 |
 |
 |
 |
отнести оптимизацию теплового режима разрядной трубки, применение геттера, улучшение конструкции электродов и применение более стойкого к распылению эмиттера, улучшение состава стеклоцементов и кристаллической структуры керамики за счет применения более качественных материалов и усовершенствования технологии и др.
В настоящее время некоторые авторы считают, что этот рост Uji(r) связан не столько с убылью натрия, сколько с постепенным потемнением приэлектродных участков разрядной трубки от оседания продуктов распыления электродов и эмиттера. Потемнение приводит к увеличению поглощения излучения электродов, росту температуры и повышению вследствие этого давления паров натрия и ртути.
Электроды по конструкции аналогичны электродам ртутных ламп ВД (подробнее см. в гл. 9).
18.4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ СВЕТОВОЙ ОТДАЧИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РТУТНО-НАТРИЕВОГО РАЗРЯДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ОТ УСЛОВИИ РАЗРЯДА
Световая отдача столба цуа и градиент потенциала Е являются сложными функциями условий разряда, к которым для ртутно-натриевых ламп ВД относятся /, d-, pua, pag, Рхе и Гтр. В принципе зависимости r\vci и Е от этих параметров разряда могут быть получены теоретически из решения уравнения баланса энергии столба. Однако при решении этого уравнения для ртутно-натриевого разряда ВД до сих пор для количественного совпадения расчетов с экспериментом в расчет приходится вводить ряд корректирующих коэффициентов, находимых из сравнения эксперимента с расчетом (см. § 18.8). Поэтому важность экспериментального определения цуст а Е от условий разряда не потеряла своего значения.
В экспериментах большей частью в качестве независимых параметров, однозначно определяющих рка и pg, принимают состав амальгамы p,Na и температуру холодной зоны Тол, поскольку эги параметры удобнее контролировать и регулировать. Следует подчеркнуть далее, что экспериментально довольно трудно осуществлять изменение только одного отдельно взятого параметра, сохраняя остальные неизменными. Так, например, при изменении Тхол и постоянных значениях p,Na, di я I одновременно изменяются рка, PHg и Гтр; при изменении di и постоянных
значениях [ХНа, Гкол,
/ меняется Гр и т. д. Только в 80-х годах для проверки теории были осуществлены специальные экспериментальные исследования, позволившие выяснить влияние отдельных параметров на tji/ct (см. § 18.8).
Первые систематические экспериментальные зависимости световой отдачи от давления паров натрия при различных токах
были получены К. Шмидтом для чисто натриевого разряда с добавкой ксенона [18.3]. В дальнейшем в ряде работ были экспериментально исследованы оптические и электрические характеристики ртутно-натриевого разряда (обзор см. в [18.4, 18.11]). Однако из опубликованных работ не удавалось получить полный набор количественных зависимостей для основных удельных характеристик ртутно-натриевого разряда ВД, необходимых для построения инженерных методов расчета ламп. В целях получения требуемых данных во ВНИСИ в 1971-1974 гг. были проведены эксперименты по определению rji/ст, £ и в зависимости от состава и температуры амальгамы натрия при различных силах тока [18.12]. Ниже приведена часть полученных результатов. Подробнее см. в [18.11].
Методика эксперимента. Эксперименты проводились на образцах разрядных трубок, изготовленных из керамических трубок типа «поликор», герметизированных с торцов ниобиевыми двухступенчатыми колпачками на стеклоцементе (см. рис. 18.7,а). Лампы имели два штенгеля: один короткий, другой длинный. Разрядные трубки имели внешний диаметр 9-9,2 мм, внутренний 7,4 мм, общую длину ПО мм и межэлектродное расстояние 75-89 мм.
Обследовались образцы ламп с исходным содержанием атомных долей натрия в амальгаме 100; 93,5; 87,5; 78 и 69,57о.
Холодная зона фиксировалась в длинном штенгеле. С этой целью он погружался в индиевую «баню», температура которой могла регулироваться и поддерживаться на требуемом уровне при помощи специального нагревателя. Температура «холодной точки» контролировалась при помощи термопары, покрытой слоем алунда и прикрепленной к штенгелю. Верхний, короткий штенгель дополнительно утеплялся так, чтобы его температура во всем диапазоне измерений была выше, чем у длинного штенгеля.
Исследуемая разрядная трубка с устройством для термоста-тирования, регулирования и измерения температуры холодной зоны помещалась внутрь стеклянной разборной колбы, которая вакуумировалась до давлений, не превышающих 0,1 Па (10- мм рт. ст.). Часть измерений проводилась при наполнении колбы аргоном. Схема установки показана на рис. 18.10.
Для каждого образца с заданным составом амальгамы снимались зависимости напряжения на лампе (/л, силы света и контура резонансных линий натрия от температуры холодной зоны при фиксированной силе тока. Вся серия разрядных трубок была обследована в диапазоне температур холодной зоны от 300 до 800 °С при силах тока 3, 4, 5 и 6 А.
Градиент потенциала столба определялся из измерений по формуле E=(Uji-С/ак)А при fa.K5 В. Световая отдача столба в относительных единицах определялась из измерений силы
света по формуле
Цу cr~IvjEI.
Зависимость световой отдачи столба. На рис. 18.11,а представлена в качестве примера зависимость f]v ст в относительных единицах от хол Для нескольких сил тока при атомном содержании p.Na=82,57o и с?1 = 7,4 мм. Как видно из рисунка, цусг имеет максимум от хол и возрастает с ростом тока. Положение максимума для токов от 3 до 6 А соответствует температурам холодной зоны от 680 до 630 °С, причем с ростом тока температура холодной зоны, соответствующая максимуму t]v ст, несколько падает.
Аналогичный характер имеют кривые t]v ст и для других обследованных значений p,Na- Наибольшее значение tjvct наблюдается для (лыа - около 0,7-0,75.
Рис. 18.10. Схематический вид экспериментальной установки для поддержания и регулирования температуры «хо.тодной» зоны натриевой лампы высокого давления:
/ - съемная колба из термостойкого стекла; 2 - утеплитель; S - натриевая лампа ВД: 4 - индиевая баия; 5 - электрический нагреватель; 6 - термопара
Рис. 18.11. Зависимость световой отдачи столба натриево-ртутного разряда ВД в зависимости от txojt при различных значениях тока и составе амальгамы с атомным содержанием р,ма=82,5 %, di=7,i мм (а) и от p,Na (б)
500 BOO 700 800
72-10 -8 -6-
БО 65 70 75 80 85 ,Уfд,aтoм.co9epжc(нue %
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