Trang Chủ-Từ-Đèn thủy ngân. Đèn thủy ngân hoạt động như thế nào, ưu nhược điểm của nó

Đèn thủy ngân. Đèn thủy ngân hoạt động như thế nào, ưu nhược điểm của nó


Đầu tiên, chúng tôi lưu ý rằng tất cả các nguồn thủy ngân được chia thành ba nhóm - đó là đèn áp suất thấp (RLND), cao (RLVD) và cực cao (RLSVD). Nhóm đầu tiên được đại diện bởi loại phổ biến nhất trong lĩnh vực gia dụng và chuyên nghiệp - đèn huỳnh quang. Trong số đó:

1. ... Chúng có hình chữ U, hình khuyên và tuyến tính (ở dạng ống phóng điện thông thường). Chúng được trang bị chân đế và có nhiều kích thước tiêu chuẩn khác nhau và dải công suất rộng (từ 15 W đến 80 W). Chúng tiết kiệm năng lượng và được sử dụng ở mọi nơi - từ căn hộ, văn phòng và cơ sở giáo dục đến các cửa hàng và cơ sở công nghiệp.

2. ... Được trang bị panh loại ghim và vít. Loại thứ hai nhằm mục đích thay thế trực tiếp đèn sợi đốt cổ điển và tiết kiệm năng lượng. Được làm theo hình xoắn ốc, có dạng hình vuông, gấp thành hai và bốn ống, và cũng lặp lại thiết kế bên ngoài của người tiền nhiệm: "quả lê", "quả bóng", "ngọn nến" và "ngọn nến trong gió". Công suất thay đổi từ 5 W đến 30 W, tương ứng với 25 W và 100 W của bóng đèn Ilyich thông thường.

Đèn thủy ngân hạ áp được sử dụng chủ yếu để chiếu sáng khu dân cư và các công trình công cộng, chúng được lắp trong hệ thống đường phố (ánh sáng của khu vực lân cận, lối vào). Sử dụng năng lượng hiệu quả, chúng tạo ra các luồng ánh sáng có nhiệt độ màu khác nhau - từ các nốt màu vàng, gợi nhớ đến ánh sáng đèn sợi đốt, đến ánh sáng ban ngày và ánh sáng lạnh.

Ngược lại, nguồn thủy ngân áp suất cao được ứng dụng độc quyền trong chiếu sáng đường phố và công nghiệp. Chúng được sử dụng ở những nơi mà nền kinh tế quan trọng hơn nhiều so với độ hoàn màu: bóng đèn tạo ra ánh sáng tốt, nhưng không có sự tái tạo rõ ràng về màu sắc và đường nét. Theo quan điểm của hiện tượng "mờ" này, không nên sử dụng đèn trong phòng có sự hiện diện thường xuyên của người vì điều này có thể gây ra các vấn đề về thị lực. Mặt bằng lý tưởng cho RLVD là nhà xưởng công nghiệp, hành lang, v.v.

Đèn thủy ngân cao áp và siêu cao áp:

1. Đèn thủy ngân hồ quang hoặc DRL... Nguyên lý hoạt động và hình thức bên ngoài của bóng đèn rất giống với đèn thủy ngân-vonfram, chúng thường bị nhầm lẫn trong thực tế, vì vậy chúng tôi sẽ cho bạn biết về sự khác biệt chính giữa chúng. DRL chỉ hoạt động với chấn lưu, hoạt động như một bộ hạn chế dòng điện. Bóng đèn DRV có thể dễ dàng thực hiện mà không cần chấn lưu, vì không có chấn lưu cảm ứng trong thiết kế và bản thân dây vonfram đóng vai trò giới hạn.

Tính năng này làm giảm 30% cường độ của nguồn thủy ngân-vonfram, cho phép hồ quang thủy ngân chiếm vị trí đầu tiên trong việc tạo ra ánh sáng đường phố (màu sắc của bóng đèn cải thiện phốt pho, được bao phủ bên trong bóng đèn). Với sự trợ giúp của DRL, chúng chiếu sáng đường cao tốc, đường phố, công viên và quảng trường, bãi đậu xe và trạm xăng, nhà kho và các cơ sở công nghiệp.

2. Đèn thủy ngân hồ quang có phụ gia phát xạ hoặc DRI... Thiết kế của bóng đèn lặp lại phiên bản trước, nhưng các chất cấu thành để làm đầy đầu đốt là khác nhau. Loại bóng đèn thuộc loại halogen kim loại, do đó, cùng với thủy ngân, các halogen kim loại (natri, indium và các nguyên tố khác theo tỷ lệ nghiêm ngặt) được đặt trong đầu đốt. Sự hiện diện của halogenua cho phép bạn tăng công suất ánh sáng của các nguồn (trung bình 70-90 lm / W trở lên), cũng như cải thiện khả năng hiển thị màu sắc.

Các phiên bản cải tiến của DRI được sản xuất với đầu đốt bằng gốm, là lựa chọn thực tế và chịu nhiệt nhất: không giống như thủy tinh, bình gốm bên trong ít bị tối hơn nhiều lần, vì nó chịu được phản ứng của hóa chất rất bền bỉ. Các thiết bị được trang bị đế soffit (Rx7S và các loại khác), cũng như E27 và E40 cổ điển, rất lý tưởng để thay thế đèn sợi đốt thông thường.

Nguồn hồ quang có chất phụ gia được sử dụng trong hệ thống chiếu sáng đường phố nói chung và chiếu sáng kiến ​​trúc màu (màu sắc của ánh sáng phụ thuộc vào chất độn đầu đốt). Và một số loại DRI nhất định với chỉ số hoàn màu 12 Ra, tạo thành ánh sáng xanh lục, được các tàu cá sử dụng để thu hút sinh vật phù du.

