Variété de lampes à vapeur de mercure à haute pression. Lampes au mercure

Malgré l'émergence de sources lumineuses alternatives, la lampe DRL reste l'une des solutions les plus demandées pour l'éclairage des locaux industriels et des rues. Ce n'est pas surprenant si l'on considère les avantages de ce luminaire :

On croyait qu'avec l'avènement des alternatives au sodium, il perdrait sa position, mais cela ne s'est pas produit. Ne serait-ce que parce que son spectre de lumière blanche est plus naturel pour l'œil humain qu'une teinte orangée. flux lumineux solutions sodiques.

Qu'est-ce qu'une lampe DRL ?

L'abréviation "DRL" signifie une lampe à arc au mercure très simple. Parfois, les termes explicatifs « luminescent » et « haute pression » sont ajoutés. Ils reflètent tous l'une des caractéristiques cette décision... En principe, lorsque vous dites « DRL », vous n'avez pas trop à craindre qu'une erreur d'interprétation puisse être commise. Cette abréviation est depuis longtemps devenue un nom familier, en fait, un deuxième nom. Soit dit en passant, vous pouvez parfois voir l'expression "lampe DRL 250". Ici, le nombre 250 signifie la puissance électrique consommée. Assez pratique, puisque vous pouvez choisir un modèle pour

équipement de démarrage existant.

Principe de fonctionnement et appareil

La lampe DRL n'est pas quelque chose de fondamentalement nouveau. Le principe de génération de rayonnement ultraviolet invisible à l'œil dans un milieu gazeux lors d'un claquage électrique est connu de longue date et est utilisé avec succès dans des flacons tubulaires luminescents (rappelez-vous les « femmes de ménage » dans nos appartements). A l'intérieur de la lampe, dans un gaz inerte additionné de mercure, se trouve un tube en verre de quartz qui peut résister à des températures élevées. Lorsqu'une tension est appliquée, un arc se produit d'abord entre deux électrodes rapprochées (de travail et incendiaire). Dans ce cas, le processus d'ionisation commence, la conductivité de l'entrefer augmente et lorsqu'une certaine valeur est atteinte, l'arc bascule vers l'électrode principale située du côté opposé du tube de quartz. Dans ce cas, le contact incendiaire quitte le processus, car il est connecté via une résistance, ce qui signifie que le courant est limité.

Le rayonnement principal de l'arc tombe sur la gamme ultraviolette, qui est convertie en lumière visible par une couche de phosphore déposée sur la surface interne de l'ampoule.

Ainsi, la différence avec le classique réside dans une manière particulière de frapper l'arc. Le fait est qu'une ventilation initiale du gaz est nécessaire pour démarrer l'ionisation. Anciennement impulsion appareils électroniques, capable de créer suffisamment pour une rupture de tout l'espace dans un tube de quartz, n'avait pas une fiabilité suffisante, alors les développeurs dans les années 1970 ont fait un compromis - ils ont placé des électrodes supplémentaires dans la structure, entre lesquelles l'allumage a eu lieu au niveau du secteur Tension. Anticipant une contre-question sur la raison pour laquelle la décharge dans les lampes à tube est néanmoins créée à l'aide d'une bobine d'arrêt, nous répondrons - tout est une question de puissance. La consommation de solutions tubulaires ne dépasse pas 80 W et le DRL n'est pas inférieur à 125 W (atteignant 400). La différence est palpable.

Le schéma de connexion de la lampe DRL est très similaire à la solution utilisée pour allumer les luminaires tubulaires fluorescents. Il comprend une self en série (limitation courant électrique), un condensateur monté en parallèle (élimination des perturbations dans le réseau) et un fusible.

Des lampes à décharge de mercure à basse et haute pression de diverses modifications sont utilisées partout aujourd'hui. Ils sont installés dans les rues et les routes des agglomérations, servent de luminaires architecturaux, éclairent les gares, les marchés, les viaducs automobiles, les ponts et bien d'autres objets.

Lampes au mercure la basse pression éclaire les bâtiments d'écoles, d'hôpitaux, de jardins d'enfants, d'immeubles de bureaux, de surfaces de vente. Ils sont très appréciés dans le domaine de l'habitat et des services collectifs pour l'éclairage des entrées, des caves, des fauteuils roulants et des locaux techniques. Des appareils puissants sont installés dans les cours et les terrains de jeux. Les catégories à faisceau étroit servent aux applications médicales, médico-légales, d'élevage et de volaille.

Malgré les inconvénients, les appareils au mercure présentent également un certain nombre d'avantages. Jusqu'à un certain temps, ils étaient les plus économiques et les plus fiables pour les consommateurs de tous niveaux. Mais les développements scientifiques et leur amélioration ne cessent d'avancer. Et maintenant, les appareils au mercure sont remplacés par de minces rangées de lampes au sodium et à LED de nouvelle génération. Pendant ce temps, 70 % de l'espace qui nous entoure est éclairé par des lampes à décharge.

Types de lampes au mercure et spécificités de leur travail

Les lampes de ce type sont produites avec une puissance de 8 à 1000 W et sont classiquement divisées en 2 groupes :

  • usage général;
  • application hautement spécialisée.

Par pression de remplissage interne :

  • lampes basse pression (pression de vapeur de mercure > 100 Pa)
  • lampes à haute pression (valeur de pression partielle = 100 kPa);
  • lampes ultra haute pression (valeur = 1 MPa et< 1 МПа).

Appareils à mercure haute pression

Une lampe à décharge de mercure (DRL) fonctionne sur le principe du rayonnement optique généré à partir de vapeur de mercure par une décharge de gaz.

Jusqu'en 1970, il n'y avait que 2 électrodes dans la conception de la lampe. Cela rendait les ampoules d'éclairage difficiles et les appareils eux-mêmes peu fiables. Ensuite, une autre paire d'électrodes a été ajoutée, située à côté des principales et connectées aux autres par le biais de résistances - limiteurs de courant.

Lorsqu'elles sont allumées, de petites décharges chauffent le gaz et passent à l'arc principal. Un tel système de connexion dépend également de la température de l'espace environnant, il est donc impossible de déterminer avec précision après quelle période de temps la lumière passe de la combustion lente à l'arc. Probablement 1,5 à 8 minutes.

Pour assurer une "entrée" normale dans le mode lumière, vous avez besoin d'un dispositif de régulation - un starter. Il éteint partiellement la tension du réseau et crée un arrière-plan uniforme nécessaire au fonctionnement des lampes. V Ces derniers temps les dispositifs d'éclairage pour lampes DRL ont changé dans leur configuration le starter pour ballasts - un ballast électronique de nouvelle génération. L'introduction de ballasts a permis de réduire le bruit de fonctionnement des lampes et d'améliorer la qualité de la lumière. Le temps d'allumage a été réduit au minimum.

La lampe comprend :

  • flacon en verre;
  • base;
  • tube en verre de quartz contenant du gaz argon et de la vapeur de mercure sous pression. La face interne de l'ampoule est recouverte d'un phosphore afin d'améliorer la qualité du flux lumineux ;
  • résistance de limitation ;
  • électrode principale;
  • électrode supplémentaire.

