Загальний вигляд ртутних ламп високого тиску
Опис та принцип дії
Дуговий розряд у парах ртуті
Робота лампи ДРЛ ґрунтується на явищі дугового електричного розряду у парах ртуті при тиску від 2 до 5 атмосфер (200–500 кПа) у стаціонарному стані. На відміну від тліючого розряду люмінесцентних ламп низького тиску, дуговий розряд характеризується значно вищою густиною струму в стовпі плазми (10⁴–10⁶ А/м²), вищою температурою електронів та іонів і принципово іншим механізмом світловипромінювання.
У процесі розряду між електродами кварцового пальника підтримується стовп плазми – іонізованого газу з температурою в осьовій зоні до 5 000 – 8 000 К. При таких температурах атоми ртуті не тільки збуджуються, але й частково іонізуються. Внаслідок розширення спектральних ліній через ефект Доплера за підвищеного тиску спектр ДРЛ є значно ширшим, ніж у ламп низького тиску, хоча лінійчастий характер зберігається.
Генерація ультрафіолету і дія люмінофора
Поряд із видимими лініями (404; 435; 546; 577 нм) розряд у ртутній плазмі генерує інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, зокрема лінії 365 нм (УФ-А), 313 нм і 302 нм (УФ-В). Це УФ-випромінювання поглинається кварцом пальника і не виходить назовні, однак частина довгохвильового УФ (360–400 нм) проходить крізь зовнішню скляну колбу і збуджує люмінофор. Люмінофор, нанесений на внутрішню поверхню колби, поглинає це УФ-випромінювання і перевипромінює його у вигляді широкої смуги червоно-помаранчевого видимого світла (600–700 нм). Саме цей процес фотолюмінесценції і зумовив включення слова «люмінесцентна» до назви лампи ДРЛ. Сумарний спектр лампи є накладанням дискретних ліній ртутного розряду і широкої люмінесцентної смуги, що разом утворюють відносно прийнятне для практичного освітлення «біле» світло.
Конструкція
Перші пальники, які застосовувалися в цьому типі світлових джерел, мали 2 електроди, що вимагало наявності додаткового пристрою, який генерує потужні імпульси для запалювання дуги. Напруга горіння ламп нижча, ніж напруга запуску. Першим пристроєм був ПУРЛ-220 – Пусковий Пристрій Ртутних Ламп. 220 – це робоча напруга у вольтах. ПУРЛ-220 був недовговічним, оскільки базувався на газовому розряднику. У сімдесяті роки двоелектродні лампи були зняті з виробництва. На зміну прийшли пальники з чотирма електродами. Їм не було потрібно зовнішнього пристрою для запуску. Запуск відбувається набагато простіше.
Конструкція лампи дрл 1) Основний електрод 2) Запальний електрод 3) Виводи електродів з пальнику 4) Аргон 5) Резистор 6) Ртуть
Зовнішній корпус виготовляють зі спеціального жаростійкого скла. З колби – зовнішнього корпусу відкачано повітря. Замість нього закачано азот або інертний газ. Його призначення – запобігання теплообміну між пальником і колбою. Проте температура балона може досягати 120 градусів. Цоколь призначений для фіксації в патроні підключення. Внутрішня частина колби покрита зсередини люмінофорним шаром. Люмінофор – речовина, яка здатна світитися в видимому нами спектрі при опроміненні ультрафіолетом або при бомбардуванні електронами. У випадку з ДРЛ лампами – ультрафіолетовим випромінюванням. Світильним тілом є електрична дуга між електродами. Через наявність люмінофорного покриття колба непрозора.
У момент, коли лампа не підключена і холодна, ртуть може бути або у вигляді кульки, або у вигляді тонкого шару на стінках пальника.
Пальник являє собою трубку з кварцового скла (або спеціальної тугоплавкої прозорої кераміки), оскільки воно термостійке і пропускає ультрафіолетове випромінювання. Всередині знаходиться строго дозовані порції інертного газу. Ультрафіолет викликає світіння люмінофорного шару. Це найголовніша частина - випромінювач.
Резистори необхідні для обмеження пускових струмів.
