Která z vysokotlakých výbojek. Různé vysokotlaké rtuťové výbojky. Výhody a nevýhody rtuťových výbojek
Nejprve si všimneme, že všechny zdroje rtuti jsou rozděleny do tří skupin - jedná se o nízkotlaké výbojky (RLND), vysokotlaké výbojky (RLHP) a ultravysokotlaké výbojky (RLSVD). První skupinu představuje nejrozšířenější typ v domácí i profesionální sféře - zářivky. Mezi nimi:
1. . Vyrábějí se ve tvaru U, prstencového tvaru a rovné (ve formě běžné výbojky). Jsou vybaveny kolíkovou základnou a mají různé standardní velikosti a také široký rozsah výkonu (od 15 W do 80 W). Ekonomicky spotřebovávají energii a používají se všude - od bytů, kanceláří a vzdělávacích institucí až po obchody a průmyslové prostory.
2. . Vybaveno zásuvkami typu kolík a šroub. Ty jsou navrženy tak, aby přímo nahradily klasickou žárovku a vyznačují se energetickou účinností. Jsou vyrobeny ve tvaru spirály, ve tvaru čtverce, trubky složené na polovinu a čtyři, a také opakují vnější design svého předchůdce: „hruška“, „koule“, „svíčka“ a „svíčka ve větru“ “. Výkon se pohybuje od 5 W do 30 W, což odpovídá 25 W a 100 W běžné Iljičovy žárovky.
Nízkotlaké rtuťové výbojky se používají především pro osvětlení obytných prostor a veřejných budov a instalují se do uličních systémů (osvětlení místních částí, vchodů). Ekonomicky využívají energii a vytvářejí jasné proudy světla různých barevných teplot – od žlutých tónů, připomínajících žárovkové osvětlení, až po denní a studené světlo.
Naproti tomu vysokotlaké rtuťové zdroje se používají výhradně v pouličním a průmyslovém osvětlení. Používají se na místech, kde je účinnost mnohem důležitější než podání barev: žárovky vytvářejí dobré osvětlení, ale bez jasné reprodukce barev a obrysů. Kvůli této „rozmazanosti“ se nedoporučuje používat lampy v místnostech s neustálou přítomností lidí, protože to může způsobit problémy se zrakem. Ideálními prostory pro RLVD jsou průmyslové dílny, chodby atd.
Vysokotlaké a ultravysokotlaké rtuťové výbojky:
1. Rtuťová oblouková lampa nebo DRL. Princip činnosti a vnější provedení žárovek jsou velmi podobné rtuťovým wolframovým výbojkám, se kterými jsou v praxi často zaměňovány, proto vám prozradíme, jaký je mezi nimi klíčový rozdíl. DRL pracuje pouze s předřadníky, které fungují jako omezovač proudu. Žárovky DRV se snadno obejdou bez předřadníku, protože v designu není žádný indukční předřadník a samotný wolframový drát hraje roli omezovače.
Tato funkce snižuje intenzitu rtuťových wolframových zdrojů o 30 %, což umožňuje obloukovým rtuťovým zdrojům zaujmout první místo při vytváření pouličního osvětlení (barva žárovek je vylepšena fosforem, kterým je žárovka uvnitř potažena) . Pomocí DRL jsou osvětleny dálnice, ulice, parky a náměstí, parkoviště a čerpací stanice, sklady a průmyslové objekty.
2. Rtuťová oblouková lampa s emitujícími přísadami nebo DRI. Konstrukce žárovky je stejná jako u předchozí verze, ale ingredience používané k plnění hořáku jsou odlišné. Typ žárovek je metalhalogenid, proto jsou spolu se rtutí do hořáku umístěny halogenidy kovů (sodík, indium a další prvky v přísných poměrech). Přítomnost halogenidů umožňuje zvýšit světelný výkon zdrojů (v průměru 70-90 Lm/W a vyšší), stejně jako zlepšit podání barev.
Vylepšené verze DRI jsou vyráběny s keramickým hořákem, jako tepelně nejodolnější a nejpraktičtější varianta: na rozdíl od skla vnitřní keramická baňka tmavne několikrát méně, protože je velmi odolná vůči chemickým reakcím. Zařízení jsou vybavena podhledovou základnou (Rx7S a další), stejně jako klasické E27 a E40, které jsou ideální pro náhradu klasické žárovky.
Obloukové zdroje s přísadami se používají v obecných systémech veřejného osvětlení a jako barevné architektonické osvětlení (barva záře závisí na náplních hořáků). A určité typy DRI s indexem podání barev 12 Ra, který vytváří nazelenalou záři, používají rybářská plavidla k přilákání planktonu.
3. Oblouková rtuťová výbojka se zrcadlovým povlakem nebo DRIZ, představující kovový halogenidový světelný zdroj. Složení hořáku odpovídá vzorci DRI, ale žárovka obsahuje na vnitřní straně reflexní vrstvu. Přítomnost zrcadlové vrstvy umožňuje vytvořit směrový tok světla a speciální přídavná základna, kterou je žárovka vybavena, umožňuje regulovat směr záření.
4. Zdroje rtuť-křemenné kuličky nebo DSH. Jedná se o ultravysokotlaké žárovky, které produkují silný proud světla. Hořák je kulový a je umístěn ve vnější baňce s válcovitými „nohami“. Neobvyklá konstrukce zajišťuje odolnost zařízení za podmínek vysokého tlaku, částečně odvádí teplo z hořáku a chrání díly před oxidací.
Koncentrace elektrických výbojů v takových lampách dopadá na úzkou mezeru mezi elektrodami, takže jas světla je velmi vysoký. Zvláštnosti práce udělaly z kulové lampy oblíbený zdroj světla v projektorech a reflektorech, často se používá při natáčení, vytváření filmových projekcí a dalších činnostech, kde je nesmírně důležité správně zprostředkovat barvu předmětů a okolního prostoru.
5. Oblouková rtuťová výbojka nebo DRT, vyrobený ve válcové baňce z křemenného skla. Hořák je naplněn inertním plynem (argonem) a kovovou rtutí, strukturálně opakující formát DRL. Vyžadují připojení předřadníků pro zajištění plného rozběhu žárovky. Mají velmi široký výkonový rozsah (od 100 W do 12000 W) a jsou určeny pro speciální aplikace: dezinfekce vzduchu a povrchů, dezinfekce potravin a vody, sušení laků, barev a další činnosti.
Podtypy trubicových žárovek:
Křemen. Jsou vyrobeny ve formě běžné zářivky, ale vyznačují se nepřítomností fosforu. K výrobě baňky používají něco, co může propouštět ultrafialové světlo. Taková zařízení jsou určena k dezinfekci povrchů, prostor a předmětů. Přítomnost lidí nebo zvířat během křemení musí být vyloučena, protože ozón se koncentruje ve vzduchu a jeho vysoké koncentrace jsou zdraví škodlivé.
Existují speciální ultrafialové lampy známé jako „erytémové“ lampy.. Jejich baňka se také skládá z křemenného skla, ale zde jsou na rozdíl od běžné křemenné lampy vnitřní stěny potaženy fosforem určitého složení, který propouští ultrafialové záření v přesně stanoveném rozsahu. Zpravidla se jedná o blízké a střední vlny, které. Takové „opalování“ je omezeno na několik minut a ve velkém množství může poškodit tělo.
