RU2046448C1

RU2046448C1 - Metal-and-halogen lamp for photosynthesis of plants

Info

Publication number: RU2046448C1
Application number: RU93014504A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев; В.П. Шарупич; В.С. Николаев; И.Е. Доброзраков; Т.С. Шарупич
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: agriculture, lighting engineering. SUBSTANCE: metal-and-halogen lamp has burner of optically transparent material with electrode installed tight in it. Burner is filled with inert gas and additives to provide burner with halogenides of radiating metals. Strontium halogenide in the amount from 0.3 up to 6.0 micromole/qu.cm is used as additive and pressure of inert gas is between 1.33-2.00 kPa. Lithium halogenides can also be added into burner in the amount of 0.1-5.0 micromole/qu.cm. EFFECT: enhanced efficiency and stability of lamp. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

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

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и галогенидами индия, натрия и таллия [1]
Указанная лампа имеет высокую, до 100 лм/Вт, световую отдачу и используется как для общего освещения, так и для фотосинтеза растений.Known metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury and halides of indium, sodium and thallium [1]
The specified lamp has a high, up to 100 lm / W, light output and is used both for general lighting and for plant photosynthesis.

Недостатком такой лампы является низкая экологичность конструкции, процессов ее изготовления и эксплуатации вследствие использования в составе ее наполнения крайне токсичной ртути и ее соединений, а также галогенидов таллия. The disadvantage of this lamp is the low environmental friendliness of the structure, the processes of its manufacture and operation due to the use of extremely toxic mercury and its compounds, as well as thallium halides, in its composition.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа для фотосинтеза растений, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами индия, кобальта и натрия [2]
В составе наполнения этой лампы нет токсичных ртути и таллия и ее экологичность несравненно выше, чем лампы-аналога.Closest to the invention in technical essence is a metal halide lamp for plant photosynthesis, containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with indium, cobalt and sodium halides [2]
The composition of the filling of this lamp does not contain toxic mercury and thallium and its environmental friendliness is incomparably higher than that of the analog lamp.

Недостатком лампы-прототипа является низкая фитоэффективность излучения вследствие несоответствия его требованиям к спектру излучения, оптимального для фотосинтеза основных овощных культур томата и огурцов. Распределение энергии спектра рассматриваемой лампы в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) 400-700 нм следующее: 400-500 нм 25-30% 500-600 нм 40-50% 600-700 нм 20-25%
Требования к спектру излучения для фотосинтеза огурцов и томата такие: 400-500 нм 20% 20% 500-600 нм 40% 20% 600-700 нм 40% 60%
огурец томат
Целью изобретения является увеличение эффективности излучения лампы для фотосинтеза огурцов и томатов.The disadvantage of the prototype lamp is the low phyto-efficiency of radiation due to its mismatch with the requirements for the radiation spectrum that is optimal for photosynthesis of the main vegetable crops of tomato and cucumbers. The energy distribution of the spectrum of the lamp in question in the field of photosynthetically active radiation (PAR) 400-700 nm is as follows: 400-500 nm 25-30% 500-600 nm 40-50% 600-700 nm 20-25%
The radiation spectrum requirements for the photosynthesis of cucumbers and tomatoes are as follows: 400-500 nm 20% 20% 500-600 nm 40% 20% 600-700 nm 40% 60%
cucumber tomato
The aim of the invention is to increase the radiation efficiency of the lamp for the photosynthesis of cucumbers and tomatoes.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе для фотосинтеза растений, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами стронция в количестве 0,2-4 мкмоль/см³, а давление инертного газа составляет 1,33-200 кПа.The goal is achieved in that in a metal halide lamp for plant photosynthesis, containing a burner made of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas and additives to provide the burner with emitting metal halides, additives used to provide the burner with strontium halides in an amount of 0 were used as these additives 2-4 μmol / cm ³ and the inert gas pressure is 1.33-200 kPa.

В составе наполнения также могут использоваться галогениды лития 0,1-5 мкмоль/см³.In the composition of the filling can also be used lithium halides of 0.1-5 μmol / cm ³ .

Использование в составе наполнения галогенидов стронция позволяет получить излучение, удовлетворяющее оптимальному для фотосинтеза огурцов. Введение в состав наполнения галогенидов лития обеспечивает излучение, удовлетворяющее оптимальному для выращивания томатов. The use of strontium halides in the composition of the filling allows one to obtain radiation that is optimal for the photosynthesis of cucumbers. Introduction to the composition of the filling of lithium halides provides radiation that is optimal for growing tomatoes.

