SU734832A1

SU734832A1 - Газоразр дный источник света

Info

Publication number: SU734832A1
Application number: SU772457622A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Волков
Original assignee: Куйбышевский Инженерно-Строительный Институт Им. А.И.Микояна
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1980-05-15

Description

I

Изобретение относитс к обла9ти светотехники и может быть использовано в качестве газоразр дного источника света непрерывного излучени дл освещени .

Известны газоразр дные устройства, исполь уемые дл освещени , в которых источник излучени света представл ет собой газоразр дный прибор, в котором электрическа энерги преобразуетс в оптическое излучение при прохождении электрического тока через газы или пары металла. Указанные источники света состо т из прозрачной вакуумной камеры цилиндрической, щаровой или пр моугольной формы с герметично впа ннь1ми анодами и катодами. Областью излучени вл етс положительный столб, который представл ет собой больщую свет щуюс зону тлеющего разр да. Основным видом излучени света в этой области вл етс резонансное излучение газа , возникающее за счет возбуждени нейтральных частиц под действием быстрых электронов 1.

Однако из-за небольщой плотности зар доносителей в положительном столбе интенсивность излучени указанных источников света недостаточна, а светоотдача составл ет не более 7%. Из-за недостаточной щирины спектра цветопередача сильно отличаетс от спектра дневного света. Кроме того , вследствие узкой цилиндрической формы разр дной камеры (трубки) световой поток 5 проходит через цилиндрическую .поверхность малого радиуса и представл ет собой расход щийс поток световых лучей. Вследствие этого освещение помещений вл етс значительно неоднородным и неравномерным. Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности вл етс газоразр дный источник света, в котором источником излучени вл етс газоразр дна плазма положительного столба. Данный источник состоит из плоской вакуумной камеры пр моугольного сечени из прозрачного кварцевого стекла, заполненной ксеноном до давлени 50 тор. Анод и катод выполнены в виде двух стержневых электродов из вольфрама , расположенных на противоположных кра х плоской камеры и параллельно ее про20 дольной оси. Така конструкци источника света позвол ет получить излучение через плоскую поверхность вакуумной камеры 2. Но в этом газоразр дном источнике света используетс излучение газоразр дной

плазмы положительного столба, которое в тлеющем разр де не вл етс самым интенсивным . Согласно известным исследовани м, интенсивность излучени плазмы положитель ого столба в четыре раза меньше, чем у плазмы отрицательного свечени . Потребл ема энерги положительного столба растет с увеличением длины этого столба. Вместе с тем, работа данного источника света при давлении 50 тор (которое вл етс большим дл тлеюш,его разр да) требует приложени высокого напр жени . Кроме того, излучение данного источника света не вл етс непрерывным, так как он работает в импульсном режиме и предназначен дл оптической накачки активных сред квантовки генераторов. Следовательно, дл освещени бытовых, общественных и производственных помещений указанный источник света не пригоден.

Целью изобретени вл етс повышение КПД источника света дл непрерывного интенсивного освещени .

Указанна цель достигаетс тем, что, в газоразр дном источнике света, содержащем вакуумную камеру пр моугольного сечени из прозрачного материала с впа нными анодным и катодным узлами и наполненную газом в диапазоне давлений тлеющего разр да, анодный и катодный узлы выполнены в виде стержневых чередующихс анодных и катодных электродов, расположенных в плоскости, смещенной относительно оси сечени разр дной камеры, причем рассто ние между электродами и от электродов до близлежащей поверхности разр дной камеры одинаково и равно не более одной ширины темного круксового пространства при соответствующем давлении наполн ющего газа.

С целью сохранени прозрачности разр дной камеры над стержневыми катодами могут быть установлены полуцилиндрические экраны на рассто нии не более половины диаметра электродов. .

Благодар такой конструкции в данном устройстве возникает эффект сочетани геометрии разр дного промежутка и затрудненных условий тлеющего разр да, которые создаютс давлением наполн емого газа и рассто нием от катодов до анодов и до ограничивающей поверхности камеры..Источником неп)зерывного интенсивного и площадного излучени вл етс газоразр дна плазма общего отрицательного свечени в виде плоского сло с большой поверхностью , котора образуетс в устройстве в результате сложени большого числа отрицательных свечений отдельных тлеющих разр дов .

На фиг. 1 изображен источник света, поперечный разрез; на фиг. 2 изображена электродна система.

Газоразр дный источник света состоит из газоразр дной камеры 1 пр моугольного

сечени , стержневых катодного 2 и анодного 3 электродов соответственно, выполненных из слабораспыл емого материала, плазмы 4 общего отрицательного свечени , близлежащей , ограничивающей поверхности 5

газоразр дной камеры, котора вл етс необходимым элементом разр дного промежутка дл создани затрудненных условий разр да , поверхности 6 разр дной камеры, через которую выходит излучение газ.оразр дной плазмы, тонких полуцилиндрических экранов 7 над стержневыми катодными электродами , изол ции 8 к стержневым электродам .

