РТУТНІ ЛАМПИ ВИСОКОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ

(ВИСОКОГО І НАДВИСОКОГО ТИСКІВ)

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РТУТНИХ РОЗРЯДІВ ВИСОКОГО І НАД-ВИСОКОГО ТИСКУ, КЛАСИФІКАЦІЯ ЛАМП

Серед різних розрядних джерел світла, лампи з разрядом в парах ртуті отримали найбільш широке застосування. Це пояснюється тим, що за допомогою ртутного розряду вдається створювати джерела випромінювання УФ, видимою і близькою ІЧ областях спектру, що мають високу ефективність і високу яскравість; ртуть має таку залежність пружності пари від температури, яка дозволяє створювати лампи давши­лениями від одного паскаля до одного-двух десятків мегапаскалів з дуже різноманітними характеристиками; пари ртуті хімічно малоактивні і майже не взаємодіють з матеріалом колби і електродів.

Лампи з розрядом високого тиску і надвисокого відрізняються від ламп низького тиска значно вищою щільністю випромінювання, і тому їх часто називають лампами високої інтенсивності.

Основні напрями розвитку і класифікація.

Використання кварцевого скла для колб відкрило широкі можливостей розвитку ртутних ламп ВТ(Високого тиску) і НВТ(Надвисокого тискв). Воно дозволило створювати лампи з дуже високими питомими потужностями і тисками, застосовувати водяне охолодження і використовувати бо­гате УФ-випромінювання ртутного розряду. Лампи, що застосовувалися до цього, в колбах з тугоплавких стекол з робочими температурами до 400-450 °С могли працювати тільки при значно нижчих питомих потужностях, ніж в кварцовому склі, і при тисках, що не перевищують (1-2)·10⁵ Па. Крім того, із-за непрозорості скла в них не могло бути використано УФ-випромінювання розряду з довжиною хвилі коротше 330 нм.

Після цього розвиток ртутних ламп ВТ і НВТ пішов по двох основних напрямах: по лінії створення ламп, з високим ККД випромінювання в різних ділянках спектру, і по лінії створення ламп, що мають високу щільність випромінювання .

В результаті були розроблені наступні основні типи ламп.

Трубчасті лампи ВТ в колбах з тугоплавких, в основному кварцевих (чи кварцоїдных), стекол з природнім, рідше з повітряним охолодженням. Вони використовуються головним чином в різних опромінюючих установках як ефективні джерела випромінювання в УФ і видимою областях спектру.

Розвиток ртутних ламп НВТ привів до створення двох основних типів ламп з високою щільністю випромінювання :

-капілярні лампи з примусовим охолодженням. Нині ці лампи застосовуються украй рідко;

-ртутні кульові лампи НВТ з короткою дугою типу ДРШ - лампи в кварцевих колбах, за формою близьких до кулі з дугою, довжина якої співмітна або менша діаметру колби. Лампи працюють зазвичай при природному і рідше повітряному охолодженні.

Лампи двох останніх типів використовуються як джерела високої яскравості у видимій і УФ областях спектру.

У самостійні групи виділилися трубчасті ртутні лампи в кварцевих колбах з тисками від 2·10⁵ до 5·10⁵ Па з виправленою колірністю.

Лампи типу ДРЛ в зовнішніх колбах, покритих шаром люмінофора, дуже широко застосовуються для промислового і зовнішнього освітлення .

Лампи, що послідовно включаються з вольфрамовою спіраллю в загальній зовнішній колбі або так звані ртутно-розжарювальні, застосовуються для освітлення і опромінення.

Розгорання розряду.

Спочатку розряд відбувається при низькому тиску пари ртуті, яке визначається температурою лампи у момент виникнення розряду. Всі характеристики відповідають при цьому розряду НТ(Низького тиску) при тих же тиску, діаметрі і струмі. У міру розігрівання колби і випаровуванню ротуті підвищується тиск її пари і в той же час змінюються характеристики розряду: ростуть градієнт потенціалу, потік випромінювання, світлова віддача і яскравість. Нормально процес завершується повним випаром ртуті і стабілізацією характеристик розряду. Час розгорання визначається швидкістю вустановления теплового режиму колби і зазвичай складає декілька хвилин.

Залежність тиску пари ртуті від температури і концентрації ртуті. За наявності рідкої ртуті тиск пари в лампі визначається як тиск насиченої пари по мінімальній температурі на поверхні рідкої фази. Вона близька до мінімальної температури внутрішньої поверхні лампи, з якою може стикатися ртуть. Тиск насиченої пари різко зростає із зростанням температури, як це видно з приведених нижче даних даних (Табл. 1).