Серная лампа
Серная лампа — безэлектродная лампа со спектром, близким к солнечному. Высокоэффективная лампа с широким спектром излучения, генерируемого серой, находящейся в состоянии плазмы.
Принцип действия[править | править код]
Микроволновое излучение в атмосфере инертного газа аргона нагревает серу. Плазма серы излучает мощный свет в спектре близком к солнечному свету, почти без ультрафиолета.
Использование безэлектродного разряда, как источника ОИ в принципиальном плане предполагает наличие таких обязательных элементов как: собственно лампа с колбой той или иной конфигурации, генератор энергии 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 излучения, которая в общем случае (при данной геометрии) может быть различной для частот накачки и частот оптического излучения.
История[править | править код]
Примерно в 70-е годы ХХ века 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.
Технические характеристики[править | править код]
Основные технические характеристики типовых ламп данной категории [1]
| Напряжение питания / потребляемый ток | 220 В / <5.5 А |
| Световой поток | 120 клм |
| Сила света (1.7м) | 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 код]
На практике основную экспансию совершают лампы 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 магнетрон, применяемый в бытовых СВЧ-печах, которые выпускаются массово, постоянно совершенствуются и имеют долговечность до 15 тыс. часов при стоимости всего 50-70 долларов.
Суммируя известные сегодня данные, можно выделить основные достоинства СВЧ-световых приборов с безэлектродными лампами, к которым относятся
- Повышенная до 100 лм/Вт световая отдача. Это сулит очень большие возможности в энергосбережении.
- Сплошной квазисолнечный спектр оптического излучения с резко пониженным уровнем излучений в УФ и ИК диапазонах и с максимумом спектра, совпадающим с максимумом кривой видности человеческого глаза. Это естественная цветопередача.
- Малогабаритность и равнояркость светящего тела, облегчающая оптимизацию оптических систем.
- Очень высокая (десятки тысяч часов) долговечность лампы. (При работе 8 часов в сутки это составит более 17 лет!)
- Экологическая чистота излучения и материалов горелки.
- Возможность регулировки силы света в широких пределах.
- Регламентные работы проводятся через 10-15 тыс. часов и сводятся к замене преобразователя (стоимость 50-80 $, продолжительность 5-10 мин) и, возможно, электродвигателя (стоимость 20-50 $, продолжительность 5-10 мин), при этом дополнительная юстировка системы не требуется;
- Масса составных частей (ламповый модуль и блок питания) — не более 12 кг при объеме около 8 литров.
Примечательно, что все эти качества реализуются в полной совокупности, не жертвуя чем-то одним ради другого.
Недостатки[править | править код]
При всем многообразии преимуществ, системе свойственны и некоторые недостатки:
- 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.[3]
