Ртутная лампа высокого давления: Устройство ртутной лампы высокого давления

Содержание

Ртутные разрядные лампы высокого давления

    В ртутных разрядных лампах, в отличие от натриевых ламп, для генерации света используется разряд в парах ртути. Парциальное давление паров ртути в установившемся режиме превышает 100 кПа (750 мм рт.ст.).

    Ртуть представляет собой металл, имеющий температуры плавления 38,9 оС и кипения 357 оС. Столь низкие температуры плавления и кипения позволяют сравнительно легко переводить ртуть в парообразное состояние.

    Наибольшее распространение среди ртутных разрядных источников света высокого давления получили лампы ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Разряд в парах ртути генерирует излучение в области сине-фиолетового участка видимого спектра, и ультрафиолетовое излучение преимущественно на линии ртути 254 нм. Для преобразования ультрафиолетового излучения в излучение видимого спектра на внутреннюю поверхность колбы наносят люминофор. Внешний вид лампы ДРЛ показан на Рис. 1.

 Лампа ДРЛ

 

Рис. 1 Лампа ДРЛ

    Для работы ДРЛ лампы необходимо использовать пускорегулирующий аппарат (ПРА). В качестве ПРА, как правило, используют дроссель, который ограничивает ток в лампе. Лампу подключают к электрической сети последовательно с дросселем. На Рис.2 схематически показано устройство лампы ДРЛ.

 

 

Рисунок лампы ДРЛ

 

Рис. 2 Устройство лампы ДРЛ

 

    Лампа представляет собой стеклянную колбу с цоколем, внутри которой размещена горелка. Из колбы откачивается воздух, после чего ее заполняют инертным газом. Горелки изготавливают из кварцевого стекла или светопрозрачной керамики. Современные лампы ДРЛ выпускают преимущественно с четырьмя электродами в горелке, из которых два являются рабочими, а два вспомогательными. Вспомогательные электроды располагают рядом с рабочими электродами и включают через токоограничивающий резистор. Горелку наполняют смесью инертных газов и добавляют в нее дозированное количество ртути.

    При включении лампы между рядом расположенными рабочими и вспомогательными электродами возникает тлеющий разряд. После достаточной ионизации инертного газа возникает разряд между рабочими электродами. По мере прогрева горелки ртуть переходит в парообразное состояние и в ней возникает дуговой разряд. Время установления номинального режима работы зависит от температуры окружающей среды лампы и может достигать 15 минут. Такая конструкция лампы позволяет обойтись без использования высоковольтных импульсных зажигающих устройств. После выключения лампы повторное ее включение возможно лишь после ее остывания, так как при большом давлении паров требуется более высокое напряжение зажигания.

    Световая отдача  (энергоэффективность) ламп ДРЛ существенно ниже, чем у натриевых ламп и составляет величину порядка 50 – 60 лм/Вт. Но индекс цветопередачи выше — порядка 40 – 45. Цветовая температура обычно находится в пределах 3800 – 4200

оК.

    Лампы ДРЛ используют для наружного и внутреннего освещения. Для наружного освещения используют лампы с красным отношением 6 – 10%. (в соответствие со СНиП 23-05-95: красное отношение — выраженное в процентах отношение красного светового потока (610нм – 700 нм) к общему световому потоку источника света (380нм – 700нм)). Лампы ДРЛ, имеющие красное отношение 12 – 15 % могут быть использованы для внутреннего освещения промышленных объектов. Средняя продолжительность работы ламп ДРЛ 12 – 20 тысяч часов. Их выпускают в диапазоне мощностей от 50 до 2000 Вт. Как и у всех разрядных ламп, коэффициент пульсаций у них высокий, что требует учитывать возможность возникновения стробоскопического эффекта.

    Среди ламп, использующих разряд в парах ртути, имеются лампы смешанного света, в которых свет частично генерируется вольфрамовой спиралью. В колбу такой лампы помещают вольфрамовую спираль, как у лампы накаливания, которая включается последовательно с электродами горелки. Такие лампы имеют название ДРВ (дуговая ртутная вольфрамовая) и позволяют обойтись без использования ПРА, так как рабочий ток лампы ограничивается сопротивлением спирали и их можно непосредственно подключать к электрической сети вместо ламп накаливания. Световая отдача ламп ДРВ существенно ниже, чем у ламп ДРЛ и составляет величину порядка 20 – 28 лм/Вт. Выглядят лампы ДРВ так же, как и обычные ДРЛ. Средняя продолжительность работы определяется вольфрамовой спиралью и не превышает 3 – 4 тысяч часов.

   

22 июня 2013 г.

К разделу  СВЕТИЛЬНИКИ 

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

Виды ртутных ламп

02.01.2014

Виды ртутных ламп

Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Ртутные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включенный в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Этим термином следует пользоваться в технической литературе и документации.

В зависимости от давления наполнения, различают РЛ низкого давления (РЛНД

), высокого давления (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).

К РЛНД относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для РЛВД эта величина составляет порядка 100 кПа, а для РЛСВД — 1 МПа и более.

РЛВД подразделяются на лампы общего и специального назначения. Первые из них, к числу которых относятся, в первую очередь, широко распространённые лампы ДРЛ, активно применяются для наружного освещения, однако они постепенно вытесняются более эффективными натриевыми, а также металлогалогенными лампами. Лампы специального назначения имеют более узкий круг применения, используются они в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ

ДРЛ (Дуговая Ртутная

Люминесцентная) — принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы.

Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи и помещений без постоянного пребывания людей.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) конструктивно схожа с ДРЛ, однако в её горелку дополнительно вводятся строго дозированные порции специальных добавок — галогенидов некоторых металлов (натрия, таллия, индия и др.), за счёт чего значительно увеличивается световая отдача (порядка 70 — 95 лм/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы, внутри которой размещается кварцевая или керамическая горелка. Срок службы — до 8 — 10 тыс. ч.

В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.

Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.

Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и т. п.) Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ с индексом «12» (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Лампы ДРИЗ (Дуговая Ртутная с

Излучающими добавками и Зеркальным слоем) представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальнымотражающим слоем, благодаря чему такая лампа создает направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счет уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы. Так же получается высокая точность фокусировки горелки. Для того, чтобы после вворачивания лампы в патрон направление излучения её можно было изменить, лампы ДРИЗ снабжают специальным цоколем.

Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)

Лампы ДРШ (Дуговые Ртутные Шаровые) представляют собой дуговые ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением. Имеют шарообразную форму и дают сильное ультрафиолетовое излучение.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)

Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Первые разработки ламп ДРТ, носивших первоначальное название ПРК (Прямая Ртутно-Кварцевая), были выполнены Московским электроламповым заводом в 1950-х гг. В связи с изменением нормативно-технической документации в 1980-х гг. обозначение ПРК было заменено на ДРТ.

Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Лампы используются в медицинской аппаратуре (ультрафиолетовые бактерицидныеи эритемные облучатели), для обеззараживания воздуха, пищевых продуктов, воды, для фотополимеризации лаков и красок, экспонирования фоторезистов и иных фотофизических и фотохимических технологических процессов. Лампы мощностью 400 и 1000 Вт применялись в театральной практике для освещения декораций и костюмов, расписанных флуоресцентными красками. В этом случае осветительные приборы оснащались светофильтрами из ультрафиолетового стекла УФС-6, срезающими жёсткое ультрафиолетовое и практически всё видимое излучение ламп.

Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона. В небольших количествах изготавливаются безозонные лампы ДРТ, колба которых имеет внешнее покрытие из кварца, легированного диоксидом титана. Такое покрытие практически не пропускает озонообразующую линию резонансного излучения ртути 253,7 нм.

Спектр излучения

Пары ртути излучают следующие спектральные линии, использующиеся в газоразрядных лампах:

Длина волны, нм

Название

Цвет

184. 9499

Жёсткий ультрафиолет (тип С)

253.6517

Жёсткий ультрафиолет (тип С)

365.0153

линия «I»

Мягкий ультрафиолет (тип A)

404.6563

линия «H»

Фиолетовый

435.8328

линия «G»

Синий

546.0735

Зелёный

578.2

Жёлто-оранжевый

Наиболее интенсивные линии — 184.9499, 253.6517, 435.8328 нм. Интенсивность остальных линий зависит от режима (параметров) разряда.


Устройство ртутной лампы высокого давления

Первоначально ртутные лампы высокого давления изготавливались с применением двух электродов, поэтому для успешного запуска им требовалось наличие специальной пусковой техники. Предназначенные для этого зажигающие устройства имели ненадежную конструкцию и выходили из строя раньше, чем сама лампа, поэтому чтобы повысить качество работы и срок службы ученые разработали четырехэлектродные ртутные лампы. Для корректного запуска ртутная лампа высокого давления нуждается в наличии пускорегулирующей аппаратуры, в качестве которой, чаще всего, выступает дроссель, подключенный последовательно с самой лампой.

Помимо ртути, в колбе лампы содержатся пары инертных газов, преимущественно аргона

Горелка ртутной лампы высокого давления изготавливается из кварца, в некоторых случаях из специальной керамики. Она закреплена держателями на ножке, впаянной в наружную колбу. В горелку вводится ртуть, которая во время работы осветительного прибора находится в газообразном состоянии под высоким давлением (1000-1500 мм ртутного столба). В ртутных лампах низкого давления металл находится в жидком состоянии. Помимо ртути, в колбе лампы содержатся пары инертных газов, преимущественно аргона. Электроды ртутного источника света являются самонакаляющимися и покрыты активирующим составом.

Также в колбе расположены электроды для поджигания, которые соединены с основными электродами через ограничительные сопротивления. Они облегчают запуск осветительного прибора и обеспечивают стабильность во время ее запуска. Ртутная лампа высокого давления снабжается обычным резьбовым цоколем, который закреплен мастикой на наружной колбе. Между цоколем и горелкой расположен тепловой экран.

Ртутная лампа высокого давления зажигается следующим образом: на осветительный прибор подается питающее напряжение, в результате чего между электродами возникает тлеющий разряд. Далее, благодаря большому числу носителей заряда, тлеющий разряд моментально переходит в дуговой. Проходя через пары газа, он начинает излучать потоки ультрафиолета, которые, в свою очередь, благодаря люминофорному покрытию превращаются в видимый свет. Время запуска ртутной лампы высокого давления зависит от окружающего температурного режима – чем он ниже, тем больше времени потребуется прибору для вхождения в рабочий режим.

При подаче большего напряжения на лампу, изменяется и яркость излучаемого светового потока. И наоборот – в случае его уменьшения, качество света ртутной лампы также уменьшается. Если напряжение опустится ниже 80% от номинального, то осветительный прибор перестанет зажигаться.