Arc aux halogénures métalliques (DRI) une lampe avec des additifs émetteurs qui augmentent l'efficacité de la transmission de la lumière. En DRI, pas de quartz, mais des brûleurs en céramique sont souvent installés, et une self est incluse dans le circuit. La puissance varie de 125 à 1000 watts. En raison des éléments ajoutés - halogénures métalliques, la lampe peut émettre différentes couleurs.

Lampe aux halogénures métalliques (DRIZ) avec une couche miroir. Dans ces appareils au mercure, une base spéciale est installée et un côté est recouvert d'une couche de miroir, ce qui permet d'obtenir un flux lumineux dirigé.

Lampe à arc mercure-tungstène (DRV) ne nécessite pas de ballasts en raison de la présence d'une bobine de tungstène. Une telle lampe au mercure à haute pression se distingue également par le fait que son ampoule, en plus de la vapeur de mercure, est remplie d'un mélange d'azote et d'argon. Les lampes au tungstène fournissent une lumière vive et agréable et sont les plus durables.

Ampoule au mercure-quartz (droite) (PRK) ou lampe tubulaire à arc au mercure à haute pression (DRT)... Ils ont des flacons cylindriques avec des électrodes situées aux extrémités.

Lampe boule au mercure-quartz (DRSH). Caractéristiques distinctives : une ampoule en forme de boule et un haut niveau de luminosité d'éclairage ainsi que le rayonnement ultraviolet. La lampe fonctionne sous très haute pression avec un système de refroidissement.

Lampe ultraviolette au mercure haute pression (DRUF, DRUFZ) en verre noir uviol. Une autre option pour de telles ampoules consiste à utiliser du borate de strontium dopé à l'europium pour revêtir l'intérieur de l'ampoule. Ils ne donnent pratiquement pas de lumière visible.

Appareils à mercure basse pression

Une lampe à mercure fluorescente est une lampe à décharge et est conçue selon le même principe qu'une lampe à haute pression.

Lampe fluorescente compacte (CFL) apparu sur le territoire de notre pays en 1984. Ces appareils étaient à l'origine équipés de types de base standard avec des ballasts électriques montés à l'intérieur.

Par conséquent, compte tenu des caractéristiques d'économie d'énergie déclarées par le fabricant, les modèles KKL sont rapidement apparus dans de nombreux appartements. Contrairement à d'autres types de lampes fluorescentes au mercure, les appareils compacts s'allument immédiatement et fonctionnent silencieusement. La fréquence de scintillement de ces lampes est perceptible à l'œil humain, mais pas aussi clairement que dans le cas d'autres lampes à décharge.

Lampe au mercure linéaire présenté sous la forme d'un long flacon avec deux électrodes aux extrémités, rempli de gaz et de vapeur de mercure. Le flacon lui-même est recouvert d'un phosphore à l'intérieur. Lorsque la lampe est allumée, une décharge d'arc électrique se produit, le remplissage de la lampe chauffe jusqu'au niveau requis et l'appareil s'enflamme à pleine puissance.

Dans ce cas, le luminophore absorbe le rayonnement ultraviolet émis lors du fonctionnement. Si la composition chimique du phosphore est complétée par divers additifs, la couleur du flux lumineux peut être modifiée de cette manière. Les lampes linéaires diffèrent par les types de base et les diamètres de luminaire.

Lampe fluorescente au mercure à arc à quartz basse pression génère un puissant rayonnement ultraviolet. Il est utilisé pour la désinfection de l'eau potable, de l'air. Produit de l'ozone en concentration accrue. Nécessite une ventilation ultérieure de la pièce.

Lampe germicide en verre uvol. Il existe une autre technologie, lorsque la surface interne du flacon est traitée avec une composition chimique spéciale (voir DRUF). En générant une puissante lumière ultraviolette, la lampe n'émet pas trop d'ozone. Par conséquent, des personnes peuvent se trouver dans la pièce où l'appareil est utilisé.

Applications des lampes contenant du mercure

DRL - lampes fluorescentes à arc au mercure - sont utilisées pour éclairer les routes, les gares, les ponts, les croisements, les places, les cours et autres objets.

Les lampes DRI sont utilisées pour organiser l'éclairage extérieur des rues, des places, des parcs, des terrains de sport extérieurs, des foires, des marchés, etc. La possibilité de modifier la composition chimique pour augmenter la gamme de couleurs lumineuses permet l'utilisation de lampes aux halogénures métalliques dans l'éclairage architectural.

Les marins sur les bateaux de pêche utilisent des lampes verdâtres pour attirer le plancton. Le rayonnement ultraviolet, la création de température de couleur, la luminosité et la lueur bleutée contribuent tous à la croissance des plantes ou même des coraux.

Les lampes DRIZ sont pertinentes dans les zones à faible visibilité et des dispositifs au tungstène sont installés sur les chantiers de construction, les parkings et les installations de stockage ouvertes.

Les appareils au mercure-quartz et DRT sont utilisés dans le domaine médical. Les irradiateurs germicides ultraviolets sont utilisés pour désinfecter l'eau, les aliments ou l'air. Pendant la période de combustion de ces lampes, une forte concentration d'ozone se forme dans l'air. Par conséquent, les pièces dans lesquelles le traitement ou d'autres travaux avec l'appareil sont effectués doivent être dotées d'une bonne ventilation pour ventiler l'espace. Les lampes sont également utilisées pour les technologies photochimiques et la photopolymérisation des colorants et des vernis.

Des lampes ultraviolettes au mercure à haute pression sont utilisées pour attraper les insectes, en tenant compte des spécificités de leur appareil visuel. Les lampes sont utilisées pendant les représentations, les vacances, les carnavals.

Les appareils avec lampes DRUF aident dans le travail des experts et des médecins légistes, en soulignant les traces à peine visibles d'origine organique.

Les lampes fluorescentes linéaires sont largement utilisées depuis de nombreuses années pour éclairer divers organismes et bâtiments publics. Après l'apparition de modèles avec des socles de taille standard, les ampoules ont commencé à être utilisées dans les locaux des maisons et des appartements.

La lampe germicide basse pression est utilisée pour la désinfection externe et interne. Utilisé à des fins intérieures et médicales.

Avantages des lampes à décharge à vapeur de mercure

  • compacité des lampes;
  • efficacité lumineuse suffisamment élevée 50-60 lm / W;
  • l'efficacité est 5 à 7 fois supérieure à celle d'une lampe à incandescence ;
  • Durabilité - 10000-15000 mille heures avec un fonctionnement correct;
  • Le chauffage du corps est bien inférieur à celui des lampes à incandescence ;
  • Capacité de reproduire différentes couleurs;
  • Travail à hautes et basses températures de +50 à -40.

Pour les lampes DRV :

  • la possibilité de remplacer les lampes à incandescence pour l'éclairage public ;
  • la capacité de travailler sans équipement spécial régulant le démarrage.

Inconvénients des lampes à arc contenant du mercure

  • travailler sur courant alternatif(sauf RFE) ;
  • inclusion par ballast (sauf RFE) ;
  • sensibilité aux fluctuations du réseau ;
  • rendu des couleurs insatisfaisant ;
  • scintillement qui fatigue les yeux;
  • longue période entre l'allumage et le niveau supérieur de l'éclairage de la lampe (sauf CFL) ;
  • après l'extinction jusqu'au prochain allumage, une longue période de refroidissement de la lampe (sauf pour les LFC) ;
  • à partir de la 2ème moitié de la durée de vie, une diminution du rendement lumineux ;
  • classe de danger 1 en raison de la teneur en mercure de la construction.

