RU2091903C1

RU2091903C1 - Metal-halide lamp

Info

Publication number: RU2091903C1
Application number: RU94039453A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев; И.Ф. Волков
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU94039453A

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: metal-halide lamp has halogen envelope of optically transparent material holding tightly fitted electrodes and filled with inert gas, mercury, and dopes to provide halogen envelope with at least scandium and sodium halides. Filling material is doped with elements providing for producing nickel halides; components are taken in definite proportion; inert gas pressure is maintained between 1.33 and 200.0 MPa. EFFECT: provision for stabilizing color temperature of lamp radiation throughout its entire service life. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для цветного телевидения и кино. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves metal halide lamps for color television and film.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную ртутью, галогенидами индия, натрия и таллия [1]
Описываемые лампы имеют высокую (до 100 ЛМ/ВТ) световую отдачу.Known metal halide lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes filled with mercury, indium, sodium and thallium halides [1]
The described lamps have a high (up to 100 LM / W) light output.

Недостатком лампы является низкая цветопередача излучения ламп, что вызвано отсутствием в спектре сплошного фона. The disadvantage of the lamp is the low color rendering of the radiation from the lamps, which is caused by the absence of a solid background in the spectrum.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия [2]
Излучение лампы-прототипа включает в себя квазинепрерывное излучение линий скандия, в результате чего индекс цветопередачи излучения увеличивается до уровня 60-65 ед. что является достаточным для использования ламп для освещения объектов цветного телевидения и кино.The closest in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury, additives to provide the burner with at least scandium and sodium halides [2]
The radiation from the prototype lamp includes quasi-continuous emission of scandium lines, as a result of which the color rendering index of the radiation increases to the level of 60-65 units. which is sufficient to use lamps for lighting color television and film.

Недостатком лампы является нестабильность цветовой температуры в процессе срока службы, что является следствием уменьшения излучения в синей части спектра (излучения более выраженных линий скандия). The disadvantage of the lamp is the instability of the color temperature during the service life, which is a consequence of a decrease in radiation in the blue part of the spectrum (radiation of more pronounced scandium lines).

Техническим результатом изобретения является стабилизация цветовой температуры излучения лампы в процессе срока службы. The technical result of the invention is the stabilization of the color temperature of the radiation of the lamp during the service life.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, добавками для обеспечения горелки по меньшей мере галогенидами скандия и натрия, в состав наполнения дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, компоненты взяты в следующем количестве, мг/см³:
ртуть 0,1-8,0
добавки для обеспечения горелки галогенидами:
скандия 0,09-6,0
натрия 0,3-8,0
никеля 0,02-3,0
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 900,0 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, mercury, additives to provide the burner with at least scandium and sodium halides, additives are additionally added to the composition of the filling to provide the burner with nickel halides , the components are taken in the following amount, mg / cm ³ :
mercury 0.1-8.0
additives for providing the burner with halides:
scandium 0.09-6.0
sodium 0.3-8.0
nickel 0.02-3.0
and the inert gas pressure is from 1.33 to 900.0 kPa.

В лампе также могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами тория и лития в количестве от 0,03 до 3,0 и от 0,01 до 2,0 мг/см³ соответственно, а также железа и кобальта в количестве от 0,015 до 2,5 и от 0,015 до 2,0 мг/см³ соответственно.In the lamp, additives can also be used to provide the torch with thorium and lithium halides in an amount of from 0.03 to 3.0 and from 0.01 to 2.0 mg / cm ^3, respectively, as well as iron and cobalt in an amount from 0.015 to 2, 5 and from 0.015 to 2.0 mg / cm ^3, respectively.

В лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобранный состав наполнения обеспечивает стабилизацию цветовой температуры в процессе срока службы. In the lamp according to the invention, the experimentally selected composition of the filling stabilizes the color temperature during the service life.