Существуют определенные факторы, связанные с безопасностью эксплуатации ртутных ламп высокого давления, которые следует учитывать при подключении. Поскольку при работе осветительный прибор сильно нагревается, следует использовать только термостойкие провода, а также тщательно проверять качество контактов патронов. Если лампа была выключена, повторное ее включение возможно лишь через определенный промежуток времени – 10-15 минут (при использовании качественной пускорегулирующей аппаратуры необходимое время может быть сокращено). Поэтому применение большинства газоразрядных источников света и ртутных ламп высокого давления в частности не рекомендовано в подсветке аварийных выходов.

Также рекомендуем посмотреть:

Лампы ртутные — ООО «ПРОМЭНЕРГО-НН»

Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Ртутные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включенный в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Этим термином следует пользоваться в технической литературе и документации.

В зависимости от давления наполнения, различают РЛ низкого давления (РЛНД), высокого давления (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).

К РЛНД относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100Па. Для РЛВД эта величина составляет порядка 100 кПа, а для РЛСВД — 1 МПа и более.

Ртутные лампы высокого давления (РЛВД)

РЛВД подразделяются на лампы общего и специального назначения. Первые из них, к числу которых относятся, в первую очередь, широко распространённые лампы ДРЛ, активно применяются для наружного освещения, однако они постепенно вытесняются более эффективными натриевыми, а такжеметаллогалогенными лампами. Лампы специального назначения имеют более узкий круг применения, используются они в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Спектр излучения.

Видимый спектр ртутной лампы

Пары ртути излучают следующие спектральные линии, использующиеся в газоразрядных лампах.

Длина волны, нмНазваниеЦвет
184.9499   Жёсткий ультрафиолет (тип С)
253.6517   Жёсткий ультрафиолет (тип С)
365.0153 линия «I» Мягкий ультрафиолет (тип A)
404.6563 линия «H» Фиолетовый
435.8328 линия «G» Синий
546.0735   Зелёный
578.2   Жёлто-оранжевый

Наиболее интенсивные линии — 184. 9499, 253.6517, 435.8328 нм. Интенсивность остальных линий зависит от режима (параметров) разряда.

Виды

Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ

Лампа ДРЛ 250 на самодельном испытательном стенде

ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная) — принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы.

Применяется для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи и помещений без постоянного пребывания людей.

Устройство

Устройство лампы ДРЛ: 1.Колба;2.Цоколь;3.Горелка;4.Основной электрод;5.Поджигающий электрод;6.Токоограничительный резистор

Лампа ДРЛ со снятой колбой

Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использованиипускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой.

Четырёхэлектродная лампа ДРЛ (смотреть рисунок справа) состоит из внешней стеклянной колбы 1, снабжённой резьбовым цоколем 2. На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка, РТ) 3, наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды 4 и расположенные рядом с ними вспомогательные (зажигающие) электроды 5. Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце РТ основным электродом через токоограничивающее сопротивление 6. Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной. Проводники в лампе изготавливаются из толстой никелевой проволоки.

В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродные лампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.

Принцип действия

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжениепробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда(свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10-15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды — чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также, мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечениелюминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает изменение светового потока: отклонение питающего напряжения на 10-15 % допустимо и сопровождается соответствующим изменением светового потока лампы на 25-30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы, поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления: даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Традиционные области применения ламп ДРЛ

Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

Довольно оригинальной конструкцией отличаются РЛВД Osram серии HWL (аналог ДРВ), имеющие в качестве встроенного балласта обычную нить накала, размещённую в вакуумированном баллоне, рядом с которой в том же баллоне помещена отдельно загерметизированная горелка. Нить накала стабилизирует напряжение питания из-за бареттерного эффекта, улучшает цветовые характеристики, но, очевидно, весьма заметно снижает как общий КПД, так и ресурс из-за износа этой нити. Такие РЛВД применяются и в качестве бытовых, так как имеют улучшенные спектральные характеристики и включаются в обычный светильник, особенно в больших помещениях (самый маломощный представитель этого класса создаёт световой поток в 3100 Лм).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) конструктивно схожа с ДРЛ, однако в её горелку дополнительно вводятся строго дозированные порции специальных добавок — галогенидов некоторых металлов (натрия, таллия, индия и др.), за счёт чего значительно увеличивается световая отдача (порядка 70 — 95 лм/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы, внутри которой размещается кварцевая или керамическая горелка. Срок службы — до 8 — 10 тыс. ч.

В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.

Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.

Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и т. п.) Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ с индексом «12» (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Лампы ДРИЗ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Зеркальным слоем) представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создает направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счет уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы. Так же получается высокая точность фокусировки горелки. Для того, чтобы после вворачивания лампы в патрон направление излучения её можно было изменить, лампы ДРИЗ снабжают специальным цоколем.

Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)

Лампы ДРШ (Дуговые Ртутные Шаровые) представляют собой дуговые ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением. Имеют шарообразную форму и дают сильное ультрафиолетовое излучение.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)

Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Первые разработки ламп ДРТ, носивших первоначальное название ПРК (Прямая Ртутно-Кварцевая), были выполнены Московским электроламповым заводом в 1950-х гг. В связи с изменением нормативно-технической документации в 1980-х гг. обозначение ПРК было заменено на ДРТ.

Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Лампы используются в медицинской аппаратуре (ультрафиолетовые бактерицидные и эритемные облучатели), дляобеззараживания воздуха, пищевых продуктов, воды, для фотополимеризации лаков и красок, экспонирования фоторезистов и иных фотофизических и фотохимических технологических процессов. Лампы мощностью 400 и 1000 Вт применялись в театральной практике для освещения декораций и костюмов, расписанных флуоресцентными красками. В этом случае осветительные приборы оснащалисьсветофильтрами из ультрафиолетового стекла УФС-6, срезающими жёсткое ультрафиолетовое и практически всё видимое излучение ламп.

Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона. В небольших количествах изготавливаются безозонные лампы ДРТ, колба которых имеет внешнее покрытие из кварца, легированного диоксидом титана. Такое покрытие практически не пропускает озонообразующую линию резонансного излученияртути 184,9 нм.

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

В этой статье мы расскажем все о газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Для освещения улиц и промышленных помещений всегда необходимы очень сложные, емкие, часто довольно мощные, осветительные системы. В связи с данным, ставшим уже традиционным положением дел, встает закономерный вопрос: возможно ли сделать эти системы менее энергоемкими, более экономичными, и чтобы при всем при этом они оставались бы достаточно долговечными. 

Ответ на этот вопрос логичен: да, такое возможно, если обеспечить переход на на более современные, более совершенные и экономичные источники света. Уже понятно (на основе как минимум 15 летнего опыта), что эти новые источники света обладают весьма высоким рабочим ресурсом, причем их оптические характеристики сохраняются на протяжении как минимум 10 лет. Речь идет о светодиодных источниках света. 

До недавнего времени для уличного и промышленного освещения всюду традиционно применялись разнообразные газоразрядные лампы, однако в последние годы усилилась тенденция к переходу на светильники именно светодиодной технологии, отвечающей всем требованиям касательно как энергоэффективности, так и оптических параметров, и, что особенно важно, экологичности и долговечности. 

Наиболее популярные в прошлые годы газоразрядные лампы, такие как ДРЛ — дуговая ртутная лампа высокого давления, ДРИ — дуговая ртутная металлогалогенная лампа и ДНАТ-натриевая газоразрядная трубчатая лампа низкого и высокого давления, — хотя и обладают рядом достоинств, тем не менее сегодня они вынуждены уступать место светодиодам. 

Давайте вспомним, чем же замечательны эти лампы, почему они так долго и успешно использовались, кроме того обратим внимание на их недостатки, и подведем для лампы каждого типа резюме. 

Дуговые ртутные лампы высокого давления до сих пор можно встретить во многих фонарях на территориях заводов, в промышленных помещениях этих заводов, во дворах, на открытых площадках, на складах, в системах освещения периметров — короче говоря там, где требования к цветопередаче и цветовой температуре в общем то не критичны. 

Лампы ДРЛ обладают достаточно приемлемой для обычного освещения цветопередачей, легко устанавливаются, и не требуют регулярного обслуживания в условиях соблюдения правил их эксплуатации. Однако внутри такой ламы содержится ртуть, ибо пары ртути являются неотъемлемой составляющей лампы ДРЛ, где давление внутри колбы доходит примерно до 100000 Па. 

Выглядит лампа достаточно просто: резьбовой цоколь, стеклянная колба, внутри находится трубчатая ртутная горелка с аргоном, в этой трубке присутствует ртуть. Электрический разряд в парах ртути создает излучение, почти половина спектра которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра. Преобразованием ультрафиолета в видимый свет «занимается» люминофор, которым колба лампы покрыта изнутри. 

Световой поток такой лампы сильно зависит от напряжения сети, и стоит напряжению питания упасть на 10%, как световой поток понизится на 25%, а если по какой-нибудь причине напряжение в питающей сети понизится до 80% и ниже, лампа ДРЛ просто не зажжется или погаснет. 

Резюме: лампа ДРЛ имеет хорошую цветопередачу, не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 30 до 60 Лм/Вт, экономичность ее низкая, период гарантийной эксплуатации составляет примерно 6000 часов, лампа ДРЛ долго запускается и перезапускается, в ней присутствует токсичная ртуть. 

Дуговая ртутная металлогалогенная лампа также использует для получения света электрический разряд в газе. Здесь в прах внутри колбы наряду со ртутью используются светоизлучающие добавки: бромиды и иодиды металлов. Йодид индия, таллия, натрия — позволяют увеличить световой поток до 95 и более люмен на 1 ватт. 

Цветопередача у ламп типа ДРИ лучше чем у ДРЛ, свет белый с небольшими различиями в цветовой температуре. Внутри лампы горелка, в которой во время работы лампы протекает электрический разряд в парах ртути с добавками. 

В зависимости от состава паров, изменяется цвет света лампы ДРИ, по этой причине именно лампы ДРИ в свое время приобрели популярность в качестве источников света для решения архитектурных задач цветового оформления. Часто лампы ДРИ можно встретить в системах подсветки рекламных щитов и витрин, в прожекторах на больших стадионах, в освещении коммерческих сооружений и просто улиц. 

Резюме: лампа ДРИ обладает отличной цветопередачей, но не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 80 до 110 Лм/Вт, экономичность лампы средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 9000 часов, лампа ДРИ долго запускается и перезапускается, внутри есть ртуть. 

В основе работы дуговой натриевой трубчатой лампы — электрический разряд в парах натрия. Лампы данного типа производят характерный оранжевый свет. Их можно встретить в уличных фонарях наравне со ртутными, однако в последние годы замечалась тенденция к замене ртутных ламп — на натриевые лампы низкого давления, более эффективные и менее вредные по составу газа внутри колбы. 

