Плазменные свч-газоразрядные лампы
Скачать 124.3 Kb.
|
 Техническое описаниеПлазменные СВЧ-газоразрядные лампыРубеж XX и XXI веков ознаменовался появлением нескольких новых видов наукоемкой продукции. В частности, пополнился арсенал источников света, причем, согласно оценкам специалистов, данная новинка способна совершить революцию в технике освещения. Речь идет о создании безэлектродных плазменных СВЧ-газоразрядных ламп квазисолнечного света. На потребительском рынке уже началось активное продвижение светильников и светотехнических устройств, использующих оригинальные лампы, которые названы «серными» по виду основного рабочего вещества. ВИП Магнетрон Адаптер Волновод Сеть Горелка Формиро-ватель ОИ Возбуди-тель СВЧ - резонатор ОИ Рис. 1. Блок-схема СВЧ-светового прибора: 1 - источник вторичного питания; 2 - магнетронный генератор СВЧ-колебаний; 3 - СВЧ-адаптер; 4 - СВЧ-тракт; 5 - СВЧ-возбудитель; 6 - светопрозрачный СВЧ-резонатор; 7 - безэлектродная серная лампа; 8 - формирователь светового потока. В этих источниках света реализовано ступенчатое преобразование энергии: потребляемый из сети переменный ток преобразуется сначала в постоянный, затем в электромагнитные волны СВЧ-диапазона и, наконец, в оптическое излучение. Первую ступень преобразования обеспечивает источник вторичного питания, за вторую «отвечает» магнетрон, с выхода которого СВЧ-волны доставляются в резонатор, создавая в нем электромагнитное поле с заданной структурой. В зоне максимума энергии поля размещена горелка лампы. 9 8 2 3 4 5 6 7 1 10  Рис. 2. Схема устройства СВЧ-лампы 1. Блок питания, управления и контроля. 2. Магнетрон. 3. Волновод. 4. СВЧ-возбудитель. 5. Электродвигатель горелки. 6. Вентилятор. 7. Корпус лампового модуля. 8. Горелка. 9. Сетка. 10. Отражатель. Процесс преобразования СВЧ-энергии накачки в оптическое излучение происходит в следующей последовательности: ― После включения магнетрона амплитуда СВЧ-поля в резонаторе достигает потенциала зажигания и в колбе лампы возникает разряд в смеси буферного газа (аргона) и паров серы. Лампа излучает линейчатый спектр, типичный для аргона и серы. ― С ростом температуры происходит испарение серы, спектр становится сплошным и приближается к солнечному спектру. Излучение в УФ и ИК-областях составляют весьма малую его часть. Эта особенность сохраняется при различных уровнях мощности СВЧ-накачки, а при необходимости за счет введения в рабочее вещество тех или иных добавок можно смещать спектр в «синюю» или «красную» область. Для широкого практического применения световые приборы с СВЧ-накачкой должны составить ряд, охватывающий и мощные источники света (со световым потоком в сотни кЛм с СВЧ-накачкой до 3 кВт), и маломощные, со световым потоком до десятка кЛм и СВЧ-накачкой на уровне 100 Вт. Каждая из этих систем будет иметь свои сферы применения. На практике основную экспансию совершают с СВЧ-накачкой порядка 800-1000 Вт, и световым потоком примерно до 130 кЛм. Эти системы относительно просты конструктивно, не требуют принудительного обдува горелки, позволяют использовать магнетрон, применяемый в бытовых СВЧ-печах, которые выпускаются массово, постоянно совершенствуются и имеют долговечность до 25 тыс. часов при стоимости всего 50-70 долларов. А при минимизации источника питания вполне возможно моноблочное построение легкого и малогабаритного СВЧ-излучателя для светового прибора нового поколения.   Рис.. Примеры отечественных светильников в моноблочном исполнении со встроенным источником питания. Существует как минимум два варианта формирования светового потока. Один на базе полых световодов (диаметром 254 или 400 мм). Второй – рефлектор, формирует световой поток как у прожектора заливающего света. Суммируя известные сегодня данные, можно выделить основные достоинства СВЧ-излучателей для световых приборов нового поколения с безэлектродными лампами, к которым относятся — Повышенная до 100 лм/Вт световая отдача. Это сулит очень большие возможности в энергосбережении. — Сплошной квазисолнечный спектр оптического излучения с резко пониженным уровнем излучений в УФ и ИК-диапазонах и с максимумом спектра, совпадающим с максимумом кривой видности человеческого глаза. Это естественная цветопередача. — Малогабаритность и равнояркость светящего тела, облегчающая оптимизацию оптических систем. — Очень высокая (десятки тысяч часов) долговечность лампы. (При работе 8 часов в сутки это составит более 17 лет!) — Экологическая чистота излучения и материалов горелки. — Возможность регулировки силы света в широких пределах без изменения спектрального состава. — регламентные работы проводятся через 10-15 тыс. часов и сводятся к замене преобразователя и электродвигателя общей стоимостью 3000-4000 тыс.руб, при этом дополнительная юстировка системы не требуется; — масса составных частей (блок питания и ламповый модуль без отражателя) – около 10 кг при объеме 8-12 литров. Примечательно, что все эти качества реализуются в полной совокупности, не жертвуя чем-то одним ради другого. Конечно, при всем многообразии преимуществ, системе свойственны и некоторые недостатки: — Высокая температура колбы горелки, отсюда необходимость использования защиты от пыли. — Пока ещё относительно высокая стоимость светильников, которая при массовом производстве будет неуклонно снижаться. Существует множество областей применения S-источников света в самых разнообразных сферах человеческих интересов и деятельности — вплоть до фантастического пока использования под землей, под водой и в космосе, в недалеком будущем это вполне реально. Уже имеются примеры реализации таких осветительных систем, причем в этих примерах просматриваются несколько целей, каждая из которых может считаться приоритетной. Исторически первым явилось достижение впечатляющего зрительного эффекта, при котором энергосбережение, качество цветопередачи, долговечность и безвредность — хотя и выигрышные, но лишь сопутствующие достоинства. Во-вторых была достигнута высокая экономичность осветительной системы в целом (включая энергосбережение, низкую частоту и стоимость обслуживания, отсутствие проблемы утилизации). Такие свойства, как отличное качество спектра излучения, возможности получения мощных световых потоков и другие достоинства — это, опять-таки, сопутствующие факторы. В-третьих, стала реальной полная имитация солнечного света для обеспечения комфортных условий для человека и других объектов живой природы (в первую очередь там, куда солнечный свет вообще не попадает). Долговечность, стабильность спектра, экономичность и нетребовательность в обслуживании — это важные, но вновь сопутствующие качества. И, наконец, появилась возможность исключить воздействие УФ и ИК-излучений на некоторые объекты, для которых это опасно или вредно, особенно при высоком уровне требуемой освещенности. Совокупность возможностей при сохранении стольких достоинств определяет перспективность СВЧ-излучателей для световых приборов и в проектировании собственно осветительных устройств и систем, и в архитектуре (сооружения, интерьеры, функциональные помещения, энергетические коммуникации), и в установках наружного освещения (улиц и других объектов городского хозяйства, архитектурных памятников и т.п.). Среди известных практических примеров выделяются системы освещения зданий Forrestol Building и NASM в Вашингтоне и система освещения в безоконном зале сортировки почты в Сундсвале (Швеция), в которой главное — использование квазисолнечного спектра, создающего комфортные и безопасные условия труда. Немаловажным фактором является и энергосбережение. Можно уверенно прогнозировать быстрое дальнейшее развитие и разнообразное распространение новых источников света.  СВЧ-светоизлучатели Solar 1000TM с многосекционными световодными линейками в автосборочном цехе (Техас, США).  Рисунок Пример освещения туннеля с использованием световодной линейки.  Рисунок. СВЧ-светоизлучатели Solar 1000TM с многосекционными световодными линейками в зале сортировки почты (Сундсвол, Швеция). Технические характеристики - Спектр - квазисолнечный при минимальных величинах излучения в ИК и УФ. Максимум излучения 560 нм при цветовой температуре около 6000К. - Световой поток в номинальном режиме не менее 130 000 Лм - Время выхода на рабочий режим – порядка 15 секунд. - Форма и размеры светящегося тела – близкая к шарообразной с диаметром около 20 мм. - Электропитание – электрическая сеть общепромышленного назначения 220 В 50 Гц, одна фаза (с заземлением). - Потребляемая мощность от сети в номинальном режиме не более 1,2 кВ·А при cos φ не менее 0.9. - Светоотдача в номинальном режиме не менее 100 Лм/Вт. - Режим работы продолжительный без ограничения по времени. - Ожидаемый средний ресурс (без проведения регламентных работ) не менее 10 000 час. Ожидаемый полный ресурс (с проведением регламентных работ) не менее 50 000 час. - Регламентные работы проводятся через 10 тыс час и сводятся к замене двух узлов (стоимостью 50 – 80 $) без дополнительной юстировки системы. - Масса составных частей (ламповый модуль и блок питания) – не более 12 кг. Сравнение технических характеристик ксеноновых и плазменных СВЧ-ламп