Конструкция лампы идентична конструкции цветных МГЛ. Конструкция лампы приведена в различных источниках. Лампа может быть выполнена в стеклянном внешнем баллоне, может быть софитной в кварцевом цилиндрическом баллоне, может быть исполненной с цоколем типе "Бипост". The design of the lamp is identical to the design of colored MGL. The lamp design is given in various sources. The lamp can be made in a glass external cylinder, it can be spotted in a quartz cylindrical cylinder, it can be made with a base type “Bipost”.

Принцип работы предлагаемой МГЛ также идентичен принципу работы известных МГЛ. The principle of operation of the proposed IHF is also identical to the principle of operation of the known IHF.

После подключения лампы в схеме с балластным (индуктивным, емкостным, индуктивно-емкостным) сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды лампы высоковольтного электрического импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа и паров ртути, по мере развития которого в разряд поступают излучающие добавки. В итоге устанавливается дуговой разряд в среде излучающих добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д. After connecting the lamp in a circuit with ballast (inductive, capacitive, inductive-capacitive) resistance, the lamp is ignited by applying a high-voltage electric pulse to the lamp electrodes. An arc discharge arises in an inert gas and mercury vapor medium, with the development of which emitting additives enter the discharge. As a result, an arc discharge is established in the medium of radiating additives with fixed parameters: current, voltage, light flux, etc.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Как экспериментально установлено использование в составе наполнения добавок для обеспечения горелки галогенидами никеля, железа и кобальта приводит к поглощению излучения лампы в области 350-450 нм. Такая фильтрация излучения уменьшает влияние изменения излучения скандия в синей области спектра в процессе срока службы на цветовую температуру т.е. достигается стабилизация Т_цв. в процессе эксплуатации лампы.It has been experimentally established that the use of additives in the filling composition to provide the burner with halides of nickel, iron and cobalt leads to the absorption of lamp radiation in the region of 350-450 nm. Such radiation filtering reduces the effect of changes in scandium radiation in the blue region of the spectrum during the service life on the color temperature i.e. achieved stabilization T _col. during operation of the lamp.

Указанная фильтрация, по нашему мнению, происходит следующим образом. Наиболее интенсивные линии излучения Fe, Ni и CO располагаются в зоне 350-450 нм, однако имеют высокие, по сравнению со Sc и Na, потенциалы возбуждения, поэтому атомы Fe, Ni и CO не излучают. Высокая же концентрация нейтральных атомов этих элементов и приводит к поглощению излучения в области спектра 350-450 НМ. Последнее и обеспечивает стабилизацию Т_цв. излучения лампы в процессе ее эксплуатации.The specified filtering, in our opinion, occurs as follows. The most intense emission lines of Fe, Ni, and CO are located in the region of 350–450 nm, however, they have high excitation potentials compared to Sc and Na, and therefore, the Fe, Ni, and CO atoms do not emit. A high concentration of neutral atoms of these elements leads to the absorption of radiation in the spectral region of 350-450 nm. The latter provides stabilization of T _col. radiation of a lamp during its operation.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами скандия, натрия, лития определено экспериментально и составляет от 0,09 до 6,0; от 0,3 до 8,0 и от 0,01 до 2,0 мг/см³ соответственно.The amount of additives to provide the burner with scandium, sodium, lithium halides is determined experimentally and ranges from 0.09 to 6.0; from 0.3 to 8.0 and from 0.01 to 2.0 mg / cm ^3, respectively.

При меньших количествах излучающих добавок их становится недостаточно для эффективного излучения лампы в течение всего срока службы, т.к. добавки уходят из разряда в процессах взаимодействия с загрязнениями, неизбежно попадающими в горелку лампы, а также в процессах адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т.д. With smaller amounts of emitting additives, they become insufficient for effective radiation of the lamp throughout the entire service life, as additives leave the discharge in the processes of interaction with contaminants that inevitably fall into the lamp burner, as well as in the processes of adsorption, absorption, chemisorption, etc.

При больших количествах добавок дополнительного положительного эффекта получить не удается, а затраты на изобретение, хранение, обработку добавок увеличиваются. With large quantities of additives, an additional positive effect cannot be obtained, and the costs of the invention, storage, processing of additives increase.

Количество никеля, железа и кобальта определено экспериментально и должно быть соответственно 0,02-3,0; 0,015-2,0 и 0,015-2,5 мг/см³.The amount of nickel, iron and cobalt is determined experimentally and should be respectively 0.02-3.0; 0.015-2.0 and 0.015-2.5 mg / cm ³ .

При меньших количествах этих добавок количество нейтральных атомов в пристеночной области горелок является недостаточным для стабилизации цветовой температуры в процессе срока службы. With smaller amounts of these additives, the number of neutral atoms in the wall region of the burners is insufficient to stabilize the color temperature during the service life.

При больших количествах добавок несмотря на высокий потенциал возбуждения линий никеля, железа и кобальта их излучение начинает сказываться на цветовой температуре, а именно увеличивает ее, что является отрицательным фактором. With large amounts of additives, despite the high excitation potential of the lines of nickel, iron and cobalt, their radiation begins to affect the color temperature, namely, it increases, which is a negative factor.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами тория также определено экспериментально и составляет от 0,03 до 3,0 мг/см³.The amount of additives to provide the burner with thorium halides is also experimentally determined and ranges from 0.03 to 3.0 mg / cm ³ .

При меньших количествах атомов тория в разряде мало, что сказывается на процессах зажигания и стабильной работы лампы. With smaller amounts of thorium atoms, the discharge is small, which affects the ignition processes and the stable operation of the lamp.

При больших количествах добавок тория снижается эффективная температура разряда, что уменьшает световой поток лампы. With large amounts of thorium additives, the effective discharge temperature decreases, which reduces the luminous flux of the lamp.

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет от 1,33 до 200,0 КПа. The inert gas pressure is determined experimentally and ranges from 1.33 to 200.0 KPa.

При меньшем давлении резко возрастает распыление электродов, в результате чего в значительной степени уменьшается срок службы лампы. At lower pressures, sputtering of the electrodes increases dramatically, resulting in a significantly reduced lamp life.

При большем давлении инертного газа ухудшается зажигание лампы. At higher inert gas pressures, lamp ignition deteriorates.

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

Внедрение предлагаемого изобретения позволит без существенного изменения себестоимости повысить стабильность значений цветовой температуры в процессе срока службы, что реально увеличивает среднюю продолжительность горения. The implementation of the invention will allow, without a significant change in cost, to increase the stability of the color temperature during the service life, which actually increases the average burning time.

Источники информации. Sources of information.

1. Конструкторская документация на лампу типа ДРФ 1000 ИКВА, 675646.004 КД. 1. Design documentation for a lamp of the type DRF 1000 IKVA, 675646.004 KD.

2. Пат. США N 3914636 кл. 313-226. 2. Pat. USA N 3914636 C. 313-226.

3. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М. Энергоатомиздат, 1991, с. 585
4. Там же, с.595
5. Каталог Ф."Филипс", 1992, с. 111.3. Rokhlin G.N. Discharge light sources. M. Energoatomizdat, 1991, p. 585
4. Ibid., S. 555
5. Catalog F. "Philips", 1992, p. 111.

Claims

1. Metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury and additives to provide the burner with at least scandium and sodium halides, characterized in that additives are added to the composition of the filling to provide the burner with nickel halides, the components are taken in the following amount, mg / cm ³ :
Mercury 0.1 8.0
Halide Burner Supplements
scandium 0.09 6.0
sodium 0.3 8.0
nickel 0.02 3.0
and the inert gas pressure is 1.33 200.0 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the torch with thorium halides in an amount of 0.03
3.0 mg / cm ³ .

3. The lamp according to claims 1 and 2, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the burner with lithium halides in an amount of 0.01 to 2.0 mg / cm ³ .

4. The lamp according to claims 1 to 3, characterized in that additives are additionally introduced into the lamp burner to provide the burner with cobalt and iron halides in an amount of 0.015 2.5 and 0.015 2.0 mg / cm ^3, respectively.