Натриевые лампы отличаются наибольшей светоотдачей из всех газоразрядных ламп промышленного применения. Однако натриевые лампы низкого давления восприимчивы к температуре окружающей среды — чем ниже температура окружающего воздуха — тем меньше световой поток. А в натриевых лампах высокого давления все же содержится значительное количество соединения натрия со ртутью. По этой причине нельзя назвать натриевые лампы высокого давления экологически безопасными. 

Итак, натриевые лампы низкого давления (НЛНД) имеют светоотдачу порядка 100 люмен на 1 ватт, они подходят для уличного освещения во дворах, где не важен цвет освещения, здесь он оранжевый, и о качестве цветопередачи судить просто не приходится, ибо предмет белого цвета будет казаться оранжевым или желтоватым, а зеленый — синим. По этой причине натриевые лампы низкого давления не особо востребованы в качестве светильников для архитектурных целей. 

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), в отличие от натриевых ламп низкого давления, обладают высокой цветопередачей, позволяющей различать цвета почти во всем видимом спектре. Различные добавки к смеси газов в колбе, а также разнообразные люминофоры, плюс варьирование давления внутри лампы — эти меры позволяют несколько корректировать параметры цветопередачи НЛВД, но снижают КПД лампы. 

Вообще КПД натриевых ламп высокого давления находится в районе 30%, а светоотдача — около 75 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. Добавление в натриевую лампу высокого давления натриевой амальгамы позволило повысить световой поток и цветопередачу, но от этого лампа стала экологически небезопасной. Кроме того любой натриевой лампе важна стабильность питающего напряжения. 

Резюме по натриевым лампам: лампы ДНАТ имеют плохую цветопередачу, не имеют возможности плавного регулирования светового потока, светоотдача лежит в широком диапазоне от 75 до 120 Лм/Вт, экономичность натриевых ламп средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 15000 часов, лампы долго запускаются и перезапускаются, в них в том или ином количестве присутствует ртуть. 

Светодиоды (LED – расшифровывается как Light-emitting diode — светоизлучающий диод) в современных установках промышленного и уличного освещения значительно превосходят любые газоразрядные лампы как по энергоэффективности, так и по эксплуатационным и экологическим характеристикам. 

Они преобразуют электрический ток в свет без каких бы то ни было электрических разрядов в газе, требующих ртути, определенного давления в колбе, часто даже колба светодиодам не нужна. Световой поток светодиодного источника создается на полупроводниковом переходе, от состава которого зависит длина волны (по сути — цвет) света, оттенок которого немного корректируется применяемым люминофором. 

Светодиоды очень экономичны, их светоотдача достигает 120 люмен на 1 ватт, в них нет никаких вредных веществ, таких как ртуть, отсутствует стекло. При непрерывном использовании светодиодного светильника на протяжении 80000 часов, его световой поток через это время снизится лишь вдвое, тогда как газоразрядные лампы теряют пятую часть светового потока уже в первый год эксплуатации. При том даже через это длительное время цветовая температура у светодиодного светильника сохранится. 

Для питания светодиодного светильника используется собственный стабилизированный блок питания, которому не страшны колебания напряжения в сети вплоть до 20%, кроме того в блок питания светодиодного светильника легко может быть заложена возможность плавной регулировки мощности, и соответственно — светового потока. 

Резюме: светодиодные светильники имеют отличную цветопередачу, имеют возможность плавного регулирования светового потока, их нормальная светоотдача около 120 Лм/Вт, экономичность всегда высокая, период гарантийной эксплуатации доходит до 80000 часов, при этом светильник не приходит в негодность. Светодиоды мгновенно запускаются и перезапускается, в них отсутствует ртуть. 

Таким образом именно светодиодные светильники по всем показателям (энергоэффективность, качество света, экологичность, долговременная надежность) превосходят любые газоразрядные лампы. 

Ранее ЭлекитроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Ртутная Лампа Высокого Давления коды ТН ВЭД (2020): 8539322001, 8539490000, 8539320000

Лампы разрядные (ртутные высокого давления) 8539322001
Лампы ртутные бактерицидные низкого давления 8539490000
Лампы разрядные (ртутные) высокого давления с т.м. “PHILIPS” модели: HPL, HPL-N, HPL Comfort, ML 8539322001
Источники света не бытового назначения: ртутные газоразрядные лампы сверхвысокого давления для проекторов 8539322001
Лампы разрядные ртутные высокого давления, 8539322001
Лампы ртутные высокого давления на напряжение 220 Вольт, не бытового применения, типа ДРЛ . 8539322001
Аппараты пускорегулирующие серии 40 для ртутных ламп высокого давления: 1И125ДРЛ40-100, 1И250ДРЛ40-100, 1И400ДРЛ40-100, 1И700ДРЛ40-100, 1И1000ДРЛ40-100, 1И250ДРИ40-100, 1И400ДРИ40-100, 1И700ДРИ40-100, 1И1000ДРИ40-100, 1И70 8504102000
Лампы ртутные высокого давления торговой марки «OSRAM» 8539322001
Лампы разрядные (ртутные) высокого давления «PHlLlPS» 8539322001
Лампы газоразрядные промышленные: металлогалогенные (ДРИ) модели: 70W,150W, 250W, 400W, натриевые высокого давления (ДНаТ) модели: 35W, 50W, 70W, 100W ,150W, 250W, 400W, 1000W, ртутно-вольфрамовые (ДРВ) модели: 160W, 250W, 8539
Лампы ртутные бактерицидные низкого давления 8539490000
Ртутные лампы высокого давления, торговых марок «OSRAM», «RADIUM», 8539322001
Лампы ртутные высокого давления, 8539311000
Лампы ртутные высокого давления типа ДРЛ. Лампы натриевые высокого давления типа ДНаТ. Лампы металлогалогенные типа ДРИ. Лампы металлогалогенные трубчатые типа ДРИ-Т. 8539322001
Лампы газоразрядные ртутные высокого давления для проекторов, 8539329000
Лампы газоразрядные ртутные высокого давления для проекторов, торговой марки «Canon», 8539329000
лампы газоразрядные ртутные высокого давления для проекторов «Canon» 9405403109
Газоразрядные лампы, торговая марка «BELLIGHT»: Лампы газоразрядные высокого давления ртутно-вольфрамовые, модели: ДРВ 100 Е27, ДРВ 125 Е27, ДРВ 160 Е27, ДРВ 250 Е40, ДРВ 500 Е40, ДРВ 750 Е40, ДРВ 1000 Е40; Лампы газоразря 8539329000
Оборудование световое промышленное: лампы ртутные, высокого давления 8539322001
Лампы газоразрядные высокого давления ртутные,натриевые, металлогалогенные новые 8539322001
Лампа ртутная высокого давления, в т.ч. прямого включения не бытового применения 8539322001
Лампа ртутная газоразрядная высокого давления, модель 108-773B 8539322001
Лампы ртутные газоразрядные высокого давления, модели 111-100, 114-303 8539322001
Лампа ртутная газоразрядная высокого давления, модель SE-9466 8539322001

Люминесцентные ртутные лампы высокого давления | Электроснабжение, электрические сети | Архивы

Страница 45 из 52

В настоящее время промышленностью выпускаются люминесцентные ртутные лампы высокого давления марки ДРЛ (дуговые, ртутные, люминесцентные) с исправленной цветностью.
Конструктивно лампа состоит из внешнего баллона, выполненного из тугоплавкого стекла, внутри которого помещена кварцевая газоразрядная лампа, наполненная дозированным количеством ртути и инертным газом (аргон). На внутреннюю поверхность внешнего баллона нанесен слой люминофора. Баллон защищает ртутно-кварцевую лампу от внешней среды, а для повышения устойчивости люминофора пространство между баллоном и лампой заполняется инертным газом. Лампы ДРЛ мощностью 80 и 125 вт снабжены цоколем типа Р-27, лампы большей мощности — Р-40. Общий вид лампы ДРЛ показан на рис. 15.12.

Лампы ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 500, 750 и 1000 вт.
При газовом разряде в парах ртути ртутно-кварцевой лампы высокого давления в спектре излучения полностью отсутствуют лучи красного цвета. Это приводит к сильному искажению цветности освещаемых предметов. Исправление этого недостатка достигается благодаря наличию слоя люминофора на внутренней поверхности внешнего баллона, который улучшает цветность излучения.
Лампы ДРЛ включаются в электрическую сеть переменного тока при помощи пускорегулирующих аппаратов, состоящих из дросселей различных для ламп разной мощности, и зажигающего устройства, одинакового для всех мощностей ламп (ПУРЛ-230Т).

Рис. 15.12. Ртутная лампа высокого давления с исправленной цветностью типа ДРЛ: 1 — ртутно-кварцевая лампа высокого давления; 2 — внешняя колба из тугоплавкого стекла; 3 — вольфрамовый катод; 4 — молибденовый катод; 5 — никелевые электроды; 6 — цоколь

Рис. 15.13. Схема включения лампы ДРЛ

Схема включения лампы в сеть показана на рис. 15.13. Процесс зажигания лампы протекает следующим образом. При включении конденсатор С заряжается через селеновый выпрямитель В и ограничивающее сопротивление R. Когда напряжение на обкладках конденсатора С достигнет определенной величины, он через разрядник Р разрядится на дополнительную обмотку дросселя. При этом в основной обмотке дросселя возникнет импульс высокого напряжения, который зажжет лампу.

Преимущества лампы ДРЛ перед люминесцентной лампой низкого давления состоят в том, что лампа ДРЛ устойчива к атмосферным воздействиям и ее световой поток и зажигание не зависят от температуры окружающей среды. Кроме того, лампы ДРЛ выпускаются большей мощностью и с большим световым потоком (см. табл. 15.3 на стр. 378).
Лампы ДРЛ применяются для освещения улиц, автомобильных дорог, крупных высоких цехов и других помещений, в которых не предъявляется особых требований к цветопередаче.

Характеристика ртутных двухэлектродных ламп типа ДРЛ и пускорегулирующей аппаратуры

При включении лампы ДРЛ имеют большой пусковой ток, достигающий 2,5-кратного значения по сравнению с номинальным. Кроме того, процесс разгорания лампы до нормального режима длится до 7 мин, а при низких температурах еще больше.
Лампы ДРЛ обладают очень большой яркостью и поэтому подвешиваются на высоте не менее 4 м при мощности до 250 вт включительно и не менее 6 м при большей мощности.
Следует отметить, что лампы ДРЛ способны повторно зажигаться только после охлаждения.
Значительным недостатком двухэлектродной лампы ДРЛ является то, что для ее включения требуется сложная пускорегулирующая аппаратура с дополнительным устройством для поджига.
В четырехэлектродных лампах, в которых благодаря наличию двух вспомогательных электродов, расположенных рядом с главными и соединенных с противоположными катодами через значительные сопротивления, упрощаются и облегчаются условия зажигания. При включении лампы возникает тлеющий разряд между дополнительными электродами и ближайшими катодами, что обеспечивает необходимую ионизацию газа и последующий разряд между основными электродами. Размеры четырехэлектродной лампы заметно меньше, чем двухэлектродной, срок службы — 3000 ч.
Выпускаются четырехэлектродные лампы мощностью 80, 125, 250, 400, 700 и 1000 вт, включаемые в сеть без специального поджигающего устройства.
За последние годы были разработаны и получили некоторое применение другие виды газоразрядных ламп. К ним относятся в первую очередь ксеноновые лампы, в которых используется ксенон, дающий спектр излучения, близкий к солнечному свету. Мощности этих ламп весьма велики и достигают сотен киловатт.

