HU204624B - Wall-stabilized high-pressure discharge light-source - Google Patents

Description

A találmány tárgya falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrás, amelynek kisülőtöltettel töltött fényátereszíő kisülőedénye és két, abban olvasztással rögzített elektródája van. A javasolt kisülő fényforrás nagy fénytechnikai hatásfoka és kiváló színvisszaadó képessége 5 következtében és kompakt felépítésével általános világítási célokra; jő sugámyalábolási tulajdonságai, valamint a kapcsolás utáni azonnali működőképessége következtében járműfényszőrőkban, valamint tudományos és orvostudományi megvilágítási feladatoknál 10 alkalmazható, elsősorban alacsony teljesítménytartományokban.

Általános világítási célra számos nagynyomású kisülő fényforrás ismert, amelyek célja nagy fényhasznosítás és jó színvisszaadási tulajdonság, azaz a fényfor- 15 rásnak a szem érzékenységi tartományában jól eloszló spektrális emisszióval kell sugároznia. Ismeretes, hogy ideális színvisszaadási képességű fényforrás maximális fényhasznosítása hozzávetőlegesen 250 lm/W értékű lehet, ha sikerül a hő- és elektrődaveszteségeket el- 20 nyomni és a spektrális emisszióeloszlást a látható sugárzás tartományára korlátozni. Ez az optimális emisszióeloszlás a 400-700 nm spektrális tartományban egyenesen arányosan húzódik egy olyan feketesugáizó spektrális emissziójával, amelynek hőmérséklete 25 azonos a fényforrás kívánt színhőmérsékletével, míg a tartományon kívül értéke nulla.

Eltekintve az elkerülhetetlen hő- és elektrődaveszteségektől, egy nagynyomású kisülő fényforrás fényhasznosítása a sugárzó plazma spektrális emisszióé- 30 loszlásán belül a kisülő közeg összetételétől és nyomásától, a kisülőcső méreteitől és a kisülés térbeli hőmérsékleteloszlásától függ és csak bizonyos határokon belül optimalizálható.

így például 0,1-10,0 MPa nyomású higanygőz-atmoszférában olyan gázkisülés hozható létre, amely a látható színképtartományban ismert 405, 436, 546 és 577/579 nm hullámhosszúságú fényt sugároz. A 313 és 365 nm-es, nagyon intenzív sugárzást alkalmas fényporral a látható színképtartományba transzformálhatjuk. Hyen nagynyomású higanygőzlámpák elsősorban a közvilágításban terjedtek el, ezek fényhasznosítása maximum 55 Im/W és általános színvisszaadási indexük értéke 50 (lásd Elenbaas, W.: High-pressure mercury-vapor lamps and their application; Philips Technical Library, 1965).

Megfelelő könnyen párolgó világító adalékok· hozzáadásával a helyenként hiányos higanylámpa-színképet sikerült feltölteni, amelynek az lett az eredménye, hogy mind a fényhasznosítás, mind pedig a színvisszaadás jelentősen javult Az ilyen fémhalogénlámpák nagyobb teljesítménytartományokban 60-80 lm/W fényhasznosítást is elérnek 60-90 általános színvisszaadási index mellett, ahol általában a nagy fényhasznosítási értékek alacsony színvisszaadási indexszel járnak együtt és fordítva. Ki- : sebb teljesítménytartományokban egészen le 35 W teljesítményig a fényhasznosítás általában nagymértékben 50 lm/W értékre, illetve az alá csökken. Az ilyen fényforrások belső terek, gyártócsarnokok és áruházak megvilágítására terjedtek el, felhasználásukat azonban csökkenti az ( észlelhetően alacsony élettartam, az üzemelési helyzetfüggőség és a példányszórások és az öregedés következtében fellépő, igen zavaró színhőmérséklet- instabilitás. (Lásd Rochlin, G. N.: Fémhalogénlámpák; Energia Kiadó, Moszkva 1971.)

