RU2066500C1

RU2066500C1 - Metal-halide lamp

Info

Publication number: RU2066500C1
Application number: RU93049398A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1996-09-10

Abstract

FIELD: photosynthesis of plant. SUBSTANCE: metal-halide lamp has torch of optically transparent material with electrodes mounted through sealed joint; torch is filled with inert gas and metal-halide compound. The latter includes dopes to provide torch with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms within wavelengths of 400 to 700 nm in the amount of 0.55 to 28.0 m kmol/cu.cm and dopes to provide torch with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms within wavelengths of 300 to 340 nm in the amount of 0.2 to 12.5 mc mol/cu.cm. Inert gas pressure in this case is 1.33 to 200.0 kPa. Filler has dopes providing torch with halides of iron, nickel, cobalt, cerium, and lithium in the amount of 0.1 to 5.0; 0.05 to 5.0; 0.05 to 2.5; 0.05 to 7.0; and 0.5 to 15.0 m mol/cu.cm, respectively. Filler composition also includes dopes to provide torch with halides of iron, nickel, cobalt, sodium, and lithium in the amount of 0.1 to 0.5; 0.05 to 5.0; 0.05 to 2.5; 0.2 to 13.0; and 0.5 to 15.0 mc mol/cu.cm, respectively, and dopes to provide torch with halides of copper, scandium, and lithium in the amount of 0.2 to 4.0; 0.6 to 6.0; and 0.5 to 15.0 mc mol/cu.cm, respectively. In addition, mercury is introduced in lamp torch in the amount of 0.5 to 45 mc mol/cu.cm. EFFECT: improved design. 5 cl, 1 tbl

Description

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

Известна металлогалогенная лампа, принятая за прототип, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и металлогалогенным составом (1). Known metal halide lamp, adopted for the prototype, containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and a metal halide composition (1).

Металлогалогенный состав включает в себя ртуть и добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия и лития и обеспечивает высокий, до 28% выход излучения в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) 400-700 нм. The metal halide composition includes mercury and additives to provide the burner with scandium and lithium halides and provides a high, up to 28% radiation yield in the region of photosynthetically active radiation (PAR) 400-700 nm.

Недостатком лампы является недостаток излучения в области длин волн 300-340 нм, которое обеспечивает растворение нитратов в зеленой массе растений и плодоовощной продукции. В результате те выращиваемые плоды и овощи содержат избыточное количество вредных для здоровья человека нитратов. The disadvantage of the lamp is the lack of radiation in the wavelength range of 300-340 nm, which provides the dissolution of nitrates in the green mass of plants and fruits and vegetables. As a result, those grown fruits and vegetables contain an excess of nitrates that are harmful to human health.

Изобретение решает задачу оптимизации спектра излучения лампы. The invention solves the problem of optimizing the emission spectrum of the lamp.

Для решения поставленной задачи в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным и металлогалогенным составом, указанный металлогалогенный состав включает в себя добавки для обеспечения горелки галогенидами элементов, имеющих чувствительные линии нейтральных атомов в области длин волн 400-700 нм, в количестве 0,55-28,0 мк • моль/см³ и добавки для обеспечения горелки галогенидами элементов, имеющих чувствительные линии нейтральных атомов в области длин волн 300-340 нм в количестве от 0,2 12,5 мк • моль/см³, давление инертного газа составляет 1,33-200,0 кПа.To solve the problem in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with an inert and metal halide composition, this metal halide composition includes additives to provide the burner with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms in the 400-700 wavelength range nm, in an amount of 0.55-28.0 μm • mol / cm ³ and additives to provide the burner with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms in the region and wavelengths of 300-340 nm in an amount of 0.2 to 12.5 microns • mol / cm ³ , the inert gas pressure is 1.33-200.0 kPa.

Состав наполнения, в частности, включает в себя добавки для обеспечения горелки следующими галогенидами, мг/моль/см³:
железа 0,1 5,0
никеля 0,5 5,0
кобальта 0,05 2,5
церия 0,05 7,5
лития 0,5 15,0
железа 0,1 5,0
никеля 0,05 5,0
кобальта 0,05 2
натрия 0,2 13,0
лития 0,5 1,0
меди2 4,0
скандия 0,06 6,0
лития 0,5 15,0.The filling composition, in particular, includes additives to provide the burner with the following halides, mg / mol / cm ³ :
iron 0.1 5.0
nickel 0.5 5.0
cobalt 0.05 2.5
cerium 0.05 7.5
lithium 0.5 15.0
iron 0.1 5.0
nickel 0.05 5.0
cobalt 0.05 2
sodium 0.2 13.0
lithium 0.5 1.0
copper2 4.0
scandium 0.06 6.0
lithium 0.5 15.0.

