Особенности разряда в парах металлов

Помимо ртути многие металлы при нагреве до высоких температур дают в разряде излучение в видимой области спектра. Однако практическое использование разряда в парах металла до последнего времени сдерживалось дву­мя причинами: металлы, воздействуя на силикатные стек­ла, очень быстро их разрушают; получение достаточной упругости паров металла связано с высокими температура­ми, которые не выдерживались даже кварцевым стеклом. Проблема использования металлов для получения из­лучения в видимой области спектра была решена при вве­дении в лампы не чистых металлов, а их галогенидов, т. е химических соединений с галогенами. Температура ис­парения галогенидов многих металлов ниже, чем чистых металлов. Поэтому, попадая в зону разряда с высокой температурой, галогениды распадаются на галоген и ме­талл. Атомы металла при высокой температуре в зоне раз­ряда возбуждаются и излучают характерный для них спектр. Затем, диффундируя за пределы канала разряда в зону с более низкой температурой, атомы металла и га­логена снова восстанавливаются в галогенид и в таком ви­де существуют у стенок колбы, не вызывая их разрушения. Вводя в лампу не один, а несколько различных металлов в виде галогенидов, можно получить требуемый спектр разряда - от линейчатого до практически сплошного.

Галогениды металла вводятся в лампы в очень малой концентрации, ртутный пар играет роль буфера, создавая в разряде требуемую высокую температуру, высокий гра­диент потенциала и снижая тепловые потери. Излучение почти полностью обеспечивается атомами металла, кото­рые называют добавками, что связано с более низкими по­тенциалами возбуждения этих атомов по сравнению с ато­мами ртути.

Добавки одного или нескольких металлов в виде гало­генных соединений могут дать излучение с определенным спектром. Так, добавка натрия может дать желтое излуче­ние с длиной волны 589 им, лития - красное с длиной вол­ны 671 нм, таллия - зеленое с длиной волны 535 им. Ис­пользуя излучения нескольких добавок, можно создать лампы с однородным спектром излучения, что обеспечило применение этих ламп как для общего освещения, так и для специальных технологических процессов.

В настоящее время для ламп общего освещения наи­больший эффект дает применение в них в качестве добавок йодных соединений (йодид натрия, таллия и индия и йодид натрия, скандия и тория). Перспективным следует счи­тать использование йодидов редкоземельных металлов, обеспечивающих практически непрерывный спектр излуче­ния, а, следовательно, высокое качество цветопередачи.

Металлогалогенные лампы (МГЛ) имеют меньше размеры по сравнению с лампами типа ДРЛ той же мощности. В целях применения МГЛ в существующих светильниках, предназначенных для ламп типа ДРЛ, и возможности их работы с балластами для ламп типа ДРЛ МП имеют такие же электрические параметры, что и ламп типа ДРЛ той же мощности. Для этого МГЛ выполняй с большим давлением ртутных паров и меньшим расстоянием между электродами.

Однако введение внутрь ламп йодидов приводит и отрицательным последствиям. Самым существенным является повышение напряжения зажигания, поэтому для зажигания МГЛ применяют специальные устройства

Лампы типа ДРИ

Для общего освещения промышленных и общественных помещений, открытых пространств, для облучения расса­ды в теплицах и т. д. выпускается серия МГЛ с йодидами натрия и скандия. Обозначения ламп включают в себя: буквы ДРИ (дуговая, ртутная, с добавками йодидов металлов), мощ­ность в ваттах и через дефис - номер модификации. Лампы имеют высокую световую отдачу (75…100 лм/Вт) и хорошую цветопереда­чу (Ra=80…98), что обеспечивает значитель­ный экономический эффект при их применении практически в любых осветительных установ­ках. Срок службы таких ламп 2…10 тыс. ч.

Параметры ламп типа ДРИ сильно зависят от колеба­ний напряжения сети. При его изменении в пределах ±10-15% мощность ламп изменяется на 22…33%, а свето­вой поток на 25..37%. Температура окружающей среды влияет на напряжение зажигания МГЛ, однако при при­менении специальных зажигающих устройств это влияние можно исключить.

Лампы ДРИ с напряжением горения 130 В включают в сеть 220 В с балластом, лампы ДРИ с напряжением го­рения 230 В стабильно работают только от сети с напряже­нием 380 В.