Pour les lampes DRV :

  • fragilité d'un filament de tungstène.

Élimination des lampes contenant du mercure

Toutes les lampes contenant du mercure ont la classe de danger 1. Cela signifie qu'après la fin de leur durée de vie, un tel appareil ne peut pas être simplement jeté dans poubelle... De plus, il est inacceptable de se débarrasser d'une lampe cassée ou fissurée de cette manière.

Seules les organisations qui ont une licence pour cette activité peuvent stocker, transporter et éliminer les appareils de classe de danger 1. Il est clair que tout le monde ne cherchera pas les coordonnées d'une telle entreprise. Pour cela, dans n'importe quelle localité, il existe des lieux de stockage temporaire de telles lampes.

L'organisme gestionnaire qui dessert votre domicile est habilité à mettre à disposition de telles structures d'accueil pour les citoyens. Après avoir consulté la communauté sur les heures d'ouverture, vous pouvez simplement y apporter les appareils défectueux. Si la lampe est endommagée, elle doit être mise dans un sac, scellé et retourné à un point de collecte.

Le processus de recyclage se déroule de diverses manières assez laborieuses : amalgame, démercurisation, cuisson à haute température, ou autres.

La lampe au mercure à haute pression appartient progressivement au passé. La lutte pour la préservation de l'environnement prend de l'ampleur. Ils ont été remplacés par des dispositifs de décharge de gaz de sodium. Les maisons et les villes trouvent de plus en plus d'appareils d'éclairage LED sûrs, économiques, durables et brillants. Mais rien ne se passe d'un coup. Et cela dépend de chacun ce que "demain" remplacera "aujourd'hui". Protégez la terre et appréciez ce que vous avez maintenant.

Les lampes à arc à ultra-haute pression (LSVD) comprennent les lampes fonctionnant à une pression de 10 × 10 5 Pa et plus. Aux hautes pressions d'un gaz ou d'une vapeur métallique, avec une forte approche des électrodes, les régions proches de la cathode et proche de l'anode de la décharge sont réduites. La décharge est concentrée dans une région étroite en forme de fuseau entre les électrodes, et sa luminosité, en particulier près de la cathode, atteint des valeurs très élevées.

Cette décharge d'arc est une source de lumière indispensable pour les types de projecteurs et de projecteurs, ainsi que pour un certain nombre d'applications spéciales.

L'utilisation de vapeur de mercure ou d'un gaz inerte dans les lampes leur confère un certain nombre de caractéristiques. L'obtention de vapeur de mercure à une pression appropriée, comme le montre l'examen de haute pression effectué dans l'article "", est obtenue en dosant du mercure dans l'ampoule de la lampe. La décharge s'enflamme sous forme de mercure basse pression à température ambiante. Ensuite, à mesure que la lampe brûle et chauffe, la pression augmente. La pression de service est déterminée par la température de régime permanent de l'ampoule, à laquelle la puissance électrique fournie à la lampe devient égale à la puissance dissipée dans l'espace environnant par le rayonnement et le transfert de chaleur. Ainsi, la première caractéristique des lampes à mercure ultra haute pression est qu'elles sont assez faciles à allumer, mais ont une période de combustion relativement longue. Lorsqu'ils s'éteignent, le rallumage ne peut être effectué, en règle générale, qu'après refroidissement complet. Lorsque les lampes sont remplies de gaz inertes, la décharge après allumage entre presque instantanément dans un état stable. L'allumage d'une décharge dans un gaz à haute pression présente certaines difficultés et nécessite l'utilisation de dispositifs d'allumage particuliers. Cependant, après extinction, la lampe peut être rallumée presque instantanément.

La deuxième caractéristique qui distingue une décharge de mercure à ultra haute pression avec un arc court de la décharge de gaz correspondante est son mode électrique. En raison de la grande différence entre les gradients de potentiel du mercure et des gaz inertes à la même pression, la tension de combustion de ces lampes est nettement plus élevée qu'avec le remplissage de gaz, ce qui fait que, à puissances égales, le courant de ces dernières est beaucoup plus élevé.

La troisième différence significative est le spectre d'émission, qui dans les lampes remplies de gaz correspond en composition spectrale à la lumière du jour.

Ces caractéristiques ont conduit au fait que les lampes à arc sont souvent utilisées pour le tournage et la projection de films, dans les simulateurs de rayonnement solaire et dans d'autres cas où un rendu des couleurs correct est requis.

Dispositif de lampe

La forme sphérique de l'ampoule de la lampe est choisie pour assurer une résistance mécanique élevée aux pressions élevées et aux faibles distances entre les électrodes (Figure 1 et 2). La fiole sphérique en verre de quartz a deux longues jambes cylindriques diamétralement situées, dans lesquelles les entrées connectées aux électrodes sont scellées. Une longue jambe est nécessaire pour retirer le plomb de l'ampoule chaude et l'empêcher de s'oxyder. Certains types de lampes au mercure ont une électrode d'allumage supplémentaire sous la forme d'un fil de tungstène soudé dans l'ampoule.

Figure 1. Vue générale des lampes à quartz à mercure ultra haute pression avec un arc court de différentes puissances, W :
une - 50; b - 100; v - 250; g - 500; - 1000

Figure 2. Vue générale des lampes boule au xénon :
une- lampe à courant constant d'une puissance de 100 à 200 kW ; b- Lampe CA de 1 kW ; v- Lampe AC d'une puissance de 2 kW ; g- lampe à courant constant d'une puissance de 1 kW

Les conceptions des électrodes sont différentes selon le type de courant qui alimente la lampe. Lors du fonctionnement sur courant alternatif, auquel sont destinées les lampes au mercure, les deux électrodes ont la même conception (figure 3). Elles diffèrent des électrodes des lampes tubulaires de même puissance par une plus grande massivité, en raison de la nécessité de réduire leur température.

Figure 3. Électrodes pour lampes à mercure AC à arc court :
une- pour lampes jusqu'à 1 kW ; b- pour lampes jusqu'à 10 kW ; v- électrode solide pour lampes à haute puissance; 1 - noyau de tungstène déchiré; 2 - bobine de gainage en fil de tungstène ; 3 - pâte d'oxyde; 4 - getter; 5 - base en poudre de tungstène frittée additionnée d'oxyde de thorium ; 6 - pièce forgée en tungstène

Quand les lampes sont allumées courant continu important est la position de la lampe allumée, qui ne doit être que verticale - l'anode vers le haut pour les lampes à gaz et de préférence l'anode vers le bas pour les lampes au mercure. L'emplacement de l'anode en bas réduit la stabilité de l'arc, ce qui est important, du fait du contre-courant des électrons dirigés vers le bas et des gaz chauds remontant vers le haut. La position haute de l'anode oblige à augmenter ses dimensions, car en plus de son échauffement dû à la plus grande puissance dissipée à l'anode, elle est en plus chauffée par un flux de gaz chauds. Pour les lampes au mercure, l'anode est placée en bas afin d'assurer un chauffage plus uniforme et, par conséquent, de réduire le temps de combustion.