Во всех указанных составах наполнения может использоваться ртуть в количестве от 0,5 45,0 мг/моль/см³.In all of these filling compositions, mercury in an amount of from 0.5 to 45.0 mg / mol / cm ³ can be used.

Состав наполнения лампы по изобретению обеспечивает дозированное излучение в области длин волн 300-340 нм (от 2,0 6,0%), что способствует расщеплению нитратов в плодоовощной продукции. The filling composition of the lamp according to the invention provides dosed radiation in the wavelength range of 300-340 nm (from 2.0 to 6.0%), which contributes to the breakdown of nitrates in fruits and vegetables.

Конструкция лампы идентична конструкции известных МГЛ. The design of the lamp is identical to the design of the known MGL.

Принцип работы предложенной МГЛ аналогичен соответствующему для существующих МГЛ. The principle of operation of the proposed IHF is similar to that for existing IHF.

После подключения лампы в сеть питающего напряжения последовательно с балластным сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды лампы высоковольтного электрического импульса. After connecting the lamp to the supply voltage network, the lamp is ignited in series with the ballast resistance by applying a high-voltage electric pulse to the lamp electrodes.

Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого в канал разряда поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в среде галогенидных добавок с фиксированными параметрами: током, мощностью, напряжением, световым потоком и т.д. An arc discharge arises in an inert gas medium, as the flame ignites, halide additives enter the discharge channel. As a result, an arc discharge is formed in the medium of halide additives with fixed parameters: current, power, voltage, light flux, etc.

Элементами, имеющими чувствительные линии излучения нейтральных атомов в области длин волн 400-700 нм, являются натрий, литий, церий, скандий. Elements having sensitive emission lines of neutral atoms in the wavelength range of 400-700 nm are sodium, lithium, cerium, and scandium.

Элементами, имеющими чувствительные линии излучения нейтральных атомов в области длин волн 300-340 нм, являются железо, никель, кобальт, медь. Elements having sensitive emission lines of neutral atoms in the wavelength range of 300-340 nm are iron, nickel, cobalt, copper.

Добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов могут быть. Additives to provide the burner with halides of emitting metals can be.

1. Непосредственно галогениды металлов, например NaI, NaBr, LiI, LiBr
2. Чистые излучающие металлы и галогениды неактивного металла. Реакция образования галогенидов излучающих металлов при этом следующая (на примере Fe, Ce и Cu):
2Fe + 3SnI₂ 2FeI₃ + 3 Sn (1)
2Ce + 3HgI₂ 2CeI₃ + 3 Hg (2)
Cu + HgI₂ CuI₂ + Hg (3)
3. Оксиды металлов, галогениды неактивного металла и алюминий, необходимый для связывания кислорода оксидов. Образование галогенидов излучающих металлов происходит так (на примере с):
Sc₂O₃ + 3SnBr₂ + 2Al 2ScBr₃ + Al₂O₃ + 3Sn (4).1. Directly metal halides, for example NaI, NaBr, LiI, LiBr
2. Pure emitting metals and inactive metal halides. The reaction of the formation of halides of emitting metals in this case is as follows (for example, Fe, Ce and Cu):
2Fe + 3SnI ₂ 2FeI ₃ + 3 Sn (1)
2Ce + 3HgI ₂ 2CeI ₃ + 3 Hg (2)
Cu + HgI ₂ CuI ₂ + Hg (3)
3. Metal oxides, inactive metal halides and aluminum, necessary for the binding of oxygen oxides. The formation of halides of radiating metals occurs as follows (for example c):
Sc ₂ O ₃ + 3SnBr ₂ + 2Al 2ScBr ₃ + Al ₂ O ₃ + 3Sn (4).

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих в области 400-700 нм и области 300-340 нм металлов определено экспериментально и должно быть в пределах от 0,55 28,0 и 0,2-12,5 мк • моль/см³ соответственно.The amount of additives to provide the burner with halides emitting in the region of 400-700 nm and the region of 300-340 nm of metals is determined experimentally and should be in the range of 0.55 28.0 and 0.2-12.5 μmol / cm ^3, respectively.

При меньшем количестве происходит резкое уменьшение КПД излучения. With less, there is a sharp decrease in radiation efficiency.

При большем количестве без достижения дополнительного положительного эффекта увеличивается себестоимость лампы. With a larger quantity without achieving an additional positive effect, the cost of the lamp increases.

