SU534001A1

SU534001A1 - Low pressure fluorescent lamp

Info

Publication number: SU534001A1
Application number: SU2007558A
Authority: SU
Inventors: Фатима Асламбековна Бутаева; Ольга Ильинична Князева; Леонид Николаевич Туницкий; Ольга Александровна Черняк
Original assignee: Предприятие П/Я М-6002; Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority date: 1974-03-22
Filing date: 1974-03-22
Publication date: 1976-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнической нромышленности, а именно к люминесцентным лампам низкого давлени .The invention relates to the electrical industry, namely to low pressure fluorescent lamps.

В существующих люминесцентных лампах примен етс разр д низкого давлени в смеси инертного газа и паров ртути, излучающий интенсивные линии резонансные ртути 2537А и 1849А. Резонансное излучение ртути преобразуетс люминофором в видимый свет. В качестве люминофора обычно примен етс галофосфат кальци , активированный сурьмой и марганцем.In existing fluorescent lamps, a low-pressure discharge is used in a mixture of inert gas and mercury vapor, emitting intense resonant mercury lines of 2537A and 1849A. The resonant radiation of mercury is converted by the phosphor into visible light. Calcium halophosphate activated with antimony and manganese is commonly used as the phosphor.

Применение ртути в люминесцентных лампах обусловлено тем, что ртуть вл етс единственным металлом, имеющим при рабочей температуре лампы 60-80°С достаточно высокую упругость насып 1енного пара, равную 0,006-0,01 мм рт. ст. При токах, реализующихс в лампах, эта упругость насыщенного пара обеспечивает максимальную их светоотдачу . Вместе с тем применение ртути в люминесцентных лампах невыгодно по следующим причинам: во-первых, оно делает нроизводство люминесцентных ламп производством повышенной вредности, во-вторых, использование дл возбуладени люминофора резонансных линий ртути приводит к большим стоксовским потер м, св занным с тем, что обмен коротковолнового кванта на видимый энергетически невыгоден. Большие стоксовские потери накладывают ограничение на светоотдачу люминесцентной лампы.The use of mercury in fluorescent lamps is due to the fact that mercury is the only metal that, at a lamp operating temperature of 60-80 ° C, has a rather high elasticity of the bulk of the vapor, equal to 0.006-0.01 mm Hg. Art. At currents realized in lamps, this elasticity of saturated steam ensures their maximum light output. However, the use of mercury in fluorescent lamps is unprofitable for the following reasons: firstly, it makes the production of fluorescent lamps an increased hazard, and secondly, using mercury resonance lines to excite the phosphor leads to large Stokes losses due to the fact that exchange of shortwave quantum for visible energetically unprofitable. High Stokes losses impose a limit on the light output of a fluorescent lamp.

Известны также безртутные люминесцентные лампы низкого давлени с наполнением только инертными газами. Энергетический выход у таких ламн низок ввиду больших стоксовских потерь, поскольку длины волн резооLow-pressure mercury-free fluorescent lamps are also known, with only inert gases being filled. The energy output of such lamps is low due to large Stokes losses, since the wavelengths are very high.

нансного излучени инертных газов (от 584Аradiation of inert gases (from 584A

оabout

у гели до 1467А у ксенона) значительно меньше, чем у ртути. Тепловые потери в таком разр де также велики.in gels up to 1467A in xenon) is significantly less than in mercury. The heat loss in this category is also large.

Целью изобретени вл етс создание безртутной люминесцентной лампы низкого давлени с низкими стоксовскими потер ми, при производстве которой отсутствует вредное воздействие ртути.The aim of the invention is to create a low pressure mercury free fluorescent lamp with low Stokes losses, the production of which does not have the harmful effects of mercury.

Поставленна цель достигаетс тем, что вThe goal is achieved by the fact that

люминесцентную лампу низкого давлени с катодами, активированными окисью тори или иттри , с люминофорным покрытием и наполненную инертным газом в качестве основного излучающего молекул рного соединени введен галогенид металла, например хлорида алюмини - А1С1з, имеющий при рабочей температуре лампы, равной 60-80°С, упругость насыщенного пара в пределах 0,1- 1 мм рт. ст. Металл этого галогенида будетlow-pressure fluorescent lamp with thorium or yttrium activated cathodes, with phosphor coating and filled with an inert gas as the main radiating molecular compound, a metal halide, such as aluminum chloride - A1Cl, is introduced, having an operating temperature of 60-80 ° C, elasticity of saturated steam in the range of 0.1-1 mm Hg. Art. The metal of this halide will be

излучать при работе лампы резонансные лиНИИ в близкой ультрафиолетовой области спектра.when the lamp is in operation, emit resonance lines in the near ultraviolet region of the spectrum.

Люминесцентна лампа в соответствии с изобретением работает следующим образом.A fluorescent lamp in accordance with the invention works as follows.