3. Đèn thủy ngân hồ quang với lớp phủ gương hoặc DRIZđại diện cho một nguồn sáng halogenua kim loại. Thành phần của đầu đốt lặp lại công thức DRI, nhưng bóng đèn của bóng đèn có chứa một lớp phủ phản chiếu ở bên trong. Sự hiện diện của lớp gương cho phép bạn tạo ra luồng ánh sáng có hướng và một đế bổ sung đặc biệt, được trang bị bóng đèn, giúp bạn có thể điều chỉnh hướng bức xạ.

4. Nguồn hình cầu thủy ngân-thạch anh hoặc DRSh... Đây là những bóng đèn siêu cao áp tạo ra luồng ánh sáng mạnh mẽ. Đầu đốt được chế tạo dưới dạng một quả bóng và được đặt trong một bình bên ngoài có các “chân” hình trụ. Thiết kế khác thường đảm bảo độ bền của thiết bị trong điều kiện áp suất cao, loại bỏ một phần nhiệt từ đầu đốt và bảo vệ các bộ phận khỏi bị oxy hóa.

Nồng độ phóng điện trong các loại đèn này rơi vào một khe hẹp giữa các điện cực, do đó độ sáng của đèn rất cao. Đặc thù của công việc khiến bóng đèn trở thành nguồn sáng phổ biến trong máy chiếu và đèn sân khấu, nó thường được sử dụng trong quay phim, dựng phim chiếu và các hoạt động khác, nơi việc truyền tải chính xác màu sắc của vật thể và không gian xung quanh là vô cùng quan trọng.

5. Đèn ống thủy ngân hồ quang hoặc DRT, được làm trong một bình thủy tinh thạch anh hình trụ. Đầu đốt chứa đầy khí trơ (argon) và thủy ngân kim loại, có cấu trúc lặp lại định dạng của DRL. Chúng yêu cầu kết nối bánh răng điều khiển để đảm bảo bóng đèn khởi động hoàn toàn. Chúng có dải công suất rất rộng (từ 100 W đến 12000 W) và được thiết kế cho các ứng dụng đặc biệt: khử trùng không khí và bề mặt, khử trùng thực phẩm và nước, làm khô vecni, sơn và các hoạt động khác.

Các loại phụ của đèn hình ống:

Thạch anh... Chúng được làm dưới dạng một ống huỳnh quang thông thường, nhưng khác ở chỗ không có phốt pho. Để sản xuất bình được sử dụng, có khả năng truyền ánh sáng tử ngoại. Các thiết bị như vậy được thiết kế để khử trùng bề mặt, phòng và đồ vật. Phải loại trừ sự có mặt của người hoặc động vật trong quá trình khử khí, vì ozone tập trung trong không khí và nồng độ lớn của nó có hại cho sức khỏe.

Có những loại đèn cực tím đặc biệt được gọi là "ban đỏ"... Bóng đèn của chúng cũng bao gồm thủy tinh thạch anh, nhưng ở đây, không giống như đèn thạch anh thông thường, các bức tường được bao phủ từ bên trong bằng một loại phốt pho có thành phần nhất định, truyền ánh sáng cực tím trong một phạm vi xác định nghiêm ngặt. Theo quy luật, đây là những sóng gần và sóng trung bình. Việc tiếp nhận "tắm nắng" như vậy chỉ giới hạn trong vài phút, và với số lượng lớn nó có thể gây hại cho cơ thể.

Diệt khuẩn... Để sản xuất bình này, người ta sử dụng thủy tinh uviol đặc biệt, có tác dụng lọc triệt để ozone trong quá trình hoạt động, ngăn không cho nó xâm nhập vào không khí. Đèn được thiết kế để xử lý các phòng, bề mặt hoặc nước, chúng có, nhưng chúng hoạt động ở chế độ ít ảnh hưởng đến sinh vật sống. Đèn thạch anh không chứa ozone được sử dụng trong các căn hộ, cơ sở chăm sóc trẻ em, trong sản xuất thực phẩm và bất kỳ lĩnh vực nào khác cần tiêu diệt nền vi khuẩn mà không gây hại cho sức khỏe.

Đèn cao áp thủy ngân vẫn do công nghiệp trong nước sản xuất do giá thành rẻ, độ hoàn màu tốt và tiết kiệm. Có nhiều loại đồ đạc drl khác nhau cho chúng. Chữ viết tắt DRL là viết tắt của "đèn hồ quang thủy ngân cao áp". Nguồn sáng này được xếp vào loại thiết bị nguy hiểm cấp 1 do hàm lượng thủy ngân của nó. Đèn đường trên cột điện trong hầu hết các trường hợp đều được trang bị loại đèn này.

Các yếu tố cấu trúc cơ bản

Đế là bộ phận của đèn mà thông qua đó điện áp nguồn được cung cấp cho nó. Trên đế có hai dây dẫn từ các điện cực, một trong số đó được hàn vào phần có ren, và dây còn lại với điểm cuối thấp hơn. Thông qua các tiếp điểm của giá đỡ, điện từ mạng được truyền đến đèn. Phần đế là bộ phận liên hệ. Đèn DRL 400 có đế E40 có thể dễ dàng lắp đặt trong bất kỳ bộ đèn nào được trang bị ổ cắm thích hợp.

Đầu đốt là một ống kín, bên trong có 2 điện cực ở hai đầu đối nhau. Hai trong số đó là cơ bản, hai là đánh lửa. Một khí trơ được bơm vào đầu đốt và một giọt thủy ngân được đặt vào một lượng đã được định lượng nghiêm ngặt. Vật liệu đầu đốt có khả năng chịu hóa chất và chịu lửa.

Vỏ bên ngoài được làm bằng thủy tinh với một đầu đốt được gia cố bên trong nó. Thể tích chứa đầy nitơ. Để chuyển đổi bức xạ của đầu đốt bằng thạch anh, một lớp phủ phosphor được sử dụng trên bề mặt bên trong của bóng đèn. Ngoài ra, hai điện trở giới hạn cho các điện cực đánh lửa được lắp bên trong bóng đèn này.