Baktericidní. K výrobě baňky se používá speciální uviolové sklo, které během provozu pečlivě filtruje ozón a zabraňuje jeho vnikání do vzduchu. Lampy jsou určeny k ošetření místností, povrchů nebo vody, mají vlastnosti, ale fungují v režimu šetrném k živým organismům. Křemenné výbojky bez ozónu se používají v bytech, dětských ústavech, potravinářské výrobě a v jakýchkoli dalších prostorách, kde je nutné zničit bakteriální pozadí bez poškození zdraví.
Zářivky diskutované v předchozím článku jsou nízkotlaké výbojky. Výboj v nich nastává při tlaku par rtuti nejvýše 0,1 mm Hg nebo 10 pascalů (Pa). Emisní spektrum výboje při takových tlacích má čárový charakter a jak již bylo zmíněno, až 80 % výbojového výkonu pochází ze dvou UV čar: 257 a 185 nm a podíl pěti čar ve viditelné části spektrum je jen asi 2 %.
Pokud se tlak rtuťových par zvýší, pak se nejprve všechny čáry „rozostří“ a změní se na pruhy, pak dojde k přerozdělení energie: záření v UV oblasti slábne a ve viditelné oblasti se zvyšuje. Při tlaku par rtuti asi 1000 mmHg se podíl viditelného záření zvyšuje natolik, že světelná účinnost výboje dosahuje 20-25 lm/W, to znamená, že je větší než u běžných žárovek. Ale zároveň je veškeré viditelné záření soustředěno v modrozelené části spektra a žluté a červené světlo zcela chybí. Mnoho lidí zná světlo lékařských UV ozařovačů - poměrně nepříjemnou modrozelenou barvu, která značně narušuje vzhled osvětlených předmětů, zejména lidských tváří. Tyto ozařovače využívají vysokotlaké rtuťové výbojky typu DRT (obloukové, rtuťové, trubicové).
I přes relativní zeslabení podílu UV záření zůstává stále ve spektru výboje v dosti velkém množství (asi 40 % výkonu dodaného do výboje). Stejně jako u nízkotlakých zářivek lze toto záření pomocí fosforu přeměnit na viditelné záření. Pokud je ale u běžných zářivek teplota stěn žárovky jen o málo vyšší než teplota okolního vzduchu, pak u vysokotlakých žárovek jsou rozměry žárovek mnohem menší a teplota na stěnách dosahuje 500 - 600 oC . Dosud nebylo možné najít fosfory, které by účinně fungovaly při takových teplotách.
Problém byl vyřešen na počátku 50. let minulého století. Uvnitř další mnohem větší baňky byla umístěna malotlaká vysokotlaká rtuťová výbojka a na vnitřní povrch této baňky byl nanesen luminofor, který má největší účinnost při teplotě 200 - 300 oC a vyzařuje převážně do červena. kraj. V dnešní době se jako fosfor nejčastěji používá europiem aktivovaný fosforečnan yttrium-vanadičnan. Od roku 1952 začala sériová výroba takových lamp předními světovými výrobci - General Electric, Philips, Osram. Dnes z hlediska objemu výroby zaujímají vysokotlaké rtuťové výbojky s fosforem třetí místo po žárovkách a zářivkách.
Na Obr. Obrázek 1 ukazuje zařízení rtuťové výbojky.
Rýže. 1. s fosforem
K noze 3 je připevněna výbojková trubice 1 („hořák“) z křemene s držáky 2 z dosti silného niklového drátu (u výkonných žárovek je hořák podepřen také držákem pružiny 4, spočívajícím na vnější baňce). Noha 3 je hermeticky uzavřena do vnější baňky 5, zevnitř potažena vrstvou fosforu 6. Vysokotlaké rtuťové výbojky používají samozahřívací elektrody 7 ve formě spirály navinuté na wolframovou tyč (jádro) a potažené aktivační látka. Kromě hlavních elektrod 7 mají lampy zapalovací elektrody 8, umístěné v blízkosti hlavních a elektricky spojené s protilehlými elektrodami přes omezovací odpory 9. K vnější baňce je pomocí vysokoteplotního tmelu A připevněna standardní závitová základna tepelný štít 11 je připevněn mezi hořák a základnu (obvykle ze slídy). Vnitřní objem hořáku je naplněn inertním plynem argonem o tlaku 10 až 50 mm Hg (v závislosti na výkonu výbojky) a rtutí.
Na rozdíl od zářivek, ve kterých je rtuť vždy v kapalném stavu, vysokotlaké lampy množství rtuti je přísně dávkováno a při provozu lamp je rtuť v hořácích pouze v plynném stavu při tlaku par 1000 - 1500 mm Hg (1,5 - 2 atmosféry). K dosažení tak vysokých tlaků rtuťových par musí být teplota stěn hořáku alespoň 500 °C. Proto jsou hořáky vysokotlakých lamp vyráběny pouze z křemene. Prostor mezi hořákem a vnější baňkou je vyplněn plynem (technický argon).
Schéma zapojení pro vysokotlaké rtuťové výbojky jednodušší než zářivky (obr. 2).
Rýže. 2. Schéma zapojení vysokotlakých rtuťových výbojek
V důsledku přítomnosti zapalovacích elektrod umístěných velmi blízko těch hlavních dochází mezi těmito elektrodami k výboji při napětích pod napětím sítě. Tento výboj je velmi slabý, protože jeho proud je omezen odpory 9, ale vytváří počáteční ionizaci plynu v hořáku, díky které výboj prochází k hlavním elektrodám. Hlavní vybíjecí proud je omezen pouze tlumivkou a jeho hodnota při prvním zapnutí po zapnutí je 2-3x větší než po úplném vyhoření žárovky. Výbojový proud ohřeje hlavní elektrody na teplotu, která zajistí dostatečnou emisi elektronů z nich (1000 - 1200 °C). Díky vysokému výbojovému proudu se stěny hořáku začnou zahřívat, rtuť na nich se postupně zcela odpaří a procesy v lampě se stabilizují. Spalovací proces trvá poměrně dlouho - od 7 do 10 minut.
Stejně jako v obvodech se zářivkami vytváří induktor fázový posun mezi proudem a napětím (cos p ~ 0,5). Pro kompenzaci tohoto posunu je paralelně k řetězu lampy a induktoru připojen kompenzační kondenzátor.
Vysokotlaké rtuťové výbojky s fosforem Dostupné ve jmenovitých výkonech 80, 125, 250, 400, 700 a 1000 W; Občas se objeví lampy s výkonem 50 a 2000 W. Svítidla o výkonu 50, 80 a 125 W jsou k dispozici s paticí E27, výkonnější žárovky s paticí E40. Ztráty výkonu v tlumivkách zpravidla nepřesahují 10%.
Světelná účinnost moderních žárovek je od 40 do 60 lm/W; životnost - až 24 000 hodin. Podle těchto parametrů vysokotlaké rtuťové výbojky výrazně předčí žárovky, což předurčilo jejich velmi široké rozšíření.
