Лампы ДРЛ: что это такое? Особенности работы разрядной лампы с исправленной цветопередачей

Для освещения улиц, цехов промышленных предприятий и других объектов, не требующих самых высоких цветопередающих свойств, используются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная)

Устройство лампы ДРЛ

Устройство: Лампа DRL состоит из стеклянного цилиндра 1, оснащенного резьбовым колпачком 2. В центре цилиндра укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавлением капли ртути. 4 электродные лампы имеют основные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с основными катодами и соединенные с катодом обратной полярности через дополнительный углеродный резистор 6. Дополнительные электроды упрощают зажигание лампы и делают ее работу более размеренной.

Разрядные лампы высокого давления

В той мере, в какой такие спектральные сдвиги происходят в клетках, они могут изменять относительное количество флуоресценции, собранной в каждой полосе излучения в обычной системе микроскопа излучательной способности, и потенциально могут смешивать рациометрические исследования.

Одним из способов избежать этой проблемы является использование барьерных фильтров, которые покрывают спектры излучения таких зондов. Недавно были разработаны системы, использующие призмы или оптические решетки для различения различных цветов флуоресценции. Поскольку пропускная способность каждого канала собранной флуоресценции регулируется, пользователи могут оптимизировать цветовое разделение в соответствии с потребностями конкретного эксперимента. Таким образом, эти системы обеспечивают гораздо большую гибкость, чем обычные конструкции барьерных фильтров.

А теперь более подробно:

1. База это обычная конструкция, которая позволяет получать электроэнергию от электронной сети, контактируя токоведущие части лампы DRL (одна из которых резьбовая, а вторая точечная) с электронными контактами держателя лампы. В результате электричество передается на электроды горелки.

Если скорость не имеет значения, можно использовать обычную ртутную или ксеноновую дуговую лампу. Ртутные лампы имеют удобную линию излучения при 366 Нм. Лампы большей мощности генерируют только большие дуги, с большей энергией в большем месте той же интенсивности.

При дополнительной фокусировке фотолиз может быть достигнут за одну десятую часть времени или даже меньше. Быстрые события требуют использования лазерной или ксеноновой дуговой лампы. Рефлектор можно конструировать для того чтобы захватить больше света, но рефлекторы имеют большее физическое искажение чем хорошо сделанные объективы. На практике отражатель генерирует более крупное пятно с более полной энергией, но несколько меньшей интенсивностью, чем преломляющие методы. Это не относится к преломляющим линзам.

2. Горелка (кварц) – это, пожалуй, основная многофункциональная часть лампы DRL. Горелка представляет собой кварцевую трубку с двумя электродами на каждой стороне . Два из них основные и два являются необязательными. Внутренность кварцевой горелки заполнена газом аргона и ртутью (небольшая капля ртути).

3. Пробирка (стекло) – это внешняя часть лампы DRL. В нем размещена сама кварцевая ламповая горелка, к которой подходят электронные проводники, идущие от контактного основания. Весь воздух откачивается из стеклянной трубки, после чего закачивается азот. Два предельных сопротивления (стоящих в цепи дополнительных электродов) также помещаются в стеклянную пробирку. Трубка лампы DRL на внутренней стороне имеет люминофор.

Ртутная газоразрядная лампа

Эта скорость может быть уменьшена путем применения фильтров нейтральной плотности или путем уменьшения энергии разряда, но соотношение между электрической и световой энергией не является линейным и должно измеряться с помощью фотометра. Лампы накаливания могут быть активированы только после подзарядки их накопительных конденсаторов путем установки минимального интервала между последовательными максимальными вспышками в течение нескольких секунд или более. Разряд вызывает электрические артефакты, которые могут сжечь полупроводники и операционные усилители, а также сбросить или очистить цифровую память в другом близлежащем оборудовании.

Одна из первых ламп DRL имела только два электрода в своей собственной конструкции. Это усугубило условия для постановки лампы на огонь и достигло дополнительного пускового устройства (импульсного высоковольтного пробоя зазора горелки). Этот тип лампы DRL был прекращен и заменен на 4-электродную версию.

