резко изменяются все характеристики разряда. Так продолжается до тех пор, пока не установится тепловой режим колбы.
Рис. 4.30. Давление р и средняя плотность «(,р паров ртути в лампе сверхвысокого давления с дозированным количеством ртути в зависимости от температуры колбы.
(4.12)
1 При низких давлениях наблюдается более сложная зави-симость градиента от давления [28].
500 700
Этим объясняется наличие периода разгорания у всех ГЛ с разрядом в парах. Его длительность определяется временем, необходимым для разогревания колбы и установления теплового режима. Чем выше рабочая температура колбы, тем больше разница между давлением паров металла в работающей и холодной ГЛ и тем больше разница между начальными и рабочими характеристиками (световыми, Uа и др.). В ГЛВД и ЛСБД рабочее давление паров в сотни тысяч и миллионы раз превышает их давление в холодной лампе. Вследствие этого повторное зажигание ламп с разрядом в парах металла (или веществ) при высоком или сверхвысоком давлении без специальных приемов возможно только по истечении некоторого времени после выключения, в течение которого ГЛ остынет и давление паров в ней снизится настолько, чтобы она зажигалась в стандартной схеме. Для повторного зажигания горячей ГЛ необходимо приложить весьма высокое напряжение (см. рис. 4.28).
Чтобы уменьшить зависимость характеристик разряда в парах от теплового режима колбы, принимают специальные меры. Так, РЛВД и ЛСВД наполняют строго дозированным количеством ртути с таким расчетом, чтобы в нормальных условиях работы лампы ртуть полностью испарялась н разряд происходил в ненасыщенных парах. В этом режиме давление изменяется с температурой значительно медленнее p^nkT (см. рис. 4.30, правый участок), вследствие чего и все характеристики разряда существенно меньше зависят от температуры колбы, т. е. режима работы ГЛ. При избытке металлов и веществ колбу конструируют таким образом, чтобы температура наиболее холодной зоны, определяющей давление паров, имела требуемое значение и по возможности мало зависела от рабочего режима ГЛ.
В ГЛ с газовым наполнением общее количество газа в объеме остается неизменным как в холодной, так и в работающей лампе. Во время работы за счет нагрева происходит некоторое повышение давления газа и перераспределение его плотности по объему. Однако даже в ЛСВД с предельно высокой температурой колбы и разряда давление газа в работающей ГЛ повышается не более чем в 4—7 раз, а обычно повышение еще
74
Источники оптического излучения
(Разд. 4
меньше. Вследствие этого в ГЛ с газовым наполнением:
1) практически отсутствует период разгорания, т. е. их электрические и световые характеристики сразу после зажигания разряда принимают значения, близкие к рабочим; 2) температура колбы слабо влияет на характеристики разряда; 3) напряжение зажигания ГЛВД и ЛСВД весьма велико и 4) давление в ЛСВД и в неработающем состоянии велико (см. п. 4.3.6, меры предосторожности).
Электроды являются одним из основных конструктивных узлов ГЛ. Имеются два основных электрода:
¦feu
тиватора на основе окислов щелочноземельных металлов с некоторыми добавками (рис. 4.31,6). Электроды конструируются так, чтобы они обеспечивали надежное зажигание разряда, а при нормальном режиме работы имели оптимальную температуру (достаточная термоэлектронная эмиссия при большом сроке службы). Для оксидного катода она составляет 950—1000°С.
В ГЛВД и ЛСВД применяют так называемые пленочные катоды различной конструкции. Оии, как правило, состоят из двух частей: зажигающей и рабочей. Зажигающая часть связана с активатором и служит для облегчения зажигания. После разгорания разряд переходит на рабочую часть, более стойкую в отношении термического распыления. Материалом для электродов служит вольфрам. Конструктивно электрод представляет собой обычно стержень (рабочая часть), на который надета одно- или двухслойная спираль; между витками спирали находится активатор (зажигающая часть) (рис. 4.31, в). При работе лампы активатор поступает на рабочую часть за счет диффузии и образует иа ней мономолекулярную пленку, снижающую работу выхода электронов.
В мощных ГЛВД и ЛСВД применяют электроды специальных конструкций (рис. 4.31,г).