En raison de la faible distance entre les électrodes, les lampes à boule de mercure peuvent fonctionner sur un courant alternatif à partir d'une tension secteur de 127 ou 220 V. La pression de travail de la vapeur de mercure dans les lampes d'une puissance de 50 - 500 W, respectivement (80 - 30) × 10 5, et dans les lampes d'une puissance de 1 - 3 kW - (20 - 10) × 10 5 Pa.

Les lampes ultra-haute pression à ampoule boule sont le plus souvent remplies de xénon en raison de la commodité de son dosage. La distance entre les électrodes est de 3 à 6 mm pour la plupart des lampes. Pression de xénon dans une lampe froide (1 - 5) × 10 5 Pa pour des lampes d'une puissance de 50 W à 10 kW. De telles pressions rendent les lampes ultra-haute pression explosives même lorsqu'elles ne fonctionnent pas et nécessitent des enceintes spéciales pour leur stockage. En raison de la forte convection, les lampes ne peuvent fonctionner qu'en position verticale, quel que soit le type de courant.

Rayonnement des lampes

La haute luminosité des lampes à boule de mercure à arc court est obtenue grâce à une augmentation du courant et à une stabilisation de la décharge au niveau des électrodes, ce qui empêche l'expansion du canal de décharge. En fonction de la température de la partie travaillante des électrodes et de leur conception, une répartition de luminosité différente peut être obtenue. Lorsque la température des électrodes est insuffisante pour fournir le courant d'arc en raison de l'émission thermoionique, l'arc se contracte au niveau des électrodes en points lumineux brillants de petites tailles et prend une forme de fuseau. La luminosité à proximité des électrodes atteint 1000 Mcd/m² et plus. La petite taille de ces zones conduit au fait que leur rôle dans le flux de rayonnement total des lampes est insignifiant.

Lorsque la décharge se contracte au niveau des électrodes, la luminosité augmente avec une augmentation de la pression et du courant (puissance) et avec une diminution de la distance entre les électrodes.

Si la température de la partie travaillante des électrodes assure la réception du courant d'arc dû à l'émission thermoionique, alors la décharge, pour ainsi dire, se propage sur la surface des électrodes. Dans ce cas, la luminosité est plus uniformément répartie le long de la décharge et augmente encore avec l'augmentation du courant et de la pression. Le rayon du canal de décharge dépend de la forme et de la conception de la partie active des électrodes et ne dépend presque pas de la distance qui les sépare.

L'efficacité lumineuse des lampes augmente avec une augmentation de leur densité de puissance. Avec une décharge en forme de fuseau, la puissance lumineuse atteint un maximum à une certaine distance entre les électrodes.

Le rayonnement des lampes à billes de mercure du type DRSh a un spectre de raies avec un fond continu fortement prononcé. Les lignes sont considérablement élargies. Le rayonnement avec des longueurs d'onde inférieures à 280 - 290 nm est absent du tout, et en raison du bruit de fond, la proportion de rayonnement rouge est de 4 - 7 %.

Figure 4. Distribution de la luminosité le long de ( 1 ) et à travers ( 2 ) axe de décharge des lampes au xénon

Le cordon de décharge des lampes au xénon à billes à courant continu, lorsqu'il fonctionne en position verticale avec l'anode vers le haut, a la forme d'un cône, reposant avec sa pointe sur la pointe de la cathode et se dilatant vers le haut. Un petit spot cathodique de très haute luminosité se forme près de la cathode. La distribution de la luminosité dans le cordon de décharge reste la même lors de la modification de la densité de courant de décharge dans une plage très large, ce qui permet de construire des courbes uniformes de la distribution de la luminosité le long et à travers la décharge (Figure 4). La luminosité est directement proportionnelle à la puissance par unité de longueur de la décharge d'arc. Le rapport du flux lumineux et de l'intensité lumineuse dans une direction donnée à la longueur de l'arc est proportionnel au rapport de la puissance à la même longueur.

Le spectre d'émission des lampes à boule au xénon à ultra haute pression diffère peu du spectre d'émission.

Les puissantes lampes au xénon ont un caractéristique courant-tension... La pente augmente avec l'augmentation de l'espacement des électrodes et de la pression. La chute de potentiel anode-cathode pour les lampes au xénon à arc court est de 9-10 V, la cathode étant de 7-8 V.

Les lampes à boule ultra-haute pression modernes sont produites dans diverses conceptions, y compris celles avec des électrodes pliables et un refroidissement par eau. La conception d'une lampe-lampe pliable en métal spéciale du type DKsRM55000 et d'un certain nombre d'autres sources utilisées dans des installations spéciales a été développée.

Lampes au mercure de type DRL

Le brûleur à quartz considéré dans l'article "Fonctionnement de la lampe DRL" est fortement influencé par l'environnement extérieur, dont dépendent les conditions de refroidissement. La stabilité de la lampe avec un tel brûleur est assurée en la plaçant à l'intérieur de l'ampoule extérieure. La surface intérieure de l'ampoule extérieure est recouverte d'une couche de phosphore qui, en raison de l'absorption de la partie ultraviolette du rayonnement de la décharge de mercure, ajoute au rayonnement visible de cette décharge le rayonnement manquant dans la région rouge de la spectre. Pour assurer le refroidissement du brûleur à quartz non seulement par rayonnement, mais également par convection et transfert de chaleur, l'ampoule externe est remplie de gaz, qui doit être inerte par rapport aux pièces de montage de phosphore et de lampe. Un mélange d'argon et d'azote est utilisé comme gaz de remplissage.

Le dispositif de la lampe DRL est illustré à la figure 1. Les lampes sont connectées au réseau à l'aide de socles filetés, similaires à ceux utilisés pour les lampes à incandescence: E27 - pour les lampes d'une puissance allant jusqu'à 250 W et E40 - pour les lampes de plus Puissance. Pour faciliter l'allumage, la lampe est composée de trois ou quatre électrodes. Dans ce dernier, les électrodes principale et auxiliaire sont connectées par l'intermédiaire de résistances.

La forme et la taille de l'ampoule extérieure et la position du brûleur dans celle-ci sont choisies de sorte que tout le rayonnement ultraviolet du brûleur tombe sur la couche de phosphore à la fois pendant et pendant le fonctionnement de la lampe, la couche de phosphore a la température optimale pour son fonctionnement .

Le chauffage du ballon externe se produit en raison de l'absorption d'une partie du rayonnement de décharge par une couche de phosphore déposée sur celui-ci et du verre, ainsi que du transfert de chaleur à travers le gaz inerte remplissant le ballon. Le refroidissement s'effectue par rayonnement du verre chauffé et transfert de chaleur à travers l'air ambiant.

L'homogénéité de la température de surface du ballon peut être obtenue si, négligeant en première approximation la convection du gaz inerte remplissant le ballon, elle est réalisée sous la forme d'une surface assurant une irradiation uniforme. Les calculs montrent que la partie centrale du ballon doit avoir une surface proche d'un ellipsoïde de révolution, avec un grand axe coïncidant avec l'axe du brûleur. La correction de convection force le diamètre de cette partie de l'ampoule, qui se trouve être au sommet lorsque la lampe est en fonctionnement, à augmenter légèrement. Étant donné que les lampes fonctionnent pratiquement dans n'importe quelle position, aucune modification n'est apportée à la forme de l'ampoule.