Đầu đốt của những chiếc DRL đầu tiên được trang bị hai điện cực. Để thắp sáng đèn cần có nguồn xung điện áp cao trong mạch đóng cắt, nguồn này có tuổi thọ ngắn hơn đèn. Trong tương lai, việc sản xuất các loại đèn như vậy đã bị ngừng và việc sản xuất chúng bắt đầu theo thiết kế bốn điện cực, không yêu cầu sự hiện diện của các thiết bị tạo xung của bên thứ ba.

Đèn bốn điện cực DRL bao gồm một bóng đèn, một đế có ren và một đầu đốt bằng thạch anh gắn trên chân đèn, chứa đầy argon có bổ sung thủy ngân. Ở mỗi bên của đầu đốt có 2 điện cực: điện cực chính và đầu đốt nằm bên cạnh. Để hạn chế dòng điện ở các điện cực, đèn có các điện trở hạn chế dòng điện, các điện trở này nằm ở bên ngoài bóng đèn.

DRL 400 được sử dụng rộng rãi trong mạng chiếu sáng.

Nguyên lý hoạt động

Sau khi kết nối đèn với nguồn điện, các điều kiện được tạo ra ở cả hai đầu của đầu đốt để phóng điện phát sáng giữa điện cực chính và điện đánh lửa. Sự bắt đầu của quá trình này xảy ra do khoảng cách nhỏ giữa chúng. Để phá vỡ khe hở này, cần một điện áp có cường độ thấp hơn so với điện áp để phá vỡ khe hở giữa các điện cực chính. Dòng điện trong phần này được giới hạn bởi các điện trở được lắp trong mạch của các điện cực bổ sung ở phía trước ống phóng điện.

Sau khi đạt đến mức độ ion hóa đủ trong đầu đốt, phóng điện phát sáng được đốt cháy trong khe hở chính, sau đó chuyển thành phóng điện hồ quang.

Trong đèn đã tắt, thủy ngân trong đầu đốt được thể hiện ở dạng lỏng hoặc nguyên tử hóa. Sau khi sự phóng điện được đốt cháy giữa các điện cực chính và đánh lửa, nhiệt độ trong đầu đốt tăng lên, và thủy ngân dần dần bay hơi, do đó cải thiện chất lượng của sự phóng điện trong khe hở phóng điện chính. Sau khi chuyển toàn bộ thủy ngân sang trạng thái hơi, đèn bắt đầu hoạt động ở chế độ danh định với hiệu suất phát sáng tiêu chuẩn.

Cơn bùng phát kéo dài khoảng mười phút. Sau khi tắt đèn DRL, chỉ có thể bật lại đèn sau khi đã nguội và thủy ngân trở lại dạng ban đầu.

Các loại đèn được sử dụng rộng rãi nhất với DRL 250, vì đèn có các thông số như vậy là cần thiết cho cả chiếu sáng trong nhà và ngoài trời.

Các yêu cầu gia tăng về ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu được đặt ra đối với sự xuất hiện của các thiết bị này.

Đèn đường trên cột điện được xếp vào loại đèn ngoài trời.

Chóa đèn cho đèn DRL có phạm vi chiếu sáng khá rộng.

Các mô hình trong nhà có khả năng chống ẩm và chống bụi.

Do độ kín của vỏ, đèn đường DRL chịu được tác động của mưa và tuyết. Họ chống chọi thành công với gió giật mạnh.

Bộ đèn với đèn DRL sử dụng dây chịu nhiệt và đầu nối chất lượng đáng tin cậy.

Đèn được sử dụng ở đâu

Được thiết kế để chiếu sáng các doanh nghiệp công nghiệp và nông nghiệp; khu vực bên ngoài các tòa nhà; cho mọi đối tượng có nhu cầu cấp thiết sử dụng hệ thống chiếu sáng tiết kiệm. Dùng để chiếu sáng đường phố, công trường. Trong các nhà máy trong nhà xưởng và nhà kho, cũng như ở các cơ sở khác, nơi không cần phải hoàn màu tốt.

Lưu trữ và thải bỏ

Do thực tế là thủy ngân được bao gồm trong đèn DRL, nghiêm cấm lưu trữ các sản phẩm này với bình bị vỡ và nứt trong phòng chưa được chuẩn bị cho việc này. Tại các doanh nghiệp cho những mục đích này, nên bố trí một khu vực cách ly riêng biệt với các thùng chứa kín. Thời gian lưu giữ chất thải đó được phân bổ cho đến khi nó được chuyển ra khỏi khu vực để tiêu hủy tiếp.

Đèn hồ quang siêu cao áp (LSVD) bao gồm đèn hoạt động ở áp suất 10 × 10 5 Pa trở lên. Ở áp suất cao của khí hoặc hơi kim loại, với sự tiếp cận mạnh mẽ của các điện cực, vùng phóng điện gần cực âm và gần cực dương sẽ co lại. Sự phóng điện tập trung ở một vùng hẹp hình trục giữa các điện cực và độ sáng của nó, đặc biệt là gần cực âm, đạt giá trị rất cao.

Phóng điện hồ quang này là nguồn sáng không thể thiếu cho các loại máy chiếu và máy chiếu, cũng như cho một số lĩnh vực ứng dụng đặc biệt.

Việc sử dụng hơi thủy ngân hoặc khí trơ trong đèn mang lại cho chúng một số tính năng. Thu được hơi thủy ngân ở áp suất thích hợp, như có thể thấy khi kiểm tra áp suất cao được thực hiện trong điều "", đạt được bằng cách định lượng thủy ngân trong bóng đèn. Sự phóng điện bốc cháy như thủy ngân áp suất thấp ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Sau đó, khi đèn cháy lên và nóng lên, áp suất tăng lên. Áp suất làm việc được xác định bằng nhiệt độ ở trạng thái ổn định của bóng đèn, tại đó công suất điện cung cấp cho bóng đèn bằng điện năng tiêu tán ra không gian xung quanh do bức xạ và truyền nhiệt. Như vậy, đặc điểm đầu tiên của đèn siêu cao áp thủy ngân là khá dễ bắt lửa, nhưng thời gian cháy tương đối lâu. Theo quy luật, khi chúng ra ngoài, chỉ có thể tiến hành đánh lửa lại sau khi đã nguội hoàn toàn. Khi đèn được đổ đầy khí trơ, sự phóng điện sau khi đánh lửa gần như ngay lập tức chuyển sang trạng thái ổn định. Việc đánh lửa phóng điện trong chất khí ở áp suất cao gặp một số khó khăn nhất định và cần sử dụng các thiết bị đánh lửa đặc biệt. Tuy nhiên, sau khi dập tắt, đèn có thể sáng lại gần như ngay lập tức.

