Серная лампа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Серная лампа

Се́рная ла́мпа — источник света квазисолнечного спектра.

Высокоэффективная лампа с широким спектром излучения, генерируемого серой, находящейся в состоянии плазмы.

Принцип действия[править | править исходный текст]

Микроволновое излучение в атмосфере инертного газа аргона нагревает серу. Плазма серы излучает мощный свет в спектре, близком к солнечному свету, почти без инфракрасной и ультрафиолетовой составляющих. Спектр серной лампы представляет собой сочетание атомарного и молекулярного спектров серы. Пропорция их зависит от интенсивности СВЧ поля накачки. Также в спектре присутствуют в небольшом количестве линии атомарного спектра инертного газа.

Использование безэлектродного разряда, как источника ОИ в принципиальном плане предполагает наличие таких обязательных элементов как: собственно лампа с колбой той или иной конфигурации, генератор электромагнитных колебаний и электродинамическая система, транспортирующая эту СВЧ-энергию к лампе и формирующая в зоне локализации лампы определенную стационарную или динамически изменяющуюся топографию СВЧ-электромагнитного поля. К этому «набору» обязательных элементов следует добавить некий формирователь диаграммы направленности полученного оптического излучения.

История[править | править исходный текст]

Так, в 70-е годы прошлого столетия в США на фирме Fusion System Corp. (FSC) были созданы и использованы в технологическом процессе УФ-сушки излучатели на основе безэлектродных СВЧ-разрядных ламп, главным образом с аргонно-ртутным наполнением. Излучатели работали с СВЧ-накачкой на частотах 915 и 2450 МГц.

В начале 90-х годов американские инженеры, экспериментируя с составами рабочего вещества-наполнителя лампы, обнаружили, что замена ртути в колбе безэлектродной лампы серой позволяет получить весьма интенсивное квазисолнечное излучение. Это послужило отправным пунктом для создания в 1992 году первых световых СВЧ-приборов на основе серных ламп с СВЧ-накачкой на частоте 2450 МГц [2]. А в октябре 1994 года в Вашингтоне уже были продемонстрированы две мощные осветительные системы с использованием весьма выигрышного сочетания СВЧ-источника света на серной лампе и полого «призматического» световода.

В 2000—2005 годах в России были изготовлены несколько экспериментальных образцов СВЧ-прожекторов, которые практически подтвердили ожидаемые высокие характеристики.

В 2006 году LG Electronics начала производство осветителей на основе серных ламп. Линейка этих светильников получила название плазменные осветительные системы Plasma Lighting System (PLS).

Технические характеристики[править | править исходный текст]

Основные технические характеристики представителя данной категории ламп[1]

Напряжение питания * потребляемый ток = мощность 220 В * <5.5 А = <1,2 КВт
Световой поток до 120 клм
Сила света (1,7 м) 9500 кд
Световая отдача 100 лм/Вт
Срок службы > 50 000 часов

Предполагаемый срок службы такой лампы может составлять 60 тысяч часов[2].

Преимущества[править | править исходный текст]

На практике основную экспансию совершают с СВЧ-накачкой порядка 800—1000 Вт, и световым потоком примерно до 130 кЛм. Эти системы относительно просты конструктивно, не требуют принудительного обдува горелки, позволяют использовать обычные серийные магнетроны, применяемые в бытовых СВЧ-печах.

Суммируя известные сегодня данные, можно выделить основные достоинства СВЧ-световых приборов с безэлектродными лампами, к которым относятся

  • Повышенная до 100 лм/Вт световая отдача.[3]
  • Сплошной квазисолнечный спектр оптического излучения с резко пониженным уровнем излучений в УФ и ИК[4][5] диапазонах и с максимумом спектра, совпадающим с максимумом кривой видности человеческого глаза. Это естественная цветопередача.[4][3]
  • Отсутствие мерцания источника света.
  • Малогабаритность и равнояркость светящего тела, облегчающая оптимизацию оптических систем.
  • Высокая (десятки тысяч часов) долговечность лампы.
  • Экологическая чистота материалов наполнения лампы: серы и аргона.
  • Возможность регулировки силы света.
  • Возможность модульного ремонта в блочных конструкциях крупных ламп.

Недостатки[править | править исходный текст]

  • Сложность конструкции[3]
  • Высокая стоимость лампового модуля[3]
  • Высокая температура колбы горелки, отсюда необходимость использования высококачественного кварцевого стекла и защиты от пыли.
  • Большой диаметр светящегося тела (25-30 мм), усложняющий фокусировку и использование в оптических системах.[6]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Описание одной из серных ламп
  2. Эволюция лампы
  3. 1 2 3 4 http://www.belsut.gomel.by/ellibrary/1/29.pdf «В установившемся режиме СВЧ-разряд высокого давления в парах серы имеет сплошной спектр оптического излучения, близкий к солнечному. … высокие энергоэффективные свойства (световая отдача до 100 лм/Вт);2) практически естественная цветопередача, обусловленная сплошным квазисолнечным спектром с резко пониженным уровнем излучений в УФ и ИК диапазонах и с максимумом в диапазоне видимого излучения;»
  4. 1 2 www.mephi.ru/upload/main/news/Shchukin.pdf «… достоинства СВЧ-источников света на основе серы: повышенная световая отдача (~100 лм/Вт), обеспечивающая возможность энергосбережения; сплошной квазисолнечный спектр, максимум спектральной плотности мощности которого практически совпадает с максимумом кривой чувствительности человеческого глаза, то естьестественная цветопередача; генерация в инфракрасной области низка (<1 %)»
  5. Поскольку излучение не тепловое, а обусловлено взаимодействием молекул серы с электронами аргоновой плазмы.
  6. Плазменные светильники