Так, в павильоне машиностроения ВДНХ в Москве установлены три такие лампы мощностью по 100 кВт.
Ксеноновые лампы весьма перспективны для освещения больших открытых пространств, спортивных сооружений и т. д. Их светоотдача несколько ниже люминесцентных ламп, но довольно высока и составляет 35—40 лм/вт.
В натриевых лампах используется электрический разряд в парах натрия при низком давлении. Они выпускаются мощностью от 45 до 140 вт со световым потоком от 2500 до 10 000 лм. Специфический спектр натриевого излучения позволяет применять их для декоративно-художественного освещения. Для этих же целей применяются газоразрядные лампы с холодными катодами с неоновым и аргоновым заполнением.
Для стерилизации воздуха, воды и пищевых продуктов используются так называемые бактерицидные лампы типа БУВ, представляющие собой трубку из увиолевого стекла, заполненную смесью паров ртути и аргона. Увиолевое стекло пропускает некоторую часть ультрафиолетового излучения, воздействующего на вредоносные бактерии.
Оздоровляющее действие этого излучения используется и в эритемных лампах типа ЭУВ, которые применяются в лечебных и детских учреждениях для восполнения ультрафиолетовой недостаточности.
Таким образом, газоразрядные источники света используются не только для освещения, но и для оздоровительных целей.

Преимущества и применение ртутных ламп

Стремясь предоставить образовательный материал для светотехнического сообщества, мы постоянно стремимся поддерживать многие поколения инженеров-осветителей. Мы знаем, что многие профессионалы в области освещения с многолетним опытом могут быть очень проницательными в некоторых из предлагаемых нами тем. Однако аудитория меняется. Многие молодые инженеры, имеющие многопрофильное образование, стремятся расширить свои знания в области проектирования освещения, проектирования и разработки спецификаций.

Ртутные лампы были первыми газоразрядными лампами высокой интенсивности, которые поступили в продажу для широкого спектра применений в освещении. Большинство моделей излучают голубовато-белый свет. Лампы на ртутных парах — это газоразрядные лампы, в которых для получения света используется электрическая дуга через испаренную ртуть. Дуговый разряд обычно ограничивается небольшой дуговой трубкой из плавленого кварца, установленной внутри большой стеклянной колбы. Преимущество в том, что он излучает яркий белый свет с относительно долгим сроком службы.Внешняя колба может быть прозрачной или покрытой люминофором. Лампы Mercury доступны в версиях со средней и большой цоколем; и хотя для работы большинства ватт требуется балласт, некоторые имеют внутренний пуск, не требующий балласта (часто называемого ртутным «самобалластом»).

Исторически преимущества ртутных ламп заключаются в том, что они более энергоэффективны, чем лампы накаливания и большинство люминесцентных ламп, особенно для наружного применения, со светоотдачей от 35 до 65 люмен / ватт.Кроме того, длительный срок службы ламп (в диапазоне 24 000 часов), а также высокая интенсивность и чистый белый свет сделали их идеальными для использования на открытом воздухе, например, для озеленения и уличного освещения на протяжении многих десятилетий. Прозрачные ртутные лампы излучают белый свет с голубовато-зеленым оттенком из-за химических веществ, используемых в дуговой трубке, в основном ртути. Из-за этого ртутные лампы не подходят для качественного воспроизведения цвета кожи человека, поэтому такие лампы обычно не используются в магазинах розничной торговли, школах, больницах и других аналогичных коммерческих целях.И наоборот, в ландшафтном дизайне они делают растения и деревья очень яркими и яркими, так как они красиво подчеркивают зеленый цвет листвы. В последние годы появление ртутных ламп с коррекцией цвета помогло решить проблему цветопередачи с использованием люминофора внутри внешней лампы, который лучше излучает белый свет. Эта люминофорная технология обеспечивает лучшую цветопередачу, чем более эффективные натриевые лампы высокого или низкого давления, но все же уступает металлогалогенным и металлокерамическим источникам.

Хотя многие области применения идеально подходят для ламп на парах ртути, они сталкиваются с проблемой более высокой эффективности и лучшего цветового баланса металлогалогенных и металлокерамических металлогалогенных ламп, а также светодиодных технологий.

Как и в любом дизайне освещения, типичные соображения по дизайну освещения для ртутных ламп должны в первую очередь и всегда включать применение. Определите требуемые и желаемые уровни освещения, требования к энергоэффективности, интенсивности и четкости света, срок службы и стоимость.

Заключение

Лампы на ртутных парах используются для освещения улиц и парковок, ландшафтного освещения, фабрик и спортзалов с 1940-х годов. Они более энергоэффективны, чем лампы накаливания, и имеют гораздо больший срок службы. Недостатком является то, что они не льстят цвету кожи человека, что делает их не идеальной технологией для использования внутри помещений. Однако они являются исключительными источниками для ландшафтного освещения.

Интернет-кампус ZEISS Microscopy | Ртутные дуговые лампы

Введение

Ртутные дуговые лампы высокого давления в диапазоне от 10 до 100 раз ярче, чем лампы накаливания (например, вольфрамово-галогенные), и могут обеспечить интенсивное освещение в выбранных диапазонах длин волн во всей видимой области спектра в сочетании с соответствующими фильтрами. Эти источники освещения обладают высокой надежностью, производят очень высокую плотность потока и исторически широко использовались в флуоресцентной микроскопии.Классически обозначаемые зарегистрированным товарным знаком как HBO лампы ( H для Hg, или ртути; B — символ яркости; O — не принудительное охлаждение), было разработано большое количество люминесцентных датчиков для этот вездесущий источник света. Впервые представленный в качестве коммерческого продукта в 1930-х годах, производители за последние несколько десятилетий продали многие тысячи микроскопов, оснащенных осветительными приборами с ртутными дуговыми лампами. Однако, по сравнению с традиционными лампами накаливания, значительное увеличение яркости, обеспечиваемое ртутными дуговыми лампами, сопровождается неудобствами критического механического выравнивания, более коротким сроком службы, уменьшенной временной и пространственной однородностью, специальными требованиями к лампам и источникам питания, потенциальной опасностью взрыва и т. Д. Стоимость.Несмотря на подводные камни, ртутная дуговая лампа остается рабочей лошадкой в ​​флуоресцентной микроскопии и до сих пор считается одним из лучших источников освещения, особенно для слабых флуорофоров (фактически, тех, у которых мало мишеней) или слабых флуорофоров, максимумы возбуждения которых совпадают со спектральными линии, испускаемые горячей плазмой ртути.

Самой популярной ртутной лампой для оптической микроскопии является HBO 100 (100-ваттная ртутная плазменная дуговая лампа высокого давления), которая имеет самую высокую яркость и среднюю яркость из-за очень небольшого размера источника среди обычно используемых лампы любой мощности.Для микроскописта уникальное спектральное содержание излучения ртутной дуги (фактически, спектральная освещенность ) является важным фактором при сравнении различных источников освещения. Только около трети выходного сигнала приходится на видимую часть спектра, а остальная часть приходится на ультрафиолетовую и инфракрасную области. Ультрафиолетовое излучение составляет примерно половину мощности ртутной дуговой лампы, поэтому необходимо проявлять большую осторожность, чтобы защитить глаза, а также живые клетки, которые освещаются этим источником.Остальная часть ртутной лампы рассеивается в виде тепла в виде инфракрасного излучения.

Ртутные газоразрядные лампы обеспечивают один из самых высоких уровней яркости и яркости среди всех непрерывно работающих источников света для оптической микроскопии и очень близки к идеальной модели точечного источника света. Однако ртутные лампы демонстрируют значительно большие колебания интенсивности, чем лампы накаливания, светодиоды (, светодиоды, ) или лазерные источники, в первую очередь потому, что газовая плазма по своей природе нестабильна и подвержена влиянию как магнитных полей, так и эрозии электродов.Кратковременная стабильность лампы зависит от трех артефактов дуговой плазмы, создаваемой между вольфрамовыми электродами. Блуждание дуги возникает, когда точка присоединения дуги на конической поверхности кончика катода пересекает электрод по круговой схеме, обычно для полного поворота требуется несколько секунд. Вспышка относится к мгновенному изменению яркости, когда дуга перемещается в новую область катода с более высоким эмиссионным качеством, чем в предыдущей точке присоединения.Наконец, конвекционные токи в парах ртути, возникающие из-за разницы температур между плазмой и оболочкой, создают флаттер дуги , что проявляется в быстром боковом смещении столба дуги. Эти комбинированные артефакты ограничивают возможности использования ртутных дуговых ламп для количественных измерений флуоресценции.

Помимо многочисленных артефактов, связанных с ртутными дуговыми лампами, они также страдают от ограниченного срока службы, составляющего примерно 200 часов, и значительных изменений пространственной и временной стабильности.Поскольку изображение дуги фокусируется на задней апертуре объектива (в освещении Кхлера), наиболее важным аспектом ртутных ламп является интенсивность изображения дуги. Удивительно, но даже несмотря на то, что дуги с более высокой номинальной мощностью производят больше света, фактический размер дуги больше, и соответствующее изображение должно быть меньше фактического размера, чтобы приспособить заднюю апертуру объектива. Сведение к минимуму размера дуги приводит к снижению интенсивности изображения, и по этой причине лампы с меньшими дугами фактически излучают более интенсивный свет.Освещение в поле зрения микроскопа распределяется наиболее равномерно, когда резкое изображение дуги центрируется в задней апертуре объектива. Хотя четко очерченное и сфокусированное изображение дуги приводит к тому, что области апертуры имеют незначительные колебания интенсивности света, конечный эффект заключается в потенциальном ограничении некоторых углов освещения для достижения образца. Однако из-за того, что возбуждение флуоресценции нечувствительно к углу освещения, эта неоднородность (если она не является серьезной) обычно не ухудшает качество изображения.Напротив, когда изображение дуги не сфокусировано должным образом на апертуре объектива, флуктуации интенсивности часто наблюдаются в различных областях образца.

