Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
Ртутные шаровые лампы сверхвысокого давления (СВШ) изготавливают в виде толстостенных кварцевых колб шаровой формы, в которые на малых расстояниях друг от друга впаяны два вольфрамовых активированных электрода конусообразной формы для фиксации разряда. Чтобы облегчить зажигание ламп, их часто снабжают дополнительным электродом из вольфрама.
Светящаяся часть разрядного промежутка имеет небольшие размеры и высокую яркость. Форма дуги зависит от температуры электродов и может быть цилиндрической, бочкообразной или стянутой к катодам. Лампы излучают, в основном, в видимой и УФ-областях и применяются в оптических приборах для получения узких и ярких пучков.
Давление паров ртути достигает 1,0—7,0 МПа. Поскольку электроды расположены близко друг к Другу, лампы СВДШ могут работать от сети 127 или 220 В. Время разгорания ламп 2—
20
Рис. 1.12. Схема
зключения ламп
СВДШ:
1 — дроссель; 2 — лампа; 3 — зажигающий электрод; 4 — зажигающее устройство
5 мин. Срок службы в зависимости от типа ламп и условий эксплуатации меняется от 50 до 500 ч. Лампы выпускаются мощностью от 50 Вт до 2 кВт и отличаются высокой яркостью —Х15Ч-50) • 107 кд/м2. Световая отдача ламп 50—60 лм/Вт. Схема включения ламп СВДШ представлена на рис. 1.12.
При работе с лампами СВДШ следует соблюдать меры предосторожности, так как давление паров ртути достигает нескольких мегапаскалей, а температура колбы 973—
1173 К. Обычно лампу помещают в металлический кожух с окном для выхода излучения.
На рис. 1.13 показано распределение энергии по спектру лампы СВДШ-500.
В настоящее время разработаны газоразрядные металлогалогенные лампы на основе ртутных ламп с коротким межэлектродным промежутком. В кварцевую лампу, в которую впаяны два вольфрамовых электрода, вводят помимо смеси ксенона и аргона небольшое количество ртути, а также йодида ртути, натрия, лития, таллия, индия и избыточного йода.
При зажигании лампы с помощью высоковольтного напряжения (800 В) ртуть быстро испаряется и обеспечивает стабильный разряд на электродах при рабочем напряжении питания.
В процессе горения лампы йодиды металлов испаряются в зоне разряда с температурой до 6000 К, распадаются на свободные атомы металла и йода. Вблизи стенок колбы, где температура составляет 1000 К, атомы йода и металлов соединяются и вновь образуют газообразное вещество — йодиды металлов, поэтому после зажигания металлогалогенной лампы в колбе начинается галогенный цикл. Активное участие в газовом разряде принимают
Ю
1
Б
СЗ
I
5:
?
о
Л
У < у < \
ш ш
520 560 600 Л, ммк
Л, мм к
Рис. 1.13. Распределение энергии по спектру лампы СВДШ-500
21
свободные атомы металлов и йода, образовавшиеся в результате галогенного цикла.
Спектральные линии свечения металлических присадок и йода лежат в видимой области спектра, поэтому светоотдача металлогалогенных ламп значительно выше, чем ртутных (до 90 лм/Вт).
Использование галогенного цикла в газоразрядных лампах не только повышает световую отдачу и улучшает световую характеристику, но и защищает колбу от агрессивного металла — натрия. К тому же ультрафиолетового излучения у них значительно меньше, чем у ксеноновой лампы, что является большим преимуществом при использовании металлогалогенных ламп в проекционной технике (уменьшается выцветание фильма).
Во избежание охлаждения кварцевой колбы лампы воздухом она обычно заключается в колбу из закаленного стекла.
Лампы тлеющего разряда изготавливают в виде стеклянных колб различной формы с двумя электродами из вольфрама, расположенными близко друг от друга. Колбу наполняют разреженным инертным газом (2—3 кПа), чаще всего неоном с примесью гелия или аргона (иногда с добавкой ртути). Лампы тлеющего разряда имеют малую мощность: от 0,01 до 10 Вт с рабочим напряжением от 50 до 200 В и более. По своему назначению они подразделяются на сигнальные (СИ), миниатюрные неоновые (МН), неоновые панельные (ПН), неоновые указатели высокого напряжения (УВН) и др. Неон дает оранжево-красное свечение, ртуть — синевато-белое, аргон — бледно-голубое. Излучение хорошо модулируется с частотой до (20-J-22) -103 Гц. В сеть лампы включают через балластное сопротивление. Срок их службы более 1000 ч.
Натриевые лампы изготавливают в виде стеклянной газоразрядной трубки, заполненной неоном или гелием при низком давлении для обеспечения зажигания ламп и с небольшим количеством натрия, который при разряде испаряется. Давление паров натрия составляет 1 Па. Такое давление соответствует температуре 553—573 К, поэтому газоразрядную трубку помещают в стеклянную теплоизолирующую рубашку.
Излучение натриевой лампы в основном сосредоточено в резонансных линиях натрия: X = 0,5890 и X == 0,5896 мкм. Такие лампы используются при спектральных исследованиях. Время разгорания натриевых ламп составляет 4—15 мин, срок службы 800—3000 ч.
Цезиевые лампы, как и натриевые, выполняют в виде газоразрядных трубок, наполненных аргоном, в которые помещают небольшое количество цезия. Электроды, впаянные в газоразрядную трубку, изготавливают из вольфрама, активированного оксидами щелочно-земельных металлов. Чтобы поддерживать необходимую температуру, разрядную трубку помещают в стеклянную рубашку.
