DE1489448A1 - Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe - Google Patents

Description

"Niederdruck—Quecksilberdampf -Pin ti adungsla

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nlederdruck-Quecksilberdampf-Entladtoigslanipe mit einem Glaskolben, dessen Innenseite mit einer Leuchtschicht überzogen ist*

Bei Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen mit einer Leuchtschicht wird einerseits ein sehr hoher Wirkungsgrad der umwandlung und andererseits ein bestimmten Anforderungen entsprechendes Emissionsspektrum der ausgesandten Strahlung angestrebt. Im allgemeinen sind diese beiden Paktoren nicht voneinander unabhängig, was bekanntlich auch mit der Augenentpfindlichkeitskurve zusammenhängt» In gewissen Fallen, z.B. bei Anwendung in Museen, ist eine besonders gute Farbwiedergabe der Lampen erforderlich. Zu diesem Zweck wurden daher Lampen mit mehreren Leuchtstoffen hergestellt, die bisweilen in Form eines Gemisches in einer Schicht vorhanden waren und bisweilen in Schichten aufeinander angebracht wurden. Für eine naturgetreue Farbwiedergabe muss, wie die Erfahrung gezeigt hat, das Bestreben dahin gehen, der spektralen Energieverteilung eines Schwarzetrahlers weitgehende! nahezukommen. BeieuchtungBtechnische Anforderungen, wie Helligkeit und Sehbequemlichkeit, beschränken weiter die Mahl auf Schwarzstrahler mit einer Farbtemperatur zwischen 3000 und 45GO Χ. Biese Anforderungen haben zu einer Lampe goführt, deren Glasurahülling auf der Innenseite mit zwei aufeinander angebrachten Leuchtschichten überzogen ist, von denen die erste, auf dor EntladungSBeite liegende Üohioht its wesentlichen aus einem Gemisch oinea blau lumineszierend»» Stoffes und eines rot lumineozierenden Stoffes mit einem breiten Emiesionsepekirua besteht, dessen maximale Intensität zwischen 600 und 650 nm liegt; die zweite, unmittelbar auf der Glaswand liegende Schicht besteht bei (Uosen bekannten Lampen im wesentlichen aue mit Mangan aktivierte«

Iiagneaiumgermanat oder Magneeiumarsenat. Iiese Schicht hat zwei Punktionen. Erstens wandelt sie einen Teil der in der ersteren Schicht nioht umgewandelten Ultraviolettstrahlung in tiefrote Strahlung um und zweitens absorbiert sie aus dem von der Queoksilberentladung ausgesandten Spektrum bestimmte Linien, insbesondere die Linie mit einer W_ßllenlänge von 435*8 nm. Ohne diece Germanat- oder Arsenatschioht wäre bei der letzteren Wellenlänge die im atisgesandten Licht vorhandene Strahlung viel zu stark, wodurch keine naturgetreue Farbwiedergabe erhalten werden könnte. Eine gute Farbwiedergabe'ißt mit einer genau bestimmten Absorption der Qermanat- oder Arsenatsohicht verknüpft, die nur bei einer beistimmten Stärke dieser Schicht erhalten wird»

FUr gewisse Zweoke, insbesondere bei Anwendung als Eeleuchtungsquelle in Museen, bewahren sich die obenbeschriebenen bekannten Lampen hinsiohtlioh der Farbwiedergabe zwar vorzüglich, aber es wurde festgestellt, dass daö von den Larapen ausgesandte Licht eine su groase !fange an Ultraviolettstrahlung zwiaohen 300 und 400 nm enthalt, waa zu unerwünschten Aenderungen, z.B. Verfärbung der bestrahlten Gegenstände, führen kann. Dies ist überraschend, da die Oermanat- oder Arsenateohicht ausser blauer Strahlung auoh Ultraviolettstrahlung zwischen 300 und 400 nm absorbiert.

Diese festgestellte Tatsache lässt sich dadurch erklären, dass angenommen wird, dass die Ultraviolettstrahlung nicht nur von der Queoksilborentladung, sondern auoh von einer Emission eines der angewandten Leuchtstoffe herrührt. Bs stell*sich heraus, dass gerade diejenigen Stoffe, welche in einem breiten Spektrum, dessen maximale Intensität zwischen und 65O nm liegt, rot luraineazieren, auoh noch eine Nebenemission ewisohen 300 und 400 nm aufweisen. Solohe Stoffe Bind z.B. mit Mangan und Blei aktiviertes Kalziumeil ikat und mit Zinn aktivierte Erdalkali-Or thophospha te· Wenn man ersuchen würde die Ultraviolettstrahlung auf einen zulässigen Pegel herabzusetzen, so müsste die absorbierende Magnesiuisgerraanat- oder

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Magneßiumarsenatschicht eine grossere Stärke haben als im Zusammenhang tait der optimalen Absorption dar blauen Strahlung, insbesondere "bei 435»8 ϊΗ»» erwünscht ist.

