МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности оно усовеpшенствует металлогалогенные лампы ультрафиолетового излучения.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и галогенидами железа, никеля, кобальта и свинца [1]
Лампа по этому изобретению имеет спектр излучения с высокой эффективностью в области длин волн 320-380 нм.

Недостатком указанной лампы является низкая эффективность излучения в области длин волн 350-450 нм.

Такое излучение необходимо для различных технологических процессов: фотополимеризации эфирокрилатов и ненасыщенных уретанов, репрографии при тиражировании микрофильмов, фотоформенных процессов в полиграфии и т.д.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными элеткродами, наполненную инертным газом, буфером и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2]
В составе наполнения указанной лампы используются галогениды железа и галлия и спектр излучения ее содержит выраженную линию галлия (417 нм), однако эффективность излучения лампы в области длин волн 350-450 нм является все-таки недостаточной.

Целью изобретения является увеличение эффективности излучения лампы в области длин волн 350-450 нм.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, буфером и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия и висмута в количестве от 0,15 до 5,0 и от 0,3 до 8,0 мкмоль/см³.

В качестве буфера могут использоваться ртуть в количестве от 0,5 до 45,0 мкмоль/см³, галогенид сурьмы в количестве от 0,5 до 15,0 мкмоль/см³, при этом давление инертного газа составляет от 1,33 до 6,65 кПа.

В качестве инертного газа и буфера может использоваться ксенон при давлении от 1,33 до 200,0 кПа.

В качестве излучающих добавок при каждом буфере могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами галлия в количестве от 0,25 до 5,0 мкмоль/см³.

Экспериментально подобранные составы наполнения по заявке на изобретение обеспечивают эффективное излучение в области длин волн 350-450 нм.

Конструкция лампы идентична конструкции известных МГЛ.

Принцип работы предлагаемой МГЛ аналогичен соответствующему для существующих МГЛ. После подключения лампы в схеме последовательно с балластным сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды лампы высоковольтного электрического импульса. Возникает разряд в среде инертного газа. По мере его разгорания в разряд поступают галогенидные добавки, и в результате обеспечивается дуговой разряд в среде излучающих добавок с фиксированными параметрами: световым потоком, мощностью, током и напряжением на лампе.

Количество компонентов наполнения определено экспериментально и составляет для индиевых добавок от 0,15 до 5,0 мкмоль/см³, для висмутовых добавок от 0,3 до 8,0 мкмоль/см³, для галлиевых добавок от 0,25 до 5,0 мкмоль/см³.

При меньших дозировках излучающих добавок их не хватает для работы лампы в течение всего срока службы.

При больших количествах добавок уже не достигается дополнительного эффекта, а затраты на приобретение, хранение, обработку компонентов наполнения увеличиваются.

На чертеже приведен график спектра излучения лампы, где кривая 1 соответствует наполнению "Hg + галогенидные добавки индия и висмута"; кривая 2 соответствует спектру безртутных ламп с галогенидными добавками индия и висмута; кривая 3 составу наполнения "галогенидные добавки индия и висмута + галогенидные добавки галлия"; кривая 4 составу "Hg + галогенидные добавки галлия + галогенидные добавки индия и висмута".

Из графика видно, что заполненность спектра в диапазоне длин волн 340-450 нм хорошая.

Давление аргона составляет от 1,33 до 6,65 кПа.

При меньшем давлении из-за распыления электродов в период разгорания снижается срок службы.

При большем давлении дополнительного положительного эффекта не наблюдается.

Давление ксенона составляет от 1,33 до 200,0 кПа.

При меньшем давлении уменьшается срок службы лампы из-за распыления электродов.

При большем давлении лампа становится взрывоопасной даже в холодном состоянии.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Использование предлагаемого изобретения позволит при незначительных дополнительных затратах существенно увеличить эффективность излучения в области длин 350-450 нм.

Использование: в металлогалогенных лампах ультрафиолетового излучения. Сущность изобретения: горелка из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами наполнена инертным газом, буфером и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В качестве указанных добавок в лампе использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия и висмута в количестве 0,15 - 5,0 и 0,3-8,0 мк·моль/см³ , в лампе использована ртуть в количестве 0,5-45,0 мк·моль/см³ , а в качестве инертного газа использован аргон при давлении от 1,33 до 6,65 кПа. В качестве буфера использован галогенид сурьмы в количестве 0,5-15,0 мк·моль/см³ , а в качестве буфера и инертного газа использован ксенон при давлении от 13,3 до 200,0 кПа. В лампу дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами галлия в количестве 0,25-5,0 мк·моль/см³ . 4 з. п. ф-лы., 1 ил., 1 табл.

1. МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, буфером и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия и висмута в количестве 0,15 5,0 и 0,3 8,0 мкмоль/см³. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве буфера в лампе использована ртуть в количестве 0,5 до 45,0 мкмоль/см³, а в качестве инертного газа использован аргон при давлении 1,33 6,65 КПа. 3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве буфера использован галогенид сурьмы в количестве 0,5 15,0 мкмоль/см³, а в качестве инертного газа использован аргон при давлении 1,33 6,65 КПа. 4. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве буфера и инертного газа использован ксенон при давлении 13,3 200,0 КПа. 5. Лампа по пп.2 4, отличающаяся тем, что в лампу дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами галлия в количестве 0,25 5,0 мкмоль/см³.