RU2050629C1

RU2050629C1 - Metal-halogen lamp

Info

Publication number: RU2050629C1
Application number: RU93030827A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: metal-halogen lamp has burner made of optically transparent material with electrodes placed tight filled with inert gas under pressure from 13.3 up to 200 KPa and additives to provide burner with halogenides of lithium in the amount from 0.1 up to 15.0 μmole/cm³. Halogenides of sodium and at least of one of elements of third group of the periodic system in the amount of 0.2-13.0 and 0.05-15.0 μmole/cm³ correspondingly are additionally injected into lamp burner. Halogenides of scandium in the amount from 0.06 up to 3.0 μmole/cm³ or of dysprosium in the amount from 0.05 up to 5.0 μmole/cm³ of thulium in the amount from 0.05 up to 6.0 μmole/cm³ can be used to provide burner with additives. EFFECT: enhanced growing efficiency of vegetables. 5 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для светокультуры растений. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves metal halide lamps for light culture of plants.

Известна металлогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами церия и лития [1]
Состав наполнения указанной лампы обеспечивает спектр излучения со следующим распределением энергии в области фотосинтетически активной радиации (ФАР): 400-500 нм 20±5% 500-600 нм 40±5% 600-700 нм 40±5%
Такое распределение энергии спектра оптимально для выращивания огурцов.Known metallogenic lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes filled with inert gas, mercury and additives to provide the burner with cerium and lithium halides [1]
The filling composition of this lamp provides a radiation spectrum with the following energy distribution in the field of photosynthetically active radiation (PAR): 400-500 nm 20 ± 5% 500-600 nm 40 ± 5% 600-700 nm 40 ± 5%
Such a distribution of spectrum energy is optimal for growing cucumbers.

Недостатком лампы является ее низкая экологичность вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути. The disadvantage of the lamp is its low environmental friendliness due to the use of extremely toxic mercury in the filling composition.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития [2] В лампе-прототипе нет ртути и ее соединений, поэтому ее экологичность гораздо выше, чем у лампы-аналога. The closest to the invention in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas and additives to provide the burner with lithium halides [2] The prototype lamp does not have mercury and its compounds, therefore its environmental friendliness is much higher than the analog lamp.

Недостатком указанной лампы при использовании ее для светокультуры огурцов является неоптимальное распределение энергии излучения в области ФАР: 400-500 нм 20±5% 500-600 нм 20±5% 600-700 нм 60±5%
Излучение в красной области спектра избыточно.The disadvantage of this lamp when used for cucumber light culture is the non-optimal distribution of radiation energy in the PAR area: 400-500 nm 20 ± 5% 500-600 nm 20 ± 5% 600-700 nm 60 ± 5%
Radiation in the red spectral region is excessive.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития, в горелку введены добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов, третьей группы периодической системы (ПС), причем компоненты взяты в следующих количествах, мкмоль/см³:
Добавки для обеспечения горелки галогенидами лития 0,1-15,0 натрия 0,2-13,0 по меньшей мере одного из элементов третьей группы ПС, 0,05-15,0 а давление инертного газа составляет 13,3-200 кПа.This goal is achieved by the fact that in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with inert gas and additives to provide the burner with lithium halides, additives are introduced into the burner to provide the burner with sodium halides and at least one of the third elements groups of the periodic system (PS), and the components are taken in the following quantities, µmol / cm ³ :
Additives to provide the burner with lithium halides 0.1-15.0 sodium 0.2-13.0 at least one of the elements of the third group of PS, 0.05-15.0 and the inert gas pressure is 13.3-200 kPa.

В лампе по изобретению экспериментально подобранный состав наполнения позволяет обеспечить оптимальное соотношение энергии излучения в области ФАР для светокультуры огурцов: 400-500 гм 20±5% 500-600 гм 40±5% 600-700 нм 40±5%
При этом достигается высокий КПД излучения в области ФАР 20-23%
На фиг.1 изображена предлагаемая металлогенная лампа.In the lamp according to the invention, the experimentally selected composition of the filling makes it possible to provide the optimal ratio of radiation energy in the PAR area for cucumber light culture: 400-500 gm 20 ± 5% 500-600 gm 40 ± 5% 600-700 nm 40 ± 5%
In this case, a high radiation efficiency is achieved in the PAR area 20-23%
Figure 1 shows the proposed metallogenic lamp.

Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала, в которой посредством фольговых вводов 2 герметично установлены электроды 3. С помощью элементов 4 монтажа горелка 1 зафиксирована во внешнем стеклянном баллоне 5. Лампа снабжена резьбовым цоколем 6, цилиндрическим цоколем 7 и гибким токовводом 8. The lamp contains a burner 1 of optically transparent material, in which electrodes 3 are hermetically sealed by means of foil entries 2. Using mounting elements 4, the burner 1 is fixed in the outer glass bottle 5. The lamp is equipped with a threaded base 6, a cylindrical base 7 and a flexible current lead 8.

Принцип работы предлагаемой лампы идентичен работе известных ламп. Лампа подключается в схеме последовательно с балластным сопротивлением в питающей сети. Затем осуществляется зажигание лампы посредством подачи на электроды электрического высоковольтного импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого и нагрева горелки в разряд поступают галогенидные добавки. В результате фиксируется дуговой разряд в парах галогенидов излучающих металлов с конкретными параметрами: током, напряжением, мощностью, световым потоком и т. д. The principle of operation of the proposed lamp is identical to the work of known lamps. The lamp is connected in series with the ballast in the mains. Then, the lamp is ignited by applying an electric high-voltage pulse to the electrodes. An arc discharge arises in an inert gas medium, as the flame ignites and the burner heats up, halide additives enter the discharge. As a result, an arc discharge is detected in the vapor of the halides of the emitting metals with specific parameters: current, voltage, power, light flux, etc.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов третьей группы ПС определено экспериментально и составляет 0,2-13,0 и 0,05-15,0 мкмоль/см³. При количествах добавок меньше указанных в этих диапазонах их недостаточно для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, так как добавки жестчатся в процессе адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т. д. При количествах добавок больше указанных дополнительного положительного эффекта не достигается, а затраты на приобретение, обработку, хранение и дозировки добавок увеличиваются.The number of additives to provide the burner with sodium halides and at least one of the elements of the third PS group is determined experimentally and is 0.2-13.0 and 0.05-15.0 μmol / cm ³ . When the amounts of additives are less than those indicated in these ranges, they are not sufficient for normal lamp operation during the entire service life, since the additives are hardened during adsorption, absorption, chemisorption, etc. When the amounts of additives are greater than the above, an additional positive effect is not achieved, and the cost of the acquisition, processing, storage and dosage of additives are increasing.

Для добавок конкретных элементов третьей группы ПС экспериментально подобранные количества компонентов следующие, в мкмоль/см³.For additives of specific elements of the third group of PS, experimentally selected amounts of components are as follows, in micromol / cm ³ .

Добавки для обеспече-
ния горелки галогени- дами скандия 0,06-3,0
Добавки для обеспече-
ния горелки галогени- дами диспрозия 0,05-5,0 Добавки для обеспече- ния горелки галогени- дами тулия 0,05-6,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами диспрозия, гольмия и тулия соответственно 0,05-5,0; 0,04-4,0; 0,05-6, Спектр излучения лампы приведен на фиг. 2. На квазинепрерывном фоне излучения редкоземельных металлов отчетливо выделяются линии излучения лития 610 и 671/нм и натрия 589 нм. Распределение энергии излучения в трех зонах ФАР таково: 400-500 нм 23% 500-600 нм 41% 600-700 нм 36%
Такое распределение энергии располагается в границах, оптимальных для светокультуры огурцов.Supplements for
burners with scandium halides 0.06-3.0
Supplements for
burners with dysprosium halides 0.05-5.0 Additives for providing the burner with thulium halides 0.05-6.0
Additives for providing the burner with dysprosium, holmium and thulium halides, respectively 0.05-5.0; 0.04-4.0; 0.05-6, The emission spectrum of the lamp is shown in FIG. 2. Against a quasi-continuous background of rare-earth metal radiation, emission lines of lithium 610 and 671 / nm and sodium 589 nm are clearly distinguished. The distribution of radiation energy in the three zones of the PAR is as follows: 400-500 nm 23% 500-600 nm 41% 600-700 nm 36%
This energy distribution is located within the optimal boundaries for the cucumber light culture.

Давление инертного газа определено экспериментальным путем и выбрано в пределах 13,3-200 кПа. При меньшем давлении из-за низких значений напряжения на лампе увеличиваются габариты и материалоемкость лампы. При давлении, большем 200 кПа, лампа становится взрывоопасной даже в холодном состоянии. The inert gas pressure is determined experimentally and selected in the range of 13.3-200 kPa. At lower pressure, due to the low voltage values on the lamp, the dimensions and material consumption of the lamp increase. At a pressure greater than 200 kPa, the lamp becomes explosive even in a cold state.

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

Применение изобретения позволит увеличить эффективность излучения лампы для светокультуры огурцов, что позволит увеличить продуктивность огурцов при практически неизменной себестоимости. The application of the invention will increase the radiation efficiency of the lamp for the light culture of cucumbers, which will increase the productivity of cucumbers at a practically constant cost.

Claims

1. METAL HALOGEN LAMP, containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with lithium halides, characterized in that additives are added to the burner to provide it with sodium halides and at least one of the elements of group 3 the periodic system of elements, components are taken in the following quantities, µmol / cm ³ :
Additives for providing the burner with halides: lithium 0.1-15.0
Sodium 0.2 13.0
At least one of the elements of group 3 of the Periodic system of elements 0.05 15.0
and the inert gas pressure is 13.3-200.0 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are used to provide the burner with scandium halides in an amount of 0.06 3.0 μmol / cm ³ .

3. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are used to provide the burner with dysprosium halides in an amount of 0.05 5.0 μmol / cm ³ .

4. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are used to provide the burner with thulium halides in an amount of 0.05 6.0 μmol / cm ³ .

5. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are used to provide the burner with dysprosium, olmium and thulium halides in amounts of 0.05 - 5.0, 0.04 4.0 and 0.05 6.0 μmol / cm ³ respectively.