Kromě vysoké světelné účinnosti a dlouhé životnosti mají vysokotlaké rtuťové výbojky další výhody: relativní kompaktnost; snadnost začlenění; široký rozsah výkonu; velmi slabá závislost parametrů na okolní teplotě.
Nevýhody takových žárovek:
1. Nízká kvalita barevného podání (Ra = 45 - 50; u zahraničních lamp Delux a Super Delux - ne vyšší než 55).
2. Velké pulzace světelného toku (65 - 75%).
3. Dlouhá doba hoření (až 10 minut).
4. Nemožnost opětovného zapnutí horké lampy - pokud lampa náhodou zhasne, lze ji znovu zapnout až po vychladnutí hořáku.
5. Vysoká teplota na vnější baňce (250 - 300 oC).
Vysokotlaké rtuťové výbojky jsou široce používány tam, kde není vyžadována kvalita barevného podání - v pouličním osvětlení, skladech, průmyslových provozech (v přítomnosti rotujících částí - s povinným zařazením sousedních lamp v různých fázích) atd.
Klasifikace, značení a označení rtuťových výbojek
Vysokotlaké rtuťové výbojky jsou klasifikovány podle výkonu.
V Rusku se lampy vyrábějí pod názvem DRL (obloukové, rtuťové, zářivky), pak se výkon uvádí ve wattech.
V zahraničí každá firma vyrábí lampy pod svým jménem: Philips - HPL; Osram - HQL; General Electric - MBF; Sylvánie - HSL a HSB; Radium - HRL. Podle mezinárodního systému označení ILCOS se všechny tyto lampy nazývají QE.
Tabulka 1 ukazuje průměr parametry některých typů vysokotlakých rtuťových výbojek s fosfory.
Pro pojmenování všech typů takových světelných zdrojů v domácí osvětlovací technice se používá termín „výbojka“ (RL), obsažený v Mezinárodním slovníku osvětlení schváleném Mezinárodní komisí pro osvětlení. Tento termín by měl být používán v technické literatuře a dokumentaci.
Podle plnícího tlaku se rozlišují nízkotlaké RL (RLND), vysokotlaké RL (RLVD) a ultravysokotlaké RL (RLSVD).
RLND zahrnuje rtuťové výbojky s parciálním tlakem rtuťových par v ustáleném stavu menším než 100 Pa. Pro RLVD je tato hodnota asi 100 kPa a pro RLSVD - 1 MPa nebo více.
Nízkotlaké rtuťové výbojky (LPHM) Vysokotlaké rtuťové výbojky (HPHM)
RLVD se dělí na lampy pro všeobecné a speciální účely. První z nich, mezi které patří především rozšířené DRL výbojky, se aktivně využívají pro venkovní osvětlení, ale postupně jsou nahrazovány účinnějšími sodíkovými a metalhalogenidovými výbojkami. Speciální lampy mají užší rozsah použití, používají se v průmyslu, zemědělství a medicíně.
Emisní spektrum
Rtuťové páry vyzařují následující spektrální čáry používané v plynových výbojkách:
Nejintenzivnější čáry jsou 184,9499, 253,6517, 435,8328 nm. Intenzita zbývajících čar závisí na režimu vybíjení (parametrech).
Druhy
Vysokotlaké rtuťové výbojky typu DRL
DRL (D ugovaya R moruše L luminiscenční) - označení přijaté v domácí osvětlovací technice pro RLVD, ve kterém se pro korekci barvy světelného toku s cílem zlepšit podání barev používá záření fosforu aplikovaného na vnitřní povrch žárovky. K výrobě světla využívá DRL princip neustálého hoření výboje v atmosféře nasycené rtuťovými parami.
Používá se pro celkové osvětlení dílen, ulic, průmyslových podniků a dalších objektů, které nemají vysoké požadavky na kvalitu barevného podání a místností bez trvalého obývání.
přístroj
První DRL lampy byly vyrobeny se dvěma elektrodami. K zapálení takových lamp byl zapotřebí zdroj vysokonapěťových impulsů. Použité zařízení bylo PURL-220 (Starting Device for Mercury Lamps pro napětí 220 V). Elektronika té doby neumožňovala vytvořit dostatečně spolehlivá zapalovací zařízení a PURL obsahoval plynový výboj, který měl životnost kratší než samotná lampa. Proto v 70. letech 20. století. průmysl postupně přestal vyrábět dvouelektrodové výbojky. Nahradily je čtyřelektrodové, které nevyžadují externí zapalovací zařízení.
Pro přizpůsobení elektrických parametrů výbojky a zdroje energie vyžadují téměř všechny typy RL, které mají klesající charakteristiku vnějšího proudu-napětí, použití předřadníku, kterým je ve většině případů tlumivka zapojená do série s výbojkou.
Čtyřelektrodová DRL lampa (viz obrázek vpravo) se skládá z vnější skleněné baňky 1, opatřené závitovou základnou 2. Křemenný hořák (výbojka, RT) 3, namontovaný na geometrické ose vnější baňky, naplněný s argonem s přídavkem rtuti, je namontován na noze lampy. Čtyřelektrodové výbojky mají hlavní elektrody 4 a vedle nich umístěné pomocné (zapalovací) elektrody 5. Každá zapalovací elektroda je připojena k hlavní elektrodě umístěné na opačném konci RT přes odpor 6 omezující proud. Pomocné elektrody usnadňují zapalování. lampu a učiní její provoz stabilnější během doby spouštění. Vodiče v lampě jsou vyrobeny ze silného niklového drátu.
V poslední době řada zahraničních firem vyrábí tříelektrodové DRL výbojky, vybavené pouze jednou zapalovací elektrodou. Toto provedení se liší pouze větší vyrobitelností ve výrobě, aniž by mělo jiné výhody oproti čtyřelektrodovým.
Princip fungování
Hořák (RT) lampy je vyroben ze žáruvzdorného a chemicky odolného průhledného materiálu (křemenné sklo nebo speciální keramika) a je naplněn přísně dávkovanými dávkami inertních plynů. Kromě toho se do hořáku přivádí kov, který ve studené lampě vypadá jako kompaktní koule, nebo se usazuje ve formě povlaku na stěnách baňky a (nebo) elektrodách. Svítící těleso RLVD je sloupec elektrického výboje oblouku.
Proces zapálení lampy vybavené zapalovacími elektrodami je následující. Při přivedení napájecího napětí na lampu dochází k doutnavému výboji mezi těsně umístěnou hlavní a zapalovací elektrodou, což je usnadněno malou vzdáleností mezi nimi, která je výrazně menší než vzdálenost mezi hlavními elektrodami, proto průrazné napětí tato mezera je nižší. Vzhled dostatečně velkého počtu nosičů náboje (volné elektrony a kladné ionty) v dutině RT přispívá k rozpadu mezery mezi hlavními elektrodami a zapálení doutnavého výboje mezi nimi, který se téměř okamžitě změní na oblouk.
Ke stabilizaci elektrických a světelných parametrů lampy dochází 10-15 minut po zapnutí. Během této doby proud lampy výrazně převyšuje jmenovitý proud a je omezen pouze odporem předřadníku. Délka spouštěcího režimu silně závisí na okolní teplotě – čím je chladnější, tím déle bude lampa svítit.