Die Erfindung bezweckt, unter Beibehaltung einer vorzüglichen Farbwiedergabekapazität dieser Lampen die Intensität der Ultraviolettstrahlung zwischen 300 und 400 nm im ausgesandten Licht her abzvtse taten.

Eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe nach der Erfindung hat einen Glaskolben', dessen Innenseite mit zwei aufeinander angebrachten Leuchtnchichten überzogen ist_y von denen die erste, auf der Entladungseeite liegende Schicht im wesentlichen aus einem Gemisch eines bleu luraineszierenden Stoffes und eines rot lumineszierenden Stoffes mit einem breiten Emissionsspektrum mit einem Maximum zwischen 600 und €50 nra und einer Nebenemiseion im Langwellenultraviolett besteht und von denen die zweite, unmittelbar auf der Glaswand angebrachte Leuchtschicht im wesentlichen aus mit Hangan aktiviertem Magnesiumgermanat oder Kagnesiumarsenat besteht, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leuchteehioht öbenfallß in Mischung mit dem Leuchtstoff einen Stoff enthält, der Ultraviolettstrahlung zwischen 300 und 400 na stark absorbiert und für Strahlung über 400 nm gut durchlässig ist.

Man hat bereits früher bemerkt, dass Niederdruck-Quecksilber— dampf-Entladungslampen mit einer uandschioht aus Leuchtstoff manchmal noch Ultraviolettstrahlung aussenden. Zur Herabsetzung dieser Strahlung behalf man sich mit Glasarten, die Ultraviolettstrahlung absorbieren, oder es wurden gesonderte, auf der Aussenseite der Lampen angebrachte, ultraviolettstrahlung absorbierende Laekschichten verwendet» Selbstverständlich machen diese beiden Massnabanen die Herstellung der Lampen kostspielig. mtraviol6°frt— strahlung abBorbisreaade Glaearten haben aueserdeni den Sachteil, dass sie iaeiBt gejfartet sind und somit auch die Farbe des ausge sand ten Lichtes beeinflussen. Lacksehich ten. Baben Weiterfeia den Nachteil, dass während der

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Lebensdauer der Lampe ihre Eigenschaften sich oft andern, insbesondere dfisB die Absorption von Ultraviolettstrahlung geringer wirdj ausserdem verfUrben sie oft.

Stoffe, die Ultraviolettstrahlung zwischen 300 und 400 nm gut absorbieren und eich daher in Lampen nach der Erfindung verwenden lessen, sind z.B. Titandioxyd und Zinkoxyd· Dieoe Stoffe weisen über 400 nm eine geringe Absorption auf, was erwünscht ist, da sonst das bereits mittels der Leuchtstoffe eingestellte Emissionsspektrum wieder beeinflusst werden würde. Ausoerdem haben sie die günstige Eigenschaft, dass sie den Rüokfall der Lampe, d.h. den Wirkungsgrad der Umwandlung nach einer gestimmten Anzahl von Brennstunden, naheeu nicht beeinflussen.

Die Menge an Titandioxyd oder Zinkoxyd oder an anderem Ultraviolettstrahlung absorbierendem Stoff in der zweite* Schicht wird vorzugsweise derart gewählt, dass der Quotient der zwischen 300 und 400 nm ausgestrahlten Energiemenge geteilt durch die insgesamt von der Lampe aue-

—2 gestrahlte Energiemenge über 300 nm kleiner als 1,5 x 10 ist·

Die Durchlässigkeit der zweiten Schioht für das blaue Licht mit einer Wellenlänge von 435,6 mn wird vorzugsweise durch die Messung dee Verhältnis zwischen der Intensität dieser Linie und der Intensität der Linie mit einer Wellenlänge von 546,1 nm bestimat. FQr eine gute Farbwiedergabe dues dieses Verhältnis zwischen Ο,ΘΟ und 1,20 liegen. Vorzugsweise wird das Verhältnis 1,07 gewählt* Aus diesem Verhältnis lässt eich denn wieder die Durchlässigkeit für die Strahlung mit einer Wellenlänge von 435,8 »a errechnen. Für einen Viert von 1,07 ist die Durchlftssigieeit 59,2 f..