Газоразр дный источник света работает следующим образом.

Газоразр дна камера заполн етс одним из светоизлучающих газов. В зависимости от рассто ний между электродами давление наполн емого газа находитс в интервале 0,01-5 тор. При включении анодного напр жени в газоразр дном устройстве устанаэливаетс короткий тлеющий разр д . Вследствие того, что электродами 2 и 3 и ограничивающей поверхностью 5 камеры созданы односторонние услови затрудненного разр да, отрицательное свечение каждого катода 2 смещаетс в свободное пространство , расположенное между плоскостью электродов 2 и 3 и ограничивающей поверхностью 5 камеры. Поскольку каждое отрицательное свечение находилось в непосредственном соприкосновении с подобными свечени ми, все они, слива сь, создавали одно общее отрицательное свечение 4. Плазма этого свечени имела форму плоского сло толщиной 25-30 мм. Эта толщина может мен тьс в зависимости от давлени , рода

J газа и аномальности разр да. Интенсивность излучени плазмы общего свечени , согласно спектральным измерени м, значительно сильнее излучени плазмы отрицательного свечени ,разр да с плоскопараллельным промежутком . Площадь газоразр дной плазмы 4 общего свечени точно соответствует площади, занимаемой плоскостью электродов 2 и 3.

Вследствие того, что источник света работает на излучении плазмы общего отрицательного свечени тлеющего разр да, изобретение по сравнению с известными источниками имеет следующие преимущества.

1.В предлагаемом разр дном устройстве газоразр дна плазма плоской формы может

0 иметь площадь непрерывного интенсивного и равномерного излучени до нескольких квадратных метров, что сравнимо с площадью окна стандартного здани . Светильники такой формы и размеров могут создавать более равномерное освещение помеще НИИ.

2.Известно, что излучение отрицательного свечени разр да плоскопараллельного промежутка по интенсивности в четыре раза выще, чем интенсивность положительного столба. Согласно проведенным спектральным измерени м, излучение газоразр дной плазмы общего отрицательного свечени в свою очередь выше интенсивности излучени отрицательного свечени разр да с плоскопараллельным промежутком. В св зи с этим КПД предлагаемого газоразр дного источника света во много раз выше, чем у суш,ествуюш,их газоразр дных источников света, работающих на положительном столбе тлеющего разр да.

3.Спектр излучени плазмы общего свечени , согласно спектральным измерени м,, имеет более широкий диапазон длин волн по сравнению со спектрами излучени положительного столба и отрицательного свечени разр да с плоским промежутком. Следовательно, предлагаемый источник света имеет лучшую цветопередачу.

4.Согласно известным исследовани м, газоразр дный источник света имеет высокую стабильность в том случае, если она обеспечиваетс коллективными и идентичны.ми элементарными процессами. В данном газоразр дном устройстве работает большое число идентичных коротких разр дов, в которых формируютс сходные элементарные процессы. Измерение интенсивно-сти элементарных процессов, например, на одном из катодов, слабо отразитс в целом на всем разр де. Следовательно, неустойчивости , характерные дл тлеющего разр да , согласно законам веро тности, в данном устройстве с большим числом разр дов будут значительно ослаблены, а излучение газоразр дного источника света более стабильно .

Таким образом, данный газоразр дный источник света по сравнению с существующими имеет высокий КПД, хорошую стабильность , лучшую цветопередачу и большую пло щадь излучени . Освещение, создаваемое данным источником света, по своим светотехническим характеристикам более близко к дневному освещению. В св зи с этим данное изобретение может найти широкое применение в светотехнике дл освещени помещений, улиц и площадей.

Claims

Формула изобретени

I. Газоразр дный источник света, содержащий вакуумную камеру пр моугольного сечени из прозрачного материала с впа нными анодным и катодным узлами и наполненную газом в диапазоне давлений тлеющего разр да, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД источника, анодный и катодный узлы выполнены в виде стержневых чередующихс анодных и катодных электродов, расположенных в плоскости, смещенной относительно оси сечени разр дной камеры, причем рассто ние между электродами и от электродов до близлежащей поверхности разр дной камеры одинаково и равно не более одной ширины темного круксового пространства при соответствующем давлении наполн ющего газа.
2. Газоразр дный источник по п. 1, отличающийс тем, что он снабжен полуцилиндрическими экранами, установленными над катодными электродами на рассто нии не более половины диаметра электрода.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3439209, кл. 313-229, 1969.

2.Авторское свидетельство № 415752, кл. Н 01 3 61/07В, 1972.

ifJ I

«vt

CSl (V)

+