Лампы высокого давления

http://kbl-megasun.ru

Эти лампы относятся к разряду газонаполненных (галогеновых) ламп.

Спектр излучения этих ламп расположен в области от 100 нм до 380 нм. Лампа имеет мощное ультрафиолетовое излучение как в диапазоне А так и в диапазоне В.

Использование таких ламп с испорченными или разбитыми фильтрами категорически запрещается из-за возможного вреда для здоровья.
Свечение получается за счет дугового разряда между двумя электродами, расположенными в оси излучателя. Внутрь лампы закачивается инертный газ (как правило, это аргон) под давлением - отсюда и название лампы. Для получения нужной спектральной плотности излучения, в состав газа наполняющего лампу вводятся специальные добавки. Ими могут быть пары ртути и других металлов (например: железо, галлий и т.д.)

Мощность ультрафиолетового излучения таких ламп может составлять от 90 -1500 W.

Конструкция лампы представлена на рис.2

Основные части лампы :

1 - стеклянного корпуса
2 - электродов
3 - керамических цоколей
4 - молибденовой площадки

Стеклянный корпус лампы изготовлен из специального кварцевого стекла пропускающего ультрафиолет и имеющего специальное антиозоновое покрытие. (Изотоп кислорода озон О3 это быстро разлагающий и имеющий резкий запах газ).

Коротко рассмотрим свойства и основные требования к составным частям лампы:

1. К химическому составу стекла, используемого для производства ламп, предъявляют очень жесткие требования. Оно должно быть прозрачно к ультрафиолету, иметь высокую температурную стойкость (температура в области электродов составляет 9500С), а также иметь низкий коэффициент расширения при изменении температуры (это необходимо для высокой герметичности изделия в области электродов).

2. Электрод представляет собой специальной формы и размера вольфрамовую пружину. От химического состава нити зависит ее долговечность.

3. Керамический цоколь выполнен из термоустойчивой диэлектрической керамики, выдерживает до 3500С. Может быть как односторонним, так и двухсторонним.
Для одностороннего цоколя предъявляются дополнительные повышенные требования к его диэлектрическим свойствам.
Для двухсторонних цоколей более жесткие требования предъявляются к качеству посадочного гнезда. Оно должно обеспечивать безыскровую работу на протяжении всего срока службы лампы.

4. Молибденовая площадка изготовлена из специального сплава с высоким содержанием молибдена и имеет коэффициент теплового расширения близкий к коэффициенту кварцевого стекла.

Физика работы ламп.

Для запуска лампы требуется "импульс зажигания". Он создается путем создания на противоположных электродах напряжения пробоя.

Для этого используется устройство запуска (Ignitor, Vorschaltgerat) - умножитель напряжения.

После пробоя в лампе возникает дуговой разряд (Для ограничения протекающего тока в цепи питания лампы включены дроссели). При неправильно выбранных параметрах питающей цепи, может произойти выход из строя всей системы.

После возникновения дугового разряда температура внутри лампы повышается. Это приводит к тому, что ртуть находящаяся, при комнатной температуре в жидком состоянии, начинает испаряться. При полном испарении ртути внутри колбы лампы создается оптимальная плотность её распределения. Температура внутри колбы поднимается ещё выше, и находящиеся в ней дополнительные присадки металлов переходят в газообразную форму. Данный процесс называется фаза разбега лампы (рис. 3).

Опишем процесс получения ультрафиолетового излучения в лампе.

Электроды, летящие от одного электрода к другому, на своем пути сталкиваются с атомами ртути и, отдавая им свою энергию, переводят электрон атома ртути на нестабильную орбиту. Так как время нахождения электрона на внешней нестабильной орбите не значительно, то он возвращается назад на свою стабильную орбиту с выделением фотона света.

Таким образом, в лампе создается ультрафиолетовое излучение в диапазоне от 100-380 нм.

За счет добавления в газовую смесь различных присадок изготовители могут менять спектральную плотность выходного излучения. Проходя через стекло колбы, излучение лампы проходит первичную фильтрацию и имеет в своем спектральном составе только ультрафиолетовое излучение диапазона А и Б. Причем соотношение мощности излучения диапазона А к Б составляет приблизительно 4:1.

Таким образом, мы ясно видим, что без применения специальных дополнительных фильтров использовать это излучение недопустимо.

Выходные характеристики и спектральная плотность излучения наиболее широко распространенной лампы 400 S (SD) приведено на рис.4 и табл.1.