Áz alkálűezisztens-burkolő és -lezáró anyagok kifejlesztése lehetővé tette a nátrium fém alakjában fémkibocsátó közegként történő alkalmazását A nagynyomású nátriumlámpák jelenleg az összes nagynyomású kisülő fényforrás között első helyen állnak fényhasznosítás tekintetében, és a kültéri világításban széles körben elterjedtek. A gyártott teljesítménytípusok palettája 75 lm/W fényhasznosítás mellett 35 W-tól egészen 1000 W-ig terjed, mely esetben a fényhasznosítás értéke 150 lm/W. Az igen alacsony, kb. 2000 K szénhőmérséklet és a nem kielégítő 20 színvisszaadási index miatt ezeket a lámpákat igényesebb megvilágítási feladatokra, például belső téri megvilágításra nem használják.

Mindegyik fent ismertetett nagynyomású lámpára igaz, hogy minden olyan kísérlet, amely a lámpateljesítmény csökkentésére és a lakásokban szokásos teljesítményű fényforrások fejlesztésére irányult, a fényhasznosítás drasztikus csökkenésével járt. Ennek oka egyrészt abban rejlik; hogy a nagynyomású lámpa hatásmechanizmusainak megfelelően kis fényáramok csupán kis térfogaton belül hozhatók létre, ahol a felület-térfogat viszony hátrányos módon megnő. Plazmafizikai optimalizálással előre meghatározott kisülési tengelyhőmérsékleten a kisülési térfogat csökkenésével kényszerűen nő a kisüléshőmérséklet gradiense, és azzal együtt a hővezetés és a kisülés magas hőmérsékletű zónájából kilépő részecskediőűzíő révén létrejövő hőveszteség. Másrészt a sugárzó közegként alkalmazott fémgőzök vagy halogenidek minimális hőmérsékletet igényelnek a kisülőédény belső falán, mely a szükséges gőznyomást biztosítja. Ezek a hőmérsékletek viszonylag magasak és ugyancsak elkerülhetetlen hőveszfeségeket okoznak, amelyek különösen kisebb teljesítményű lámpáknál esnek súlyosan latba.

Ezen túlmenőén az összes említett műszaki megoldás a világító fémadalékok elgőzölögtetésére percekben mérhető számottevő indulási időt igényel. Gázok sugárzó közegként történő alkalmazása elvileg megszünteti az indulási problémákat és az égési hőmérséklet szükséges magas értéken tartását. Az emellett fellépő gyújtási problémák különböző ismert gyújtási segédmegoldásokkal a kellő határok között tarthatók (lásd például a DE 16 28 977 és 33 23 603 számú szabadalmi leírásokat). Sajnálatos módon a gázplazmák sugárzási hasznosítása a látható színképtartományban a jelenleg műszakilag megvalósítható teljesítménytartományokban kivétel nélkül igen alacsony. Ezért idáig csupán egyetlen nagynyomású fényforrást sikerült atomi vagy molekuláris gáztöltet alapon kifejleszteni, nevezetesen a nagynyomású xenonlámpát. A xenonlámpa a napsugárzáshoz hasonló, folyamatos színképeloszlású emisszióval rendelkezik, amely a xenon rekombinációs kontinuumából adódik. Ilyen lámpákat helyhez rögzített üzemmódra 50-50 000 W névleges teljesítménnyel gyártanak, és kiváló színvissza2

HU 204 624 B adással tűnnek ki, amely 6000 K tartományba eső színhőmérséklettel jár együtt. Sajnálatos módon kisebb teljesítménytartományokban, 30-50 W körül a xenonlámpa fényhasznosítása csupán 15 lm/W és ez még igen nagy fajlagos teljesítmények, például 800 W/cm² esetén sem nő 20 lm/W érték fölé. Ezt a tényt támasztja alá az AT 222 223 számú szabadalmi leírás. Csupán a kW tartományba eső teljesítményeknél van lehetőség a xenonlámpa fényhasznosítását 35 lm/W értékig megnövelni, aminek többek között az az oka, hogy az állandó teljesítmények tartományában erre a kontinuumra intenzív vonali sugárzás rakódik rá, amely túlnyomórészt az infravörös tartományban sugároz és az elérhető fényhasznosítást jelentősen korlátozza. Ebből az okból a helyhez rögzített üzemű xenon kisülőlámpák hatékony fényforrásként nem tudtak elterjedni az általános megvilágítási területeken.

