 |
 |
 |
 |
путем увеличения потерь электронов и ионов за счет их ускоренной рекомбинации. Этого можно достичь, уменьшая давление инертного газа, так как при этом увеличивается скорость биполярной диффузии зарядов к стенке, применяя инертный газ, обеспечивающий больший коэффициент биполярной диффузии, уменьшая диаметр трубки или применяя трубки с большим отношением поверхности к объему (периметра к поперечному сечению), а также размещая в объеме разряда поверхности, способствующие рекомбинации на них электронов с ионами.
Концентрация электронов Пе при том же токе {je=enebeE) может быть снижена за счет увеличения сечения разряда, т. е. диаметра трубки, увеличения градиента потенциала (см. выше) и увеличения подвижности электронов be путем снижения давления инертного газа и выбора газа, обеспечивающего наибольшую подвижность электронов.
Уменьшение тушащих соударений может быть достигнуто путем уменьшения Пе, уменьшения пути фотонов в разряде за счет уменьшения диаметра, применения трубки с не круглой, а более плоской формой сечения или вытеснения разряда от оси к стенкам.
Все эти пути были исследованы и практически опробованы как за рубежом, так и в нашей стране.
На практике нашли применение ЛЛ с повышенной нагрузкой в трубках с круглым поперечным сечением, в которых повышение световой отдачи достигается за счет подбора состава и давления инертного газа и поддержания давления паров ртути на оптимальном уровне.
Люминесцентные лампы повышенной мощности в трубках с некруглым сечением, выпускавшиеся в 50-х годах некоторыми зарубежными фирмами, например «Вестингауз» (США) под маркой SHO (сверхвысокой отдачи), из-за ряда недостатков не нашли применения и перестали выпускаться. Однако поскольку в этих лампах были использованы интересные технические решения, кратко остановимся на их особенностях.
Практически были рса.11изованы лампы с вмятинами (испытывались также и винтообразные), обеспечивающие достаточную механическую прочность конструкции. Вмятины делались как с одной стороны трубки, так и поочередно с противоноложны,х сторон (рис. 10.22,е и г). Со стороны разряда вмятины представляют выступы, входящие в плазму. В такой лампе удлиняется эффективный путь разряда (примерно на 20 7о), увеличивается отношение периметра к сечению и уменьшается средний путь фотонов в плазме. Благодаря этому получаются более высокие значения Е к Те п улучшается выход ЬФ-излучения. Ранты (края) вмятин вследствие меньшей плотности тока с этих зонах меньше нагреваются и являются холодными зонами. При правильном подборе формы они имеют температуру, оптимальную с точки зрения давления паров ртути.
Рис. 10.22 Некоторые способы создания «холодных» зон в Л Л повышенной
интенсивности:
а - лампа с «холодными» зонами в заэлектродных областях; б - лампа с выступающим отростком; в -желобковая лампа (общий вид части лампы); г -желобковая
лампа в разрезе
Начальная световая отдача подобных ламп была на 5-10 % выше, чем у аналогичных ламп круглого сечения. Однако спад потока со временем оказывался значительно более быстрым, так что в среднем световая отдача ЛЛ с вмятинами оказывалась заметно ниже. Быстрый спад потока объяснялся весьма значительной неравномерностью плотности об.пучения, ионной бомбардировки и нагрева по сечению. В центре выступов (вмятин) плотность в десятки раз превышала среднюю плотность в трубке с круглым сечением, что приводило к быстрому росту процессов разрушения люминофора. Это обстоятельство, а также значительная сложность изготовления привели к тому, что эти лампы не ползчили распространения.
Методы поддержания оптимального давления паров ртути при повышенных w. В лампах, работающих при температурах колбы выше 50-60°С, оптимальное давление паров ртути Ропт может быть обеспечено путем поддержания небольшого участка колбы при более низкой температуре, соответствующей р опт, или путем применения амальгам ртути, имеющих более низкую упругость пара ртути (о лампах с амальгамами см. в § 11.7).
Холодные зоны могут быть получены путем увеличения теплоотвода с внешней поверхности лампы, или путем уменьшения притока тепла к небольшому участку колбы изнутри, или одновременно тем и другим способом. Были опробованы следующие методы поддержания давления паров ртути на оптимальном уровне при помощи искусственного создания холодных зон:
1. Применение тепловых экранов на концах лампы для создания холодных зон за электродами. С этой целью позади электродов на некотором расстоянии от них помещаются экраны, например, из никелевой жести, хорошо отражающие излучение электродов и разряда (рис. 10.22,а). Оптимальные расстояния увтанавливаются опытным путем, так как расчеты сложны
и содержат много допущений. К недостаткам этой конструкции относятся неприятное зрительное ощущение от затемненных концов лампы, усложнение конструкции и рост концевых потерь.
2. Изготовление ламп с небольшими выступающими отростками, которые меньше нагреваются разрядом, вследствие чего имеют более низкую температуру (рис. 10.22,6).
3. Применение радиаторов различной конструкции, укрепляемых на охлаждаемом участке поверхности лампы и увеличивающих теплоотвод. Использование радиаторов усложняет монтаж ламп.
4. Увеличение теплоотвода путем обдува ламп при помощи вентиляторов. Этот метод удобно использовать только при наличии установок кондиционирования воздуха.
5. Охлаждение при помощи автоматически действующих термоэлектрических холодильников. Этот метод не используется из-за высокой стоимости таких холодильников.
В настоящее время искусственные холодные зоны нашли практическое применение в компактных ЛЛ (КЛЛ) (см. § 11.6). В Других случаях применяют амальгамы.
Выбор состава наполняющего газа и его давления. Исследование вопроса показывает, что с точки зрения повышения начальной световой отдачи преимущество применения того или иного газа зависит от удельной мощности (рис. 10.23). При малых мощностях, когда вторичные процессы малы, световой поток растет пропорционально мощности. По мере повышения мощности возрастает роль вторичных процессов (тушение и ступенчатое возбуждение) и тепловых потерь; рост светового потока замедляется, постепенно приближаясь к определенному пределу. Чем тяжелее наполняющий газ, тем круче подъем кривой вначале, но тем раньше наступает насыщение и при меньшем значении светового потока. Уровень насыщения определяется в основном электронной температурой. Поэтому он тем выше и наступает при тем больших мощностях, чем легче газ. Более крутой подъем кривых вначале в тяжелых газах объясняется меньшими тепловыми потерями (т/тг).
Рассмотрение кривых на рис. 10.23 и данных § 10.2 и 10.4 приводит к следующим выводам.
Повышение удельной мощности за счет увеличения тока вызывает падение световой отдачи.
При малых удельных мощностях наполнение тяжелыми инертными газами дает более высокую световую отдачу, но по мере повышения удельной мощности это преимущество перемещается в сторону более легких газов. Для ламп диаметром 38 мм при удельных нагрузках, больше чем в 2,5 раза превышающих оптимальные, наполнение неоном дает более высокую световую отдачу, чем наполнение аргоном.
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