Đặc điểm thứ hai để phân biệt phóng điện thủy ngân áp suất cực cao với hồ quang ngắn với phóng điện khí tương ứng là chế độ điện của nó. Do sự khác biệt lớn giữa các gradien điện thế trong thủy ngân và khí trơ ở cùng một áp suất, điện áp đốt cháy của loại đèn này cao hơn đáng kể so với việc nạp khí, do đó, ở các công suất bằng nhau, dòng điện của loại đèn sau cao hơn nhiều.

Sự khác biệt đáng kể thứ ba là quang phổ phát xạ, trong đèn chứa đầy khí tương ứng về thành phần quang phổ với ánh sáng ban ngày.

Những đặc điểm này đã dẫn đến thực tế là đèn hồ quang thường được sử dụng để quay phim và chiếu phim, trong các bộ mô phỏng bức xạ mặt trời và các trường hợp khác khi cần kết xuất màu chính xác.

Thiết bị đèn

Hình cầu của bóng đèn được lựa chọn để đảm bảo độ bền cơ học cao ở áp suất cao và khoảng cách giữa các điện cực nhỏ (Hình 1 và 2). Bình cầu bằng thủy tinh thạch anh có hai chân hình trụ dài đặt theo đường kính, trong đó các đầu vào nối với các điện cực được bịt kín. Chân dài là cần thiết để loại bỏ chì bám trên bầu nóng và tránh cho nó bị oxy hóa. Một số loại đèn thủy ngân có thêm một điện cực đánh lửa ở dạng dây vonfram được hàn vào bóng đèn.

Hình 1. Hình vẽ chung về đèn thạch anh thủy ngân siêu cao áp với hồ quang ngắn có công suất khác nhau, W:
Một - 50; NS - 100; v - 250; NS - 500; NS - 1000

Hình 2. Nhìn chung về đèn bi xenon:
Một- đèn dòng điện không đổi có công suất từ ​​100 - 200 kw; NS- Đèn xoay chiều 1 kW; v- Đèn xoay chiều có công suất 2 kW; NS- đèn dòng điện không đổi có công suất 1 kW

Thiết kế của các điện cực khác nhau tùy thuộc vào loại dòng điện cấp nguồn cho đèn. Khi hoạt động trên dòng điện xoay chiều, mà đèn thủy ngân được sử dụng, cả hai điện cực có thiết kế giống nhau (Hình 3). Chúng khác với các điện cực của đèn hình ống có cùng công suất ở độ lớn hơn, do yêu cầu giảm nhiệt độ của chúng.

Hình 3. Các điện cực cho đèn thủy ngân xoay chiều hồ quang ngắn:
Một- đối với đèn đến 1 kW; NS- đối với đèn đến 10 kw; v- điện cực rắn dùng cho đèn công suất lớn; 1 - lõi từ lốc xoáy vonfram; 2 - cuộn vỏ bọc dây vonfram; 3 - bột nhão oxit; 4 - getter; 5 - đế làm bằng bột vonfram thiêu kết có bổ sung thêm thori oxit; 6 - phần vonfram rèn

Khi đèn làm việc bằng dòng điện một chiều, vị trí của đèn chỉ nên nằm thẳng đứng, cực dương hướng lên đối với đèn khí và tốt nhất là cực dương hướng xuống đối với đèn thủy ngân, trở nên quan trọng. Vị trí của cực dương ở phía dưới làm giảm tính ổn định của hồ quang, điều này rất quan trọng do dòng ngược của các điện tử hướng xuống dưới và khí nóng bay lên trên. Vị trí phía trên của cực dương buộc phải tăng kích thước của nó, vì ngoài việc đốt nóng nó do công suất cao hơn tiêu tán ở cực dương, nó còn được đốt nóng thêm bởi một dòng khí nóng. Đối với đèn thủy ngân, cực dương được đặt ở dưới cùng để đảm bảo sưởi ấm đồng đều hơn và do đó, giảm thời gian cháy.

Do khoảng cách giữa các điện cực nhỏ nên đèn bóng thủy ngân có thể hoạt động bằng dòng điện xoay chiều từ điện áp nguồn 127 hoặc 220 V. Áp suất làm việc của hơi thủy ngân trong bóng đèn có công suất 50 - 500 W tương ứng (80 - 30) × 10 5 và đèn có công suất 1 - 3 kW - (20 - 10) × 10 5 Pa.

Đèn siêu cao áp có bóng đèn thường được lắp đầy xenon do tính tiện lợi về liều lượng của nó. Khoảng cách giữa các điện cực là 3 - 6 mm đối với hầu hết các loại đèn. Áp suất xenon trong đèn lạnh (1 - 5) × 10 5 Pa đối với đèn có công suất từ ​​50 W đến 10 kw. Những áp suất như vậy làm cho đèn UHP dễ nổ ngay cả khi không hoạt động và cần có vỏ bọc đặc biệt để bảo quản chúng. Do đối lưu mạnh, đèn chỉ có thể làm việc ở vị trí thẳng đứng, bất kể loại dòng điện.