Тщательное электростатическое экранирование, парамагнитные катушки с обмоткой индуктивностей, изоляция источника питания и использование изолирующих цепей в импульсных пусковых соединениях с другим оборудованием предотвращают большинство проблем, которые также уменьшаются во вспышках ртутных ламп. Разряд генерирует механический удар в катушке, используемой для формирования импульса тока через лампу; этот удар может удалить электроды из ячеек или иным образом повредить образец. Проблема заключается в механической изоляции обижающей катушки.

Принцип действия:

Горелка (РТ) лампы выполнена из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевое стекло или специальная керамика) и заполнена строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, железная ртуть вводится в горелку, которая в прохладной лампе выглядит как небольшой по размеру шар, или оседает в виде налета на стенках трубки и (или) электродов. Светящееся тело RLVD-это столб дугового электронного разряда.

Выпуск лампы также создает импульс давления воздуха, который может вызвать артефакты движения на электродах, которые можно увидеть, чтобы колебаться в течение секунды, когда видео записывается во время вспышки. Это движение может серьезно повредить клетки, особенно те, которые проколоты несколькими электродами. Небольшие ячейки, запечатанные до конца патч-пипетки, часто лучше подходят для защиты от такого жестокого обращения. Конечным источником артефакта являются хрупкие серебряные гранулы и проволочки, часто используемые в электрофизиологических записях.

Процесс зажигания лампы, оснащенной электродами зажигания, выглядит следующим образом. При подаче напряжения на лампу между близко расположенными основным и воспламенительным электродами возникает тлеющий разряд, чему способствует небольшое расстояние между ними, которое значительно меньше расстояния между основными электродами, и, как следует из рисунка, пробивное напряжение этого зазора. Появление в полости РТ достаточно огромного количества носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою зазора между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который фактически проходит по дуге.

Схема включения лампы ДРЛ

Эти компоненты должны быть экранированы от источника света, иначе они будут генерировать большие фотохимические сигналы. Просто направлять и фокусировать световой луч сразу на лекарстве самые легкие. Если необходимо изолировать лампу от препарата, то световой луч может быть передан волоконно-оптическим или жидкостным волноводом с некоторой потерей интенсивности. Если микроскоп уже в пользе, то луч фотолиза можно направить через порт эпифлуоресцирования микроскопа. Сам светильник или волокно можно установить на этот порт.

Стабилизация электронных и световых характеристик лампы происходит через 10-15 минут после включения. На данный момент ток лампы значительно превышает номинальный ток и ограничивается только сопротивлением балласта. Длительность режима пуска очень сильно зависит от температуры среды – чем холоднее, тем дольше будет гореть лампа.

Что такое DRL лампа

Однако по мере усложнения оптического устройства интенсивность фотолиза неизбежно уменьшается. Самая последняя разработка в источниках света Сид высоко-интенсивности. Часто важно ограничить фотолиз до одной области клетки. С epi-освещением, это можно сделать используя диафрагму стопа поля или путем передавать луч фотолиза через конический волоконнооптический фильтр к поверхности клетки. Лазеры обеспечивают альтернативный источник света с преимуществами когерентного коллимированного луча, который гораздо легче сфокусировать в очень маленьком месте.

Электрический разряд в горелке ртутно-дуговой лампы создает видимое голубое или фиолетовое излучение, а также массивное ультрафиолетовое излучение. Последний возбуждает свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю стенку наружной трубки лампы. Красное свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, дает броский свет, близкий к белоснежному.

Кроме того, были разработаны недорогие азотные лазеры, которые обеспечивают более низкие энергии импульсов в импульсах 5 НС при 337 Нм и с соответствующей фокусировкой. На сегодняшний день лазеры нашли широкое применение в исследованиях сокращения мышц. Это поведение ограничивает фотолиз приблизительно до 1 мкм3 в трех измерениях, но для большинства соединений скорость фотолиза настолько медленная из-за их чрезвычайно ограниченных двухфотонных сечений, что это занимает несколько минут экспозиции с имеющимся в настоящее время оборудованием.