Az igen nagy nyomású kisülőlámpák sugárzó közegként xenont vagy higanygőzt tartalmaznak 1 MPa fölötti nyomásokon. Az ezekben a fényforrásokban realizált nagy energiakoncentráció a sugárzást igen kis térfogaton belül hozza létre, minek következtében a sugárzás jól nyalábolható. Ezeknek a kisülőlámpáknak azonban kisebb a fényhasznosításuk, mint a megfelelő nagynyomású kisülőlámpáknak.

Halogenid töltettel ellátott nagynyomású kapillárislámpákat már járműfényszórókban történő felhasználásra is javasoltak. Ilyen lámpát és alkalmazást ismertet a DE 33 41 846 számú szabadalmi leírás. A nagynyomású kapillárislámpáknak azonban pont ennél az alkalmazásnál jelentkező nagy hátrányuk, hogy teljes fényáramuk eléréséig hozzávetőlegesen egy perc bemelegedési időre van szükség.

Ezenkívül folytak már bizonyos kísérletek, hogy nagynyomású higanylámpák idővezérelt táplálásával, 1:4-1:20 kitöltési tényezővel a zöld és sárga higanyvonalak sugárzási hasznosítását javítsák.

Ilyen próbálkozást ismertet az US-PS 3 624 447 számú szabadalmi leírás. Azonos technikát ír le nagynyomású nátriumlámpára az US-PS 4 137 484, a DE 26 57 824 és a DE 28 25 532 számú szabadalmi leírás, melynek értelmében a rezonanciavonalak szélességét megnövelik, valamint a kék és zöld színképrészt kiemelik, hogy ezáltal javítsák a színvisszaadást és emeljék a színhőmérsékletet. A kisülés instabilitásai, valamint a környezet akusztikus zavarai az ilyen elven működő lámpák konstrukciós felépítése és az általánostól eltérő üzemeltetése révén akadályozhatók meg. Ilyen intézkedésekre adnak kitanítást a DE 27 33 168, a DE 27 73 170, a DE 23 35 589, a DE 27 04 311, a DE 28 47 840 és a DE 31 22 183 számú szabadalmi leírások. Minden esetre az így elérhető színhőmérsékletek beltéri világítási célokra különösen a lakókörnyezet megvilágítására még mindig túl alacsonyak, mert ilyen célra legalább 3000 K színhőmérséklet szükséges. Ezek a kísérletek feltehetőleg azért maradtak sikertelenek, mert a nemkívánt mellékhatások, mint például a nátrium rezonanciavonalainak felerősödő önabszorpciója, valamint a higanyvonalak arányosnál alacsonyabb kiemelése a célul kitűzött hatást megkérdőjelezi és a színhőmérséklet további emelése csupán a fényhasznosítás területén jelentkező jelentős engedmények figyelembevételével lehetséges. Ez a tanúság vonható le a DE 26 57 824 számú szabadalmi leírásból.

A xenonkisüléssel összefüggésben ismert, hogy a xenonlámpák impulzusszerű nagy pillanatnyi teljesítményű energiabetáplálással magasabb fénytechnikai hatásfokot nyújtanak, mint stacionáris üzem esetén. Ezt a tényt például a fényképészeti villanólámpákban számos helyen kihasználják. Ugyanígy impulzusüzem felhasználása is ismert és például stoboszkópos szerkezetekben (lásd például a DE 19 24 162 és DE 21 34 544 számú szabadalmi leírásokat), valamint lakkok és nyomdafestékek szárító és beégető eljárásaiban (lásd például a DE 21 20 777 számú szabadalmi leírást) régóta alkalmazzák ezeket a fényforrásokat.