Bức xạ từ đèn

Độ sáng cao của bóng đèn thủy ngân có hồ quang ngắn là do sự gia tăng dòng điện và ổn định phóng điện ở các điện cực, ngăn cản sự mở rộng của kênh phóng điện. Tùy thuộc vào nhiệt độ của phần làm việc của các điện cực và thiết kế của chúng, có thể thu được sự phân bố độ sáng khác nhau. Khi nhiệt độ của các điện cực không đủ để cung cấp dòng điện hồ quang do sự phát xạ nhiệt, hồ quang co lại ở các điện cực thành các điểm sáng có kích thước nhỏ và có dạng hình trục chính. Độ sáng gần các điện cực đạt 1000 Mcd / m² và hơn thế nữa. Kích thước nhỏ của các khu vực này dẫn đến thực tế là vai trò của chúng trong tổng thông lượng bức xạ của đèn là không đáng kể.

Khi sự phóng điện co lại ở các điện cực, độ sáng tăng lên khi tăng áp suất và cường độ dòng điện (công suất) và giảm khoảng cách giữa các điện cực.

Nếu nhiệt độ của phần làm việc của các điện cực đảm bảo nhận được dòng điện hồ quang do phát xạ nhiệt, thì sự phóng điện, như cũ, sẽ lan truyền trên bề mặt của các điện cực. Trong trường hợp này, độ sáng được phân bố đều hơn dọc theo quá trình phóng điện và vẫn tăng khi tăng dòng điện và áp suất. Bán kính của kênh phóng điện phụ thuộc vào hình dạng và thiết kế của phần làm việc của các điện cực và hầu như không phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng.

Hiệu suất phát sáng của đèn tăng khi mật độ công suất của chúng tăng lên. Với phóng điện hình trục chính, ánh sáng phát ra có cực đại ở một khoảng cách nhất định giữa các điện cực.

Bức xạ của đèn bi thủy ngân loại DRSh có quang phổ vạch với nền liên tục rõ rệt. Các dòng được mở rộng rất nhiều. Bức xạ có bước sóng ngắn hơn 280 - 290 nm hoàn toàn không có và do có phông nền nên tỷ lệ bức xạ đỏ là 4 - 7%.

Hình 4. Phân bố độ sáng dọc theo ( 1 ) và trên ( 2 ) trục phóng điện của đèn xenon

Dây phóng điện của đèn xenon bóng một chiều khi hoạt động theo phương thẳng đứng với cực dương hướng lên, có dạng hình nón, tựa vào đầu cực âm và nở ra phía trên. Một điểm catốt nhỏ có độ sáng rất cao được hình thành gần catốt. Sự phân bố độ sáng trong dây phóng điện vẫn giữ nguyên khi thay đổi mật độ dòng điện phóng điện trong một phạm vi rất rộng, điều này có thể tạo ra các đường cong đồng nhất của sự phân bố độ sáng dọc theo và trên bề mặt phóng điện (Hình 4). Độ sáng tỷ lệ thuận với công suất trên một đơn vị chiều dài của phóng điện hồ quang. Tỉ số giữa quang thông và cường độ sáng theo một phương cho trước với độ dài của hồ quang tỉ lệ với tỉ số của công suất trên cùng độ dài.

Phổ phát xạ của bóng đèn xenon siêu cao áp khác với quang phổ phát xạ.

Đèn xenon mạnh mẽ có đặc tính dòng điện-điện áp tăng. Độ dốc tăng khi khoảng cách điện cực và áp suất tăng. Điện thế anốt-catốt đối với đèn xenon hồ quang ngắn là 9-10 V, với catốt là 7-8 V.

Bóng đèn siêu cao áp hiện đại được sản xuất với nhiều kiểu dáng khác nhau, kể cả loại có điện cực đóng mở và làm mát bằng nước. Thiết kế của đèn đóng mở bằng kim loại đặc biệt kiểu DKsRM55000 và một số nguồn khác được sử dụng trong các hệ thống lắp đặt đặc biệt đã được phát triển.

Ngày nay, các loại đèn phóng điện bằng khí thủy ngân có áp suất thấp và cao với nhiều biến thể khác nhau được sử dụng ở khắp mọi nơi. Chúng được lắp đặt trên các đường phố và con đường của các khu định cư, dùng làm đèn chiếu sáng kiến ​​trúc, chiếu sáng nhà ga xe lửa, chợ, cầu vượt ô tô, cầu và nhiều đồ vật khác.

Đèn thủy ngân hạ áp chiếu sáng các tòa nhà trường học, bệnh viện, nhà trẻ, cao ốc văn phòng, sảnh bán hàng. Chúng phổ biến trong lĩnh vực nhà ở và dịch vụ cộng đồng để chiếu sáng lối vào, tầng hầm, xe lăn và các phòng tiện ích. Các thiết bị mạnh mẽ được lắp đặt trong sân và sân chơi. Loại chùm hẹp phục vụ các ứng dụng y tế, pháp y, gia súc và gia cầm.

Mặc dù có những nhược điểm, các thiết bị thủy ngân cũng có một số ưu điểm. Cho đến một thời điểm nào đó, chúng là sản phẩm kinh tế và đáng tin cậy nhất đối với người tiêu dùng ở mọi cấp độ. Nhưng những phát triển khoa học và sự cải tiến của chúng vẫn không ngừng tiến lên. Và bây giờ các thiết bị thủy ngân đang được thay thế bằng những dãy đèn natri và đèn LED thế hệ mới mảnh mai. Trong khi đó, 70% không gian xung quanh chúng ta được chiếu sáng bằng đèn phóng điện.

Các loại đèn thủy ngân và công việc cụ thể của chúng

Đèn loại này được sản xuất với công suất từ ​​8 đến 1000 W và được chia thành 2 nhóm:

  • mục đích chung;
  • ứng dụng chuyên biệt cao.

Bằng áp suất làm đầy bên trong:

  • đèn áp suất thấp (áp suất hơi thủy ngân> 100 Pa)
  • đèn cao áp (giá trị áp suất riêng phần = 100 kPa);
  • đèn siêu cao áp (giá trị = 1 MPa và< 1 МПа).