Дуговые лампы с оптической силой ртути (HBO)

Набор фильтров Возбуждение
Фильтр
Ширина полосы (нм)
Дихроматический
Зеркало
Отсечка (нм)
Мощность
мВт / см 2
DAPI (49) 1 365/10 395 LP 23.0
CFP (47) 1 436/25 455 LP 79,8
GFP / FITC (38) 1 470/40 495 LP 32,8
YFP (S-2427A) 2 500/24 ​​ 520 LP 20.0
TRITC (20) 1 546/12 560 LP 43,1
TRITC (S-A-OMF) 2 543/22 562 LP 76,0
Техасский красный (4040B) 2 562/40 595 LP 153.7
м Черри (64HE) 1 587/25 605 LP 80,9
Cy5 (50) 1 640/30 660 LP 9,1

1 Фильтры ZEISS 2 Фильтры Semrock
Стол 1

В таблице 1 представлены значения выходной оптической мощности типичного 100-ваттного источника света HBO после прохождения через оптическую цепь микроскопа и выбранные наборы флуоресцентных фильтров.Мощность (в милливатт / см 2 ) измерялась в фокальной плоскости объектива микроскопа (40-кратный сухой флюорит, числовая апертура = 0,85) с помощью радиометра на основе фотодиода. Для проецирования света через объектив в датчик радиометра использовалось либо зеркало с коэффициентом отражения более 95% от 350 до 800 нанометров, либо стандартный набор флуоресцентных фильтров. Потери пропускания света в системе освещения микроскопа могут варьироваться от 50 до 99 процентов входной мощности, в зависимости от механизма связи с источником света и количества фильтров, зеркал, призм и линз в оптической цепи.Например, для типичного инвертированного микроскопа исследовательского уровня, соединенного с лампой HBO на входном отверстии эпи-осветителя, менее 50 процентов света, выходящего из системы коллекторных линз, доступно для возбуждения флуорофоров, расположенных в фокусе объектива. самолет.

Номинальный срок службы ртутных дуговых ламп зависит от того, как они используются, и обычный 200-часовой предел может быть нарушен из-за чрезмерного количества запусков (зажиганий) или из-за многократного зажигания теплых или горячих ламп.Для нормальной работы требуются периоды горения не менее 30 минут, а общее количество воспламенений не должно превышать половину общего количества номинальных часов (около 100 максимум). Поэтому обычную лампу HBO 100 следует зажигать не более 100 раз и гореть в среднем два часа за одно зажигание. Это не жесткое и быстрое правило, потому что некоторые циклы ожогов намного длиннее (например, 8-часовой рабочий день). По мере старения ртутных дуговых ламп они чернеют, и их становится все труднее воспламенить из-за разрушения катода и анода.Кроме того, во время использования юстировка лампы подвержена дрейфу, так что изображение дуги может медленно децентрироваться в задней апертуре объектива, что требует повторной регулировки механизма юстировки. Как правило, конец ртутной дуговой лампы — это точка, в которой выход ультрафиолетового света снизился примерно на 25 процентов, а нестабильность дуги увеличилась более чем на 10 процентов, или если лампа больше не зажигается. Как только лампа достигла или умеренно превысила срок службы, ее следует заменить.

Профиль излучения ртутных дуговых ламп отличается от ламп накаливания тем, что несколько заметных линий излучения присутствуют в ультрафиолетовой, синей, зеленой и желтой областях спектра, которые значительно ярче (до 100 раз), чем сплошной фон (см. Фигура 1). Приблизительно 45 процентов мощности излучения стандартной ртутной лампы HBO мощностью 100 Вт приходится на диапазон используемых для флуоресцентной микроскопии длин волн от 350 до 700 нанометров. Кроме того, большая часть энергии ультрафиолетового и видимого света не распределяется равномерно по спектру, а сосредоточена в спектральных линиях на длине волны 365 нанометров (около ультрафиолета; 10.7 процентов), 405 нанометров (фиолетовый; 4 процента), 436 нанометров (темно-синий; 12,6 процента), 546 нанометров (зелено-желтый; 7,1 процента) и 579 (желтая двойная полоса; 7,9 процента). Ртутные дуговые лампы также имеют значительное количество спектральных линий в ультрафиолетовой области от 250 до 350 нанометров и несколько меньших линий в инфракрасных длинах волн, превышающих 1000 нанометров. Напротив, область спектрального излучения ртутной лампы от 600 до 1000 нанометров является относительно непрерывной и не более яркой по выходной мощности, чем ксеноновые дуговые лампы, которые охватывают широкий спектральный диапазон с лишь несколькими спектральными линиями в синей и инфракрасной областях.Зелено-желтая линия 546-нанометров ртутной дуговой лампы стала универсальным эталоном для калибровки длин волн в самых разных оптических устройствах и пользуется популярностью среди ученых биологического сообщества при исследовании живых клеток.

Избранные флуорофоры для возбуждения ртутной дуги

Флуорофор Возбуждение
(нм)
Излучение
(нм)
Меркурий
Линия
DAPI 358 461 365
Марина Блю 365 460 365
Ядерно-желтый 365 495 365
Alexa Fluor 405 401 421 405
Желтый каскад 400 550 405
Alexa Fluor 430 433 541 436
Церулеан FP 433 475 436
Люцифер желтый 430 535 436
Alexa Fluor 546 556 573 546
Cy3 552 570 546
Тетраметилродамин 549 574 546
td Помидор FP 554 581 546
Кусабира Апельсин FP 548 559 546
MitoTracker Красный 579 599 579
Alexa Fluor 568 578 603 579
LysoTracker Красный 579 590 579
Таблица 2

Значительные усилия были затрачены на разработку специализированных флуорофоров, максимумы поглощения которых расположены вблизи выступающих спектральных линий ртути (см. Таблицу 2).Классические флуоресцентные зонды DAPI (4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол) и родамин эффективно поглощают линии ртути 365 и 546 нм соответственно, однако максимум поглощения флуоресцеина (возможно, одного из наиболее широко используемых флуорофоров) лежит в области между 450 и 500 нанометрами, где отсутствует заметная линия ртути (рис. 1). Новые синтетические флуорофоры, в том числе красители серии MitoTrackers, Cyanine ( Cy ) и Alexa Fluor, были специально адаптированы для соответствия спектральным линиям ртути.Например, максимум поглощения MitoTracker Red 579 нанометров почти точно соответствует соответствующей линии ртути, тогда как Cy3 (максимум 548 нанометров) эффективно поглощает линию 546 нанометров. Некоторые из красителей Alexa Fluor названы в соответствии с их эквивалентными профилями абсорбции ртути: Alexa Fluor 350 (ртуть-365), Alexa Fluor 405 (ртуть-405), Alexa Fluor 430 (ртуть-436) и Alexa Fluor 546 (ртуть-365). -546). В общем, при возбуждении флуорофоров источником освещения ртутной дугой целесообразно выбирать среди широко доступных флуорофоров, которые точно соответствуют спектральным линиям.Следует отметить, что ртутные дуговые лампы не являются подходящим источником света для нескольких ратиометрических красителей, таких как Fura-2 и Indo-1, где сравнение сигналов на двух длинах волн возбуждения затруднено тем фактом, что одна из длин волн перекрывается с пик ртути в гораздо большей степени, чем другой. Кроме того, относительно слабое излучение ртутных ламп в диапазоне от 450 до 540 нанометров делает эти источники освещения менее полезными для многих популярных красителей, которые сильно поглощают в сине-зеленой области, включая флуоресцеин, Alexa Fluor 488, Cy2 и многие другие. разновидности зеленого флуоресцентного белка.

Чрезвычайно высокая плотность потока (яркость), создаваемая ртутными дуговыми лампами, достигается за счет создания дуги в ограниченной области между двумя близко расположенными электродами в газовой среде высокого давления. Газ и электроды заключены в оптически прозрачную оболочку (или колбу) эллиптической формы, состоящую из плавленого кварца (см. Рисунок 2). Электроды изготовлены из вольфрамовых сплавов, температура плавления которых превышает 3400 ° C, что является одним из немногих материалов, способных выдерживать высокую температуру дугового плазмы.Кроме того, вольфрам имеет самое низкое давление паров из всех металлов, что является еще одним положительным моментом, если учесть высокие температуры, необходимые во время работы. Ртутные дуговые лампы заполнены инертным (инертным) газом, таким как аргон или ксенон, под низким давлением и тщательно отмеренной аликвотой металлической ртути. Дозировка ртути рассчитана таким образом, чтобы во время работы лампы создавали внутреннее давление до 75 атмосфер (1087 фунтов на квадратный дюйм).

Параметры производства электродов дуговых ламп имеют решающее значение для определения пусковых характеристик, срока службы и рабочих характеристик ртутных ламп.Катоды, предназначенные для ртутных дуговых ламп, представляют собой стержни конической формы (см. Рисунок 2), изготовленные из торированного (оксид тория) вольфрама для улучшения пусковых и эмиссионных характеристик, а также для снижения напряжения холостого хода. Поскольку большая часть тепла, производимого дуговым разрядом, обычно сохраняется в области электрода, катод может быстро достичь оптимальной температуры электронной эмиссии с незначительными уровнями испарения вольфрама, что приводит к преждевременному почернению лампы.Наконечник катода также закруглен для стабилизации разряда. Анод в ртутных лампах изготовлен из чистого штампованного (кованого) вольфрама и заметно массивнее катода. Большой размер анода позволяет ему выдерживать интенсивную электронную бомбардировку плазмы и более эффективно рассеивать тепло. Ртутные дуговые лампы обычно имеют пусковые катушки на одном или обоих электродах, чтобы способствовать образованию дуги во время зажигания, и имеют зазор между анодом и катодом от 0,25 до нескольких миллиметров, в зависимости от номинальной мощности лампы.

Корпус ртутной дуговой лампы изготавливается из чистого плавленого кварца или кварцевого стекла, которые непроницаемы для большинства газов при высокой температуре и давлении и поэтому идеально подходят для удержания горячей плазмы. Кроме того, низкий коэффициент расширения и высокая механическая прочность этих стекол делают их стабильными по размеру и позволяют работать в экстремальных условиях эксплуатации лампы. Конверты изготавливаются из высококачественных трубок, чтобы предотвратить выход лампы из строя из-за локальных точек напряжения, возникающих из-за воздушных карманов и загрязнений.Кварц пропускает свет с высокой эффективностью от примерно 180 нанометров до 4 микрометров, но лампы, предназначенные для оптической микроскопии, изготовлены из легированного кварца, чтобы поглощать более короткие ультрафиолетовые волны и сводить к минимуму образование озона. Большинство стеклянных сплавов, используемых для изготовления ртутных дуговых ламп, имеют очень низкое содержание гидроксила ( OH ), что устраняет поглощение инфракрасного излучения на расстоянии 2,7 мкм и снижает тепловую нагрузку на оболочку.

