Розробка конструкції та технології виготовлення джерела світла ЛБ-20Е

курсовая работа

1.1 Принцип роботи

Лампа ЛБ-20Е являє собою розрядне джерело світла низького тиску в якому ультрафіолетове (УФ) випромінювання ртутного розряду перетворюється люмінофором в більш довгохвильове випромінювання.

Принцип дії заснований на використанні фото-люмінісцентності люмінофорів під дією ультрафіолетових променів УФ резонансного випромінювання розряду в парах ртуті при низькому тиску 5-10 Па, яке відповідає температурі рідкої фази ртуті 35-400С. Тиск парів ртуті є фактор, визначаючий вихід випромінювання резонансних ліній ртуті 253,7 та 184,9мм. Добавка інертного газу до парів ртуті (аргон при Р= 200-400Па) полегшує запалювання розряду, зменшує розпилення катодів, збільшує градієнт електричного потенціалу в стовпі розряду та істотно підвищує вихід випромінювання резонансних ліній ртуті.

Люмінофори застосовані в люмінесцентних лампах добре збуджуються резонансними випромінюваннями атомами ртуті з довжиною хвилі 184,9 та 253,7мм. Квантовий вихід люмінесценції фото люмінофорів досягає 90%. Таким люмінофором є галофосфат кальцію, активований сурьмою та марганцем.

Для ламп ЛБ-20Е застосовують люмінофор ФЛ 575-650-3.

Світіння люмінофору відбувається при збудженні їх ультрафіолетовим випромінюванням. Одним з активних джерел є газовий розряд.

В люмінесцентній лампі горить газовий розряд в парах ртуті. Носіями струму тут є електрони які рухаються до електроду з позитивним потенціалом. Процес запалювання розряду проходить наступним чином. Спеціально утворені відємно заряджені електроди ламп, є нагрітими випускають гази. Це явище називається термоелектронною емісією. Електрони під дією приложеної напруги починають рухатися до аноду зштовхуються з амонами ртуті. При зштовхуванні з амонами вони можуть іонізувати пари ртуті, тобто, видаляти з анодів валентні електроди. Атом, лінійний одновалентного електрону перетворюється в іон. Кожний з звільнених іонів може в свою чергу іонізувати новий атом та побудувати новий електрон та новий іон. Всі електрони рухаються до аноду, всі іони до катоду. Так створюються лавини електронів та іонів, запалюється газовий розряд.

Запалювання розряду відбувається в трьох стадіях, що обумовлено наповненням на стінках трубки певного електричного розряду.

На першій стадії пробивається газовий проміжок між електродом та найближчою ділянкою стінки. На межі між зарядженою та ще не зарядженою ділянкою стінки утворюється сильне електричне поле, яке здійснює подальшу іонізацію, пробій газу та зарядку нових ділянок стінки. Тому на другій стадії запалюється плазменний фронт який рухається вздовж трубки. На третій стадії запалюється плазма заповнюючи всю лампу й струм в ній збільшується до робочого значення.

Лампи конструюються з таким розрахунком щоб, розряд нагрівав їх систему до 40С при температурі навколишнього середовища 18-25С. Якщо змінюється температура навколишнього середовища температура стінки лампи змінюється, змінюється тиск парів ртуті. Через це погано запалюється та тускле горіння люмінесцентних ламп.

Наявність інтенсивного ультрафіолетового випромінювання в розряді при низькому тискові парів ртуті є головною позитивною особливістю ртутних люмінесцентних ламп. Однак такий тиск парів ртуті - 0,13-1,3Па дуже низький для запалювання розряду та для тривалої роботи катодів, тому в лампу додають інертний газ - аргон, він збільшує вихід резонансного випромінювання атомів ртуті та робить лампу ще більш ефективною. Це пояснює вплив метастабільних атомів ртуті. При додаванні інертного газу суспільний тиск в лампі підвищується в сотні разів, зменшується швидкість переміщення амонів до сітки. В результаті енергія амонів переходить в теплоту та в резонансне випромінювання.

Рисунок 2 - Схема ділення лампи на складові частини.

Делись добром ;)