Азид-1 может быть полностью фотолизован в двухфотонном фокальном объеме с последовательностью импульсов 10 мкс со средней мощностью 7 МВт при времени удержания выделенного Ca2 в этом объеме около 150 МКС. Контрольные эксперименты по влиянию света на незагруженные клетки и на изученную нормальную физиологическую реакцию можно использовать для определения отсутствия фотоэффектов.

Изменение напряжения питающей сети на огромную или наименьшую сторону вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 – 15% допустимо и сопровождается изменением конфигурации светового потока лампы на 25 – 30%. Если напряжение питания уменьшено до менее чем 80% от номинального напряжения, лампа может не загораться, и пламя может погаснуть.

Если разрешение по времени не имеет значения, можно использовать обычную ртутную или ксеноновую дуговую лампу. Обе вспышки разрядят электрическую энергию до 200 Дж на лампу, обеспечивая импульс длительностью ~ 1 мс с энергией до 300 МДж в диапазоне от 330 до 380 Нм. Вспышки могут быть активированы только после подзарядки их конденсаторов, устанавливая минимальный интервал между последовательными вспышками с интервалом 10 секунд или более. Лампы-вспышки, как правило, создают несколько артефактов. Тщательное электростатическое экранирование, парамагнитные обмотки катушек, изоляция источника питания и использование изолирующих цепей в импульсных пусковых соединениях с другим оборудованием предотвращают большинство проблем.

Ртутная газоразрядная лампа

При горении лампа очень горячая. Это требует применения термостойких проводов в осветительных устройствах с дуговыми ртутными лампами, а также предъявляет серьезные требования к качеству контактов картриджа. Поскольку давление в горелке горячей лампы значительно возрастает, напряжение ее пробоя также увеличивается. Напряжение питающей сети недостаточно для того, чтобы зажечь горячую лампу. Поэтому перед повторным зажиганием лампу следует охладить. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления, так как даже очень кратковременный перерыв в электроснабжении гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза охлаждения.

Световой импульс также генерирует артефакт движения на электродах, который, как видно, сильно колеблется в течение секунды, когда видео записывается во время вспышки. При правильном выборе мишеней и непосредственном соединении лампы с отверстием микроскопа можно добиться интенсивностей света, аналогичных тем, которые получаются при простой фокусировке стационарной лампы или фонарика. Лазеры обеспечивают альтернативный источник света, с преимуществами когерентного коллимированного луча который фокусирует легко на очень малом пятне.

Были разработаны новые и недорогие азотные лазеры, которые обеспечивают более низкие энергии импульсов в импульсах 3 НС при 337 Нм и с соответствующей фокусировкой могут быть полезны. Приспособление фотолиза лазера метод абсорбции 2-фотона. Это поведение ограничивает фотолиз в трех измерениях, но скорость фотолиза настолько низка, что она занимает несколько минут экспозиции с имеющимся в настоящее время оборудованием. Этот метод является дорогостоящим и специализированным и все еще находится в стадии разработки, но может иметь практическое применение после дальнейшей разработки.

Общая информация: Светильники DRL имеют главный выходной сигнал. Они устойчивы к атмосферным воздействиям, их воспламенение не зависит от температуры среды.

Светильники типа DRL имеющиеся в силе 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Уоттс.

Средний срок службы – 10 000 часов.

Меньшая из этих дуг может быть эффективно охлаждена воздухом, но для большего удобства требуется водяное охлаждение. Даже более малые источники можно использовать в аппаратурах низкой спецификации или для специфических применений как хроматографически детекторы в которых высокомарочные спектры не произведены.

В экстремальных приборах могут использоваться источники синхротронного излучения, создающие очень высокие интенсивности и очень короткие длины волн. В этих условиях следует проявлять осторожность в связи с возможным фоторазложением и локальным нагревом образцов.

Важным недостатком ламп ДРТ является насыщенное образование озона при их сжигании. Если это явление обычно полезно для антибактериальных установок, то в других случаях концентрация озона в непосредственной близости от светового устройства может значительно превышать допустимые санитарные нормы. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь достаточную вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона.

Более мелкие источники этих дуг могут быть эффективно охлаждены воздухом, но более крупные источники требуют водяного охлаждения для безопасной работы. Даже более малые источники можно использовать в аппаратурах низкой спецификации или для специфических применений как детекторы хроматографии где высокомарочные спектры не произведены.

Описание светильников DRL

В этих условиях следует проявлять осторожность в связи с потенциальным фоторазложением и локальным нагревом образцов. Однако экспериментаторам следует обратить внимание на спектральные пики используемой дуговой лампы, так как разные дуговые лампы имеют разные спектральные профили, а ксеноновая дуговая лампа дает наиболее равномерный спектральный выход по спектру видимого света. В добавлении, гальванометрическая форма-опалубка имеющаяся для более быстрой скорости, но на более высокой цене.

Лампы ДРЛ мощность
Ртутные и ксеноновые дуговые лампы широко используются в качестве источников света для большого числа исследований в широкополосной флуоресцентной микроскопии. Посетители могут получить практическое выравнивание и фокусировку дуговой лампы в ртути или ксеноновой горелке с помощью этого интерактивного учебника, который имитирует установку лампы в флуоресцентном микроскопе.

Каждый раз, когда учебник инициализируется, ползунок регулировки дуговой лампы возвращается в случайное положение, в то время как изображение дуги проецируется на пластину сцены в определенном состоянии, которое отклоняется от оптимальной настройки. Чтобы управлять учебником, сначала выберите тип лампы с помощью переключателей в нижней части окна учебника. Затем отрегулируйте ползунок фокусировки объектива-коллектора до тех пор, пока в окне не появятся одно или два луковичных изображения. Используйте ползунок, чтобы расположить зеркала фонаря лампы таким образом, чтобы интенсивность двух изображений дуги была примерно одинаковой.

Металлогалогенные лампы были разработаны и изготовлены на основе ламп ДРЛ, в которые вводятся различные йодиды металлов, что позволяет получить надлежащий цвет видимого излучения и повысить КПД лампы. Освоено производство ламп ДРВ и ДРВЭД с интегрированным активным балластом. Такие лампы вырезают как обычные лампы накаливания.

)- люминофор ртути дуги лампа высокого давления . Это одна из разновидностей электрических ламп, которая широко используется для общего освещения больших площадей, таких как заводские этажи, улицы, платформы и т. д. (если к цветопередаче ламп не предъявляются особые требования, но от них требуется высокая светоотдача). Лампы ДРЛ имеют мощность 50-2000 Вт и изначально были предназначены для работы в электрических сетях переменного тока с напряжением питания 220 В. (Частота 50 Гц.). Для согласования электрических параметров лампы и источника питания практически все типы ртутных ламп, имеющих падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, требуют использования балласты (пра) , который в большинстве случаев использует дроссель, соединенный последовательно с лампой.

Устройство

Первые DRL лампы были сделаны двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. Как это было использовано устройство Перл-220 (Пусковая установка ртутных ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создавать достаточно надежные устройства зажигания, а газовый разрядник, имевший более короткий срок службы, чем сама лампа, входил в состав ЖУРЧАНИЕ . Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. Они были заменены на четырехэлектродные, которые не требуют внешних устройств зажигания.

Теперь, что касается устройства DRL лампы. Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) состоит из трех основных функциональных частей:

  • цоколь;
  • кварцевая горелка;
  • стеклянная колба.

База есть предназначены для получения электроэнергии из сети, путем соединения контактов лампы (один из которых резьбовой, а второй точечный) с контактами картриджа, после чего переменное электричество передается непосредственно на электроды самой лампы.

Кварцевая горелка основная функциональная часть лампы DRL. Это кварцевая колба, в которой с каждой стороны находятся по 2 электрода. Два из них являются основными, а два-дополнительными. Пространство горелки заполнено инертным газом “аргон” (для изоляции теплообмена между горелкой и средой) и каплей ртути.

Стеклянная колба находится снаружи от лампы. Внутри него размещена кварцевая горелка, к которой подходят проводники от контактного основания. Из колбы откачивается воздух и в нее закачивается азот. И еще один важный элемент, который находится в стеклянной колбе-это 2 предельных сопротивления (подключенные к дополнительным электродам). Внешняя стеклянная колба внутри покрыта люминофором.

Принцип работы

Горелка (РТ) лампы выполнена из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевое стекло или специальная керамика) и заполнена строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе выглядит как компактный шар или оседает в виде покрытия на стенках колбы и (или) электродов. Светящееся тело RLVD-это столб электрического дугового разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащенной электродами зажигания, заключается в следующем.

Сетевое напряжение подается на лампу, оно подается в зазор между первичным и вторичным электродами, расположенными на одной стороне кварцевой горелки и на такой же паре, расположенной на другой стороне горелки. Вторым зазором, между которым фокусируется напряжение сети, является расстояние между основными электродами кварцевой горелки, расположенными на ее противоположных сторонах.

Расстояние между основным и вспомогательным электродами невелико, что позволяет легко ионизировать этот газовый зазор при подаче напряжения. Ток в этом сечении обязательно ограничен сопротивлениями в цепи дополнительных электродов перед входом проводников провода в кварцевую горелку. После того как ионизация произошла на обоих концах кварцевой горелки, она постепенно переносится в зазор между основными электродами, тем самым обеспечивая дальнейшее горение лампы ДРЛ.

Максимальное сгорание лампы DRL происходит примерно через 7 минут. Это связано с тем, что в холодном состоянии ртуть в кварцевой горелке находится в виде капли или налета на стенках колбы. После запуска ртуть медленно испаряется под действием температуры, постепенно улучшая качество разряда между основными электродами. После того как вся ртуть преобразована к пару (газу), светильник DRL достигнет свои расклассифицированные работая режим и максимальный выходной сигнал. Следует также добавить, что когда лампа DRL выключена, невозможно перезапустить ее до тех пор, пока лампа полностью не остынет. Это один из недостатков ламы, так как существует зависимость от качества электроснабжения.

Светильник DRL довольно чувствителен к температуре и поэтому внешний стеклянный шарик обеспечен в своей конструкции. Он выполняет две функции:

во-первых , служит барьером между внешней средой и кварцевой горелкой, предотвращая охлаждение горелки (азот внутри колбы предотвращает передачу тепла);

во-вторых , в виду того что не весь видимый спектр испущен во время внутренней разрядки (только ультрафиолетов и зеленый цвет), светомасса лежа в тонком слое на внутренности стеклянной лампочки преобразовывает ультрафиолетов в красный спектр зарева.

В результате сочетания синего, зеленого и красного излучения формируется белое свечение лампы DRL.

Подключение к источнику питания четырех электродных ламп осуществляется через дроссель. Дроссель выбран в соответствии с мощностью лампы DRL. Роль индуктора заключается в ограничении тока, питающего лампу. Если вы включите лампу без дросселя, она мгновенно выгорает, потому что через нее пройдет слишком много электрического тока. Желательно добавить a конденсатор (не электролитический) к цепи соединения . Это повлияет на реактивную мощность, и это позволит сэкономить электроэнергию в два раза.

Преимущества:

  • высокий выходной сигнал (до 60 lm / W)
  • компакт, с высокой силой блока
  • возможность работы при низких температурах замерзания
  • длительный срок службы (около 15 тыс. часов)

Недостатки:

  • низкая цветопередача
  • пульсация света
  • критичность к колебаниям напряжения

Лампа DRL содержит капли ртути внутри, если кварцевая колба сломается, то пары ртути рассеются в помещении площадью 25 квадратных метров. Обращайтесь с лампой DRL осторожно.

Читайте также: