СВЕТОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2003 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует светотехнические установки для целей специального освещения с высокими требованиями по спектру и цветопередачи излучения.

Известна светотехническая установка, содержащая по меньшей мере один световой прибор, включающий источник излучения, пускорегулирующую аппаратуру и светораспределяющее устройство [1].

В качестве источника излучения в светотехнической установке использована газоразрядная лампа типа ДРЛ.

Недостатком описываемой светотехнической установки является неудовлетворительное распределение спектра излучения в видимой области спектра (380-780 нм), что определяет цветовую температуру на уровне 4500К и общий индекс цветопередачи порядка 50-55 ед.

Наиболее близкой по технической сущности является светотехническая установка, содержащая по меньшей мере один световой прибор, включающий источник излучения, пускорегулирующую аппаратуру и светораспределяющее устройство [2].

В светотехнической установке - прототипе в качестве источника излучения использована установка с натриево-скандиевым наполнением.

Распределение потока излучения указанной лампы в видимой области спектра 380-780 нм следующее:
380-500 нм - 30-40%;
500-650 нм - 50-60%;
650-780 нм - 20-30%,
что определяет цветовую температуру на уровне 4400 К и общий индекс цветопередачи порядка 65-70 ед.

Недостатком светотехнической установки - прототипа являются, тем не менее, низкие значения цветовой температуры и общего индекса цветопередачи, которые для освещения с высокими требованиями составляют уровень 6000К и не менее 90 ед. соответственно.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества излучения светотехнических установок.

Поставленная задача достигается тем, что в светотехнической установке, содержащей по меньшей мере один световой прибор, включающий один источник излучения, пускорегулирующую аппаратуру и светораспределяющее устройство, в качестве источника использована металлогалогенная лампа со следующим распределением потока излучения в видимой области спектра (380-780 нм):
380-500 нм - 40-50%;
500 - 650 нм - 35-40%;
650-780 нм - 10-25%.

В составе наполнения металлогалогенной лампы используются
- добавки для обеспечения горелки лампы галогенидами редкоземельных металлов 0,29-3,0 г/см³,
- галогениды щелочных металлов 0,1-1,25 мг/см³,
- ртуть 0,5-8,0 мг/см³.

Светотехническая установка обеспечивает работу источника излучения в дежурном и рабочем режимах, при этом ток лампы составляет от 0,3 до 0,7 и от 0,9 до 1,3 значений номинального тока соответственно.

В предлагаемом изобретении экспериментально подобранный состав наполнения источника излучения обеспечивает высокую эффективность излучения, при этом достигается практически безукоризненная цветопередача (цветовая температура 6000К, общий индекс цветопередачи - более 90 ед.). Пускорегулирующая аппаратура обеспечивает работу источника излучения в дежурном и рабочем режимах, что делается с целью оптимизации работы лампы и увеличения срока службы лампы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом.

Светотехническая установка содержит по меньшей мере один световой прибор 1, который включает в свой состав источник излучения 2, пускорегулирующую аппаратуру 3 и светораспределяющее устройство 4. Пускорегулирующая аппаратура 3 состоит из балластного сопротивления 5, его функции могут выполнять индуктивное 6, емкостное 7, индуктивно-емкостное 8 сопротивления или электронный балласт 9 и зажигающее устройство 10.

Принцип работы светотехнической установки заключается в следующем.

При подаче питающего напряжения на световой прибор зажигающее устройство генерирует высоковольтный электрический импульс, который обеспечивает зажигание источника излучения - металлогалогенной лампы. После периода разгорания металлогалогенная лампа входит в номинальный режим работы, генерируя излучение, которое характеризуется следующим распределением энергии излучения в видимой области спектра (380-780 нм):
380-500 нм - 40-50%;
500-650 нм - 35-45%;
650-780 нм - 10-25%.

Указанное распределение энергии излучения определено экспериментально. Именно такое распределение энергии излучения по спектру излучения позволяет обеспечить требуемые и указанные ранее цветовые параметры: цветовую температуру на уровне 6000К и общий индекс цветопередачи - более 90 ед. При ином распределении энергии спектра излучения необходимой цветопередачи излучения источника получить не удается и задача изобретения не достигается.

Для обеспечения нужного спектра излучения в составе компонентов наполнения металлогалогенной лампы должны быть использованы
- добавки для обеспечения горелки лампы галогенидами редкоземельных металлов в количестве 0,29-3,0 мг/см³;
- галогениды щелочных металлов в количестве 0,1-1,25 мг/см³;
- ртуть в количестве 0,5-8,0 мг/см³.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами редкоземельных металлов могут быть использованы чистые редкоземельные металлы (диспрозий, гольмий, тулий, эрбий, лютеций и др.) и галогениды ртути (иодиды и бромиды). В этом случае образование галогенидов РМЗ (редкоземельных металлов) происходит в результате следующей реакции:
Ме+HgX₂ --> МеХ₃+Hg,
где Me - редкоземельный металл;
Х - галоген (иод, бром).

В качестве указанных добавок могут также быть использованы оксиды редкоземельных металлов, галогениды ртути и алюминий. В этом случае реакция галогенидов редкоземельных металлов следующая:
Ме₂О₃+HgX₂+Аl --> MeХ₃+Аl₂O₃+Hg
Количество компонентов определено экспериментально.

При количестве добавок для обеспечения галогенидами металлов, меньшем, чем 0,29 мг/см³, их недостаточно для обеспечения нормальной работы источника излучения в течение всего его срока службы, при их количестве, большем, чем 3,0 мг/см³, дополнительного положительного эффекта получить уже не удается, а затраты на приобретение, обработку, хранение компонентов увеличиваются.

При количестве галогенидов щелочных металлов, меньшем, чем 0,1 мг/см³, увеличивается напряжение зажигания источника излучения, а при количестве их, большем, чем 1,25 мг/см³, начинает сказываться избыточное количество щелочных металлов в горелке, что приводит к преждевременному выходу ее из строя.

Количество ртути выбрано экспериментально, исходя из условий обеспечения нужного значения напряжения на источнике излучения.

В качестве галогенидов щелочных металлов использованы иодиды и бромиды цезия, т.к. цезий благоприятствует процессам зажигания источника излучения, практически не изменяя спектр излучения в видимой области спектра (цезий не имеет отчетливо выраженных спектральных линий в видимой области спектра).

Важными являются значения тока источника излучения в дежурном и рабочем режимах. Они определены экспериментально.

В дежурном режиме значения тока составляют от 0,3 до 0,7 значения номинального тока источника излучения. При токе источника излучения в дежурном режиме, превышающем 0,7 номинального тока, уменьшается ресурс светотехнической установки, а при значении тока, меньшем 0,3 номинального тока, источник излучения начинает работать нестабильно.

В рабочем режиме значения тока составляют от 0,9 до 1,3 значения номинального тока источника излучения. При токе источника излучения в рабочем режиме, превышающем 1,3 номинального тока, резко сокращается срок службы источника излучения, а значит и ресурс светотехнической установки. При значении тока, меньшем 0,9 номинального тока, не достигаются необходимые параметры цвета: цветовая температура и общий индекс цветопередачи излучения.

Примеры конкретного исполнения светотехнической установки приведены в таблице.

Использование предлагаемого изобретения позволит обеспечить высокое качество освещения объектов при съемках цветного телевидения и кино.

Применение светотехнической установки на ОАО "АвтоВаз" при испытаниях автомобилей во время наезда их на бетонный куб позволило использовать цветную запись испытаний при оформлении контрактов с зарубежными фирмами, что не было возможным при использовании светотехнических установок на базе галогенных ламп накаливания и это мешало установлению деловых связей с зарубежными партнерами.

Источники информации
1. Сарычев Г. С. Облучательные светотехнические установки. Москва, Энергоатомиздат, 1992, с.77-80.

2. Патент РФ 2126190 "Световой прибор для облучения растений", БИ 4, 1999 г. (прототип).

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует светотехнические установки для целей специального освещения с высокими требованиями по спектру и цветопередачи излучения. Техническим результатом является повышение качества излучения светотехнических установок. В светотехнической установке, содержащей по меньшей мере один световой прибор, включающий один источник излучения, пускорегулирующую аппаратуру и светораспределяющее устройство, в качестве источника использована металлогалогенная лампа со следующим распределением потока излучения в видимой области спектра (380-780 нм): 380-500 нм - 40-50%; 500-650 нм - 35-40%; 650-780 нм - 10-25%. В составе наполнения металлогалогенной лампы использованы добавки для обеспечения горелки лампы галогенидами редкоземельных металлов 0,29-3,0 г/см³, галогениды щелочных металлов 0,1-1, 25 мг/см³, ртуть 0,5-8,0 мг/см³. Светотехническая установка обеспечивает работу источника излучения в дежурном и рабочем режимах, при этом ток лампы составляет от 0,3 до 0,7 и от 0,9 до 1,3 значений номинального тока соответственно. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Светотехническая установка, содержащая, по меньшей мере, один световой прибор, включающий источник излучения, пускорегулирующую аппаратуру и светораспределяющее устройство, отличающаяся тем, что в качестве источника излучения использована металлогалогенная лампа со следующим распределением потока излучения в видимой области спектра (380-780 нм):
380-500 нм - 40-50%;
500-650 нм - 35-40%;
650-780 нм - 10-25%,
при этом в составе наполнения металлогалогенной лампы использованы: добавки для обеспечения горелки лампы галогенидами редкоземельных металлов 0,29-3,0 г/см³, галогениды щелочных металлов 0,1-1,25 мг/см³, ртуть 0,5-8,0 мг/см³. 2. Светотехническая установка, выполненная по п. 1, отличающаяся тем, что пускорегулирующая аппаратура выполнена с возможностью обеспечения работы источника излучения в дежурном и рабочем режимах, при этом ток на лампе составляет от 0,3 до 0,7 и от 0,9 до 1,3 значений номинального тока соответственно.