Elektrický výboj v hořáku rtuťové obloukové lampy vytváří viditelné modré nebo fialové záření a také silné ultrafialové záření. Ten vybuzuje záři fosforu usazeného na vnitřní stěně vnější žárovky. Načervenalá záře fosforu, mísící se s bílo-nazelenalým zářením hořáku, dává jasné světlo blízké bílé.
Změna napájecího napětí nahoru nebo dolů způsobuje změnu světelného toku: odchylka napájecího napětí o 10-15% je přijatelná a je doprovázena odpovídající změnou světelného toku lampy o 25-30%. Pokud napájecí napětí klesne na méně než 80 % jmenovité hodnoty, lampa se nemusí rozsvítit a hořící lampa může zhasnout.
Při hoření se lampa velmi zahřívá. To vyžaduje použití tepelně odolných vodičů v osvětlovacích zařízeních se rtuťovými obloukovými výbojkami a klade vážné požadavky na kvalitu kontaktů kazety. Protože se tlak v hořáku horké lampy výrazně zvyšuje, zvyšuje se také její průrazné napětí. Napájecí napětí je nedostatečné pro zapálení horké lampy, takže lampa musí před opětovným zapálením vychladnout. Tento efekt je významnou nevýhodou vysokotlakých rtuťových obloukových výbojek: i velmi krátké přerušení napájení je zhasne a opětovné zapálení vyžaduje dlouhou pauzu k ochlazení.
Tradiční oblasti použití DRL lamp
Osvětlení otevřených ploch, průmyslových, zemědělských a skladových prostor. Všude tam, kde je to z důvodu potřeby velkých úspor energie, jsou tyto výbojky postupně nahrazovány výbojkami nízkotlakými (osvětlení měst, velkých stavenišť, velkovýrobních dílen atd.).
Osram HWL řady RLVD (analog DRV) se vyznačují poměrně originálním designem, majícím jako vestavěnou zátěž konvenční vlákno umístěné ve vakuovém válci, vedle kterého je ve stejném válci umístěn samostatně utěsněný hořák. Vlákno díky barterovému efektu stabilizuje napájecí napětí, zlepšuje barevné charakteristiky, ale samozřejmě velmi znatelně snižuje jak celkovou účinnost, tak životnost vlivem opotřebení tohoto vlákna. Takové RLVD se používají také jako domácí, protože mají vylepšené spektrální charakteristiky a jsou součástí běžné lampy, zejména ve velkých místnostech (nejnižší výkonový zástupce této třídy vytváří světelný tok 3100 Lm).
Obloukové rtuťové halogenidové výbojky (MAH)
Lampy DRI (D ugovaya R moruše s A sálavá aditiva) je konstrukčně podobná DRL, do jeho hořáku jsou však dodatečně zaváděny přísně dávkované porce speciálních aditiv - halogenidy některých kovů (sodík, thalium, indium atd.), díky čemuž se výrazně zvyšuje světelná účinnost (asi 70 - 95 lm / W a více) s dostatečně dobrým barevným zářením. Lampy mají elipsoidní a válcové baňky, uvnitř kterých je umístěn křemenný nebo keramický hořák. Životnost - až 8 - 10 tisíc hodin.
Moderní DRI výbojky využívají především keramické hořáky, které jsou odolnější vůči reakcím se svou funkční látkou, díky čemuž postupem času hořáky tmavnou mnohem méně než ty křemenné. Ty však také nejsou ukončeny kvůli jejich relativní levnosti.
Dalším rozdílem mezi moderními DRI je kulový tvar hořáku, který umožňuje snížit pokles světelného výkonu, stabilizovat řadu parametrů a zvýšit jas „bodového“ zdroje. Existují dvě hlavní verze těchto lamp: s paticemi E27, E40 a podhledem - s paticemi jako Rx7S a podobně.
K zapálení DRI výbojek je zapotřebí rozbití mezielektrodového prostoru vysokonapěťovým impulsem. V „tradičních“ obvodech pro zapínání těchto parních žárovek se kromě indukční předřadné tlumivky používá pulzní zapalovací zařízení - IZU.
Změnou složení nečistot v DRI lampách je možné dosáhnout „monochromatické“ záře různých barev (fialová, zelená atd.). Díky tomu jsou DRI široce používány pro architektonické osvětlení. DRI lampy s indexem „12“ (se zelenkavým odstínem) se používají na rybářských plavidlech k přilákání planktonu.
Obloukové rtuťové halogenidové výbojky se zrcadlovou vrstvou (DRIZ)
Lampy DRIZ (D ugovaya R moruše s Aškodlivé přísady a Z zrcadlová vrstva) je běžná DRI lampa, jejíž část baňky je zevnitř částečně pokryta zrcadlovou reflexní vrstvou, díky které taková lampa vytváří směrovaný tok světla. Ve srovnání s použitím běžné DRI lampy a zrcadlového reflektoru jsou ztráty sníženy snížením odrazů a prostupu světla žárovkou. Výsledkem je také vysoká přesnost ostření hořáku. Aby bylo možné změnit směr záření po našroubování lampy do objímky, jsou lampy DRIZ vybaveny speciální paticí.
Rtuťové křemenné kuličkové lampy (MSB)
Lampy DRSH (D roh R moruše Sh ar lampy) jsou ultravysokotlaké rtuťové obloukové lampy s přirozeným chlazením. Mají kulovitý tvar a vydávají silné ultrafialové záření.
Vysokotlaké rtuťové křemenné výbojky (PRK, DRT)
Typ vysokotlakých rtuťových výbojek DRT (D roh R moruše Tžebrované) jsou válcová křemenná baňka s elektrodami připájenými na koncích. Baňka je naplněna dávkovaným množstvím argonu, navíc kovem
Vysokotlaké výbojky
Tato skupina integrovaných obvodů zahrnuje vysokotlaké rtuťové výbojky (HRL), halogenidové výbojky (DRI), sodíkové výbojky (DNaT), xenonové výbojky (DKsT, DKsSh).
Elektrický výboj ve rtuťových parách je doprovázen elektromagnetickým zářením ve viditelné oblasti spektra a v blízké ultrafialové oblasti nejen při nízkých tlacích par (což se používá v LL), ale také při docela vysokých tlacích - asi 10 5 Pa. Tento výboj se používá ve vysokotlakých a ultravysokotlakých rtuťových obloukových výbojkách, které se často nazývají vysoce intenzivní lampy.
Vysokotlaké a ultravysokotlaké rtuťové výbojky jsou již dlouho nejběžnější a nejpočetnější skupinou integrovaných obvodů mezi vysokotlakými a ultravysokotlakými RL. Je to dáno tím, že pomocí rtuťového výboje je možné vytvořit velmi účinné zdroje v ultrafialové, viditelné a blízké viditelné infračervené oblasti spektra. Tyto integrované obvody mají široký rozsah jmenovitých výkonů, dobu hoření desítky tisíc hodin, jsou poměrně kompaktní a v případě potřeby mají velmi vysoké jasy.
