МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1997 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для цветного телевидения и кино.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную ртутью, галогенидами индия, натрия и таллия [1]
Описываемые лампы имеют высокую (до 100 ЛМ/ВТ) световую отдачу.

Недостатком лампы является низкая цветопередача излучения ламп, что вызвано отсутствием в спектре сплошного фона.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия [2]
Излучение лампы-прототипа включает в себя квазинепрерывное излучение линий скандия, в результате чего индекс цветопередачи излучения увеличивается до уровня 60-65 ед. что является достаточным для использования ламп для освещения объектов цветного телевидения и кино.

Недостатком лампы является нестабильность цветовой температуры в процессе срока службы, что является следствием уменьшения излучения в синей части спектра (излучения более выраженных линий скандия).

Техническим результатом изобретения является стабилизация цветовой температуры излучения лампы в процессе срока службы.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия, в состав наполнения дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, компоненты взяты в следующем количестве, мг/см³:
ртуть 0,1-8,0
добавки для обеспечения горелки галогенидами:
скандия 0,09-6,0
натрия 0,3-8,0
никеля 0,02-3,0
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 900,0 КПа.

В лампе также могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами тория и лития в количестве от 0,03 до 3,0 и от 0,01 до 2,0 мг/см³ соответственно, а также железа и кобальта в количестве от 0,015 до 2,5 и от 0,015 до 2,0 мг/см³ соответственно.

В лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобранный состав наполнения обеспечивает стабилизацию цветовой температуры в процессе срока службы.

Конструкция лампы идентична конструкции цветных МГЛ. Конструкция лампы приведена в различных источниках. Лампа может быть выполнена в стеклянном внешнем баллоне, может быть софитной в кварцевом цилиндрическом баллоне, может быть исполненной с цоколем типе "Бипост".

Принцип работы предлагаемой МГЛ также идентичен принципу работы известных МГЛ.

После подключения лампы в схеме с балластным (индуктивным, емкостным, индуктивно-емкостным) сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды лампы высоковольтного электрического импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа и паров ртути, по мере развития которого в разряд поступают излучающие добавки. В итоге устанавливается дуговой разряд в среде излучающих добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Как экспериментально установлено использование в составе наполнения добавок для обеспечения горелки галогенидами никеля, железа и кобальта приводит к поглощению излучения лампы в области 350-450 нм. Такая фильтрация излучения уменьшает влияние изменения излучения скандия в синей области спектра в процессе срока службы на цветовую температуру т.е. достигается стабилизация Т_цв. в процессе эксплуатации лампы.

Указанная фильтрация, по нашему мнению, происходит следующим образом. Наиболее интенсивные линии излучения Fe, Ni и CO располагаются в зоне 350-450 нм, однако имеют высокие, по сравнению со Sc и Na, потенциалы возбуждения, поэтому атомы Fe, Ni и CO не излучают. Высокая же концентрация нейтральных атомов этих элементов и приводит к поглощению излучения в области спектра 350-450 НМ. Последнее и обеспечивает стабилизацию Т_цв. излучения лампы в процессе ее эксплуатации.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами скандия, натрия, лития определено экспериментально и составляет от 0,09 до 6,0; от 0,3 до 8,0 и от 0,01 до 2,0 мг/см³ соответственно.

При меньших количествах излучающих добавок их становится недостаточно для эффективного излучения лампы в течение всего срока службы, т.к. добавки уходят из разряда в процессах взаимодействия с загрязнениями, неизбежно попадающими в горелку лампы, а также в процессах адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т.д.

При больших количествах добавок дополнительного положительного эффекта получить не удается, а затраты на изобретение, хранение, обработку добавок увеличиваются.

Количество никеля, железа и кобальта определено экспериментально и должно быть соответственно 0,02-3,0; 0,015-2,0 и 0,015-2,5 мг/см³.

При меньших количествах этих добавок количество нейтральных атомов в пристеночной области горелок является недостаточным для стабилизации цветовой температуры в процессе срока службы.

При больших количествах добавок несмотря на высокий потенциал возбуждения линий никеля, железа и кобальта их излучение начинает сказываться на цветовой температуре, а именно увеличивает ее, что является отрицательным фактором.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами тория также определено экспериментально и составляет от 0,03 до 3,0 мг/см³.

При меньших количествах атомов тория в разряде мало, что сказывается на процессах зажигания и стабильной работы лампы.

При больших количествах добавок тория снижается эффективная температура разряда, что уменьшает световой поток лампы.

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет от 1,33 до 200,0 КПа.

При меньшем давлении резко возрастает распыление электродов, в результате чего в значительной степени уменьшается срок службы лампы.

При большем давлении инертного газа ухудшается зажигание лампы.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение предлагаемого изобретения позволит без существенного изменения себестоимости повысить стабильность значений цветовой температуры в процессе срока службы, что реально увеличивает среднюю продолжительность горения.

Источники информации.

1. Конструкторская документация на лампу типа ДРФ 1000 ИКВА, 675646.004 КД.

2. Пат. США N 3914636 кл. 313-226.

3. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М. Энергоатомиздат, 1991, с. 585
4. Там же, с.595
5. Каталог Ф."Филипс", 1992, с. 111.

Назначение: электротехническая промышленность, стабилизация цветовой температуры излучения лампы в процессе срока службы. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия. В состав наполнения введены добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, компоненты взяты в определенном количестве, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200,0 КПа. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия, отличающаяся тем, что в состав наполнения дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, компоненты взяты в следующем количестве, мг/см³:
Ртуть 0,1 8,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами
скандия 0,09 6,0
натрия 0,3 8,0
никеля 0,02 3,0
а давление инертного газа составляет 1,33 200,0 КПа. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами тория в количестве 0,03
3,0 мг/см³. 3. Лампа по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве 0,01 2,0 мг/см³. 4. Лампа по пп.1 3, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами кобальта и железа в количестве 0,015 2,5 и 0,015 2,0 мг/см³ соответственно.