Одной из наиболее важных особенностей конструкции дуговой лампы является герметичное соединение металла с кварцем, которое необходимо для изоляции электродов от окружающей атмосферы и для механической поддержки лампы.Эти уплотнения должны быть непроницаемыми для газов и одновременно выдерживать токи в сотни ампер, температуры в диапазоне от 200 до 300 ° C и давление 30 атмосфер или выше. Самый популярный метод герметизации электродов заключается в наматывании тонких лент молибденовой фольги концентрической параллельной конфигурацией между кварцевым стержнем и коаксиальной трубкой-оболочкой, которая затем покрывается термостойким клеевым цементом. Чрезвычайно тонкая ширина и скошенные края фольги обеспечивают эффективное прилегание к кварцевой трубке, несмотря на разницу в коэффициентах теплового расширения.Кроме того, герметичность уплотнения позволяет применять высокие токовые нагрузки без значительного окисления. Уплотнения лампы закрыты наконечниками или основаниями, которые служат как надежным электрическим соединением, так и точным механическим механизмом для определения местоположения точечного источника в оптической системе микроскопа. Конструкция наконечников может быть разной, но большинство из них содержат резьбовой или гладкий фиксирующий штифт, а некоторые из них оснащены кабелем, который соединяет лампу с клеммой в фонарном домике. Манжеты предназначены для облегчения охлаждения лампы и обычно изготавливаются из никелированной латуни.

В типичной конфигурации оптического микроскопа ртутная лампа расположена внутри специализированного осветителя, состоящего из корпуса лампы, содержащего лампу, вогнутого зеркала отражателя, системы регулируемых коллекторных линз для фокусировки выхода лампы, электрического гнезда для фиксации и юстировки лампочку и внешний источник питания (Рисунок 3). В зависимости от конструкции ртутные дуговые лампы могут также содержать фильтры для блокировки ультрафиолетовых волн и горячие зеркала для предотвращения попадания тепла в оптическую цепь микроскопа.Многие фонари также содержат внешние радиаторы для рассеивания тепла и вентиляционные отверстия, которые позволяют рассеивать более горячий воздух, в то время как другие также имеют большое охлаждающее ребро, прикрепленное к самой лампе (см. Рисунок 3). Кроме того, в фонаре должна быть ручка регулировки положения линзы коллектора и приспособления (ручки или винты) для совмещения лампы и отражателя. Основная проблема заключается в том, что сама лампа не должна пропускать вредные ультрафиолетовые волны и должна иметь переключатель для автоматического отключения лампы, если корпус будет поврежден или открыт во время использования.

Как обсуждалось выше, ртутные дуговые лампы содержат точно измеренное количество металлической ртути внутри оболочки, и они заполнены аргоном или ксеноном, который действует как стартовый газ при испарении ртути. Когда лампы холодные, на внутренних стенках часто можно наблюдать маленькие капельки ртути, а давление газа внутри оболочки ниже, чем давление окружающей среды в одну атмосферу. После зажигания лампы ртуть испаряется в течение переходной фазы от 5 до 10 минут.В течение этого периода лампа работает при более высоком, чем обычно, токе, что требует размещения анода в нижней части лампы для обеспечения надлежащего испарения ртути. По этой причине патроны с наконечниками в ртутных лампах имеют разные диаметры (один меньше другого), чтобы обеспечить правильное расположение лампы, которая сама по себе имеет наконечник большего размера на анодном конце трубки. Таким образом, ртутные дуговые лампы размещаются внутри светильника вертикально, причем анод направлен вниз, а катод — вверх.При использовании ртутной лампы под углом, превышающим 30 ° от вертикального положения, дуга отклоняется в сторону кварцевой оболочки, что приводит к неравномерному нагреву и преждевременному потемнению лампы. Некоторые конструкции ртутных ламп включают отражающее покрытие на части оболочки, чтобы ускорить переходную фазу испарения и улучшить тепловое распределение. Поскольку температура оболочки в значительной степени влияет на внутреннее давление ртути, ртутные дуговые лампы чувствительны к потоку воздуха над колбой, и лампочка должна тщательно контролировать этот аспект.

Ртутные дуговые лампы требуют источника питания постоянного тока ( DC, ), который специально разработан с учетом требований к зажиганию и эксплуатации для каждой конструкции лампы. Типичный источник питания должен обеспечивать пусковой импульс до 50 киловольт для ионизации газа в дуговом промежутке, а также напряжение холостого хода, в три-пять раз превышающее номинальное рабочее напряжение лампы, чтобы нагреть катод до температур термоэлектронной эмиссии. Дополнительные требования включают максимальный уровень пускового тока для предотвращения чрезмерного теплового удара во время воспламенения.Пусковой ток может быть на несколько порядков больше, чем установившееся значение цепи лампы, и часто является причиной отказа зажигания. Источник питания лампы также должен ограничивать пульсации тока до менее 10 процентов (от пика до пика), чтобы обеспечить длительный срок службы лампы и стабильность света. Наконец, источник питания должен иметь возможность регулировать подаваемый ток в широком диапазоне, поскольку напряжение может значительно увеличиваться во время периода прогрева лампы.

Источники питания для ртутных дуговых ламп HBO 100, используемых в оптической микроскопии, обычно оснащены несколькими функциями, которые позволяют оператору контролировать условия эксплуатации и срок службы.Включены световой индикатор зажигания лампы , световой индикатор, который показывает, когда трансформатор достиг внутренней температуры в пределах допустимого диапазона, световой индикатор безопасности , предупреждающий оператора о том, что цепь безопасности корпуса лампы замкнута, и индикатор напряжения , который включается, когда трансформатор работает в допустимом диапазоне напряжений. Все коммерческие источники питания постоянного тока для ртутных ламп также имеют возможность перенастраиваемого отображения общего времени (в часах) работы лампы.

Лампы для дуговых ламп требуют постоянного осмотра и обслуживания. Узел патрона лампы и шнур питания следует периодически проверять на предмет окисленных металлических поверхностей (электродов розетки) и целостности шнура. Электроды с розеткой склонны к окислению, и их следует слегка очищать наждачной бумагой (или сверхтонкой наждачной бумагой) каждый раз при замене лампы, чтобы обеспечить хороший электрический контакт. Лампу, отражатель заднего зеркала и переднюю коллекторную линзу следует проверить и при необходимости очистить, чтобы удалить грязь, ворсинки и масла с отпечатков пальцев.Каждый раз при замене лампы необходимо проверять правильность работы сборки коллекторной линзы и механизмов позиционирования отражателя. Регулировочные ручки или винты осветителя следует отрегулировать, исследуя результирующее движение коллектора и отражателя, чтобы убедиться, что они перемещаются ожидаемым образом. Сильноточная линия электропередачи, соединяющая источник питания и фонарный столб, не должна быть обжата (как это может произойти, когда линия проталкивается между столом и стеной), поскольку этот маневр может растянуть или ослабить внутренние провода и привести к неисправности.

Давление паров ртути — обзор

2.1.1 Фотолиз

Облучение либо искусственным источником света (обычно выполняется с помощью ртутных ламп низкого или среднего давления), либо естественным солнечным светом является потенциальным средством ограничения выпуска фармацевтических препаратов через сточные воды в водную среду. Лабораторные исследования с использованием солнечного света и ламп с различными характеристиками показали, что некоторые фармацевтические препараты чувствительны к фотодеградации в различных водных матрицах [24,137].Фотолиз может происходить по прямому или косвенному механизму. В то время как прямой фотолиз химических веществ вызывается прямым поглощением солнечного света (что приводит к продвижению молекулы из основного состояния в возбужденное синглетное состояние), непрямой фотолиз происходит через поглощение света фотосенсибилизаторами, такими как растворенное органическое вещество (DOM ). Во время непрямого механизма образуются сильные реакционноспособные агенты, например синглетный кислород ( 1 O 2 ), гидроксильные радикалы (HO ) или алкилпероксильные радикалы ( OOR) in situ что может значительно усилить окисление в химической системе [8,137].

На разложение соединения в условиях облучения влияет поглощение УФ-энергии и квантовый выход конкретного соединения [4]. Поглощение УФ-энергии выражается в виде молярного коэффициента экстинкции, который является мерой того, насколько сильно химическое вещество поглощает свет на данной длине волны, что может быть использовано для его разложения [138, 139]. Кроме того, неорганическое и органическое содержание, присутствующее в водной матрице, тип и доза УФ-излучения, а также время контакта считаются важными факторами, определяющими эффективность удаления фармацевтических препаратов во время фотолиза.Высокие концентрации DOC и других неорганических веществ (например, карбонатов / бикарбонатов и хлоридов) могут сделать минерализацию фармацевтических препаратов весьма неэффективной [35]. Облучение УФС, которое широко используется в целях дезинфекции, оказалось более эффективным при разложении фармацевтических препаратов по сравнению с УФА [32]. Что касается дозы УФ-излучения, в научной литературе представлена ​​ограниченная информация, в то время как в некоторых случаях неоднородность данных не позволяет сравнивать различные проведенные исследования.Типичные дозы УФ-излучения, применяемые для эффективного удаления фармацевтических препаратов, находятся в диапазоне от 1 до 10 Дж / см — 3 , тогда как время обработки сильно зависит от состава воды и матрицы.

Фотолиз неэффективен при обработке фармацевтических препаратов в матрицах, содержащих большое количество твердых веществ в суспензии, поскольку квантовая эффективность снижается из-за потери света, рассеивания и / или конкурентного поглощения света. Стоит отметить, что при вышеупомянутых условиях устранение фармацевтических препаратов может быть достигнуто при более длительном лечении; тем не менее, это сопровождается незначительным удалением DOC.Кроме того, некоторые фармацевтические соединения (например, гидрофобные соединения) могут также избегать фотохимического разложения за счет сорбции взвешенными частицами. В целом, фотолитическая обработка оказывается эффективной, когда она применяется к воде с низкой концентрацией органических веществ (например, поверхностным и питьевым водам) [30,34,140]. Как правило, прямой фотолиз оказался менее эффективным для разложения фармацевтических препаратов в сточных водах по сравнению с другими АОП (фото-Фентон и фотокатализ TiO 2 ) [9,49].

Эффективность фотолитического процесса может быть значительно повышена, если УФ-облучение сочетается с H 2 O 2 . Окислительная способность H 2 O 2 может быть заметно улучшена за счет генерации HO за счет разрыва соединения OO фотонами адекватной энергии (выше 213 кДж моль — 1 , энергетическая связь, которая соответствует до длин волн менее 280 нм). Однако важно, чтобы при этом применении использовалась низкая концентрация окислителя, чтобы снизить стоимость обработки.Во время нанесения UV / H 2 O 2 скорость разложения зависит от концентрации окислителя, увеличиваясь до оптимального значения, за пределами которого имеет место ингибирующий эффект. При высокой концентрации HO происходят конкурентные реакции, поскольку эти радикалы склонны к рекомбинации, регенерируя H 2 O 2 [141].