Введенный в колбу лампы галогенид металла в разр де низкого давлени диссоциирует с образованием паров металла. Атомы металла возбуждаютс электронами и излучают интенсивные резонансные линии, расположенные в близкой ультрафиолетовой области спектра. Люминофорное покрытие преобразует близкий ультрафиолет в видимый свет с существенно меньшими стоксовскими потер ми, чем стоксовские потери в ртутной люминесцентной лампе, в которой в видимый свет преобразуетс более коротковолновое излучение. Таким образом, в предложенной люминесцентной лампе стоксовские потери меньше, чем в ртутной и, следовательно, ее светоотдача выше . Указанноенаполнение обеспечивает наличие в лампе стационарного разр да благодар тому, что диссоциаци молекул в разр де сопровождаетс их ассоциацией и реакци ассоциации протекает не только с компонентами в газовой среде, но и с наход щимс в твердой фазе металлом. При применении галогеппдов компоненты газовой смеси - молекулы , атомы и радикалы в разр де - будут находитьс в динамическом равновесии.The metal halide introduced into the lamp flask in the low pressure discharge dissociates to form metal vapors. The metal atoms are excited by electrons and emit intense resonance lines located in the near ultraviolet region of the spectrum. The phosphor coating converts near ultraviolet light into visible light with significantly lower Stokes losses than Stokes losses in a mercury fluorescent lamp, in which more shortwave radiation is converted into visible light. Thus, in the proposed fluorescent lamp, the Stokes losses are less than in mercury and, therefore, its light output is higher. This filling ensures the presence of a stationary discharge in the lamp due to the fact that the dissociation of molecules in the discharge is accompanied by their association and the association reaction proceeds not only with the components in the gaseous medium, but also with the metal in the solid phase. When using halogen-free gas components, the molecules, atoms and radicals in the discharge will be in dynamic equilibrium.

Выбор упругости насыщенного пара галогенидов в пределах 0,1-1 мм рт. ст. определ ет температуру на лампе 60-80°С. При давлении паров галогенидов 0,1-1,0 мм рт. ст. давление паров металла лежит в пределах 0,001-0,1 мм рт. ст., что приблизительно равно давлению паров ртути в известной ртутной люминесцентной лампе п соответствует оптимальному режиму работы описываемой лампы .The choice of elasticity of saturated vapor of halides in the range of 0.1-1 mm Hg. Art. determines the temperature on the lamp 60-80 ° C. When the vapor pressure of halides is 0.1-1.0 mm Hg. Art. vapor pressure of the metal is in the range of 0.001-0.1 mm Hg. Art., which is approximately equal to the pressure of mercury vapor in the well-known mercury fluorescent lamp n corresponds to the optimal mode of operation of the described lamp.

Роль галогенидов металлов при использовании их в предложенной лампе низкого давлени отличаетс от роли этих соединений, используемых в качестве излучающих добавок в лампах высокого давлени , следующим: потери энергии, св занные с переходом колебательной энергии в тепловую существенно меньше, чем в разр де высокого давлени , изза меньшего числа соударений атомов и молекул , пары металла наход тс при температуре 330-350°К, а не при 5000-6000°К, как в лампах высокого давлени , резонансное излучение металла вл етс основным, а в лампах высокого давлени дополнительным.The role of metal halides when used in the proposed low-pressure lamp differs from the role of these compounds, used as radiating additives in high-pressure lamps, as follows: energy losses associated with the transition of vibrational energy into heat are significantly less than in the high-pressure discharge, due to the smaller number of collisions of atoms and molecules, metal vapors are at a temperature of 330-350 ° K, and not at 5000-6000 ° K, as in high-pressure lamps, the resonant radiation of the metal is basic, and in lamps additional pressure.

Пример. В качестве примера реализации изобретени рассматриваетс люминесцентна лампа с галогенидом алюмини . Галоге10 ниды алюмини А1С1з, А1Вгз, AlJa имеют упругость пасыщенных паров, равную 1 мм рт. ст. соответственно при температурах 100, 81,3 и 178°С. При температуре лампы 60-80°С упругость насыщенного пара галогенидов алюмини составл ет около 0,1 мм рт. ст. Алюминий излучает п ть резонансных линий в близкой ультрафиолетовой области спектра - 386,2; 394,4; 309,2; 309,3 и 308,2 нм. Кроме того , в разр де в парах А1С1з будут присутствовать молекулы и радикалы Aids, А1С1, СЬ, С1 и А1. Резонансные полосы излучени радикала А1С1 () также лежат в ультрафиолетовой области 250-270 нм и соответствуют области возбуждени люминофора. Образование алюмини в твердой фазе на стенках разр дной трубки не происходит, так как реакци между хлором и алюминием в твердой фазе протекает уже при слабом нагреве алюмини .Example. An example of the invention is a fluorescent lamp with an aluminum halide. Halogen10 nida aluminum A1C1z, A1Bgz, AlJa have the elasticity of pasacted vapors, equal to 1 mm Hg. Art. respectively at temperatures of 100, 81.3 and 178 ° C. At a lamp temperature of 60-80 ° C, the elasticity of the saturated vapor of aluminum halides is about 0.1 mmHg. Art. Aluminum emits five resonance lines in the near ultraviolet region of the spectrum — 386.2; 394.4; 309.2; 309.3 and 308.2 nm. In addition, Aids, A1C1, CH, C1, and A1 molecules and radicals will be present in the discharge in A1C13 pairs. The resonance emission bands of the radical A1C1 () also lie in the ultraviolet region of 250-270 nm and correspond to the excitation region of the phosphor. The formation of aluminum in the solid phase on the walls of the discharge tube does not occur, since the reaction between chlorine and aluminum in the solid phase proceeds even with a weak heating of aluminum.

Claims

Invention Formula

Low-pressure fluorescent lamp 5 with cathodes activated, for example, by thorium oxide, coated with phosphor and filled with a mixture of inert gas and a radiating substance, in order to increase the light output by reducing Stokes losses and eliminating the harmful effects of mercury during production lamps, a metal halide, such as aluminum halide - Aids, having a working temperature of the lamp equal to 60-80 ° C, has a vapor pressure in the range of 0.1-1 mm Hg as the main radiating molecular compound. Art.