Предложенный состав наполнения обеспечивает излучение с отношением энергии излучения в области длин волн 330-340 нм к энергии излучения в области длин волн 400-700 нм в пределах от 2,0 до 6,0. Недостаток излучения в области 300-340 нм приводит к недостаточному расщеплению нитратов в растениях, а его избыток к вредному воздействию излучения на зеленую массу растений. The proposed filling composition provides radiation with a ratio of radiation energy in the wavelength region of 330-340 nm to radiation energy in the wavelength region of 400-700 nm in the range from 2.0 to 6.0. The lack of radiation in the region of 300-340 nm leads to insufficient cleavage of nitrates in plants, and its excess to the harmful effects of radiation on the green mass of plants.

Количество излучающих добавок определено экспериментально и составляет по добавкам для обеспечения горелки галогенидами, мг • моль/см³:
железа 0,1 5,0
никеля 0,05 5,0
кобальта 0,05 2,5
церия 0,5 7,5
лития 0,5 15,0
натрия 0,2 13,0
меди 0,2 4,0
скандия 0,06 6,0
При меньших количествах добавок их недостаточно для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, т.к. добавки жестчатся в процессе взаимодействия с элементами конструкции горелки, а также в процессах адсорбции, абсорбции и хемисорбции.The number of emitting additives is determined experimentally and is based on additives to provide the burner with halides, mg • mol / cm ³ :
iron 0.1 5.0
nickel 0.05 5.0
cobalt 0.05 2.5
cerium 0.5 7.5
lithium 0.5 15.0
sodium 0.2 13.0
copper 0.2 4.0
scandium 0.06 6.0
With smaller amounts of additives, they are not enough for normal operation of the lamp throughout the entire service life, as additives are hardened in the process of interaction with the structural elements of the burner, as well as in the processes of adsorption, absorption and chemisorption.

При больших количествах добавок уже не достигается дополнительного положительного эффекта, а затраты на изобретение, хранение и обработку добавок увеличиваются. With large quantities of additives, an additional positive effect is no longer achieved, and the costs of invention, storage and processing of additives increase.

Количество ртути также определено экспериментально и составляет 0,5-45,0 мк/моль/см³.The amount of mercury is also determined experimentally and is 0.5-45.0 µm / mol / cm ³ .

При меньшем количестве ртути из-за низкого напряжения на лампе увеличиваются габариты лампы, т.е. растет себестоимость. With less mercury, due to the low voltage on the lamp, the dimensions of the lamp increase, i.e. cost increases.

При количестве, превышающем 45,0 мк•моль/см³, лампа начинает работать нестабильно из-за излишнего уровня напряжения на лампе.When the amount exceeds 45.0 microns • mol / cm ³ , the lamp starts to work unstably due to excessive voltage on the lamp.

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 1,33- 200,0 кПа. The inert gas pressure is determined experimentally and is 1.33-200.0 kPa.

При меньшем давлении уменьшается срок службы лампы из-за распыления электродов в процессе разгорания лампы. At lower pressures, the lamp life is reduced due to atomization of the electrodes during lamp burning.

При давлении, большем 200,0 кПа, лампа становится взрывоопасной даже в холодном состоянии. At a pressure greater than 200.0 kPa, the lamp becomes explosive even in a cold state.

Claims

1. A metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and a metal halide composition, including additives to provide the burner with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms in the wavelength region 400 700 nm, characterized in that the metal halide composition includes additives to provide the burner with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms in the wavelength range of 300 to 340 nm, the additives are taken s next amount mol / cm ^3:
Additives for providing the burner with halides of elements having sensitive lines of neutral atoms in the wavelength region:
400 700 mm 0.55 28.0
500 540 mm 0.2 12.5,
and the inert gas pressure is 1.33 200.0 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives were used in the filling composition to provide the burner with halides of nickel, cobalt, cerium and lithium in an amount of 0.1 5.0; 0.05 5.0; 0.05 2.5; 0.05 7.5 and 0.5 15.00 μmol / cm ^3, respectively, and the inert gas pressure is 1.33 - 200.0 kPa.

3. The lamp according to claim 1, characterized in that the filling composition used additives to provide the burner with halides of iron, nickel, cobalt, sodium and lithium in an amount of 0.1 to 5.0; 0.05 5.0; 0.05 2.5; 0.2 13.0 and 0.5-15.0 μmol / cm ³ and the inert gas pressure is 1.35 200.0 kPa.

4. The lamp according to claim 1, characterized in that additives were used in the filling composition to provide the burner with copper, scandium and lithium halides in an amount of 0.2 4.0; 0.06 6.0 and 0.5 15.0 μmol / cm ^3, respectively, and the inert gas pressure is 1.33 200.0 kPa.

5. The lamp according to claims 22, characterized in that mercury is additionally introduced into the lamp burner in an amount of 0.5 to 45.0 μmol / cm ³ .