Исследование световых характеристик разрядных ламп высокого давления. Дуговые ртутные лампы с люминофором (ДРЛ)

(2 часа)

Цель работы.Изучить устройство, принцип действия и схему включения ДРЛ в сеть. Исследовать световые характеристики лампы типа ДРЛ.

Приборы и оборудование:

1). ртутная лампа с люминофором типа ДРЛ – 250;

2). люксметр;

3). автомат АП 50 В - 3 МТУ 3.2;

4). соединительные провода.

 Общие положения

В люминесцентных лампах преобразование электрической энергии в световое излучение имеет две фазы. Электрический ток, протекая между электродами лампы, вызывает электрический разряд в парах ртути, наполняющих колбу люминесцентной лампы. Электрический разряд сопровождается излучением.

Суть электролюминесценции заключается в свечении люминофора под действием пульсирующего электрического поля.

Возникающая при этом энергия, воздействуя на люминофор, нанесенный на стенки лампы, преобразуется в световое излучение (фотолюминесценция).

Суть фотолюминесценции заключается в свечении люминофора под действием фотонов электрического излучения.

Из закона сохранения энергии имеем:

hv_b = h_u+ q

Из чего следует, что hv_b> h_u и l_b<l_и, т.е. длина волны возбуждения всегда короче длины волны излучения. Этот факт определяется как правило Стокса.

Согласно нему, ультрафиолетовое излучение в люминофоре должно преобразоваться в более длинноволновое, например, в видимое. Это и наблюдается в люминесцентных лампах.

На возможность исследования люминофоров для преобразования лучистой энергии электрического разряда в видимые излучения было впервые указано академиком Вавиловым в 1931 году.

Излучение люминесцентной лампы состоит из непрерывной полосы свечения люминофора, на которую накладываются отдельные линии излучения ртутного разряда, составляющие около 10% полного излучения лампы.

 Дуговые ртутные лампы с люминофором

В ртутных лампах высокого давления с исправленной цветностью недостаток излучения в красной части спектра восполняется за счет применения люминофора, эффективно возбуждаемого линиями 313 и 365 нм, характерными для ртутного разряда высокого давления.

В лампах ДРЛ обычно применяют комплекс люминофоров, например, фторогеаманат магния и арсенат магния, активированные марганцем, излучающие в красной части спектра (6200-6600 нм) и эффективно возбуждаемые ртутным разрядом.

Лампы ДРЛ представляют собой кварцевую разрядную трубку, установленную внутри стеклянной колбы. В разрядную трубку вводятся дозированное количество ртути и аргон для облегчения зажигания и улучшения работы электродов, установленных по концам трубки.

Стеклянная колба в виде баллона служит для изоляции разрядной трубки от внешней среды. На внутренней поверхности колбы нанесен люминофор, преобразующий излучение ртутного разряда в видимое.

Устойчивый режим работы и номинальный световой поток устанавливаются через 5 минут после включения лампы. Повторное включение лампы возможно лишь после ее остывания, через 10 минут.