- Необхідність підвищення тиску в колбах ртутних ламп
- Конструктивна міра, яка забезпечила розширення спектра ртутних ламп
Розмір ртутної лампи відрізняється від розміру лампи розжарювання, і це не дивно, адже це колба в колбі.
Ртутні люмінесцентні лампи є лампами низького тиску. Електричний розряд в них виникає при тиску ртутних парів не більше 0,1 мм рт.ст. Променевої спектр електричного розряду при цьому тиску носить лінійний характер, причому, до 80 відсотків потужності розряду доводиться на ультрафіолетові лінії, а на частку видимої області спектра всього близько двох відсотків.
Необхідність підвищення тиску в колбах ртутних ламп
При підвищенні тиску ртутної пари відбувається перерозподіл енергії: випромінювання ультрафіолету зменшується, а випромінювання видимого випромінювання збільшується. При тиску ртутної пари 1000 мм рт.ст. видиме випромінювання підвищується настільки, що світловіддача досягає 20-25 лм / Вт, що перевищує світловіддачу навіть ламп розжарювання. Однак все видиме випромінювання сконцентровано в синьо-зеленій області спектра, тоді як червоний і жовтий світло відсутні зовсім. У медичних ультрафіолетових опромінювачів використовуються саме ртутні лампи високого тиску, які мають досить неприємним синьо-зеленим відтінком, що викривляє кольору освітлюваних предметів і людських осіб.
Ультрафіолетове випромінювання все ж таки присутня в спектрі розряду в значній кількості (приблизно 40% від потужності розряду).
Конструктивна міра, яка забезпечила розширення спектра ртутних ламп
За прикладом люмінесцентних ламп це випромінювання з застосуванням люмінофора може бути перетворено в видиме випромінювання. Однак якщо в стандартних люмінесцентних лампах стінки колби мають температуру, незначно перевищує температуру повітря, то в ртутних лампах високого тиску габарити колб значно менше, і температура колби досягає до 500-600 градусів за Цельсієм. Люмінофори, які могли б ефективно працювати при цих температурах, до сих пір не знайдені.
Проблема була усунена в 50-х роках ХХ століття. Ртутну лампу високого тиску, що має малий розмір, помістили в іншу, більшу за розміром колбу, а зсередини цю колбу покрили люмінофором з максимальною ефективністю при температурі 200-300 градусів, формує світло переважно в червоній області спектра. Як люмінофора зазвичай використовують фосфат-ванадат ітрію, який активується европием. З 1950-х років почалося виробництво таких ламп найбільшими європейськими виробниками.
В наші дні за обсягом виробництва ртутні лампи високого тиску з люмінофором знаходяться на третьому місці після традиційних ламп розжарювання і люмінесцентних ламп низького тиску.
Пошук нових рішень для отримання енергоефективних джерел світла, що володіють досить широкою областю видимого спектру випромінювання, привів до створення ртутних ламп високого тиску.