RU2027251C1

RU2027251C1 - Metal halogen lamp for photoculture

Info

Publication number: RU2027251C1
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Волков; В.А. Ермошин; И.Ф. Минаев; Б.В. Пинясов; В.И. Фатеев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1991-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; metal halogen lamps. SUBSTANCE: metal halogen lamp for photoculture of plants has envelope filled with inert has at pressure of 1330 - 39900 Pa, mercury in amount of 0.3-4 mg/cm³, additions to provide envelope with cerium halides in amount of 0.28-0.62 mg/cm³ and lithium halides in amount of 0.05-0.3 mg/cm³. Added into envelope filler are potassium halides in amount of 0.02-0.5 mg/cm³, molar ratio of amount of potassium halides to lithium halides being within 0.12 and 1.76. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности. The invention relates to the electrical industry.

Известна металлогалогенная лампа, используемая для облучения растений, содержащая кварцевую горелку, наполненную инертным газом, ртутью и галогенидным наполнением на основе натрия и скандия [1]. Known metal halide lamp used to irradiate plants, containing a quartz burner filled with an inert gas, mercury and halide filling based on sodium and scandium [1].

Указанная лампа имеет достаточно высокую общую эффективность в области фотосинтетически активной радиации - 380- 710 нм
ФАР- 0,22-0,25

.The indicated lamp has a fairly high overall efficiency in the field of photosynthetically active radiation - 380-710 nm
HEADLIGHT - 0.22-0.25

.

Однако недостаток излучения в важной условно красной части области ФАР (600-710 нм) делает лампу недостаточно эффективной для облучения многих плодоовощных культур, в частности огурцов. However, the lack of radiation in the important conditionally red part of the PAR area (600-710 nm) makes the lamp insufficiently effective for irradiating many fruit and vegetable crops, in particular cucumbers.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является металлогалогенная лампа для светокультуры растений, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении 1330-39900 Па, ртутью в количестве 0,3-4 мг/см³ с добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28-0,62 мг/см³, галогенидами ли- тия в количестве 0,05-0,3 мг/см³ [2] . У лампы прототипа эффективность излучения в области ФАР составляет 0,26-0,28

, а условно красная часть ФАР за счет линий лития (610 и 670 нм) весьма насыщена.Closest to the technical nature of the invention is a metal halide lamp for plant photoculture, containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas at a pressure of 1330-39900 Pa, mercury in an amount of 0.3-4 mg / cm ³ with additives for providing the burner with cerium halides in an amount of 0.28-0.62 mg / cm ³ , lithium halides in an amount of 0.05-0.3 mg / cm ³ [2]. The prototype lamp has a radiation efficiency in the PAR area of 0.26-0.28

, and the conditionally red part of the PAR due to the lines of lithium (610 and 670 nm) is very saturated.

Недостатком указанных ламп является недостаток излучения в условно синей части ФАР (380-500 нм) - 10-15%, что явно мало для ряда взрослых растений и для рассады большинства плодоовощных культур. The disadvantage of these lamps is the lack of radiation in the relatively blue part of the PAR (380-500 nm) - 10-15%, which is clearly small for a number of adult plants and for seedlings of most fruit and vegetable crops.

Целью изобретения является повышение эффективности излучения ламп. The aim of the invention is to increase the radiation efficiency of the lamps.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе для светокультуры растений, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении от 1330 до 39900 Па, ртутью в количестве 0,3-4 мг/см³, добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,28-0,62 и галогенидами лития в количестве 0,05-0,3 мг/см³, в горелку лампы дополнительно введены галогениды калия в количестве 0,02-0,5 мг/см³, при этом молярное отношение количества галогенидов лития выбрано в пределах 0,12-1,76.The goal is achieved in that in a metal halide lamp for plant photoculture containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas at a pressure of 1330 to 39900 Pa, mercury in an amount of 0.3-4 mg / cm ³ , additives to ensure burners with cerium halides in an amount of 0.28-0.62 and lithium halides in an amount of 0.05-0.3 mg / cm ³ , potassium halides in an amount of 0.02-0.5 mg / cm ^{3 are} additionally introduced into the lamp burner, while the molar ratio of the amount of lithium halides is selected within 0, 12-1.76.

В лампе по изобретению эксперименталь- но подобранный состав наполнения позволяет обеспечить спектр излучения с эффективно- стью в области ФАР до 0,30

. Кроме того, достигается весьма благоприятное для рассады большинства плодоовощных культур распределение энергии излучения между условно синей, условно зеленой, условно красной частями области ФАР (380-500, 500-600, 600-710 нм) - 20-25, 35-40, 35-40%.In the lamp according to the invention, the experimentally selected composition of the filling makes it possible to provide a radiation spectrum with an efficiency in the PAR area up to 0.30

. In addition, a distribution of the radiation energy between the relatively blue, conditionally green, and conditionally red parts of the PAR area (380-500, 500-600, 600-710 nm) —20-25, 35-40, 35 — is very favorable for seedlings of most fruit and vegetable crops. -40%.

Конструктивно предлагаемая лампа не отличается от известных. Она, как правило, содержит внешний баллон, внутри которого посредством укрепляющих элементов вмонтирована горелка. Structurally, the proposed lamp does not differ from the known ones. As a rule, it contains an external cylinder, inside of which a burner is mounted by means of reinforcing elements.