Dans un certain nombre de conceptions de lampes, l'ampoule agit comme un élément optique qui redistribue le flux lumineux. Dans ce cas, la forme et la taille de l'ampoule doivent être calculées, comme cela se fait pour les luminaires, et son régime thermique doit également être pris en compte dans le calcul.

Pour corriger la chromaticité des lampes DRL, différents types de luminophores sont utilisés. L'utilisation d'un phosphore phosphate-vanadate-yttrium à la place du fluorogermanate de magnésium a permis d'améliorer les paramètres des lampes DRL.

L'utilisation d'un phosphore déposé sur la paroi interne de l'ampoule externe, d'une part, conduit à l'ajout de rayonnement rouge manquant dans le spectre, et, d'autre part, provoque l'absorption d'une partie du rayonnement visible dans ce couche. Avec une augmentation de l'épaisseur de la couche de phosphore, le flux de rayonnement de la lampe atteint un maximum à une certaine épaisseur de couche, tandis que le flux lumineux de la décharge traversant la couche de phosphore diminue progressivement. Pour résoudre le problème de l'épaisseur optimale de la couche de phosphore et une évaluation générale de son efficacité pour les caractéristiques des lampes DRL, le concept de "rapport rouge" a été introduit. Le rapport rouge est le rapport en pourcentage du flux lumineux rouge ajouté par le phosphore au flux lumineux total des lampes. De toute évidence, le meilleur sera le phosphore et une telle couche qui, en créant un rapport de rouge suffisant pour assurer un rendu correct des couleurs, fournira le flux lumineux maximal de la lampe dans son ensemble, c'est-à-dire la plus grande efficacité lumineuse.

Il est d'usage d'exprimer le ratio des rouges en pourcentage par dépendance

φ (λ) est la densité spectrale de flux du rayonnement de la lampe ; V(λ) est la sensibilité relative de l'œil.

Le rapport rouge pour les lampes DRL avec l'épaisseur de phosphore optimale de fluorogermanate et d'arséniate de magnésium atteint 8% et le flux lumineux est de 87% du flux lumineux de la lampe sans phosphore. L'utilisation de luminophores orthophosphate-zinc avec ajout de strontium permet d'obtenir un flux lumineux 15 % supérieur au flux lumineux d'une lampe sans luminophore, et r cr = 4 - 5%.

Lors de l'allumage des lampes, une pulvérisation cathodique de la substance active de la cathode et de la partie tige de l'électrode a lieu. En régime permanent de combustion sur courant alternatif, du fait du rallumage de la décharge à chaque demi-période, la pulvérisation cathodique de la partie tige de l'électrode se poursuit. Cela détériore avec le temps les propriétés d'émission des deux parties des électrodes, respectivement, la tension nécessaire pour allumer les lampes augmente. La pulvérisation cathodique des électrodes conduit simultanément à l'absorption de molécules du gaz inerte remplissant la lampe dont la pression initiale a été choisie parmi les conditions d'allumage de la décharge. Ces processus conduisent à la formation sur les parois du brûleur d'un revêtement sombre de particules d'électrodes pulvérisées, qui absorbe le rayonnement, en particulier sa composante ultraviolette, et le taux de rouge diminue. L'interruption d'allumage détermine la durée de vie complète des lampes DRL, et la diminution normalisée de l'efficacité lumineuse détermine leur durée de vie utile.

Figure 2. Détails de construction du brûleur de lampe à mercure haute pression :
1 - électrode principale ; 2 - les douilles en feuille de molybdène de l'électrode principale et de l'électrode d'allumage ; 3 - résistance supplémentaire dans le circuit de l'électrode d'allumage ; 4 - circuit d'électrode d'allumage

La désignation conventionnelle des lampes DRL se déchiffre comme suit : D - arc, R - mercure, L - luminescent. Les chiffres après les lettres correspondent à la puissance de la lampe en watts, puis le ratio rouge en pourcentage est indiqué entre parenthèses et le numéro de développement est indiqué par un tiret. La grande majorité des lampes DRL sont produites avec quatre électrodes, c'est-à-dire avec des électrodes supplémentaires pour faciliter l'allumage (voir Figure 2). Ces lampes sont allumées directement à partir de la tension secteur. Une petite partie des lampes DRL sont de type à deux électrodes ; des dispositifs d'allumage spéciaux sont utilisés pour les allumer.

Les lampes DRL sont utilisées dans les installations d'éclairage extérieur et pour l'éclairage des locaux élevés des entreprises industrielles, où des exigences strictes ne sont pas imposées sur la qualité du rendu des couleurs.

L'influence de la température ambiante affecte principalement la tension d'allumage des lampes. À des températures négatives, l'allumage des lampes de type DRL est difficile, ce qui est associé à une diminution significative de la pression du mercure, de sorte que l'allumage se produit dans l'argon pur et nécessite des tensions plus élevées qu'en présence de vapeur de mercure. Selon GOST 16354-77, les lampes DRL de toutes les puissances doivent s'allumer à une tension ne dépassant pas 180 V à une température ambiante de 20 à 40 ° C; à une température de -25 ° C, la tension d'allumage des lampes augmente jusqu'à 205 V, à -40 ° C, la tension d'allumage des lampes d'une puissance de 80 à 400 W ne dépasse pas 250 V, avec une puissance de 700 et 1000 W - 300 V. Pour les paramètres lumineux et électriques des lampes de type DRL le changement de température extérieure n'a pratiquement aucun effet. Le tableau 1 montre les paramètres des lampes DRL. Les lampes sont disponibles en deux versions avec un ratio de rouge de 6 et 10 %.

Tableau 1

Les principaux paramètres des lampes DRL conformément à GOST 16357-79

Type de lampe Puissance, W Tension de fonctionnement, V Courant, A Flux lumineux, lm Dimensions, millimètres Durée de vie moyenne
diamètre extérieur du bulbe toute la longueur
DRL80 (6) -2
DRL125 (6) -2
DRL250 (6)
DRL400 (6) -2
DRL700 (6) -2
DRL1000 (6) -2
DRL2000 (6)
80
125
250
400
700
1000
2000
115
125
130
135
140
145
270
0,80
1,15
2,13
3,25
5,40
7,50
8,00
3400
6000
13000
23000
40000
57000
120000
81
91
91
122
152
181
187
165
184
227
292
368
410
445
10000
10000
12000
15000
15000
15000
6000

Lampes au mercure-tungstène

L'allumage difficile des lampes DRL à températures négatives, l'utilisation de ballasts inductifs, ainsi que la nécessité de corriger la couleur du rayonnement ont conduit à la création de lampes à haute pression avec ballast sous la forme d'un filament de lampe à incandescence. A noter que les pertes de puissance importantes dans le ballast actif, qu'est le filament, en comparaison avec les pertes dans le ballast inductif, sont compensées par la simplicité du ballast actif, avec la possibilité d'obtenir simultanément à son aide le rayonnement rouge manquant.

En plaçant un filament de ballast dans un ballon externe dans lequel est placé un brûleur à quartz pour réduire la dépendance de ses paramètres à la température extérieure, il a été possible d'obtenir une lampe adaptée à une connexion directe au réseau. La conception d'une telle lampe est illustrée à la figure 3. Placer le filament à l'intérieur de l'ampoule de la lampe crée l'avantage supplémentaire de raccourcir la période de combustion en chauffant le brûleur avec le rayonnement de la bobine.

L'essentiel lors du calcul des lampes à lumière mixte, comme on appelle parfois les lampes au mercure et au tungstène, est le choix des paramètres du filament. La puissance du filament est choisie en fonction de la condition de stabilisation de la décharge de mercure. l'efficacité lumineuse du filament doit être réduite afin d'obtenir un taux de rouge suffisant, en même temps la durée de vie du filament est assurée, en rapport avec la durée de vie des brûleurs à quartz. Pendant la période de démarrage, la tension secteur tombe entièrement sur la bobine, cependant, à mesure que la lampe au mercure brûle, la tension augmente et la tension sur la bobine de ballast diminue jusqu'à la valeur de fonctionnement. Le rendement lumineux des lampes au mercure et au tungstène est de 18 à 20 lm / W, car environ 50% de la puissance est dépensée pour chauffer la bobine. Par conséquent, en termes d'efficacité, ces lampes ne peuvent rivaliser avec les lampes DRL et autres lampes à haute pression. Leur utilisation est limitée à des domaines particuliers, par exemple la technologie de l'irradiation.

Les lampes DRVE ont une ampoule extérieure en verre spécial qui transmet le rayonnement ultraviolet. De telles lampes sont utilisées pour l'éclairage et l'irradiation combinés, par exemple, dans les serres. La durée de vie de ces lampes est de 3 à 5 000 heures, elle est déterminée par la durée de vie du filament de tungstène.

Lampes tubulaires au mercure

Outre les lampes fonctionnant sur la base d'une décharge à haute pression de vapeur de mercure et destinées à l'éclairage, plusieurs types de sources de rayonnement sont fabriqués, dont le développement est associé à la nécessité d'utiliser non seulement un rayonnement visible, mais également ultraviolet . Comme vous le savez, le rayonnement ultraviolet a un effet chimique et biologique. L'actitivité du rayonnement ultraviolet est largement utilisée, c'est-à-dire l'effet sur les matériaux photosensibles utilisés dans l'industrie de l'imprimerie. De puissants flux de rayonnement bactéricide, supérieurs à ceux des bactéricides, permettent l'utilisation de lampes au mercure à haute pression dans le but de désinfecter l'eau et d'autres substances. L'activité chimique du rayonnement ultraviolet et la capacité de concentrer des puissances de rayonnement élevées sur de petites surfaces ont conduit à l'utilisation généralisée de lampes à mercure à haute pression dans les industries chimiques, du travail du bois et autres.

Pour les lampes de ce type, des ampoules en verre de quartz mécaniquement résistant et réfractaire sont nécessaires. Le verre de quartz appliqué, qui transmet le rayonnement ultraviolet à partir d'une longueur d'onde de 220 nm, c'est-à-dire pratiquement tout le spectre de rayonnement d'une décharge de mercure, permet de modifier les paramètres de rayonnement uniquement en modifiant la pression de fonctionnement. L'opacité du verre de silice pour le rayonnement de résonance avec une longueur d'onde de 185 nm n'a aucune importance pratique, car le rayonnement ultraviolet de cette longueur d'onde est presque complètement absorbé par l'air.

Cela a conduit à la création de lampes au mercure à haute pression, de conception différente en raison de la pression de fonctionnement et du domaine d'application. les principaux paramètres des lampes à haute pression sont indiqués dans le tableau 2.

Tableau 2

Les principaux paramètres des lampes tubulaires au mercure à haute pression conformément à GOST 20401-75

Type de lampe Puissance, W Tension, V Courant, A Longueur de l'arc, mm Longueur totale, mm Diamètre du brûleur, mm Durée de vie moyenne, h
DRT230
DRT400
DRT1000
DRT2500
DRT2800
DRT5000
DRT4000
230
400
1000
2500
2800
5000
4000
70
135
145
850
1150
1800
1900
3,8
3,25
7,5
3,4
2,4
3,1
2,4
60
120
175
1000
610
1100
1000
190
265
350
1200
700
1290
1118
20
22
32
21
15
20
14
1500
2700
1500
3500
1000
1500
13000

L'industrie produit des lampes au mercure de type DRT (arc tubulaire à mercure) avec une pression allant jusqu'à 2 × 10 5 Pa sous la forme de tubes droits d'un diamètre de 14 à 32 mm. La figure 4 montre la vue générale et les dimensions globales des lampes DRT de différentes puissances. Les deux extrémités des tubes ont des extensions d'un diamètre plus petit, dans lesquelles une feuille de molybdène est soudée pour servir d'entrées. Sur le côté intérieur des lampes, des électrodes auto-chauffantes activées au tungstène sont soudées aux traversées, dont la conception est illustrée à la figure 5. Pour fixer les lampes dans l'armature, les lampes sont équipées de pinces métalliques avec supports. Le bec au milieu de l'ampoule est le reste de la tige, scellé après le traitement sous vide de la lampe. Pour faciliter l'allumage, les lampes ont une bande spéciale à laquelle une impulsion d'allumage est fournie.

Figure 4. Vue générale des lampes de type DRT (pression de vapeur de mercure jusqu'à 0,2 MPa) avec puissance, W :
une - 230; b - 400; v - 1000

Figure 5. Électrodes (cathodes) des lampes à mercure haute pression :
1 - substance active (oxyde); 2 - noyau de tungstène; 3 - spirale

Lampes tubulaires au xénon

Les lampes tubulaires à haute pression comprennent également des lampes qui utilisent le rayonnement xénon à des pressions allant de centaines à des millions de pascals. Une caractéristique d'une décharge dans des gaz inertes à des pressions élevées et des densités de courant élevées est un spectre de rayonnement continu, qui fournit bon rendu des couleurs objets illuminés. Dans la région visible, le spectre d'une décharge au xénon est proche de celui du soleil avec une température de couleur de 6100 à 6300 K. Une caractéristique importante d'une telle décharge est sa caractéristique courant-tension croissante à des densités de courant élevées, ce qui la rend possible de stabiliser la décharge en utilisant de faibles résistances de ballast. Des lampes tubulaires au xénon de longueur considérable peuvent être connectées au réseau sans aucun ballast supplémentaire. L'avantage des lampes au xénon est qu'il n'y a pas de période de rodage. Les paramètres des lampes au xénon sont pratiquement indépendants de la température ambiante jusqu'à des températures de -50 ° C, ce qui leur permet d'être utilisés dans des installations d'éclairage extérieur dans n'importe quelle zone climatique. Dans le même temps, les lampes au xénon ont une tension d'allumage élevée et nécessitent l'utilisation de dispositifs d'allumage spéciaux. Un petit gradient potentiel a conduit à l'utilisation de douilles plus massives dans les lampes.

L'efficacité lumineuse des lampes augmente avec une augmentation de la puissance spécifique et du diamètre du tube à décharge. A des densités de courant élevées, la décharge dans les gaz inertes a une luminosité très élevée. Selon des estimations théoriques, la luminosité limite d'une décharge au xénon peut atteindre 2 × 10³ Mcd/m². Les principaux paramètres des lampes au xénon haute pression sont présentés dans le tableau 3. Les lampes au xénon tubulaires fonctionnent à la fois avec un refroidissement naturel et un refroidissement par eau. L'utilisation du refroidissement par eau a permis d'augmenter l'efficacité lumineuse des lampes de 20 - 29 à 35 - 45 lm / W, mais a quelque peu compliqué la conception. Le brûleur de lampe refroidi à l'eau est enfermé dans un récipient en verre et de l'eau distillée circule dans l'espace entre le brûleur et le récipient cylindrique extérieur.

Tableau 3

Paramètres principaux des lampes au xénon haute pression

Type de lampe Puissance, W Tension, V Courant, A Flux lumineux, 10³, lm Diamètre intérieur du tube, mm Longueur totale, mm Durée de vie moyenne, h Diagramme de connexion
DKsT2000
DKsT5000
DKsT10000
DKsT20000
DKsT50000
DKsTV3000

DKsTV5000
DKsTV6000
DKsTV8000
DKsTV15000
DKsTV50000

2000
5000
10000
20000
50000
3000

5000
6000
8000
15000
50000

40
110
220
380
380
90

150
220
240
220
380

49
44
46
56
132
30

30
30
30
68
132

35,7
97,6
250
694
2230
81,2

139
211
232
592
2088

24
22
21
21
38
4

4
7
4
7
12

356
646
1260
1990
2700
285

315
478
375
460
935

300
300
800
800
500
100

100
300
800
200
200

avec ballast
avec ballast
sans ballast
sans ballast
sans ballast
lesté, CC
aussi
sans ballast
avec redresseur
sans ballast
sans ballast

Des températures de tube élevées (environ 1000 K) nécessitent l'utilisation de verre de quartz et des conceptions appropriées de traversées en molybdène, conçues pour des courants élevés. Les électrodes de la lampe sont en tungstène activé. L'une des conceptions d'une lampe au xénon refroidie à l'eau est illustrée à la figure 6.

Figure 6. Vue générale d'une lampe tubulaire au xénon d'une puissance de 6 kW avec refroidissement par eau

Les paramètres des lampes au xénon sans ballast sont fortement influencés par la tension du secteur. Lorsque la tension secteur s'écarte de ± 5 % de la valeur nominale, la puissance de la lampe change d'environ 20 %.

La désignation des lampes se compose des lettres D - arc, Xenon X, T - tubulaire, B - refroidi à l'eau et des chiffres indiquant la puissance de la lampe en watts et, à travers un tiret, le numéro de développement.

Pour nommer tous les types de telles sources lumineuses dans la technologie d'éclairage domestique, le terme "lampe à décharge" (RL) est utilisé, inclus dans le Dictionnaire international de l'éclairage, approuvé par la Commission internationale de l'éclairage. Ce terme doit être utilisé dans la littérature technique et la documentation.

En fonction de la pression de remplissage, une distinction est faite entre RL basse pression (RLND), haute pression (RLVD) et ultra haute pression (RLSVD).

Le RLND comprend des lampes au mercure avec une pression partielle de vapeur de mercure en régime permanent inférieure à 100 Pa. Pour RLVD, cette valeur est d'environ 100 kPa, et pour RLVD - 1 MPa ou plus.

Lampes au mercure à basse pression (RLND) Lampes au mercure à haute pression (RLVD)

Les RLVD sont divisés en lampes de général et but spécial... Les premières d'entre elles, qui comprennent tout d'abord les lampes DRL très répandues, sont activement utilisées pour l'éclairage extérieur, mais elles sont progressivement remplacées par des lampes au sodium et aux halogénures métalliques plus efficaces. Les lampes à usage spécial ont une gamme d'applications plus étroite, elles sont utilisées dans l'industrie, agriculture, Médicament.

Spectre d'émission

Les vapeurs de mercure émettent les raies spectrales suivantes utilisées dans les lampes à décharge de gaz :

Les raies les plus intenses sont à 184,9499, 253,6517, 435,8328 nm. L'intensité des raies restantes dépend du mode (paramètres) de la décharge.

Vues

Lampes à mercure haute pression de type DRL

DRL ( ugovaya R mûre L luminescent) - la désignation RLVD, adoptée dans l'ingénierie de l'éclairage domestique, dans laquelle pour corriger la couleur du flux lumineux visant à améliorer le rendu des couleurs, le rayonnement d'un phosphore appliqué sur la surface interne de l'ampoule est utilisé. Pour obtenir de la lumière dans un DRL, le principe de combustion constante d'une décharge dans une atmosphère saturée en vapeur de mercure est utilisé.

Il est utilisé pour l'éclairage général d'ateliers, de rues, d'entreprises industrielles et d'autres installations qui n'imposent pas d'exigences élevées en matière de qualité de rendu des couleurs et de locaux sans la présence constante de personnes.

Dispositif

Les premières lampes DRL ont été fabriquées avec la technologie à deux électrodes. Pour allumer de telles lampes, une source d'impulsions à haute tension était nécessaire. Un appareil PURL-220 (Starting Device for Mercury Lamps for a 220 V voltage) a été utilisé. L'électronique de l'époque ne permettait pas la création de dispositifs d'allumage suffisamment fiables et le PURL comprenait un éclateur à gaz, qui avait une durée de vie plus courte que la lampe elle-même. Par conséquent, dans les années 1970. l'industrie a progressivement abandonné la production de lampes à deux électrodes. Ils ont été remplacés par des modèles à quatre électrodes, qui ne nécessitent pas de dispositifs d'allumage externes.

Pour faire correspondre les paramètres électriques de la lampe et de la source d'alimentation, presque tous les types de radars avec une caractéristique courant-tension externe descendante doivent utiliser un ballast, qui dans la plupart des cas est une bobine d'arrêt connectée en série avec la lampe.

La lampe DRL à quatre électrodes (voir la figure de droite) se compose d'une ampoule extérieure en verre 1 équipée d'un culot fileté 2. Un brûleur à quartz (tube à décharge, RT) 3, rempli d'argon additionné de mercure, est monté sur le pied de lampe, monté sur l'axe géométrique de l'ampoule extérieure. Les lampes à quatre électrodes ont des électrodes principales 4 et des électrodes auxiliaires (d'allumage) situées à côté d'elles 5. Chaque électrode d'allumage est connectée à l'électrode principale située à l'extrémité opposée du RT via une résistance de limitation de courant 6. Les électrodes auxiliaires facilitent l'allumage de la lampe et rendre son fonctionnement plus stable pendant la période de démarrage. Les conducteurs de la lampe sont en fil de nickel épais.

Récemment, un certain nombre d'entreprises étrangères ont fabriqué des lampes DRL à trois électrodes équipées d'une seule électrode d'allumage. Cette conception ne diffère que par sa plus grande aptitude à la fabrication en production, n'ayant aucun autre avantage par rapport à la conception à quatre électrodes.

Principe de fonctionnement

Le brûleur (RT) de la lampe est constitué d'un matériau transparent réfractaire et chimiquement résistant (verre de quartz ou céramique spéciale), et est rempli de portions strictement dosées de gaz inertes. De plus, un métal est introduit dans le brûleur, qui dans une lampe froide a la forme d'une boule compacte, ou se dépose sous forme de dépôt sur les parois du ballon et (ou) les électrodes. Le corps lumineux du RLVD est une colonne de décharge d'arc électrique.

Le processus d'allumage d'une lampe équipée d'électrodes d'allumage est le suivant. Lorsqu'une tension d'alimentation est appliquée à la lampe, une décharge luminescente se produit entre les électrodes principale et d'allumage étroitement espacées, ce qui est facilité par une petite distance entre elles, qui est nettement inférieure à la distance entre les électrodes principales, par conséquent, la tension de claquage de cet écart est également plus faible. L'apparition dans la cavité RT d'un nombre suffisamment important de porteurs de charge (électrons libres et ions positifs) contribue à la rupture de l'écart entre les électrodes principales et à l'allumage d'une décharge luminescente entre elles, qui se transforme presque instantanément en décharge d'arc .

La stabilisation des paramètres électriques et lumineux de la lampe se produit 10-15 minutes après l'allumage. Pendant ce temps, le courant de la lampe dépasse largement la valeur nominale et n'est limité que par la résistance du ballast. La durée du mode de démarrage dépend fortement de la température ambiante - plus il fait froid, plus la lampe s'allumera longtemps.

Décharge électrique dans un brûleur au mercure lampe à arc crée un rayonnement bleu ou violet visible ainsi qu'un puissant rayonnement ultraviolet. Ce dernier excite la lueur d'un phosphore déposé sur la paroi interne de l'ampoule externe de la lampe. La lueur rougeâtre du phosphore, se mélangeant au rayonnement blanc verdâtre du brûleur, donne une lumière vive, proche du blanc.

Une variation de la tension d'alimentation vers le haut ou vers le bas entraîne une modification du flux lumineux : une déviation de la tension d'alimentation de 10 à 15 % est autorisée et s'accompagne d'une modification correspondante du flux lumineux de la lampe de 25 à 30 %. Lorsque la tension d'alimentation diminue à moins de 80% de la valeur nominale, la lampe peut ne pas s'allumer et lorsqu'elle est allumée, elle peut s'éteindre.

La lampe devient très chaude lorsqu'elle brûle. Cela nécessite l'utilisation de fils résistants à la chaleur dans les dispositifs d'éclairage avec des lampes à arc au mercure et impose de sérieuses exigences à la qualité des contacts de la cartouche. Comme la pression dans le brûleur d'une lampe chaude augmente considérablement, sa tension de claquage augmente également. La tension d'alimentation est insuffisante pour allumer la lampe chaude, la lampe doit donc refroidir avant de se rallumer. Cet effet est un inconvénient important des lampes à arc au mercure haute pression : même une très courte interruption de l'alimentation électrique les éteint, et le rallumage nécessite une longue pause de refroidissement.

Portées traditionnelles des lampes DRL

Eclairage d'espaces ouverts, de locaux industriels, agricoles et d'entrepôts. Partout où cela est dû au besoin de grandes économies d'énergie, ces lampes sont progressivement remplacées par des NLVD (éclairage des villes, grands chantiers, ateliers de haute production, etc.).

Le RLVD Osram de la série HWL (analogue du DRV) se distingue par une conception assez originale, ayant un filament conventionnel comme ballast intégré, placé dans un cylindre sous vide, à côté duquel un brûleur scellé séparément est placé dans le même cylindre. Le filament stabilise la tension d'alimentation grâce à l'effet de troc, améliore les caractéristiques de couleur, mais, évidemment, réduit très sensiblement à la fois l'efficacité globale et la ressource due à l'usure de ce filament. De tels RLVD sont également utilisés dans les foyers, car ils ont des caractéristiques spectrales améliorées et sont inclus dans une lampe conventionnelle, en particulier dans les grandes pièces (le représentant de la plus faible puissance de cette classe crée un flux lumineux de 3100 lm).

Lampes à arc aux halogénures métalliques de mercure (DRI)

Les lampes DRI ( ugovaya R mûrier avec ET additifs radiants) est structurellement similaire à DRL, cependant, des portions strictement dosées d'additifs spéciaux - des halogénures de certains métaux (sodium, thallium, indium, etc.) sont en outre introduits dans son brûleur, ce qui augmente considérablement le rendement lumineux (environ 70 - 95 lm/W et plus) avec une chromaticité du rayonnement suffisamment bonne. Les lampes ont des ampoules ellipsoïdales et cylindriques, à l'intérieur desquelles se trouve un brûleur en quartz ou en céramique. Durée de vie - jusqu'à 8 à 10 000 heures.

Dans les lampes DRI modernes, on utilise principalement des brûleurs en céramique, qui sont plus résistants aux réactions avec leur substance fonctionnelle, grâce à quoi, avec le temps, les brûleurs s'assombrissent beaucoup moins que ceux en quartz. Cependant, ces derniers ne sont pas non plus retirés de la production en raison de leur faible coût relatif.

Une autre différence entre les DRI modernes est la forme sphérique du brûleur, qui permet de réduire la baisse du rendement lumineux, de stabiliser un certain nombre de paramètres et d'augmenter la luminosité de la source « ponctuelle ». Il existe deux versions principales de ces lampes : avec douilles E27, E40 et soffite - avec douilles Rx7S et autres.

Pour allumer les lampes DRI, une panne de l'espace interélectrode avec une impulsion haute tension est nécessaire. Dans les schémas "traditionnels" d'allumage de ces lampes à vapeur, en plus d'un starter à ballast inductif, un dispositif d'allumage pulsé est utilisé - IZU.

En modifiant la composition des impuretés dans les lampes DRI, il est possible d'obtenir une lueur "monochromatique" de différentes couleurs (violet, vert, etc.) De ce fait, le DRI est largement utilisé pour l'éclairage architectural. Des lampes DRI avec un indice "12" (avec une teinte verdâtre) sont utilisées sur les bateaux de pêche pour attirer le plancton.

Lampes à arc aux halogénures métalliques de mercure avec couche miroir (DRIZ)

Les lampes DRIZ ( ugovaya R mûrier avec ET additifs radiants et Z couche miroir) est une lampe DRI ordinaire, dont une partie de l'ampoule est partiellement recouverte de l'intérieur d'une couche réfléchissante spéculaire, grâce à laquelle une telle lampe crée un flux de lumière dirigé. Par rapport à l'utilisation d'une lampe DRI conventionnelle et d'un projecteur à miroir, les pertes sont réduites en raison d'une diminution des réflexions et de la transmission de la lumière à travers l'ampoule de la lampe. Une grande précision de focalisation de la torche est également obtenue. Afin de changer la direction du rayonnement après avoir vissé la lampe dans la cartouche, les lampes DRIZ sont équipées d'un culot spécial.

Lampes à boule de mercure-quartz (DRSH)

Les lampes DRSH ( charbon R mûre N.-É. aire) sont des lampes à arc au mercure ultra haute pression à refroidissement naturel. Ils sont sphériques et émettent un fort rayonnement ultraviolet.

Lampes mercure-quartz haute pression (PRK, DRT)

Type de lampe à arc au mercure haute pression DRT ( charbon R mûre T ondulé) sont des flacons cylindriques en quartz avec des électrodes soudées aux extrémités. Le ballon est rempli d'une quantité dosée d'argon, en plus d'un métal

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