Ртутная лампа высокого давления премиум-класса для улучшенного освещения

О продуктах и ​​поставщиках:
 Оцените мощное, надежное и улучшенное освещение с помощью превосходного и премиального качества. Ртутная лампа высокого давления  на Alibaba.com отвечает индивидуальным требованиям к освещению. Эти блестящие наборы фонарей не только эффективны и сверхмощны, но также долговечны и имеют больший срок службы по сравнению с лампами накаливания. Эти.  Ртутная лампа высокого давления  - это лампа высокого давления, обеспечивающая стабильный и мощный световой поток независимо от размера площади. Они идеально подходят для уличного освещения, освещения парковок и других областей, где свет играет решающую роль.Берите эти светильники у ведущих продавцов на сайте, чтобы получить невероятные предложения, которые никто не может позволить себе упустить. 

Блестящая подборка. Ртутные лампы высокого давления , предлагаемые на сайте, абсолютно энергоэффективны и идеально подходят для коммерческих помещений, где затраты на электроэнергию являются проблемой. Эти фонари доступны с различной мощностью, требованиями к напряжению и особым дизайном, чтобы соответствовать требованиям клиентов. Они обеспечивают более высокий уровень яркости и могут служить более 4000 часов.Некоторые разновидности также включают лампы для дезинфекции ультрафиолетом, лампы для отпугивания рептилий и многое другое.

Alibaba.com позволяет пользователям получить их. Ртутная лампа высокого давления от самых проверенных продавцов на сайте, чтобы найти доступные предложения. Эти светильники экологически чистые и оснащены передовыми системами освещения и схемотехникой для оптимальной работы. Они также идеально подходят для водоочистных сооружений, УФ-фотохимических реакций и известны своей высокой термостойкостью. Они поставляются с посеребренными медными проводами, что обеспечивает более высокую изоляционную способность и стабильную работу.

Эти товары можно найти на сайте, просматривая разнообразные. Ртутная лампа высокого давления модельного ряда на Alibaba.com и сэкономьте деньги на покупках. Эти продукты предлагаются с резервными копиями по гарантии, а также доступны с индивидуальными настройками. Продукция сертифицирована ISO, CE ROHS.

ртутная лампа


Ртутная лампа представляет собой газоразрядную лампу, в которой для получения света используется ртуть в возбужденном состоянии.Дуговый разряд обычно ограничивается небольшой дуговой трубкой из плавленого кварца, установленной внутри большой колбы из боросиликатного стекла. Внешняя колба может быть прозрачной или покрытой люминофором; в любом случае внешняя колба обеспечивает теплоизоляцию, защиту от ультрафиолетового излучения и удобный монтаж дуговой трубки из плавленого кварца.

Ртутные лампы (и их родственники) часто используются, потому что они относительно эффективны. Лампы с фосфорным покрытием обеспечивают лучшую цветопередачу, чем натриевые лампы высокого или низкого давления.Они также обладают очень долгим сроком службы, а также обеспечивают интенсивное освещение для нескольких областей применения.

Рекомендуемые дополнительные знания

Теория и отношения

Лампа на парах ртути представляет собой устройство с отрицательным сопротивлением и требует вспомогательных компонентов (например, балласта), чтобы предотвратить чрезмерный ток. Вспомогательные компоненты по существу аналогичны балластам, используемым в люминесцентных лампах.Он часто используется для наружного освещения (вывески), а также для зрительных залов и сцен.

Также, как и люминесцентные лампы, ртутные лампы обычно требуют стартера, который обычно находится внутри самой ртутной лампы. Третий электрод установлен рядом с одним из основных электродов и подключен через резистор к другому основному электроду. При подаче питания напряжение достаточно для зажигания дуги между пусковым электродом и соседним основным электродом. В результате дугового разряда образуется достаточно ионизированной ртути для зажигания дуги между основными электродами.Иногда также устанавливается термовыключатель, чтобы закоротить стартовый электрод на соседний основной электрод, полностью подавляя стартовую дугу, как только зажигается основная дуга.

Вариант: галогенид металла

В близкой конструкции лампы, называемой металлогалогенной лампой, используются различные другие элементы в смеси с ртутью. Обычно используются йодид натрия и йодид скандия. Эти лампы могут производить свет гораздо лучшего качества, не прибегая к использованию люминофоров. Если они используют пусковой электрод, всегда имеется термический переключатель закорачивания, чтобы исключить любой электрический потенциал между основным электродом и пусковым электродом, как только лампа загорится.(Этот электрический потенциал в присутствии галогенидов может вызвать повреждение стеклянного / металлического уплотнения). Более современные металлогалогенные системы не используют отдельный пусковой электрод; вместо этого лампа запускается с использованием импульсов высокого напряжения, как в натриевых лампах высокого давления. MetalArc — торговая марка Osram Sylvania для их металлогалогенных ламп; «Arcstream» и «MultiVapor» являются товарными знаками General Electric. Помимо использования в традиционном наружном освещении, эти лампы теперь используются в большинстве компьютерных и видеопроекторов.Однако лампа Philips UHP, представленная в 1995 году, содержит только ртуть. В качестве примера применения и эффективности ртутных ламп в 61-дюймовом телевизоре с обратной проекцией DLP Samsung (HL-S6187W) используется лампа Philips UHP мощностью 132 Вт.

Операция

При первом включении лампы ртутные лампы излучают темно-синее свечение, потому что ионизируется лишь небольшое количество ртути и давление газа в дуговой трубке очень низкое (большая часть света производится в ультрафиолетовые полосы ртути).Когда зажигается основная дуга, и газ нагревается и давление увеличивается, свет смещается в видимый диапазон, а высокое давление газа приводит к некоторому расширению полос излучения ртути, производя свет, который человеческому глазу кажется более белым (хотя это все еще не непрерывный спектр). Даже при полной интенсивности свет ртутной лампы без люминофора имеет отчетливо голубоватый цвет.

Рекомендации по цвету

Чтобы исправить голубоватый оттенок, многие ртутные лампы покрывают внутреннюю часть внешней колбы люминофором, который преобразует часть ультрафиолетового излучения в красный свет.Это помогает заполнить дефицитный красный конец электромагнитного спектра. Эти лампы обычно называют лампами с коррекцией цвета. Большинство современных ртутных ламп имеют это покрытие. Одна из первоначальных претензий к ртутным огням заключалась в том, что они заставляли людей выглядеть «бескровными трупами» из-за отсутствия света красного конца спектра. Также наблюдается усиление красного цвета (например, из-за непрерывного излучения) в ртутных лампах сверхвысокого давления (обычно более 200 атм.).), нашедший применение в современных компактных проекционных устройствах.

Излучает длины волн — 253,7, 365,4, 404,7, 435,8, 546,1 и 578,0 нм.

Соображения о световом загрязнении

Для мест, где световое загрязнение имеет первостепенное значение (например, автостоянка обсерватории), предпочтительнее использовать натрий низкого давления. Поскольку он излучает свет только на одной длине волны, его легче всего отфильтровать. На втором месте стоят ртутные лампы без люминофора; они образуют лишь несколько отчетливых линий ртути, которые необходимо отфильтровать.

Ультрафиолетовые опасности

Все лампы на парах ртути (включая металлогалогенные лампы) должны иметь элемент (или быть установлен в приспособлении, в котором есть элемент), предотвращающий выход ультрафиолетового излучения. Обычно эту функцию выполняет внешняя колба лампы из боросиликатного стекла, но следует проявлять особую осторожность, если лампа устанавливается в ситуации, когда эта внешняя оболочка может быть повреждена. [1] Были задокументированы случаи повреждения ламп в спортзалах, в результате чего возникали солнечные ожоги и воспаление глаз. [2] При использовании в таких местах, как спортивные залы, светильник должен содержать прочную внешнюю защиту или внешнюю линзу для защиты внешней колбы лампы. Также делаются специальные «предохранительные» лампы, которые намеренно перегорают при разбивании наружного стекла. Обычно это достигается с помощью тонкой углеродной полосы, используемой для соединения одного из электродов, который сгорает в присутствии воздуха.

Даже при использовании этих методов часть ультрафиолетового излучения все еще может проходить через внешнюю колбу лампы. Это приводит к ускорению процесса старения некоторых пластиков, используемых в конструкции светильников, в результате чего они значительно обесцвечиваются уже через несколько лет эксплуатации.Поликарбонат особенно страдает от этой проблемы; и нередко можно увидеть довольно новые поверхности из поликарбоната, расположенные рядом с лампой, которые через короткое время приобрели тусклый, похожий на ушную серу цвет. Некоторые полироли, такие как Brasso, можно использовать для удаления некоторой части пожелтения, но обычно с ограниченным успехом.

Конец срока службы

Пар ртути продолжает гореть и гореть, постоянно выделяя меньше света, при этом потребляя такое же количество энергии, как и новый. Thun, MJ; Альтман Р., Эллингсон О., Миллс Л. Ф., Таланский М. Л. (ноябрь 1982 г.). «Глазные осложнения неисправных ртутных ламп». Ann Ophthalmol. 14 (11): 1017-20. PMID: 7181332.

  • Уэймут, Джон (1971). Лампы электрические разрядные . Кембридж, Массачусетс: M.I.T. Нажмите. ISBN 0-262-23048-8 .

Ртутные лампы высокого давления

Ртутные лампы высокого давления Эта лампа состоит из кварцевой дуговой трубки, запаянной во внешней стеклянной оболочке или колбе.Внутренняя дуговая трубка изготовлена ​​из кварца, чтобы выдерживать высокие температуры, возникающие при выработке лампы до нормальной мощности. Два основных электроэрозионных электрода расположены напротив друг друга. концы трубки; они сделаны из спиральной вольфрамовой проволоки. Рядом с верхним основным электродом находится третий или пусковой электрод, соединенный последовательно с балластным резистором и соединенный с подводящим проводом нижнего основного электрода.

Дуговая трубка ртутной лампы содержит небольшое количество чистого газообразного аргона, который испаряется.При приложении напряжения между стартовым электродом и соседним основным электродом создается электрическое поле. Этот ионизирующий потенциал вызывает протекание тока, и при зажигании основной дуги выделяющееся тепло постепенно испаряет ртуть. Когда дуговая трубка заполнена парами ртути, она создает путь с низким сопротивлением для прохождения тока между основными электродами. Когда это происходит, пусковой электрод и его высокоомный путь автоматически отключаются.