Nemesgázzal töltött nagy intenzitású villanócsöveket már beltéri és kültéri világítás céljára is javasoltak, amelynek során ezeket a nemesgáztöltettel ellátott villanócsöveket az emberi szem fiziológiai tehetetlenségét kellő módon kihasználó villanási frekvenciát szolgáló elektronikus vezérlőegységekkel hajtják meg. Ilyen eljárás és kapcsolási elrendezés ismerhető meg a DE 27 24 101 számú szabadalmi leírásból. Ennek az alkalmazásnak azonban az a nagy hátránya, hogy minden egyes impulzushoz külön gyújtási művelet szükséges és az ebből eredő rendkívül nagy számú gyújtás tartós üzemben a lámpa élettartamát nagymértékben csökkenti, úgyhogy az ilyen világító fényforrások élettartamának és megbízhatóságának növelése érdekében hűtőberendezések vagy több fényforrás redundáns alkalmazásával járulékos intézkedéseket kell foganatosítani. Ugyanez volt az oka annak is, hogy a villanási frekvenciát a lehető legalacsonyabb értéken kellett tartani, hogy például 40-50 Hz-es frekvenciával éppen hogy villogásmentes fényt állítsanak elő. További hiányossága a megoldásnak, hogy az említett üzemmód nem zárja ki az emberi szem látásfiziológiai túlterhelését sem, ezért ilyen világító fényforrások csupán speciális területeken, mint például közlekedési tájékoztató táblák, reklámtáblák stb. kerülhettek alkalmazásra, amelyeken a megfigyelő személy az említett fényforrásokat csupán igen rövid ideig szemléli.

Az általunk ismert összes kisülő fényforrás villamosán hevített plazmát tartalmaz energiaátalakító közegként, melyek villamos tulajdonságai a bevezetett energiától függően változnak. Különösen az üzemi tápfeszültség megnövelése esetén nő meg a lámpa teljesítménye, miáltal nő a töltéshordozó sűrűség. Ennek hatására nő a villamos vezetőképesség, és a teljesítményfelvétel tovább nő. Az ebből következő instabililtások kivédésére a kisülő fényforrásokat előtéteken keresztül kell táplálni, amelyek elsősorban áramkorlátozó alkatrészeket tartalmaznak. Az áramkorlátozó alkatrészek tömege és mérete az ilyen jellegű fényforrások lakáson belüli elterjedését jelentősen megnehezíti. Pozitív karakterisztikájú áram-feszültség jelleggörbe megvalósítására a xenon- és más nemesgáztöltetű nagynyomású lámpáknál meghatározott fémek' vagy fémsók kis mennyiségű adalékolását javasolja például a DE 22 36

HU 204 624 B

973 és a DE 25 25 408 számú szabadalmi leírás. Az ezekben leírt hatások hatékonyságát illetően azonban komoly kételyek merültek fel, és a szóban forgó találmányok gyakorlati alkalmazásáról a mai napig nincsenek tapasztalatok. Az AT-PS 222 223 lajstromszámú szabadalmi leírásban hangsúlyozott pozitív áram-feszültség jelleggörbe csupán igen nagy teljesítmények esetén valósítható meg a kisülócsőben, ami a burkolóanyag gyors roncsolódásához vezet. Az US-PS 3 707 649 számú szabadalmi leírás olyan lámpát ismertet, amelynek az anődja és a katódja olyan távolságban van egymástól elhelyezve, hogy közöttük szikraköz jön létre. Ezeknek az elektródastabilizált kisüléseknek az a hátránya, hogy az elektródaveszteségek aránya nagy és a lökéshullámok következtében a gázdinamikai veszteségek is jelentősek. Ezen túlmenően a leírásokból megállapítható kitöltési tényezőkből kedvezőtlenül magas, 9000 K érték körüli színhőmérsékletek és megfelelően alacsony fényhasznosítás adódik, mivel az emisszió maximuma az ulraibolya-tartomány peremén van. Az ebből eredő alacsony fényhasznosítás nem igényel további magyarázatot.

A találmánnyal célunk olyan nagynyomású kisülő fényforrás előállítása, amely igen jő színvisszaadási tulajdonságok mellett alacsony teljesítménytartományban is igen jő fényhasznosítással rendelkezik, és közvetlenül a bekapcsolás után képes a teljes fényáram leadására. Kompakt felépítés mellett igen jó fénynyalábolási képességekkel kell rendelkeznie megfelelő optikai elemek alkalmazásával. Ezen túlmenőén a lámpa táplálása a lehető legegyszerűbb kivitelűken legyen, és a fényforrás úgy általános világítási célokra, mint például járműfényszórók céljára egyaránt jő eredménnyel használható legyen, és ezzel a felhasznált villamos energia jelentős megtakarítása mellett az izzólámpa ; alternatívájaként jelentkezzen, illetve jelentős fényáramnyereség mellett a halogéngozlámpák alternatívájaként jelentkezzen a bekapcsolás utáni azonnali fényáram-szolgáltatás előnyével.

Célunk továbbá, hogy a kifejlesztendő nagynyoma- ² sú kisülő fényforrás tudományos és gyógyászati berendezésekben is az izzólámpák alternatívájaként használható legyen és ott az izzólámpákhoz és az elektródastabilizált nagynyomású xenonlámpákhoz viszonyítva jelentősen kisebb hőterhelést jelentsen a környezet vagy ^L a páciens számára.

A találmánnyal megoldandó feladatot úgy határozhatjuk meg, hogy olyan közeget kell találnunk, amely gerjesztése során villamos kisülési térben alkalmas közvetlenül a fényforrás bekapcsolása után kis térfo- 5 gátból egy intenzív kontinuum leadására a látható színképtartományban, továbbá ennek a közegnek a számára olyan plazmaállapotot kell találnunk, amelynél az említett jó hasznosítású és jó nyalábolási képességű kontinuumsugárzás létrejön, mind pedig a kisülésnek 5 pozitív áram-feszültség karakterisztikája lesz, és végül meg kell határoznunk a kívánt plazmaállapot megvalósításához szükséges műszaki eszközöket.

A kitűzött feladat megoldása során olyan falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrásból indultunk ki, 61 amelynek kisülőtöltettel töltött fényáteresztő kisülőedénye és abba beolvasztott két elektródája van. Továbbfejlesztésünk értelmében a kisülő fényforrás kisülőtölteteként nehéz nemesgázt alkalmazunk és a kisülő fényforrást 1000-10 000 W/cm³ teljesítménysűrűségű áramimpulzusokkal tápláljuk, ahol a csúcsáram maximális értékéül legfeljebb 50 A-t választunk és a tápláló áramimpulzusok frekvenciáját 100-1000 Hz tartományban választjuk meg, míg az áramimpulzusok szé10 lességének az egyes impulzusok közötti időhöz viszonyított aránya 0,1% és 0,15% közötti.

fgy tehát a xenonnal és/vagy kriptonnal töltött kisülő fényforrás kisülési plazmáját nagy teljesítményű, magas követési frekvenciájú és kis kitöltési té5 nyezőjű áramimpulzusokkal tápláljuk és hevítjük fel úgy, hogy a látható színképtartomány felett elosztó rekombinációs kontinuum nagy intenzitással sugárzódik ki és ez a vonali sugárzás intenzitását a fénytechnikailag hatástalan színképtartományokban értékel0 hetően meghaladja.

A találmány szerinti kisülő fényforrás egy előnyös kiviteli alakja értelmében a kisülőedényben 10-500kPa hidegnyomásű xenon és/vagy kripton van nehéz nemesgázként betöltve.

Ezért a kisülőtérbe a tápláló áramimpulzusok alatt olyan pillanatnyi teljesítményt juttatunk, amely a kisülőcső élettartamának magasan tartása érdekében tartós üzemben megengedett közepes teljesítményt legalább ötször meghaladja. Ezalatt a kisülést a két ) tápláló áramimpulzus közötti időben olyan tartóárammal tartjuk fenn, amely az átlagos áram legfeljebb 50%-át teszi ki, úgy, hogy a kisülés nem tud kialudni és nem szükséges minden egyes impulzus kezdetén újragyújtani. A tápláló áramimpulzusok követési ) frekvenciáját legalább 100 Hz-re választjuk úgy, hogy kielégítő tartalékkal az emberi szem káprázását okozó villogási frekvenciahatár felett van, így az ezzel együttjárő Iátásfiziológiai problémák nem jelentkeznek.

¹ A szükséges impulzushossz abból a feltételből számítható, hogy az impulzusok alatt és a tartóáram alatt betáplált teljesítmény időbeli középértéke egyenlő a lámpa tartós üzemében megengedett közepes teljesítménnyel. Mindenesetre úgy az impulzusok alatt betáplált pillanatnyi tejesítmény, mint az impulzusok követési frekvenciája felülről behatárolandó, hogy az ily módon kiszámított impulzushosszak ne csökkenjenek 10 psec alá, mert különben a kisülés termikus lomhasága következtében a célul kitűzött hatás csak tökéletlenül valósul meg.