Na základě konstrukčních prvků jsou vysokotlaké (RLVD) a ultravysokotlaké (RLSVD) rtuťové výbojky rozděleny do následujících skupin:
– RLVD (typ DRT);
– RLVD s opravenou barvou (jako DRL a DRVE);
– trubkový RLSVD s přirozeným chlazením;
– kapilární radary s nuceným (vzduchovým nebo vodním) chlazením;
– kulový RLSVD s přirozeným chlazením.
Většina typů RLVD a RLVD má specifické použití a nepoužívá se pro účely osvětlení. RLVD, které jsou účinnými zdroji ultrafialového záření, se tedy používají v lékařství, zemědělství, měřicích a fotokopírovacích zařízeních. Oblasti použití RLSWD jsou paprskové osciloskopy, fotolitografie, projekční systémy, luminiscenční analýza, tzn. ty případy, kdy jsou vyžadovány zdroje vysokého jasu ve viditelné a blízké ultrafialové oblasti spektra.
Charakteristickým znakem výboje ve rtuťových parách pod vysokým tlakem je téměř úplná absence záření v červené vlnové oblasti spektra. Výboj má čárové spektrum a obsahuje pouze 4 čáry ve viditelné oblasti. Proto vyvstává úkol korigovat barvu výboje rtuťové výbojky. Tento problém lze vyřešit jedním z následujících způsobů:
– použití luminoforů – takové výbojky se nazývají DRL (rtuťová zářivka);
– přidání emitujících přísad do výbojky - halogenidy (metalhalogenidové výbojky typu DRI);
– kombinace fosforu s vyzařovací přísadou (výbojky DRIL);
– kombinace rtuťové výbojky s žárovkou (DRVE výbojka - obloukový rtuťovo-wolframový erytém).
Rtuťové wolframové výbojky, ve kterých je spolu se rtuťovou výbojkou wolframová spirála, která zároveň působí jako aktivní předřadník, se používají v ozařovacích instalacích pro erytémové (zarudnutí kůže, které je nahrazeno pigmentací - opálení) osvětlení lidí (například v soláriích) a zvířat.
Obloukové rtuťové zářivky (MAFL)
DRL výbojky (obr. 57) jsou trubice (hořák) 7 z průhledného křemenného skla, navržená pro provozní teplotu cca 800 °C a zajištěná příčným nosníkem 3 uvnitř vnější baňky 2 ve tvaru elipsy (tento tvar zajišťuje rovnoměrnou teplotu rozdělení). Po pečlivém odstranění cizích plynů se do trubice zavede přísně dávkované množství rtuti a argonu pod tlakem 1,5...3 kPa. Argon slouží k usnadnění výboje a ochraně elektrod před rozprašováním v počáteční fázi hoření lampy, protože při pokojové teplotě je tlak par rtuti velmi nízký.
Na koncích hořáku jsou připájeny dvě aktivované (potažené vrstvou oxidů kovů alkalických zemin) samozahřívací wolframové elektrody 4 a vedle každé je jedna přídavná zapalovací elektroda 5 2 mm dlouhá. Takové výbojky se nazývají čtyřelektrodové, na rozdíl od dříve vyráběných dvouelektrodových výbojek, které neměly zapalovací elektrody. Přítomnost zapalovacích elektrod zajišťuje zapálení nevyhřívaných lamp při napětí ne nižším než 90% jmenovitého napětí, protože k počátečnímu výboji dochází mezi sousedními pracovními a zapalovacími elektrodami. Napětí je k elektrodám přiváděno přes závitovou patici 1. Po výboji v lampě neovlivňují zapalovací elektrody její činnost, protože v jejich obvodu je obsažen odpor 6 omezující proud.
Vnější baňka je zevnitř potažena fosforem a naplněna směsí argonu a dusíku, aby se zabránilo oxidaci a odvádělo teplo z hořáku. Fosfor převádí ultrafialové záření z vysokotlakého rtuťového výboje, tvořícího 40 % celkového toku záření, na chybějící záření v červené části spektra. Kvalita korekce barevného podání u výbojek typu DRL je dána jejich „poměrem červené“, tzn. podíl světelného toku v červené oblasti spektra (600...780 nm) na celkovém světelném toku výbojky. Obecně platí, že DRL lampy, dokonce i s nejvyšší hodnotou „red ratio“, jsou výrazně horší než LL v podání barev. Index podání barev těchto lamp je jeden z nejnižších - 40...45.
Výbojky DRL jsou zapojeny do sítě sériově s předřadnou tlumivkou (obr. 58), jejíž výkonová ztráta je přibližně 10 % výkonu výbojky. Pouze při nízkých teplotách okolí (pod –30 °C) je nutné použít pulzní zapalovací zařízení (IZU), které zajistí jeho zapálení při teplotách do –45 °C.
Zapálení DRL výbojek je charakterizováno dobou hoření dosahující pěti až sedmi minut (obr. 59). Během tohoto období procházejí hlavní charakteristiky lampy změnou v důsledku změn tlaku rtuťových par v hořáku - u 80W žárovek tlak stoupá na 10 6 Pa, u 1000 W žárovek - na 2,5 10 5 Pa. Zejména startovací proud lampy je dvojnásobkem jmenovitého proudu.
Vzhledem k tomu, že po zhasnutí DRL lampy zůstává tlak par vysoký, lze ji znovu zapálit až po vychladnutí po 5...10 minutách. V sítích nouzového osvětlení se proto žárovky DRL nepoužívají.
Pokud napájecí napětí na půl cyklu zmizí nebo klesne na dvě doby pod 90 % jmenovitého napětí, lampa zhasne a po ochlazení se znovu rozsvítí.
Pulsace světelného toku těchto lamp je velmi výrazná (koeficient pulzace je 63...74%).
Optimální poloha lampy je vertikální. Ve vodorovné poloze se světelný tok sníží o 2...5%.
DRL lampy se vyrábí s výkony od 50 do 2000 W. Jejich světelná účinnost se pohybuje od 40 do 60 lm/W.
Průměrná doba hoření je až 20 000 hodin. Do konce životnosti se světelný tok sníží na 60 % jmenovité hodnoty (po 100 hodinách spalování). Při změně napájecího napětí z 90 na 110 % se doba hoření změní ze 140 na 70 % a světelný tok se změní z 65 na 130 %.
Je důležité zdůraznit, že v poslední době byly žárovky DRL nahrazeny jinými žárovkami RL, protože jsou z hlediska nejdůležitějších vlastností horší.
Symbol pro výbojky typu DRL udává jejich výkon, poměr červené (v závorce) a vývojové číslo, například DRL400(6)-4, kde 6 je podíl paprsků v červené vlnové oblasti spektra.
Rtuťové obloukové lampy s emitujícími přísadami (mg)
Metalhalogenidové výbojky (MHL) se objevily v 60. letech dvacátého století. a pro svou vysokou světelnou účinnost, přijatelné emisní spektrum a dostatečně vysoký výkon jsou jedním z nejperspektivnějších světelných zdrojů.
Korekce barvy MGL záření je založena na tom, že do výbojky jsou zaváděny chemické sloučeniny, které umožňují korigovat spektrální složení záření samotného rtuťového výboje bez použití fosforu. To je usnadněno skutečností, že halogenidy mnoha kovů se vypařují snadněji než kovy samotné a neničí křemenné sklo. Uvnitř výbojkových baněk MGL proto kromě rtuti a argonu, jako v RLVD, alkalické (sodík, lithium, cesium) a další agresivní kovy (kadmium, zinek), které jsou v čisté formě, způsobují velmi rychlou destrukci křemenného skla. . Po zapálení výboje, při dosažení provozní teploty baňky, se halogenidy částečně přemění do parního stavu. Jakmile jsou v centrální zóně výboje s teplotou několika tisíc stupňů Kelvina, molekuly halogenidu disociují na halogen a kov. Atomy kovů se excitují a vydávají svá charakteristická spektra. Difundujíce mimo výpustný kanál a vstupují do zóny s nižší teplotou u stěn baňky, rekombinují se na halogenidy, které se opět vypařují. Použití halogenidů prudce zvýšilo počet chemických prvků zavedených do výbojky a v důsledku toho umožnilo vytvářet MGL s různými spektry.
Většina MGL se vyrábí pouze se dvěma pracovními elektrodami a nemají (nebo mají jednu) zapalovací elektrody. Z tohoto důvodu jsou připojeny k síti přes pulzní zapalovací zařízení (IZU) a jsou zapáleny pulzem zvýšeného napětí, blízkého 2 kV (obr. 60).
V závislosti na aplikaci existují:
1) univerzální MGL (typ DRI);
2) trubicové a sférické (typ DRISH) MGL se zlepšenou kvalitou podání barev, používané pro natáčení barevné televize a filmu;
3) MGL pro četné speciální aplikace, zejména technologické, například pro ozařovny.
Metalhalogenidové výbojky pro obecné osvětlení typu DRI
Výbojky typu DRI jsou svou konstrukcí podobné výbojkám typu DRL s hořáky. Vnější baňka, na rozdíl od DRL výbojek, u většiny typů DRI výbojek není potažena luminoforem, ale někdy se používají standardní baňky DRL výbojek s luminoforem (typ DRIL).
Poloha hoření výrazně ovlivňuje parametry DRI výbojek, proto se některé typy MGL vyrábí v různých modifikacích určených pro různé polohy hoření (vertikální i horizontální).
Pulzace světelného toku u DRI výbojek je výrazně nižší než u DRL výbojek a je asi 30 %.
Okolní teplota má mírný vliv na proces zapalování a provoz DRI lamp.
Při změně napájecího napětí se charakteristiky žárovek DRI mění výrazněji než charakteristiky žárovek typu DRL: změna napětí na každé procento vede ke změně světelného toku přibližně o 2,5 %.
DRI výbojky se vyrábějí s výkonem od 125 do 3500 W a vzhledem ke svému malému objemu mají vysokou hustotu výkonu. Světelná účinnost DRI výbojek je srovnatelná se světelnou účinností nejlepších LL - více než 100 lm/W a v budoucnu by měla dosáhnout 120 lm/W. Průměrná doba hoření je 10 000...12 000 hodin Index podání barev je nízký, ale vyšší než u lamp DRL - od 45 do 65. U lamp s halogenidy cínu a jodidy dysprosia je index podání barev od 80 do 90. .
Některé výbojky DRI (typ DRIZ) jsou vyráběny v zrcadlově reflexních žárovkách.
Pokud jde o cenu, lampy DRI jsou výrazně horší než jiné vysoce výkonné RL. Cena (2006) DRI250 je 900 rublů oproti 115 rublům. pro DRL 250 a 325 rublů. na DNAT250.
Rtuťové výbojky typu DRL
Křemenný hořák diskutovaný v článku „Provoz DRL lampy“ je silně ovlivněn vnějším prostředím, na kterém závisí podmínky chlazení. Stabilita lampy s takovým hořákem je zajištěna umístěním dovnitř vnější baňky. Vnitřní povrch vnější baňky je pokryt vrstvou fosforu, který v důsledku absorpce ultrafialové části záření rtuťového výboje přidává k viditelnému záření tohoto výboje záření chybějící v červené oblasti výboje. spektrum. Aby bylo zajištěno chlazení křemenného hořáku nejen sáláním, ale i konvekcí a přenosem tepla, je vnější baňka naplněna plynem, který musí být inertní vůči fosforu a montážním dílům lampy. Jako plnicí plyn se používá směs argonu a dusíku.
Struktura svítidla DRL je na obrázku 1. Svítidla se připojují k síti pomocí závitových objímek podobných těm, které se používají u žárovek: E27 - pro svítidla s výkonem do 250 W a E40 - pro svítidla vyššího výkonu . Pro usnadnění zapalování je lampa vyrobena ze tří nebo čtyř elektrod. V druhém jsou hlavní a pomocné elektrody spojeny přes odpory.
Tvar a rozměry vnější baňky a umístění hořáku v ní jsou zvoleny tak, aby veškeré ultrafialové záření hořáku dopadalo na fosforovou vrstvu a během provozu a provozu lampy měla fosforová vrstva optimální teplotu pro její úkon.
K zahřívání vnější baňky dochází v důsledku absorpce části výbojového záření vrstvou fosforu, která je na ni nanesena, a sklem, jakož i přenosem tepla inertním plynem, který plní baňku. K ochlazování dochází sáláním z ohřátého skla a přenosem tepla okolním vzduchem.
Rovnoměrnosti povrchové teploty baňky lze dosáhnout, když se při zanedbání první aproximace konvekce inertního plynu plnícího baňku vytvoří povrch, který zajišťuje rovnoměrné ozáření. Výpočty ukazují, že střední část baňky by měla mít povrch blízký elipsoidu rotace, přičemž hlavní osa by se měla krýt s osou hořáku. Korekce na konvekci si vynutí mírné zvětšení průměru té části baňky, která je při provozu lampy nahoře. Vzhledem k tomu, že se lampy prakticky používají v jakékoli poloze, nejsou prováděny žádné korekce tvaru žárovky.
V řadě provedení lamp slouží žárovka jako optický prvek, který přerozděluje světelný tok. V tomto případě je třeba vypočítat tvar a velikost žárovky, jako se to dělá u lamp, a při výpočtu zohlednit i její tepelný režim.
Pro korekci barvy DRL lamp se používají různé typy fosforů. Použití fosforečnan-vanadičnan-yttrium-fosforu místo fluorogermanátu hořečnatého umožnilo zlepšit parametry výbojek typu DRL.
Použití fosforu naneseného na vnitřní stěnu vnější baňky vede jednak k přidání chybějícího červeného záření ve spektru a jednak způsobuje absorpci části viditelného záření v této vrstvě. . S rostoucí tloušťkou fosforové vrstvy má tok záření lampy maximum při určité tloušťce vrstvy, zatímco světelný tok výboje procházející vrstvou fosforu postupně klesá. Pro vyřešení otázky optimální tloušťky fosforové vrstvy a obecného posouzení její účinnosti pro charakterizaci výbojek typu DRL byl zaveden koncept „červeného poměru“. Červený poměr je procentuální poměr červeného světelného toku přidaného fosforem k celkovému světelnému toku výbojek, vyjádřený v procentech. Nejlepší bude samozřejmě fosfor a jeho vrstva, která při vytvoření poměru červené dostatečného pro zajištění správného barevného podání zajistí maximální světelný tok výbojky jako celku, tedy největší světelnou účinnost.
Červený poměr se obvykle vyjadřuje v procentech podle závislosti
Kde φ (λ) - spektrální hustota toku výbojky; PROTI(λ) - relativní citlivost oka.
Poměr červené u výbojek typu DRL s optimální tloušťkou fosforu z fluorogermanátu a arzenitanu hořečnatého dosahuje 8% a světelný tok je 87% světelného toku výbojky bez fosforu. Použití fosforečnanů zinku s přídavkem stroncia umožňuje získat světelný tok o 15 % vyšší než světelný tok lampy bez fosforu a r kr = 4 - 5 %.
Při zapalování výbojek dochází k katodovému rozprašování aktivní látky katody a tyčové části elektrody. V režimu ustáleného spalování na střídavý proud v důsledku opětovného zapálení výboje v každém půlcyklu pokračuje rozprašování tyčové části elektrody. To časem zhoršuje emisní vlastnosti obou částí elektrod a odpovídajícím způsobem se zvyšuje napětí potřebné k zapálení výbojek. Rozprašováním elektrod dochází současně k absorpci molekul inertního plynu plnícího výbojku, jehož počáteční tlak byl zvolen z podmínek pro zapálení výboje. Tyto procesy vedou k vytvoření tmavého povlaku na stěnách hořáku z částic rozstřikovaných elektrod, který pohlcuje záření, zejména jeho ultrafialovou složku, a snižuje se červený poměr. Zastavení zapalování určuje plnou životnost žárovek typu DRL a normalizovaný pokles světelné účinnosti určuje jejich životnost.
 |
| Obrázek 2. Detaily konstrukce vysokotlaké rtuťové výbojky: 1 - hlavní elektroda; 2 - vstupy z molybdenové fólie hlavní elektrody a zapalovací elektrody; 3 - přídavný odpor v obvodu zapalovací elektrody; 4 - obvod zapalovací elektrody |
Symbol pro žárovky DRL je dešifrován následovně: D - oblouk, R - rtuť, L - zářivka. Čísla za písmeny odpovídají výkonu svítilny ve wattech, v závorce je pak poměr červené uveden v procentech a oddělen pomlčkou - vývojovým číslem. Naprostá většina výbojek typu DRL se vyrábí se čtyřmi elektrodami, tedy s přídavnými elektrodami pro usnadnění zapalování (viz obrázek 2). Takové lampy svítí přímo ze síťového napětí. Malá část výbojek DRL je vyrobena z dvouelektrodových výbojek, k jejich zapálení se používají speciální zapalovací zařízení.
Výbojky DRL se používají ve venkovních osvětlovacích instalacích a pro osvětlení vysokých místností průmyslových podniků, kde nejsou přísné požadavky na kvalitu barevného podání.
Vliv okolní teploty ovlivňuje především zapalovací napětí žárovek. Při záporných teplotách je zapalování výbojek typu DRL obtížné, což je spojeno s výrazným poklesem tlaku rtuti, v důsledku čehož dochází k zapálení v čistém argonu a vyžaduje vyšší napětí než v přítomnosti rtuťových par. Podle GOST 16354-77 musí být žárovky typu DRL všech výkonů zapáleny při napětí nejvýše 180 V při okolní teplotě 20 - 40 ° C; při teplotě -25 °C vzroste zapalovací napětí žárovek na 205 V, při -40 °C je zapalovací napětí u žárovek o výkonu 80 - 400 W nejvýše 250 V, s výkonem 700 a 1000 W - 300 V. Na světelné a elektrické parametry svítidel typu DRL Změny venkovní teploty nemají prakticky žádný vliv. V tabulce 1 jsou uvedeny parametry výbojek typu DRL. Lampy mají dvě modifikace s poměrem červené 6 a 10%.
stůl 1
Hlavní parametry žárovek typu DRL podle GOST 16357-79
| Typ lampy | Výkon, W | Provozní napětí, V | Aktuální, A | Světelný tok, lm | Rozměry, mm | Průměrná životnost | |
| vnější průměr baňky | plná délka | ||||||
| DRL80(6)-2 DRL125(6)-2 DRL250(6) DRL400(6)-2 DRL700(6)-2 DRL1000(6)-2 DRL2000(6) | 80 125 250 400 700 1000 2000 | 115 125 130 135 140 145 270 | 0,80 1,15 2,13 3,25 5,40 7,50 8,00 | 3400 6000 13000 23000 40000 57000 120000 | 81 91 91 122 152 181 187 | 165 184 227 292 368 410 445 | 10000 10000 12000 15000 15000 15000 6000 |
Rtuťové wolframové výbojky
Obtížnost zapalování DRL výbojek při teplotách pod nulou, použití indukčních předřadníků a také nutnost korigovat barvu záření vedly k vytvoření vysokotlakých výbojek s předřadníkem v podobě žárovkového vlákna. Všimněte si, že velké výkonové ztráty v aktivním předřadníku, kterým je žhavící vlákno, oproti ztrátám v indukčním předřadníku, jsou kompenzovány jednoduchostí aktivního předřadníku s možností současného získání chybějícího červeného záření s jeho pomocí.
Umístěním předřadného vlákna do externí baňky, ve které je umístěn křemenný hořák pro snížení závislosti jeho parametrů na vnější teplotě, bylo možné získat výbojku vhodnou pro přímé připojení do sítě. Konstrukce takové lampy je znázorněna na obrázku 3. Umístění vlákna do baňky lampy vytváří další výhodu zkrácení doby hoření v důsledku zahřívání hořáku sáláním cívky.
Hlavní věcí při výpočtu smíšených světelných lamp, jak se někdy nazývají rtuťové-wolframové lampy, je výběr parametrů vlákna. Výkon vlákna se volí na základě podmínek pro stabilizaci výboje rtuti. Světelný výkon vlákna se musí snížit, aby se získal dostatečně červený poměr a zároveň byla zajištěna životnost vlákna úměrná životnosti křemenných hořáků. Během doby rozběhu síťové napětí spadne zcela na cívku, ale s dohořením rtuťové výbojky se napětí na ní zvýší a napětí na předřadné cívce klesne na provozní hodnotu. Světelná účinnost rtuťových wolframových výbojek je 18 - 20 lm/W, protože asi 50 % energie se spotřebuje na ohřev cívky. Z hlediska účinnosti tedy tyto výbojky nemohou konkurovat výbojkám DRL a jiným vysokotlakým výbojkám. Jejich použití je omezeno na specializované oblasti, jako je radiační technika.
Lampy typu DRVE mají vnější baňku vyrobenou ze speciálního skla, které propouští ultrafialové záření. Takové lampy se používají pro kombinované osvětlení a ozařování, například ve sklenících. Životnost takových lamp je 3 - 5 tisíc hodin, je určena životností wolframového vlákna.