Thiết bị thủy ngân áp suất cao

Đèn phóng điện khí thủy ngân (DRL) hoạt động dựa trên nguyên lý bức xạ quang học được tạo ra từ hơi thủy ngân bằng quá trình phóng điện khí.

Cho đến năm 1970, chỉ có 2 điện cực trong thiết kế đèn. Điều này làm cho bóng đèn chiếu sáng trở nên khó khăn và bản thân các thiết bị cũng không đáng tin cậy. Sau đó, một cặp điện cực khác được thêm vào, đặt bên cạnh những điện cực chính và được kết nối với những điện cực đối diện thông qua điện trở - bộ hạn chế dòng điện.

Khi được bật, phóng điện nhỏ làm nóng khí và truyền sang hồ quang chính. Một hệ thống kết nối như vậy cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của không gian xung quanh, do đó không thể xác định chính xác sau khoảng thời gian ánh sáng đi từ phát sáng thành hồ quang. Có lẽ là 1,5 đến 8 phút.

Để đảm bảo "vào" chế độ sáng bình thường, bạn cần một thiết bị điều tiết - tắc nghẽn. Nó dập tắt một phần điện áp từ nguồn điện và tạo ra nền đồng đều cần thiết cho hoạt động của đèn. Gần đây, các thiết bị chiếu sáng cho đèn DRL đã thay đổi cấu hình của chúng, cuộn cảm cho chấn lưu - một chấn lưu điện tử thế hệ mới. Sự ra đời của chấn lưu đã giúp giảm tiếng ồn hoạt động của đèn và nâng cao chất lượng ánh sáng. Thời gian đánh lửa đã được giảm xuống mức tối thiểu.

Đèn bao gồm:

  • bình thủy tinh;
  • cơ sở;
  • ống thạch anh thủy tinh chứa khí argon và hơi thủy ngân dưới áp suất. Mặt trong của bóng đèn được phủ một lớp phốt pho để cải thiện chất lượng quang thông;
  • điện trở hạn chế;
  • điện cực chính;
  • điện cực bổ sung.

Halogenua kim loại hồ quang (DRI)đèn có chất phụ gia phát quang làm tăng hiệu quả truyền ánh sáng. Trong DRI, không phải thạch anh, nhưng các đầu đốt gốm thường được lắp đặt và một cuộn cảm được bao gồm trong mạch. Công suất dao động từ 125 đến 1000 watt. Do được thêm vào các nguyên tố - halogenua kim loại, đèn có thể phát ra các màu sắc khác nhau.

Đèn halogen kim loại (DRIZ) với một lớp gương. Trong các thiết bị thủy ngân này, một đế đặc biệt được lắp đặt, và một mặt được phủ một lớp gương, giúp thu được thông lượng ánh sáng định hướng.

Đèn hồ quang thủy ngân-vonfram (VNDCCH) không yêu cầu chấn lưu do sự hiện diện của cuộn dây vonfram. Đèn thủy ngân cao áp như vậy cũng được phân biệt bởi thực tế là bóng đèn của nó, ngoài hơi thủy ngân, còn chứa một hỗn hợp nitơ và argon. Đèn vonfram cung cấp ánh sáng sáng, dễ chịu và có độ bền cao nhất.

Bóng đèn thủy ngân-thạch anh (thẳng) (PRK) hoặc đèn hồ quang thủy ngân cao áp hình ống (DRT)... Chúng có các bình hình trụ với các điện cực nằm ở hai đầu.

Bóng đèn thủy ngân-thạch anh (DRSH).Đặc điểm nổi bật: bóng đèn hình quả cầu và mức độ chiếu sáng cao cùng với bức xạ tử ngoại. Đèn hoạt động dưới áp suất rất cao với hệ thống làm mát.

Đèn cực tím thủy ngân cao áp (DRUF, DRUFZ) làm từ thủy tinh đen uviol. Một lựa chọn khác cho những bóng đèn như vậy là sử dụng borat stronti pha tạp europium để phủ bên trong bóng đèn. Chúng thực tế không cho ánh sáng nhìn thấy được.

Thiết bị thủy ngân áp suất thấp

Đèn thủy ngân huỳnh quang là đèn phóng điện và được thiết kế theo nguyên lý tương tự như đèn cao áp.

Đèn huỳnh quang compact (CFL) xuất hiện trên lãnh thổ nước ta năm 1984. Các thiết bị như vậy ban đầu được trang bị các loại đế tiêu chuẩn với chấn lưu điện gắn bên trong.

Do đó, trước đặc tính tiết kiệm năng lượng được nhà sản xuất tuyên bố, các mẫu KKL nhanh chóng xuất hiện tại nhiều căn hộ. Không giống như các loại đèn huỳnh quang thủy ngân, thiết bị compact bắt lửa ngay lập tức và hoạt động im lặng. Tần số nhấp nháy của các loại đèn này có thể cảm nhận được bằng mắt người, nhưng không rõ ràng như đối với các loại đèn phóng điện khác.

Đèn thủy ngân tuyến tínhđược trình bày dưới dạng một bình cầu dài với hai điện cực ở hai đầu chứa đầy khí và hơi thủy ngân. Bản thân bình được bao phủ bởi một lớp phốt pho bên trong. Khi đèn được bật, xảy ra phóng điện hồ quang, làm đầy đèn nóng lên đến mức cần thiết và thiết bị bùng phát toàn bộ lực.

Trong trường hợp này, phosphor hấp thụ bức xạ tia cực tím phát ra trong quá trình hoạt động. Nếu thành phần hóa học của phosphor được bổ sung các chất phụ gia khác nhau, thì màu sắc của quang thông có thể bị thay đổi theo cách này. Đèn tuyến tính khác nhau về loại đế và đường kính cố định.

Đèn huỳnh quang hồ quang thủy ngân thạch anh áp suất thấp tạo ra bức xạ cực tím mạnh. Nó được sử dụng để khử trùng nước uống và không khí. Tạo ra ôzôn ở nồng độ tăng lên. Yêu cầu thông gió tiếp theo của căn phòng.

Đèn diệt khuẩn làm bằng thủy tinh uviol. Có một công nghệ khác, khi bề mặt bên trong của bình được xử lý bằng một thành phần hóa học đặc biệt (xem DRUF). Bằng cách tạo ra tia cực tím mạnh, đèn không thải ra quá nhiều ozone. Do đó, mọi người có thể đang ở trong phòng nơi thiết bị được sử dụng.

Ứng dụng của đèn có chứa thủy ngân

DRL - đèn huỳnh quang thủy ngân hồ quang - được sử dụng để chiếu sáng đường, nhà ga, cầu, ngã tư, quảng trường, sân và các vật thể khác.

Đèn DRI được sử dụng để tổ chức chiếu sáng ngoài trời đường phố, quảng trường, công viên, sân thể thao ngoài trời, hội chợ, chợ,… Khả năng thay đổi thành phần hóa học để tăng dải màu phát sáng cho phép sử dụng đèn metal halide trong chiếu sáng kiến ​​trúc.

Các thủy thủ trên tàu đánh cá sử dụng đèn màu xanh lục để thu hút sinh vật phù du. Bức xạ tia cực tím, tạo nhiệt độ màu, độ sáng và ánh xanh đều góp phần vào sự phát triển của thực vật hoặc thậm chí là san hô.

Đèn DRIZ thích hợp ở những khu vực có tầm nhìn kém, và các thiết bị vonfram được lắp đặt trên các công trường xây dựng, bãi đậu xe, kho chứa mở.

Thủy ngân-thạch anh và các thiết bị DRT được sử dụng trong lĩnh vực y tế. Máy chiếu tia cực tím diệt khuẩn được sử dụng để khử trùng nước, thực phẩm hoặc không khí. Trong thời gian đốt của các loại đèn này, một lượng lớn ôzôn được hình thành trong không khí, do đó, các phòng diễn ra quá trình chế biến hoặc các công việc khác với thiết bị phải được bố trí thông gió tốt để thông thoáng không gian. Đèn cũng được sử dụng cho công nghệ quang hóa và quang tạo thuốc nhuộm và vecni.

Đèn cực tím thủy ngân cao áp được sử dụng để bắt côn trùng, có tính đến các chi tiết cụ thể của thiết bị thị giác của chúng. Đèn được sử dụng trong các buổi biểu diễn, lễ tết, lễ hội.

Các thiết bị có đèn DRUF giúp ích trong công việc của các chuyên gia và nhà khoa học pháp y, chỉ ra những dấu vết khó nhìn thấy của nguồn gốc hữu cơ.

Đèn huỳnh quang tuyến tính đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều năm để chiếu sáng các tổ chức công cộng và các tòa nhà. Sau sự xuất hiện của những mẫu bóng đèn có kích thước tiêu chuẩn, bóng đèn bắt đầu được sử dụng trong khuôn viên nhà ở và chung cư.

Đèn diệt khuẩn áp suất thấp được sử dụng để khử trùng bên ngoài và bên trong. Được sử dụng cho mục đích trong nhà và y tế.

Ưu điểm của đèn phóng điện hơi thủy ngân

  • độ nhỏ gọn của đèn;
  • hiệu suất phát sáng đủ cao 50-60 lm / W;
  • hiệu suất cao gấp 5-7 lần so với đèn sợi đốt;
  • Độ bền - 10000-15000 nghìn giờ với hoạt động thích hợp;
  • Sưởi ấm cơ thể thấp hơn nhiều so với đèn sợi đốt;
  • Khả năng tái tạo màu sắc khác nhau;
  • Làm việc ở nhiệt độ cao và thấp từ +50 đến -40.

Đối với đèn DRV:

  • khả năng thay thế đèn sợi đốt để chiếu sáng đường phố;
  • khả năng làm việc mà không cần thiết bị đặc biệt điều chỉnh việc khởi động.

Nhược điểm của đèn hồ quang chứa thủy ngân

  • làm việc trên dòng điện xoay chiều (ngoại trừ RFE);
  • bao gồm thông qua chấn lưu (ngoại trừ RFE);
  • độ nhạy cảm với các biến động của mạng lưới;
  • độ hoàn màu không đạt yêu cầu;
  • nhấp nháy làm mỏi mắt;
  • khoảng thời gian dài từ khi chuyển sang mức trên của đèn (trừ CFL);
  • sau khi tắt cho đến lần bật tiếp theo, thời gian làm mát của đèn kéo dài (trừ CFL);
  • từ nửa sau của tuổi thọ, giảm sản lượng ánh sáng;
  • nguy cơ cấp 1 do hàm lượng thủy ngân trong công trình.

Đối với đèn DRV:

  • sự mỏng manh của một dây tóc vonfram.

Thải bỏ đèn có chứa thủy ngân

Tất cả các loại đèn có chứa thủy ngân đều là loại nguy hiểm 1. Điều này có nghĩa là sau khi hết tuổi thọ của chúng, một thiết bị như vậy không thể đơn giản bị ném vào thùng rác. Hơn nữa, việc loại bỏ một chiếc đèn bị vỡ hoặc nứt theo cách này là không thể chấp nhận được.

Chỉ các tổ chức có giấy phép cho hoạt động này mới có thể lưu trữ, vận chuyển và vứt bỏ các thiết bị có cấp độ nguy hiểm 1. Rõ ràng là tất cả mọi người sẽ không tìm kiếm tọa độ của một công ty như vậy. Muốn vậy, ở địa phương nào cũng có nơi cất giữ tạm những loại đèn đó.

Tổ chức quản lý phục vụ nhà của bạn được phép cung cấp các phương tiện tiếp nhận đó cho công dân. Sau khi tham khảo ý kiến ​​của cộng đồng trong nhiều giờ hoạt động, bạn có thể chỉ cần đưa các thiết bị bị lỗi đến đó. Đèn hư hỏng phải cho vào bao, niêm phong và giao cho điểm thu mua.