После начала разряда замкнутая дуга становится источником света, причем один электрод действует как катод, а другой — как анод.Электроды будут менять функции при изменении полярности источника переменного тока.

Количество ртути в дуговой трубке тщательно измеряется для поддержания достаточно точного давления пара в расчетных условиях эксплуатации. Это давление различается в зависимости от мощности в зависимости от дуговой трубки. размеры, соотношение напряжения и тока и различные другие конструктивные факторы.

Для эффективной работы требуется поддержание высокой температуры дуговой трубки. По этой причине дуговая трубка заключена во внешнюю колбу из термостойкого стекла, что делает трубку менее подверженной воздействию окружающей температуры или охлаждению за счет циркуляции воздуха.В космос вводится около половины атмосферы азота. между дуговой трубкой и внешней колбой. Рабочее давление для большинства ртутных ламп находится в диапазоне двух до четырехкратного атмосферного давления. Лампы могут работать в любом положении; однако световой поток снижается при сжигании не в вертикальном положении. Ртутные лампы для освещения имеют мощность от 40 до 1000 Вт. Типы мощностью 175 и 400 Вт являются самый популярный. Ртутные лампы используются в уличном и охранном освещении, а также в наружном освещении.Сегодня в новых установках заменяют ртутные лампы. с более эффективными металлогалогенными системами или натриевыми системами высокого давления.

Металлогалогенные лампы Галогенидные лампы по конструкции аналогичны ртутным лампам, поскольку они состоят из кварцевой дуги. трубка, установленная во внешней стеклянной колбе; однако, помимо ртути, дуговые трубки содержат галогенидные соли, обычно йодид натрия и скандия. Во время работы лампы тепло от дугового разряда испаряет иодид вместе с ртутью.Результат — повышение эффективности примерно на 50 процентов. чем у ртутной лампы той же мощности вместе с превосходным качеством цвета дуги.

Количество испарившегося йодида определяет эффективность и цвет лампы и зависит от температуры. Металлогалогенные дуговые трубки имеют тщательно контролируемую форму уплотнения, чтобы поддерживать постоянную температуру между лампами. Кроме того, один или оба конца дуговой трубки имеют покрытие для поддержания желаемой температуры дуговой трубки.Между отдельными металлогалогенными лампами есть некоторые различия в цвете из-за различий в характеристиках каждой лампы.

В металлогалогенных лампах на одном конце дуговой лампы используется пусковой электрод, который работает так же, как и электрод в ртутной лампе. Биметалл Закорачивающий переключатель размещен между пусковым электродом и соседним основным электродом. Этот переключатель замыкается во время работы лампы и предотвращает возникновение небольшого напряжения между двумя электродами, которое в присутствии галогенидов могло вызвать нарушение герметичности дуговой трубки.

Натриевые лампы высокого давления Натриевые лампы высокого давления, обычно называемые HPS имеет самую высокую светоотдачу среди всех коммерческих источников белого света. Как и большинство других газоразрядных ламп высокой интенсивности, натриевые лампы высокого давления состоят из дуговой трубки, заключенной во внешнюю стеклянную колбу. Дуга работает в паре натрия при температуре и давлении, которые обеспечивают теплый цвет со светом во всех частях видимого спектра при температуре высокий КПД.Из-за химической активности горячего натрия кварц нельзя использовать в качестве материала дуговой трубки; Напротив, натриевые дуговые трубки высокого давления изготавливаются из глиноземной керамики (поликристаллический оксид алюминия), которая может выдерживать коррозионное воздействие горячих паров натрия.

На каждом конце дуговой трубки имеются вольфрамовые электроды с покрытием. Натрий помещается в дуговую трубку в виде химически неактивной натрий-ртутной амальгамы. Дуговая трубка заполнена газообразным ксеноном для облегчения запуска.

Натриевые лампы высокого давления доступны мощностью от 35 до 1000 Вт. Они могут работать в любом положении горения и имеют лучшую характеристику сохранения светового потока среди трех типов ламп HID. За исключением лампы мощностью 35 Вт, срок службы большинства натриевых ламп высокого давления составляет более 24 000 часов. Срок службы 35-ваттной лампы составляет 16 000 часов. Размеры 50, 70 и 150 Вт доступны как в базовом, так и в среднем исполнении.

Флуоресцентное освещение Флуоресцентные лампы из твердого стекла высокого давления в некоторой степени используются для прожекторного освещения там, где требуется слабый, сильно рассеянный свет.Сюда входят клубные парковки, торговые зоны, парки или лужайки. Эта лампа работает так же, как ртутная лампа, за исключением того, что люминесцентная лампа имеет внутреннее покрытие из материала, называемого люминофором, который излучает свет при бомбардировке электронами. В этом случае видимый свет является вторичным эффектом протекания тока через лампу. Как и лампы HID, люминесцентная лампа требует для работы пускорегулирующего устройства. Цвет, излучаемый светом, зависит от типа используемого люминофорного материала.

Балласты для газоразрядных ламп высокой интенсивности Все лампы HID имеют характеристику отрицательного сопротивления. В результате, если не используется устройство ограничения тока, ток лампы будет увеличиваться до тех пор, пока лампа не выйдет из строя. Балласты для HID-ламп обеспечивают три основные функции: регулировать ток лампы до нужного уровня. значение, чтобы обеспечить достаточное напряжение для запуска лампы и согласовать напряжение лампы с линейным напряжением. Балласты предназначены для обеспечения надлежащих электрических характеристик лампы в диапазоне первичного напряжения, указанного для каждой конструкции балласта.Показаны типовые балласты. на рисунке 6-15.

Рисунок 6-15.- Цепи балласта ртутных ламп. Балласты подразделяются на три основные категории в зависимости от используемой основной цепи: нерегулирующие, регулирующие с выводом и регулирующие с запаздыванием. Каждый тип имеет разные рабочие характеристики.

Строительство, работа и применение

Лампа — это устройство, которое загорается при подаче электрического тока.Существуют разные типы электрических ламп: лампы накаливания, ртутные, натриевые, CLF, светодиодные. Ртутная лампа была изобретена в 1901 году Питером (Нью-Йорк). Это разрядная лампа высокой интенсивности, которая имеется в продаже и призвана преодолеть недостаток люминесцентных ламп (которые являются лампами, чувствительными к холоду). Основным преимуществом этой лампы является то, что она излучает яркий белый свет с длительным расчетным сроком службы 24000 часов. Повседневное применение этой лампы можно наблюдать в уличном фонаре.

Что такое ртутная лампа?

Определение: Лампа, состоящая из испаренной ртути, генерирующей свет с помощью электрической дуги, известна как лампа на парах ртути. В основном эта лампа выделяет газ при нагревании или охлаждении. Ртуть, находящаяся внутри трубки, находится в жидкой форме (при комнатной температуре), которая ионизируется перед генерацией света. Его длина волны при низком давлении составляет от 184 нм до 253 нм.


Конструкция лампы

Состоит из 2 электродов, изготовленных из сплава вольфрама, помещенных вместе в среду, содержащую пары ртути и 25-50 торр чистого газообразного аргона.Эти электроды заключены в стеклянную трубку эллиптической формы из диоксида кремния.

ртутная лампа

Подключения внешней цепи от лампы приведены к следующим компонентам.

принципиальная схема
  • Балластный компонент похож на трансформатор с высоким реактивным сопротивлением рассеяния. Он состоит из 4 соединительных портов, таких как «Com, 240 В, 200 В, IGN»
  • Зажигатель, который состоит из трех портов, таких как красный, желтый и черный
  • Он состоит из 2 контактов полярности для подключения
  • Основная цель балласт и воспламенитель предназначены для контроля напряжения и тока.

Подключение порта балласта выполняется следующим образом:

  • Com-порт подключается к одному выводу лампы, порт 240 В подключается напрямую к фазе 200 В, балласт 200 В подключается к желтому порту воспламенителя, а Порт IGN подключен к красному порту воспламенителя.
  • Черная клемма воспламенителя подключена к нейтральной фазе, а также к другой клемме лампы.

Работа ртутно-паровой лампы

Пары ртути и неоновый газ (розового цвета), присутствующие в лампе, требуют высокого напряжения в начале зажигания.Когда подается высокое напряжение, мы можем наблюдать, что неоновый газ, который изначально был розового цвета, при нагревании превращается в оранжевый цвет. Он похож на 100-ваттную лампочку, и для ее полного включения требуется 5-7 минут.

Устройство зажигания, которое находится внутри, состоит из биметаллической ленты и конденсатора, обеспечивающего высокое пусковое напряжение. Когда биметаллическая полоса расширяется при нагревании, происходит короткое замыкание, после чего лампа включается. Когда эта биметаллическая полоса остывает, она отключает соединение и выключает лампу.Следовательно, при подключении балласта и воспламенителя к этой лампе пары ртути и неоновый газ нагреваются и расширяют внутреннюю колбу, чтобы осветить свет.

Ртутная лампа

Преимущества

Преимущества ртутной лампы включают следующее.

  • Они энергоэффективны (от 35 до 65 люмен / Вт)
  • Номинальный срок службы 24000 часов
  • Выходной свет — чистый белый свет
  • Обеспечивает высокую интенсивность
  • Возможны различные цвета, формы, размеры , и рейтинги.

Недостатки

К недостаткам ртутной лампы можно отнести следующее.

  • Плохое поддержание просвета
  • Перед тем, как лампа накаляется полностью, требуется прогрев от 5 до 7 минут
  • Время охлаждения составляет от 5 до 6 минут
  • Они чувствительны к напряжению

Применения ртутной паровой лампы

Области применения are

  • Промышленные зоны
  • Уличные фонари
  • Охрана
  • Лестничные клетки
  • Бытовая техника, например, гаражи.

Часто задаваемые вопросы

1). Опасны ли ртутные лампы?

Да, эти лампы опасны для жизни человека, когда есть утечка в большем количестве.

2). Какой газ используется в ртутной лампе?

Они заполнены порцией паров ртути и 25-50 торр газообразного аргона.

3). Каковы основные компоненты ртутной лампы?

3 основных компонента:

  • Балласт / трансформатор, который представляет собой трансформатор с высоким реактивным сопротивлением утечки
  • Воспламенитель
  • Он состоит из паров ртути и газообразного аргона.

4). Почему ртуть используется в лампах?

Для повышения эффективности использования энергии и увеличения срока службы

5). Каково назначение балласта и воспламенителя в ртутной лампе?

ПРА и воспламенитель предназначены для управления напряжением и током.

6). Какой диапазон у ртутной лампы?

Интервал лампы 24 000 часов.

7). Какой диапазон МВ — лампы?

Его длина волны при низком давлении находится в диапазоне от 184 нм до 253 нм.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *