МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА ДЛЯ СВЕТОКУЛЬТУРЫ РАСТЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК H01J61/22 H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности.

Известна металлогалогенная лампа, используемая для облучения растений, содержащая кварцевую горелку, наполненную инертным газом, ртутью и галогенидным наполнением на основе натрия и скандия [1].

Указанная лампа имеет достаточно высокую общую эффективность в области фотосинтетически активной радиации - 380- 710 нм
ФАР- 0,22-0,25 .

Однако недостаток излучения в важной условно красной части области ФАР (600-710 нм) делает лампу недостаточно эффективной для облучения многих плодоовощных культур, в частности огурцов.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является металлогалогенная лампа для светокультуры растений, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении 1330-39900 Па, ртутью в количестве 0,3-4 мг/см³ с добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28-0,62 мг/см³, галогенидами ли- тия в количестве 0,05-0,3 мг/см³ [2] . У лампы прототипа эффективность излучения в области ФАР составляет 0,26-0,28 , а условно красная часть ФАР за счет линий лития (610 и 670 нм) весьма насыщена.

Недостатком указанных ламп является недостаток излучения в условно синей части ФАР (380-500 нм) - 10-15%, что явно мало для ряда взрослых растений и для рассады большинства плодоовощных культур.

Целью изобретения является повышение эффективности излучения ламп.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе для светокультуры растений, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении от 1330 до 39900 Па, ртутью в количестве 0,3-4 мг/см³, добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28-0,62 и галогенидами лития в количестве 0,05-0,3 мг/см³, в горелку лампы дополнительно введены галогениды калия в количестве 0,02-0,5 мг/см³, при этом молярное отношение количества галогенидов лития выбрано в пределах 0,12-1,76.

В лампе по изобретению эксперименталь- но подобранный состав наполнения позволяет обеспечить спектр излучения с эффективно- стью в области ФАР до 0,30 . Кроме того, достигается весьма благоприятное для рассады большинства плодоовощных культур распределение энергии излучения между условно синей, условно зеленой, условно красной частями области ФАР (380-500, 500-600, 600-710 нм) - 20-25, 35-40, 35-40%.

Конструктивно предлагаемая лампа не отличается от известных. Она, как правило, содержит внешний баллон, внутри которого посредством укрепляющих элементов вмонтирована горелка.

Принцип работы лампы по изобретению также типичен. В схеме питания лампы (в которой последовательно с лампой подключается балластное сопротивление) зажигание лампы осуществляется зажигающим устройством. Возникающий дуговой разряд в парах инертного газа и ртути, разогревая горелку, инициирует поступление в среду разряда галогенидов церия, лития и калия, а затем стабилизируется при конкретных значениях тока и напряжения на лампе, мощности ламп и т.д.

Экспериментально подобранный состав компонентов наполнения обеспечивает интенсивное излучение однократно ионизованных атомов калия в области спектра 380-500 нм. Происходит это по следующим причинам. Атомы калия имеют наиболее низкий потенциал ионизации - 4,34 ЭВ (у церия 5,47, у лития 5,39 ЭВ). Поэтому излучение атомов калия- основные линии 76,98 и 766,4 нм - мало проявляется. Излучение однократно ионизированных атомов калия сосредоточено в области длин волн 330-450 нм, восполняя недостающее излучение в условно синей части ФАР.

Спектр излучения лампы показан на фиг. 1 и 2. Как видно из графика, увеличение излучения в условно синей части спектра у предлагаемой лампы (фиг.1) по сравнению со спектром цериево-литиевой лампы (фиг. 2) достигается не за счет каких-то выделенных линий, а насыщением фона в указанной части спектра.

Количество галогенидов калия определено экспериментально, оно должно находиться в пределах 0,02-0,5 мг/см³. При использовании галогенидов калия в количестве, большем 0,5 мг/см³ не удается достичь повышения эффективности излучения лампы, поэтому применение галогенидов калия в таком количестве лишь увеличивает затраты в производстве ламп. При количестве галогенидов калия, меньшем 0,02 мг/см³ становится ощутимым недостаток излучения в области длин волн 380-500 нм и цель изобретения не достигается.

Важным является молярное отношение количество галогенидов лития, оно также определено экспериментально и должно быть в пределах 0,12-1,76 мг/см³. При молярном отношении, превышающем 1,76, увеличивается доля излучения в области длин волн 380-500 нм. Оно достигает значений 50% и более, что уже неоптимально для ламп, используемых для облучения рассады. При отношении, меньшем 0,12, излучения в условно синей области спектра уже недостаточно, т.е. лампа имеет тот же недостаток, что и лампа-прототип.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение изобретения позволит при неизменной себестоимости увеличить эффективность излучения ламп для светокультуры рассады плодоовощных культур.

Использование: в металлогалогенных лампах, используемых для светокультуры растений. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа для светокультуры растений содержит горелку, наполненную инертным газом при давлении 1330 - 39900 Па, ртутью в количестве 0,3-4 мг/см³ добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28-0,62 мг/см³ и галогенидами лития в количестве 0,05-0,3 мг/см³. В горелку лампы введены галогениды калия в количестве 0,02-0,5 мг/см³ при этом молярное отношение количества галогенидов калия к количеству галогенидов лития выбрано в пределах 0,12 - 1,76. 1 табл, 2 ил.

МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА ДЛЯ СВЕТОКУЛЬТУРЫ РАСТЕНИЙ, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении 1330 - 39900 Па, ртутью в количестве 0,3 - 4,0 мг/см³, добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28 - 0,62 м/см³ и галогенидами лития в количестве 0,05 - 0,3 мг/см³, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности излучения лампы в области фотосинтетически активной радиации, в горелку лампы дополнительно введены галогениды калия в количестве 0,02 - 0,5 мг/см³, при этом молярное отношение количества галогенидов лития выбрано в пределах от 0,12 до 1,76.