. A lámpák javasolt üzemelése révén műszakilag realizált T_p plazmahőmérséklet a stacionáriusán egyenárammal vagy kvázistacionáriusan szinusz alakú váltakozóárammal táplált kisülés T_s hőmérséklete fölé növelése anélkül, hogy eközben a kisülőedény T_w falhőmérséklete a stacionárius üzemhez képest megnövekedne, a kontinuumsugárzás látható tartományban bekövetkező váratlanul erős növekedését idézi elő, úgy, hogy igen erős látható hasznos hatás jön létre. Ez az erős látható hasznos hatás tovább erősíthető azáltal, hogy az

HU 204 624 B időben rövid, azonban intenzív teljesítményimpulzusok a minden gázkisülésben fellépő termikus veszteségeket érezhetően csökkentik. A hasznos hatás tovább növelhető, ha a kisülőedény belső átmérőjének az elektródatávolságához viszonyított aránya nem haladja meg a 0,3 értéket, mivel ilyen esetben a kisülési szakasz vezetési értéke nem növekszik meg a kisülési csatorna radiális expanziója révén a nagyáramú fázisban.

A javasolt falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrás egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a kisülőedényt kiszivattyúzott vagy gázzal töltött külső burkolat veszi körül, amelynek belső fala 550-650 nm hullámhossz tartományban emittáló fényporral van bevonva.

A találmány szerinti kisülő fényforrás további előnye abban áll, hogy a stacionáris üzemben megengedett teljesítmény ötszörösét vagy annál is többet kitevő impulzusteljesítményeknél az elektronsűrűség nem növekszik említésre méltó mértékben a teljesítmény növelésével együtt. Ezért a villamos vezetőképesség is csupán jelentéktelen mértékben emelkedik és a kisülés pozitív jelleggörbét vesz fel. Ilyen módon a nagynyomású kisülőlámpáknál hagyományos helyrabló, nehéz és veszteséget jelentő áramkorlátozó alkatrészek elmaradnak és a kisülőlámpák táplálását biztosító egységek is roppant egyszerű felépítésűek lehetnek.

A találmány szerinti kisülő fényforrás színhőmérséklete csökkenthető és a beltéri világításokkal szemben támasztott követelményekhez illeszthető, amenynyiben a kisülőedényt olyan külső burkolattal vesszük körül, amelynek belső falát olyan világító anyaggal, fényporral vonjuk be, amely 550 és 650 nm hullámhossz tartományban sugároz és hosszhullámú ultraviola-sugárzással gerjeszthető. Ez a fénypor a rekombinációs kontinuum rövidhullámú részeit 450 nm hullámhossz alatt a sárgásvörös színképtartományba tranaszformálja, ezzel együtt a színhőmérsékletet is 4000 K vagy az alá csökkenti hatásos módon, és járulékosan a fényhasznosítást is növeli. Ezzel egyidejűleg a fényporréteg fényszóró hatása révén a kisülő fényforrás fénysűrűsége erősen csökken és ezzel a fényforrás által létrejövő vakítás veszélye is megszűnik.

A találmányt az alábbiakban a rajz kapcsán ismertetjük részletesebben, amelyen a kisülő fényforrás néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrás egy lehetséges kiviteli alakjának kapcsolási vázlata, a

2. ábrán az 1. ábra szerinti fényforrás lámpaáramának időbeli lefolyása látható, a

3. ábrán a kisülés során létrejövő áram-feszültség jelleggörbét tüntettük fel, és a

4. ábra a találmány szerinti nagynyomású kisülő fényforrás egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos felépítése.

Az 1. ábrán a találmány szerinti falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrás előnyös példakénti kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát tüntettük fel, amelynél a kisülő fényforrás flintüvegből készült 1,5 mm belső átmérőjű hengeres 1 kisülőédényében két, egymással szemben egymástól 10 mm távolságra elhelyezett 2 elektróda és vákuumtömören beolvasztott 3 árambevezető van elhelyezve.

Az 1 kisülőedény 300 kPa hidegnyomású xenonnal van feltöltve. A kisülő fényforrás gyújtásának megkönnyítésére az 1 kisülőedényen kívül 4 gyújtóelektróda van elehelyezve.