Als blau luainoeaierender Stoff wird in Lampen naoh der Erfindung si.B* mit Antimon aktiviertes Kalziumhalophoaphat verwandet. Ale rot lumineesierender Stoff wird in der ersten Schicht voreugsweise mit Zinn aktiviertes Strontima-Magnesiuaorthophoephiit verwendet.

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de Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispieles näher erläutert.

Ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 36 mm und einer Lange von 112 mm wurde durch ein übliohee Suspensionsverfahren mit einer aus einem Gemisch von 9 Gewichteteilen mit Mangan aktivierten Hagneaiumarsenat und 1 Gewichtsteil Titandioxyd bestehenden Schicht überzogen. Pro om* Glasoberfläche war etwa 1,2 mg dee Gemisches vorhanden. Auf der Entladungsseite der auf diese Weise angebrachten Schicht wurde eine Leuchtschicht angebracht, die aus einem Gemisch von mit Zinn aktiviertem Strontium-Magnesiumorthophosphat und blau lumineszierendem mit Antimon aktivierten Kalaiuhhalophosphat bestand. Das Verhältnis in Gewichtsteilen zwischen diecen beiden Stoffen in der Schicht betrug 3 ' 2. Pro om* war etwa 3,4 mg des Gomiaches vorhanden. Der Farbpunkt der mit diesem Rohr hergea teilten Niederdruck-Queckoiiberdampf--Entladungslampe hatte die Farbkoordinaten χ - 0,372 und y » 0,374. Die Durchlässigkeit der Linie bei 435,U nm betrug 59,2 % (auf die obenbeschriebene Weise durch die Messung des Verhältnisses zwischen den Intensitäten der Linien bei 435|8 nm und bei 546,1 nm bestimmt). Der Quotient der zwischen 300 und 4GO nm ausgestrahlten Energiemenge geteilt durch die über 300 nm ausgestrahlte Energie menge war für dieue Lampe etwa 1 χ 10 . Zum Vergleich sei erwähnt, dass dieser Quotient für eine übliche Glühlampe mit einer Farbtemperatur von 2Ö10°K etwa 1,25 χ 10~ und für eine entsprechende Lampe, deren aweite Schicht kein Titandioxyd enthält, 4 χ 1θ"² beträgt.

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Claims (3)

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   PATENTAWSPRUECBE;

   ( 1·) Hiederdxtiolc-Queoksilberdaffipf-Entladungslampe rait eine«

   Glaskolben, desoen Innenseite mit zwei aufeinander angebrachten LeuohtsoMohten Oberzogen iet, von denen die erste, auf der Entladungcseite angebrachte Schicht im wesentlichen aus einem Gemiech eines blau lumineszierenden Stoffes und eines rot lumineszierenden Stoffes mit einem breiten Emissionsspektrum mit einem Maximum zwischen 600 und 650 mn und einer Nebenemisaion im Langwellenultraviolett und die zweite, unmittelbar auf der Glaswand angebrachte Leuchtschicht aus mit Hangan aktiviertem Magnesiumgerraanat oder Uagneaiumarsenat besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht ebenfalls in Mischung mit dem Leuchtraaterial einen Stoff enthält, der Ultraviolettstrahlung zwischen 300 und 400 nm stark absorbiert und für Strahlung über 400 nm gut durohl&asig ist*
2. 2. Niederdruck-Quookeilberdampf-Entladungelampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ultraviolettstrahlung gut absorbierende Stoff Titandioxyd ist.
3. 3. JTiederdruok-Queckeilberdampf-^tladungelanpe naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraviolettstrahlung gut absorbierend« Stoff Zinkoxyd ist.

   4* ITiederdruok-Quecksilberdaapf-Entladungslampe naoh Anapruoh 1,

   2 oder 3» dadurch gekennzeichnet» dass die Henge an Ultraviolettstrahlung stark absorbierendem Stoff in der sw« 1 ten Sohich-t so gross ist, dass der Quotient äar von der Lampe zwisohen 300 und 400 nm ausgestrahlten Energiemenge geteilt durch die insgesamt von der Lampe Ober 300 na ausgestrahlte

   _—2 Energiemenge kleiner als 1,5 χ 10 ist·

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