Ртутные люминесцентные лампы низкого давления

Ртутные лампы низкого давления называют люминесцентными лампами. Они представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. По обоим концам трубки впаяны ножки с электродами.

Рис. 5. Общий вид ртутной люминесцентной лампы низкого давления

Воздух из лампы тщательно откачивается, и колба наполняется небольшим количеством ртути и инертным газом до давления в несколько сот паскалей. Чаще всего используется аргон при давлении около 300 Па. Инертный газ облегчает зажигание лампы.

После зажигания в лампе возникает разряд низкого давления в парах ртути и наполняющем газе. Атомы ртути ионизуются и излучают, а в прикатодной области свечение испускает и инертный газ.

Ртутный разряд низкого давления является эффективным источником УФ-излучения. Чтобы обеспечить излучение в видимой области, используется тонкий слой люминофора. Люминофор поглощает УФ-излучение и превращает его в полосу видимого излучения, выходящего из лампы. Спектр излучения люминесцентной лампы состоит из излучения люминофора, на которое накладывается линейчатый спектр ртутного разряда. Роль разряда сводится в основном к генерации излучения, которое возбуждает свечение люминофора. Для получения различных спектров излучения применяются различные люминофоры.

Люминесцентные лампы обладают высокой световой отдачей и продолжительным сроком жизни.

Существуют люминесцентные лампы без применения ртути, где люминофор возбуждается УФ-излучением от инертного газа, но они обладают более низкой светоотдачей.

Слой люминофора играет определяющую роль в работе люминесцентной лампы. Поток люминесценции лампы описывается следующей формулой:

где – поток части первоначально возбужденного потока, прошедшего через слой люминофора наружу; – поток части отраженного внутрь лампы первоначального возбужденного потока; – коэффициент пропускания слоя люминофора; – коэффициент отражения слоя люминофора. Две последние величины зависят от длины волны, поэтому второе слагаемое в формуле можно записать следующим образом:

Тогда общий поток излучения люминесцентной лампы равен сумме вышедших потоков люминофора и видимых линий ртути:

где – потоки излучения видимых линий ртути.

Излучение видимых ртутных линий составляет не более 10-13% от излучения люминофора.

В современных люминесцентных лампах применяют термостабильные люминофоры, не теряющие яркость при нагреве. Оптимальную толщину люминофора подбирают экспериментально, по наибольшей световой отдаче. Обычно она лежит в пределах 4-5 мг/см².

Два наиболее широко применяемых класса люминофоров:

· галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Излучение состоит из двух спектральных полос: 580-590 нм (полоса излучения марганца) и широкой полосы с максимумом в 480 нм (полоса излучения сурьмы).

· Люминофоры с узкополосными спектрами излучения. Содержат редкоземельные материалы. Излучение сосредоточено в двух-трех узких полосах спектра.

Рис. 6. Баланс энергии люминесцентной лампы.

На рис. 6 приведен пример энергетического баланса люминесцентной лампы 40-Ваттной лампы «белого» света. Схема дает представление о потерях в люминесцентных лампах.

Классификацию люминесцентных ламп можно провести по мощности и по составу излучения. Люминесцентные лампы общего назначения – это лампы мощностью от 15 до 80 Вт со спектром, имитирующим естественный свет. Остальные типы люминесцентных ламп относятся к категории специальных, это лампы с улучшенным качеством цветопередачи, цветные лампы, лампы УФ-излучения, фигурные лампы, безртутные лампы и т.д.

Дата добавления: 2015-07-11