Серная лампа

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Се́рная ла́мпа — источник света квазисолнечного спектра.

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





Принцип действия

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 оптического излучения 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

В 70-е годы XX 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 [lg-light.ru/plazmennoe-osveschenie/ Plasma Lighting System] (PLS).

Технические характеристики

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

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

  • 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]
  • Инертность

Напишите отзыв о статье "Серная лампа"

Примечания

  1. [kibertech.ru/img/listovka2.jpg Описание одной из серных ламп]
  2. [www.mirf.ru/Articles/art2494.htm Эволюция лампы]
  3. 1 2 3 4 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. [www.magazine-svet.ru/review/63804/ Плазменные светильники]


Отрывок, характеризующий Серная лампа

Солнце давно село. Яркие звезды зажглись кое где по небу; красное, подобное пожару, зарево встающего полного месяца разлилось по краю неба, и огромный красный шар удивительно колебался в сероватой мгле. Становилось светло. Вечер уже кончился, но ночь еще не начиналась. Пьер встал от своих новых товарищей и пошел между костров на другую сторону дороги, где, ему сказали, стояли пленные солдаты. Ему хотелось поговорить с ними. На дороге французский часовой остановил его и велел воротиться.
Пьер вернулся, но не к костру, к товарищам, а к отпряженной повозке, у которой никого не было. Он, поджав ноги и опустив голову, сел на холодную землю у колеса повозки и долго неподвижно сидел, думая. Прошло более часа. Никто не тревожил Пьера. Вдруг он захохотал своим толстым, добродушным смехом так громко, что с разных сторон с удивлением оглянулись люди на этот странный, очевидно, одинокий смех.
– Ха, ха, ха! – смеялся Пьер. И он проговорил вслух сам с собою: – Не пустил меня солдат. Поймали меня, заперли меня. В плену держат меня. Кого меня? Меня! Меня – мою бессмертную душу! Ха, ха, ха!.. Ха, ха, ха!.. – смеялся он с выступившими на глаза слезами.
Какой то человек встал и подошел посмотреть, о чем один смеется этот странный большой человек. Пьер перестал смеяться, встал, отошел подальше от любопытного и оглянулся вокруг себя.
Прежде громко шумевший треском костров и говором людей, огромный, нескончаемый бивак затихал; красные огни костров потухали и бледнели. Высоко в светлом небе стоял полный месяц. Леса и поля, невидные прежде вне расположения лагеря, открывались теперь вдали. И еще дальше этих лесов и полей виднелась светлая, колеблющаяся, зовущая в себя бесконечная даль. Пьер взглянул в небо, в глубь уходящих, играющих звезд. «И все это мое, и все это во мне, и все это я! – думал Пьер. – И все это они поймали и посадили в балаган, загороженный досками!» Он улыбнулся и пошел укладываться спать к своим товарищам.


В первых числах октября к Кутузову приезжал еще парламентер с письмом от Наполеона и предложением мира, обманчиво означенным из Москвы, тогда как Наполеон уже был недалеко впереди Кутузова, на старой Калужской дороге. Кутузов отвечал на это письмо так же, как на первое, присланное с Лористоном: он сказал, что о мире речи быть не может.
Вскоре после этого из партизанского отряда Дорохова, ходившего налево от Тарутина, получено донесение о том, что в Фоминском показались войска, что войска эти состоят из дивизии Брусье и что дивизия эта, отделенная от других войск, легко может быть истреблена. Солдаты и офицеры опять требовали деятельности. Штабные генералы, возбужденные воспоминанием о легкости победы под Тарутиным, настаивали у Кутузова об исполнении предложения Дорохова. Кутузов не считал нужным никакого наступления. Вышло среднее, то, что должно было совершиться; послан был в Фоминское небольшой отряд, который должен был атаковать Брусье.
По странной случайности это назначение – самое трудное и самое важное, как оказалось впоследствии, – получил Дохтуров; тот самый скромный, маленький Дохтуров, которого никто не описывал нам составляющим планы сражений, летающим перед полками, кидающим кресты на батареи, и т. п., которого считали и называли нерешительным и непроницательным, но тот самый Дохтуров, которого во время всех войн русских с французами, с Аустерлица и до тринадцатого года, мы находим начальствующим везде, где только положение трудно. В Аустерлице он остается последним у плотины Аугеста, собирая полки, спасая, что можно, когда все бежит и гибнет и ни одного генерала нет в ариергарде. Он, больной в лихорадке, идет в Смоленск с двадцатью тысячами защищать город против всей наполеоновской армии. В Смоленске, едва задремал он на Молоховских воротах, в пароксизме лихорадки, его будит канонада по Смоленску, и Смоленск держится целый день. В Бородинский день, когда убит Багратион и войска нашего левого фланга перебиты в пропорции 9 к 1 и вся сила французской артиллерии направлена туда, – посылается никто другой, а именно нерешительный и непроницательный Дохтуров, и Кутузов торопится поправить свою ошибку, когда он послал было туда другого. И маленький, тихенький Дохтуров едет туда, и Бородино – лучшая слава русского войска. И много героев описано нам в стихах и прозе, но о Дохтурове почти ни слова.
Опять Дохтурова посылают туда в Фоминское и оттуда в Малый Ярославец, в то место, где было последнее сражение с французами, и в то место, с которого, очевидно, уже начинается погибель французов, и опять много гениев и героев описывают нам в этот период кампании, но о Дохтурове ни слова, или очень мало, или сомнительно. Это то умолчание о Дохтурове очевиднее всего доказывает его достоинства.
Естественно, что для человека, не понимающего хода машины, при виде ее действия кажется, что важнейшая часть этой машины есть та щепка, которая случайно попала в нее и, мешая ее ходу, треплется в ней. Человек, не знающий устройства машины, не может понять того, что не эта портящая и мешающая делу щепка, а та маленькая передаточная шестерня, которая неслышно вертится, есть одна из существеннейших частей машины.
10 го октября, в тот самый день, как Дохтуров прошел половину дороги до Фоминского и остановился в деревне Аристове, приготавливаясь в точности исполнить отданное приказание, все французское войско, в своем судорожном движении дойдя до позиции Мюрата, как казалось, для того, чтобы дать сражение, вдруг без причины повернуло влево на новую Калужскую дорогу и стало входить в Фоминское, в котором прежде стоял один Брусье. У Дохтурова под командою в это время были, кроме Дорохова, два небольших отряда Фигнера и Сеславина.