На фиг.1 изображена предлагаемая лампа. Figure 1 shows the proposed lamp.

Ее конструкция идентична конструкции существующих металлогалогенных ламп. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала. К горелке герметично присоединены электроды 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка фиксируется во внешнем стеклянном баллоне 4, снабженном цоколем 5. Its design is identical to that of existing metal halide lamps. The lamp contains a burner 1 of optically transparent material. The electrodes 2 are hermetically connected to the burner. Using the mounting elements 3, the burner is fixed in an external glass bottle 4 provided with a socle 5.

Принцип работы лампы аналогичен соответствующему для традиционных ламп. После включения лампы в схему с балластным сопротивлением осуществляют зажигание лампы (путем подачи на электроды лампы высоковольтного импульса). Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого в разряд поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в парах галогенидов излучающих добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д. The principle of operation of the lamp is similar to that for traditional lamps. After turning on the lamp in the circuit with ballast resistance, the lamp is ignited (by applying a high voltage pulse to the lamp electrodes). An arc discharge arises in an inert gas medium, as the flame ignites, the halide additives enter the discharge. As a result, an arc discharge is formed in the halides of the emitting additive halides with fixed parameters: current, voltage, light flux, etc.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами стронция и лития определено экспериментально и составляет соответственно 0,3-6 и 0,1-5 мкмоль/см³. При меньшем количестве их не хватает для работы лампы в течение всего срока службы, так как компоненты расходуются в процессах взаимодействия с элементами конструкции горелки, адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т.д. При большем количестве дополнительный положительный эффект уже не достигается, а затраты на приобретение компонентов наполнения, хранение, обработку увеличиваются.The number of additives to provide the burner with strontium and lithium halides is determined experimentally and is respectively 0.3-6 and 0.1-5 μmol / cm ³ . With a smaller number, they are not enough for the lamp to operate during the entire service life, since the components are consumed in the processes of interaction with burner design elements, adsorption, absorption, chemisorption, etc. With a larger number, an additional positive effect is no longer achieved, and the costs of acquiring filling components, storage, processing increase.

На фиг.2 представлен спектр излучения лампы. Кривая 6 соответствует спектру излучения лампы при использовании добавок на основе стронция. В этом случае соотношение энергии в области ФАР следующее: 300-400 нм 22% 400-500 нм 38% 600-700 нм 40% т.е. соответствует требованиям к излучению, оптимальному для выращивания огурцов. Figure 2 presents the emission spectrum of the lamp. Curve 6 corresponds to the emission spectrum of the lamp when using strontium-based additives. In this case, the energy ratio in the PAR area is as follows: 300-400 nm 22% 400-500 nm 38% 600-700 nm 40% i.e. complies with the radiation requirements optimal for growing cucumbers.

При дополнительном использовании литиевых добавок спектр пополняется линиями 610 и 670 нм кривая 7, что обеспечивает требованиям к спектру для выращивания томата, так как распределение энергии спектра в области ФАР такое: 400-500 нм 20% 500-600 нм 25% 600-700 нм 55%
Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 1,33-200 кПа. При меньшем давлении интенсивное распыление вольфрама электродов в пусковой период снижает срок службы лампы. При большем движении усложняется зажигание лампы.With the additional use of lithium additives, the spectrum is replenished by lines 610 and 670 nm, curve 7, which provides the spectrum requirements for tomato growing, since the energy distribution of the spectrum in the PAR region is: 400-500 nm 20% 500-600 nm 25% 600-700 nm 55%
The inert gas pressure is determined experimentally and is 1.33-200 kPa. At lower pressures, intense atomization of the tungsten electrodes during the start-up period reduces the lamp life. With more movement, ignition of the lamp becomes more complicated.

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

Использование изобретения позволит получить экологически чистую, фитоэффективную лампу, обеспечивающую оптимальный спектр излучения для выращивания огурцов и томатов. Using the invention will make it possible to obtain an environmentally friendly, phyto-efficient lamp providing an optimal radiation spectrum for growing cucumbers and tomatoes.

Claims

1. METAL HALOGEN LAMP FOR PHOTOSYNTHESIS OF PLANTS, containing a burner from an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with emitting metal halides, characterized in that the additives used to provide the burner with strontium halides in an amount of 0, 3 6.0 μmol / cm ³ and the inert gas pressure is 1.33 - 200.0 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are additionally introduced into the lamp burner to provide the burner with lithium halides in an amount of 0.1
5.0 μmol / cm ³ .