Trubkové rtuťové výbojky
Kromě výbojek fungujících na bázi vysokotlakého výboje ve rtuťových parách a určených pro osvětlovací účely se vyrábí několik typů zdrojů záření, s jejichž vývojem je spojena potřeba využívat nejen viditelné, ale i ultrafialové záření. . Jak je známo, ultrafialové záření má chemické a biologické účinky. Aktivita ultrafialového záření, tedy vliv na fotosenzitivní materiály používané v polygrafickém průmyslu, je široce využívána. Silné toky baktericidního záření, větší než baktericidní, umožňují použití vysokotlakých rtuťových výbojek pro účely dezinfekce vody a jiných látek. Chemická aktivita ultrafialového záření a schopnost koncentrovat velké radiační síly na malé plochy vedly k širokému použití vysokotlakých rtuťových výbojek v chemickém, dřevozpracujícím a jiném průmyslu.
Lampy tohoto typu vyžadují žárovky vyrobené z mechanicky pevného a žáruvzdorného křemenného skla. Použité křemenné sklo, které propouští ultrafialové záření od vlnové délky 220 nm, tedy téměř celé spektrum záření rtuťového výboje, umožňuje měnit parametry záření pouze změnou provozního tlaku. Opacita křemenného skla pro rezonanční záření o vlnové délce 185 nm nemá praktický význam, protože ultrafialové záření této vlnové délky je téměř úplně absorbováno vzduchem.
To vedlo k vytvoření vysokotlakých rtuťových výbojek, které se liší konstrukcí v závislosti na provozním tlaku a oblasti použití. hlavní parametry vysokotlakých výbojek jsou uvedeny v tabulce 2.
tabulka 2
Hlavní parametry vysokotlakých rtuťových výbojek podle GOST 20401-75
| Typ lampy | Výkon, W | Napětí, V | Aktuální, A | Délka oblouku, mm | Celková délka, mm | Průměr hořáku, mm | Průměrná životnost, h |
| DRT230 DRT400 1000 DRT 2500 DRT DRT 2800 5000 DRT 4000 DRT | 230 400 1000 2500 2800 5000 4000 | 70 135 145 850 1150 1800 1900 | 3,8 3,25 7,5 3,4 2,4 3,1 2,4 | 60 120 175 1000 610 1100 1000 | 190 265 350 1200 700 1290 1118 | 20 22 32 21 15 20 14 | 1500 2700 1500 3500 1000 1500 13000 |
Průmysl vyrábí rtuťové výbojky typu DRT (rtuťová oblouková trubice) o tlaku do 2 × 10 5 Pa ve formě rovných trubic o průměru 14 - 32 mm. Obrázek 4 ukazuje celkový pohled a celkové rozměry výbojek DRT různých výkonů. Oba konce trubek mají nástavce menšího průměru, do kterých je připájena molybdenová fólie sloužící jako vstupy. Na vnitřní straně svítilen jsou ke vstupům přivařeny wolframem aktivované samozahřívací elektrody, jejichž provedení je znázorněno na obrázku 5. Pro zajištění svítilen v armaturách jsou svítilny vybaveny kovovými svorkami s držáky. Hubice uprostřed baňky je zbytkem zátky, utěsněná po vakuové úpravě lampy. Pro usnadnění zapalování mají lampy speciální proužek, na který je aplikován zapalovací impuls.
Obrázek 4. Celkový pohled na výbojky typu DRT (tlak rtuťových par do 0,2 MPa) výkon, W:
A - 230; b - 400; PROTI - 1000
Obrázek 5. Elektrody (katody) vysokotlakých rtuťových výbojek:
1
- účinná látka (oxid); 2
- wolframové jádro; 3
- spirála
Trubkové xenonové výbojky
Mezi vysokotlaké trubicové výbojky patří také výbojky, které využívají xenonové záření o tlacích v rozmezí stovek až milionů pascalů. Charakteristickým znakem výboje v inertních plynech při vysokých tlacích a vysokých proudových hustotách je spojité emisní spektrum, které poskytuje dobré barevné podání osvětlených předmětů. Ve viditelné oblasti se spektrum xenonového výboje blíží spektru slunečního výboje s barevnou teplotou 6100 - 6300 K. Důležitou vlastností takového výboje je jeho stoupající proudově-napěťová charakteristika při vysokých proudových hustotách, díky čemuž je možné stabilizovat výboj pomocí malých odporů předřadníku. Xenonové trubicové výbojky značné délky lze připojit k síti bez dalšího předřadníku. Výhodou xenonových výbojek je absence doby vyhoření. Parametry xenonových výbojek jsou prakticky nezávislé na okolní teplotě až do teplot -50 °C, což umožňuje jejich použití ve venkovních osvětlovacích instalacích v jakémkoli klimatickém pásmu. Xenonové výbojky však mají vysoké zapalovací napětí a vyžadují použití speciálních zapalovacích zařízení. Malý gradient potenciálu vedl k použití masivnějších průchodek v lampách.
Světelná účinnost výbojek se zvyšuje s rostoucím měrným výkonem a průměrem výbojky. Při vysokých proudových hustotách má výboj v inertních plynech velmi vysokou jasnost. Podle teoretických odhadů může maximální jas výboje v xenonu dosáhnout 2 × 10³ Mcd/m². Hlavní parametry vysokotlakých xenonových výbojek jsou uvedeny v tabulce 3. Trubkové xenonové výbojky pracují s přirozeným i vodním chlazením. Použití vodního chlazení umožnilo zvýšit světelnou účinnost výbojek z 20 - 29 na 35 - 45 lm/W, ale poněkud zkomplikovalo konstrukci. Hořák vodou chlazených lamp je uzavřen ve skleněné nádobě a v prostoru mezi hořákem a vnější válcovou nádobou cirkuluje destilovaná voda.
Tabulka 3
Hlavní parametry vysokotlakých xenonových výbojek
| Typ lampy | Výkon, W | Napětí, V | Aktuální, A | Světelný tok, 10³, lm | Vnitřní průměr trubky, mm | Celková délka, mm | Průměrná životnost, h | Schéma zapojení |
| 2000 DKsT 5000 DKsT 10 000 DKsT 20 000 DKsT 50 000 DKsT 3000 DKsTV 5000 DKsTV | 2000 5000 10000 20000 50000 3000 5000 | 40 110 220 380 380 90 150 | 49 44 46 56 132 30 30 | 35,7 97,6 250 694 2230 81,2 139 | 24 22 21 21 38 4 4 | 356 646 1260 1990 2700 285 315 | 300 300 800 800 500 100 100 | s balastem s balastem bez balastu bez balastu bez balastu s předřadníkem, DC Stejný bez balastu s usměrňovačem bez balastu bez balastu |
Vysoké teploty trubice (asi 1000 K) vyžadují použití křemenného skla a vhodné konstrukce molybdenových pouzder určených pro vysoké proudy. Elektrody lampy jsou vyrobeny z aktivovaného wolframu. Jedno provedení vodou chlazené xenonové výbojky je na obrázku 6.
Obrázek 6. Celkový pohled na 6 kW vodou chlazenou trubicovou xenonovou výbojku
Parametry bezpředřadných xenonových výbojek jsou silně ovlivněny síťovým napětím. Při odchylce síťového napětí o ±5 % jmenovité hodnoty se výkon lampy změní přibližně o 20 %.
Označení výbojek se skládá z písmen D - oblouk, Ks xenon, T - trubkový, V - vodou chlazený a číslic udávající výkon výbojky ve wattech a pomlčkou oddělené vývojové číslo.