Ожидаемые преимущества 1.Сокращение требуемого количества светильников за счёт их высокой единичной мощности. 2. Небольшие габариты и вес. 3. Снижение объёма монтажных операций и себестоимости линий электропитания 4. Низкое электропотребление. Снижение прямых расходов на электроэнергию в 2-4 раза 5. Отсутствие прямых расходов на приобретение и замену перегоревших ламп. 6. Снижение эксплуатационных расходов на обслуживание светильников. Сокращение требуемого для обслуживания персонала и оборудования 7. Отсутствие взрывоопасности, снижение пожароопасности 8. Отсутствие опасности заражения в случае разрушения светильников в процессе транспортировки, монтажа и эксплуатации. 9. Отсутствие специальных требований и мероприятий при утилизации. 10. Возможность регулирования силы света. 11. Плавное включение без бросков тока питания отсутствие пусковых перегрузок сети. 12. Высокий ожидаемый срок службы, длительный интервал между техническими обслуживаниями. 13. Улучшенное биобезопасное освещение с естественной цветопередачей Комфортная работа зрительного аппарата с улучшением обнаружения и распознавания объектов и снижением утомляемости глаз. положительное психофизическое воздействие на организм, способствующее повышению работоспособности персонала, устойчивости к потере внимания и накоплению усталости. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Тема: Электрические приборы Узнать о работах Эдисона по усовершенствованию конструкции лампы. Знать формулу для определения рабочего сопротивления нити лампы,... | | Электроника и радио почти ровесники. Правда, поначалу радио обходилось... Начало электроники можно отнести к 1883 году, когда знаменитый Томас Альфа Эдисон, пытаясь продлить срок службы осветительной лампы... |
| Задача а в гимназии в вестибюле около кабинета математики расположены... В гимназии в вестибюле около кабинета математики расположены 24 лампы дневного света, одна лампа потребляет 0,02 кВт ч энергии, т... | | Обоснование параметров и режимов работы системы свч обеззараживания молока на фермах Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Городищенская вечерняя (сменная) общеобразовательная школа» |
| Литература Клиническая гемостазиология (коагулология) – это наука о гемостазе – системе, обеспечивающей процессы циркуляции крови в жидком состоянии,... | | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Профиль(и) подготовки: Техника и физика низких температур, Теплофизика, Атомные электростанции и установки, Термоядерные реакторы... |
| Радиофизический факультет Свч, квч и терагерцовых диапазонов частот. Рассматриваются процессы, происходящие в гетеропереходах, и объясняются основные причины... |  | Индукционные лампы В докладе приводится обзор данного технического устройства на основе информации предоставляемой производителями ламп, отзывов компаний... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Излучение и прием электромагнитных волн радио- и свч-диапазона (7 ч) Геометрическая оптика (15 ч) Волновая оптика (8 ч) | | Исследование и разработка широкополосных акустооптических дефлекторов... Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники Технологического института Южного федерального университета в г. Таганрог... |
| Реферат «Истоия вычислительной техники» тема Вычисления в доэлектронную эпоху Эвм первого поколения; eniak, мэсм, "Стрела", электронные лампы; перфоленты; Джон фон Нейман; С. А. Лебедев | | Рабочая программа по учебной дисциплине история и философия науки Радиотехника, в т ч системы и устройства телевидения; 05. 12. 07 Антенны, свч-устройства и их технологии; 05. 12. 13 Системы, сети... |
| Свч модуль на диоде ганна Роснауки по проведению открытого конкурса на право заключения государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских работ... | | Патентам и товарным знакам (19) Светотехническая установка обеспечивает работу источника излучения в дежурном и рабочем режимах, при этом ток лампы составляет от... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель работы: изучить физические принципы действия лампы обратной волны типа – О, ее устройство, параметры и характеристики | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Необходимое оборудование и материалы: источник питания, вольтметры, амперметры, реостаты, ключи, соединительные провода, лампы низковольтные... |
