 |
 |
 |
 |
Рис. 18.5. Зависимость световой отдачи r]v, общего индекса цветопередачи Ra и цветовой температуры Тцв от температуры амальгамы <ам (давления паров натрия и ртути). Наполнение:
Na 15 мг, Hg40 мг, р(Хе)» «2,7 кПа
650 700
отдача падает до 80-707о максимальной. Однако и при этом давлении наблюдается недостаток излучения в сине-голубой области спектра.
На рис. 18.6 показаны спектры при повышенных давлениях паров натрия. Работа ламп при более высоких давлениях паров натрия требует повышения температуры холодной зоны и ставит места спаев в более тяжелые условия, вследствие чего снижается их срок службы. Таким образом, улучшение качества цветопередачи НЛВД (повышение Гцв и Ra) связано со снижением световой отдачи и срока службы. Для выбора оптимального соотношения характеристик {Ra, Тцв, и срока службы т) имеется довольно большой простор, поскольку следует искать компромисс между улучшением Ra и Гцв и снижением цу и т. Окончательный выбор должен проводиться с учетом экономических показателей ОУ (см. § 1.2, 6.1). Видимо, увеличение Тцв выше 2400-2600 К у НЛВД нецелесообразно. В случае необхо-
отн.ед. | |||
\ 2800 к | |||
\ 2500 К | |||
Ш 500 | 700 Л,НМ 800 |
Рис. 18.6. Спектр излучения натриевой лампы высокого давления мощностью 400 Вт при повышенных давлениях паров натрия (Ne-H0,5 7оАг 2,67 кПа). При 7цв=2500К Ra=85, tii,j,=58 лм/Вт; при Гцв=2800 К Ra=78, tii,=45 лм/Вт
димости получения более высоких Гцв следует применять другие типы ламп, например металлогалогенные (см. гл. 15-17).
Заметное повышение Гцв удалось получить при импульсном питании НЛВД за счет повышения электронной температуры и более эффективного возбуждения нерезонансных линий натрия (см. [18.4, 18.6] и § 18.14), но целесообразность практической реализации этого способа сомнительна.
18.3. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ В ПАРАХ НАТРИЯ И ДРУГИХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
В § 18.1 приведено общее описание устройства натриевых ламп ВД. Здесь кратко рассмотрены особенности конструкции и работы отдельных узлов, а также ламп в целом. Лампы ВД с парами других щелочных металлов имеют аналогичную конструкцию и условия работы и поэтому отдельно не рассматриваются.
Разрядные трубки изготавливаются в основном из поликристаллического, реже из монокристаллического оксида алюминия. Сообщается также о применении трубок из Y2O3 [18.5]. Другие тугоплавкие оксиды (например. Be, Zr, Th, Mg) и шпинели (например, MgO-AbOs) не применяются из-за ряда недостатков. Выбор размеров трубок - см. § 18.9, 18.10.
Конструкции металлокерамических узлов (МКУ.). Вакуумно-плотные вводы металла в керамические (поликристаллические или монокристаллические) оболочки не могут делаться по типу хорошо освоенных впаев металла в кварцевое или другие сорта стекол [см. § 7.10]. Керамика и монокристаллы в отличие от стекла не имеют заметного интервала температур с плавным изменением вязкости и при нагреве до определенной температуры они практически сразу переходят из твердого состояния в жидкое. Поэтому вводы приходится осуществлять путем ваку-умно-плотной пайки металла с материалом оболочки. Наиболее подходящим металлом оказался ниобий, легированный цирконием, так как он имеет температурный коэффициент расширения, близко совпадающий с температурным коэффициентом расширения оболочки из поликристаллического оксида алюминия, обладает более высокой температурой плавления (около 2500 °С, что на 450°С выше, чем у керамики), не взаимодействует с парами ртути, натрия и других щелочных металлов при рабочих температурах, достигающих 800 °С и более, допускает изготовление тонкостенных вакуумно-плотных деталей сложной конфигурации, например колпачков, трубок и т. п.
В литературе описано большое количество конструкций МКУ (см., например, обзор [18.4]). Основные их типы схематично представлены на рис. 18.7. Наибольшее распространение в последние годы получили два из них: в виде керамического диска
Рис. 18.7. Схематический вид основных типов МКУ (в разрезе): а - ниобиевый ступенчатый колпачок: б - керамический диск с ниобиевой трубочкой, припаянной к плоскому дну с отверстием в разрядной трубке; в - керамическая заглушка с ниобиевой трубочкой по оси; г - керамический диск с впаянной ниобиевой проволокой по оси; д - аналогичный г, но для маломощных ламп; / - керамическая трубка; 2 - электрод; 3 - ниобиевый ступенчатый колпачок; 4 - штенгель; 5 - отверстие в штен-геле, б - керамическая заглушка или втулка; 7 -ниобиевая трубочка, вакуумио-плотно закрытая со стороны разрядной трубки; 8 - ниобиевая проволочка
С ниобиевой трубочкой по оси, припаянного к плоскому дну с отверстием у специальной монолитной керамической трубки (рис. 18.7,6), и в виде керамической втулки с ниобиевой трубочкой по оси, закрывающей торец разрядной трубки (рис. 18.7,в).
В производстве натриевых ламп ВД применяют два способа откачки и наполнения разрядных трубок: с испспьзованием штенгеля и без него. Соответственно этому у разрядных трубок со штенгельной откачкой конструкции штенгельного (откачного) и противоположного ему глухого МКУ различны. У бесштенгель-ных разрядных оба МКУ глухие и имеют одинаковую конструкцию.
Штенгель сл5жит, как обычно, для откачки и наполнения ламп в процессе изготовления. При работе он выполняет роль вакуумно-плотного токовво-да и держателя электрода, а его наружная часть служит холодной зоной, которая является резервуаром амальгамы натрия. Он представляет собой бесшовную трубочку из ниобия, концу которой, входящему внутрь лампы, придана специальная форма для крепления керна электрода. Объем штенгеля соединен с объемом разрядной колбы при помощи либо специальных отверстий (рис. 18.7,а), либо зазоров. Внешний конец штенгеля после вакуумной обработки, откачки и наполнения разрядной колбы зажигающим газом и амальгамой натрия герметизируется методом холодного отпая с последующим оплавлением аргонно-дуговой сваркой.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 [ 205 ] 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239