Принцип работы лампы по изобретению также типичен. В схеме питания лампы (в которой последовательно с лампой подключается балластное сопротивление) зажигание лампы осуществляется зажигающим устройством. Возникающий дуговой разряд в парах инертного газа и ртути, разогревая горелку, инициирует поступление в среду разряда галогенидов церия, лития и калия, а затем стабилизируется при конкретных значениях тока и напряжения на лампе, мощности ламп и т.д. The principle of operation of the lamp according to the invention is also typical. In the lamp power circuit (in which the ballast is connected in series with the lamp), the lamp is ignited by an ignition device. The arcing in the vapors of inert gas and mercury, heating the burner, initiates the entry of cerium, lithium and potassium halides into the discharge medium, and then stabilizes at specific values of current and voltage on the lamp, lamp power, etc.

Экспериментально подобранный состав компонентов наполнения обеспечивает интенсивное излучение однократно ионизованных атомов калия в области спектра 380-500 нм. Происходит это по следующим причинам. Атомы калия имеют наиболее низкий потенциал ионизации - 4,34 ЭВ (у церия 5,47, у лития 5,39 ЭВ). Поэтому излучение атомов калия- основные линии 76,98 и 766,4 нм - мало проявляется. Излучение однократно ионизированных атомов калия сосредоточено в области длин волн 330-450 нм, восполняя недостающее излучение в условно синей части ФАР. The experimentally selected composition of the filling components provides intense emission of singly ionized potassium atoms in the spectral region of 380-500 nm. This happens for the following reasons. Potassium atoms have the lowest ionization potential - 4.34 EV (for cerium 5.47, for lithium 5.39 EV). Therefore, the emission of potassium atoms — the main lines of 76.98 and 766.4 nm — is little apparent. The radiation of singly ionized potassium atoms is concentrated in the wavelength range of 330-450 nm, making up for the missing radiation in the relatively blue part of the PAR.

Спектр излучения лампы показан на фиг. 1 и 2. Как видно из графика, увеличение излучения в условно синей части спектра у предлагаемой лампы (фиг.1) по сравнению со спектром цериево-литиевой лампы (фиг. 2) достигается не за счет каких-то выделенных линий, а насыщением фона в указанной части спектра. The emission spectrum of the lamp is shown in FIG. 1 and 2. As can be seen from the graph, the increase in radiation in the conditionally blue part of the spectrum of the proposed lamp (Fig. 1) compared with the spectrum of a cerium-lithium lamp (Fig. 2) is achieved not due to some distinguished lines, but by saturation of the background in the specified part of the spectrum.

Количество галогенидов калия определено экспериментально, оно должно находиться в пределах 0,02-0,5 мг/см³. При использовании галогенидов калия в количестве, большем 0,5 мг/см³ не удается достичь повышения эффективности излучения лампы, поэтому применение галогенидов калия в таком количестве лишь увеличивает затраты в производстве ламп. При количестве галогенидов калия, меньшем 0,02 мг/см³ становится ощутимым недостаток излучения в области длин волн 380-500 нм и цель изобретения не достигается.The amount of potassium halides is determined experimentally, it should be in the range of 0.02-0.5 mg / cm ³ . When using potassium halides in an amount greater than 0.5 mg / cm ^{3 it is} not possible to achieve an increase in the radiation efficiency of the lamp, so the use of potassium halides in this amount only increases the cost of lamp production. When the amount of potassium halides is less than 0.02 mg / cm ³ , a lack of radiation in the wavelength range of 380-500 nm becomes noticeable and the purpose of the invention is not achieved.

Важным является молярное отношение количество галогенидов лития, оно также определено экспериментально и должно быть в пределах 0,12-1,76 мг/см³. При молярном отношении, превышающем 1,76, увеличивается доля излучения в области длин волн 380-500 нм. Оно достигает значений 50% и более, что уже неоптимально для ламп, используемых для облучения рассады. При отношении, меньшем 0,12, излучения в условно синей области спектра уже недостаточно, т.е. лампа имеет тот же недостаток, что и лампа-прототип.An important is the molar ratio of the amount of lithium halides, it is also determined experimentally and should be in the range of 0.12-1.76 mg / cm ³ . At a molar ratio exceeding 1.76, the proportion of radiation in the wavelength range of 380-500 nm increases. It reaches values of 50% or more, which is already not optimal for lamps used to irradiate seedlings. With a ratio less than 0.12, the radiation in the relatively blue region of the spectrum is no longer sufficient, i.e. the lamp has the same drawback as the prototype lamp.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице. Examples of specific performance are given in the table.

Внедрение изобретения позволит при неизменной себестоимости увеличить эффективность излучения ламп для светокультуры рассады плодоовощных культур. The implementation of the invention will allow at a constant cost to increase the efficiency of radiation of lamps for light culture seedlings of fruits and vegetables.

Claims

METAL HALOGEN LAMP FOR LIGHT CULTURE OF PLANTS, containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas at a pressure of 1330 - 39900 Pa, mercury in an amount of 0.3 - 4.0 mg / cm ³ , additives to provide the burner with cerium halides in an amount 0.28 - 0.62 m / cm ³ and lithium halides in an amount of 0.05 - 0.3 mg / cm ³ , characterized in that, in order to increase the radiation efficiency of the lamp in the region of photosynthetically active radiation, additionally introduced into the lamp burner potassium halides in quantity stve 0.02 - 0.5 mg / cm ^3, wherein the molar ratio of lithium halides chosen from the range from 0.12 to 1.76.