A kisülő fényforrás 5 tápegységhez van csatlakoztatva, amely a lámpát úgy működteti, hogy a begyújtás után másodpercenként 200, t—100 psec impulzusidejű és 50 A maximális áramerősségű áramimpulzust hajt át rajta. Ezekre az áramimpulzusokra egyező polaritású 0,1 A áramerősségű egyenáramú tartóáram szuperponálódik. A 2. ábrán a kisülő fényforráson átfolyó áram időbeli lefolyása látható.

Az ily módon nagy teljesítményű impulzusokkal működtetett nagynyomású xenonlámpa 35 W közepes teljesítményfelvétel mellett 1400 lm fényáramot emittál. A fényforrás színhőmérséklete 6500 K, általános színvisszaadási indexe 95. A xenonlámpa közepes fénysűrűsége 12 000 cd/cm³ és jó feltételeket teremt az általa kibocsátott sugárzás optikai elemekkel történő nyalábolására. A kisülés révén létrejövő áram-feszültség jelleggörbe a 3. ábrán látható és megfigyelhető, hogy a tápláló impulzusok áramerősség-tartományában a kívánt pozitív karakterisztika dominál.

A javasolt nagynyomású kisülő fényforrás egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel a 4. ábrán. Itt az 1. ábránál ismertetett 1 kisülőedényt kiszivattyúzott külső 6 burkolat veszi körül és az 1 kisülőedény mechanikus rögzítésére, valamint a 3 árambevezetők és 8 lámpafej közötti villamos kapcsolat létesítésére 7 tartószerkezet szolgál. Á külső 6 burkolat belső falán mangánaktivátort tartalmazó Ca-halofoszfát 9 fényponéteg van felhordva. A 4 gyújtóelektródával ellátott 1 kisülőedény, a 7 tartószerkezet, a külső 6 burkolat és a 8 lámpafej alkotja együttesen a kisülő fényforrást, amely az 5 tápegységgel összekötve ugyanolyan módon van megtáplálva, mint az 1. ábrán bemutatott kisülő fényforrás. Ez a kisülőlámpa 35 W közepes teljesítményfelvétel mellett 1450 lm fényáramot emittál 4000 K színhőmérséklet, színvisszaadási indexe pedig 90.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Falstabilizált nagynyomású kisülő fényforrás, amelynek kisülőtöltettel töltött fényáteresztő kisülőedénye és abban olvasztással rögzített két elektródája van, azzal jellemezve, hogy kisülőtöltetként nehéz nemesgáz van a kisülőedényben (1) betöltve, továbbá 100010 000 W/cm³ teljesítménysűrűségű, 50 A csúcsáramerősségű, 100-1000 Hz követési frekvenciájú áramimpulzusokat szolgáltató tápegységgel (5) van összekötve, ahol az egyes áramimpulzusok időtartamának és a két áramimpulzus közötti időtartamnak az aránya 0,0 ΙΟ, 15 tartományba esőén van megválasztva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, azzal jellemezve, hogy kisülőtöltetként 10-500 kPa tarto5 mányba eső hidegnyomású xenon és/vagy kripton nehéz nemesgáz van a kisülcfedénybe (1) töltve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, azzal jellemezve, hogy a tápegység (5) által kibocsátott és a fényforrást tápláló áramimpulzusok impulzusszélessége legalább 10 psec és legfeljebb 1 msec, és az impulzushossz és az impulzusok közötti idő aránya 0,02 és 0,1 tartományba esőén van megválasztva.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, ázzál jellemezve, hogy a tápláló áramimpulzusok csúcsáramerőssége úgy van megválasztva, hogy az áramimpulzusok során mért pillanatnyi teljesítmény és a teljesítményidő szerinti középértékének aránya nagyobb, mint 5:1.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, azzal jellemezve, hogy az áramimpulzusok közötti kisülést a névleges teljesítménynél folyó áram időbeli középértékének legfeljebb 50%- át kitevő tartóáram tartja fenn.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, azzal jellemezve, hogy a kisülőédény (1) belső átmérőjének az elektródák (2) közötti távolsághoz viszonyított aránya legfeljebb 0,3.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti kisülő fényforrás, azzal jellemezve, hogy a kisülőedényt (1) kiszivattyúzott vagy gázzal feltöltött külső burkolat (6) veszi körül, amelynek belső falán 550-650 nm hullámhossztartományban emittáló fényporréteg (9) van felhordva.