Quá trình tái chế diễn ra theo nhiều cách khác nhau, khá tốn công sức: hỗn hợp, khử tinh chất, nung ở nhiệt độ cao hoặc những cách khác.

Đèn cao áp thủy ngân đang dần trở thành dĩ vãng. Cuộc chiến để bảo vệ môi trường đang được thúc đẩy. Chúng được thay thế bằng các thiết bị xả khí natri. Các ngôi nhà và thành phố ngày càng có nhiều đèn LED an toàn, tiết kiệm, bền và rực rỡ. Nhưng không có gì xảy ra đột ngột. Và tùy mỗi người cái gì mà "ngày mai" sẽ thay thế "hôm nay". Hãy bảo vệ đất đai và trân trọng những gì bạn có bây giờ.

Trang 1


Quang phổ phát xạ của đèn thủy ngân có cực đại ở bước sóng 365 nm.


Quang phổ phát xạ của đèn thủy ngân có cấu tạo tuyến tính, khi chiếu vào lớp cảm quang có chứa hợp chất điazo thì ánh sáng có bước sóng 3650, 4050 và 4358 A có tác dụng chủ động. Khi chiếu vào, nhiệt độ nền đạt 0 1 - 0 25 cường độ phát xạ là các dòng chính. Theo những gì đã nói, ngay cả khi vùng hấp thụ của vật liệu loại diazo có sự dịch chuyển nhỏ so với vị trí của các vạch chính của quang phổ thủy ngân, thì độ nhạy của vật liệu cũng có thể giảm xuống. Đặc biệt, Turner 77] đã quan sát thấy sự khác biệt đáng kể giữa các giá trị được tìm thấy trong thực nghiệm và các giá trị tính toán của năng lượng đầu ra khi chiếu xạ hợp chất diazo với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 3650 A và nhận thấy rằng độ nhạy tương đối ở 3130 A chỉ là 25 % độ nhạy ở 3650 A.

Quang phổ phát xạ của đèn thuỷ ngân trung áp có nhiều vạch có cường độ lớn, nhưng cường độ của vạch 253 7 nm giảm mạnh.

Trong quang phổ phát xạ của đèn thủy ngân, cùng với các vạch có áp suất tăng dần, một quang phổ liên tục, cái gọi là nền, ngày càng trở nên đậm hơn. Ở áp suất rất cao (vài chục atm), quang phổ trở nên liên tục với các cực đại riêng lẻ ở những nơi mà các vạch được tìm thấy ở áp suất thấp.

Kết quả của các thí nghiệm này và các quan sát khác cho phép, với một số gần đúng với sự thật, kết luận rằng hexachloran dập tắt phần phổ bức xạ của đèn thủy ngân thúc đẩy sự hình thành đồng phân γ.


Quang phổ phát xạ của đèn thuỷ ngân có cấu trúc tuyến tính, khi chiếu vào các lớp nhạy sáng có chứa hợp chất diazo thì ánh sáng có bước sóng 3650, 4050 và 4358 A hoạt động tích cực. Trong khoảng thời gian giữa các vạch này, đèn phát ra bức xạ (nền liên tục bức xạ) là không đáng kể và chỉ đối với các nguồn áp suất cao và cực cao, giá trị nền đạt đến 0 1 - 0 25 cường độ phát xạ của các vạch chính. Theo những gì đã nói, ngay cả khi vùng hấp thụ của vật liệu loại diazo có sự dịch chuyển nhỏ so với vị trí của các vạch chính của quang phổ thủy ngân, thì độ nhạy của vật liệu cũng có thể giảm xuống. Đặc biệt, Turner đã quan sát thấy sự khác biệt đáng kể giữa các giá trị được tìm thấy trong thực nghiệm và các giá trị tính toán của năng lượng đầu ra khi chiếu xạ hợp chất diazo với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 3650 A và nhận thấy rằng độ nhạy tương đối ở 3130 A chỉ là 25% của độ nhạy ở 3650 A.

Thường trong các dụng cụ, bước sóng trống liên quan đến cơ chế quay của lăng kính hoặc cách tử được hiệu chuẩn theo đơn vị tương đối. Quang phổ phát xạ của đèn thủy ngân, bao gồm một số ít vạch cường độ cao, được sử dụng làm phổ chuẩn trong vùng nhìn thấy và vùng tử ngoại. Việc hiệu chuẩn như vậy với chất chuẩn phải được lặp lại định kỳ, vì sự tuân thủ đã thiết lập bị vi phạm trong quá trình vận hành.

Với mục đích này, thay vì ánh sáng mặt trời, mẫu được chiếu sáng bằng đèn, có thể so sánh cường độ của đèn với ánh sáng mặt trời trực tiếp. Thông thường các bộ đèn là hồ quang carbon hoặc đèn xenon cao áp; đôi khi sử dụng đèn thủy ngân. Phổ bức xạ của đèn thủy ngân bị chi phối bởi tia cực tím, là thành phần tích cực nhất của ánh sáng ban ngày trong quá trình mờ dần; do đó, việc sử dụng các bóng đèn này góp phần làm tăng thêm tốc độ của các thử nghiệm. Kết quả tương quan ngoại suy cho các vật liệu không xác định có thể dẫn đến sai số.

Trước khi bắt đầu các phép đo, việc cài đặt được hiệu chỉnh theo bước sóng. Đối với điều này, phần đầu vào của máy quang phổ - YSP-51 được chiếu sáng bằng nguồn sáng có quang phổ vạch với các vạch cách nhau rộng rãi, bước sóng của chúng đã được biết rõ. Tiếp theo, phổ phát xạ của đèn thủy ngân được ghi lại và giải mã và mối quan hệ được thiết lập giữa bước sóng của các vạch riêng lẻ của nó (đỉnh trên trống ghi) và các vạch chia của trống được nối với động cơ quay phần lăng trụ của máy quang phổ. Dựa trên những dữ liệu này, đường cong phân tán của cài đặt được vẽ.

Các ấn phẩm tương tự: