Способы повышения величины и стабильности светового потока люминесцентных ламп

Решение задачи повышения стабильности светового потока люминесцентных ламп стало возможным путём выполнения комплекса мероприятий, включающих разработку и освоение производства люминофоров с улучшенными физико-химическими характеристиками, применение новых эмиссионных покрытий для электродов ламп, использование пленок, защищающих люминофор от вредного воздействия щелочных ионов натрия, находящихся в стекле, выбор оптимального газового наполнения и конструкции электродного узла, поиск новых технологических решений, в особенности на операциях нанесения и сушки люминофорного покрытия и выжигания биндера. Увеличение световой отдачи ламп в 1,5 раза получено, в основном, за счёт улучшения качества галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем. Критерием качества люминофора является не только стабильность его в люминесцентных лампах, но и стабильность в процессе изготовления ламп.

Другой резерв повышения световой отдачи люминесцентных ламп — снижение анодно-катодных потерь. Значительное снижение потери энергии на электродах возможно за счёт повышения частоты питающего лампу тока. Использование частоты 18 000 Гц приводит к увеличению интенсивности резонансного излучения с л = 253,7 нм в 15 Вт люминесцентных лампах на 25%, а в 40 Вт- 10ч 15%.

Предложен способ обезгаживания люминесцентных ламп в атмосфере аргона в отличие от традиционной технологии, когда в процессе обработки ламп на откачном посту колба и люминофорный слой подвергаются прогреву и термическому обезгаживанию в вакууме. По сравнению с обычной технологией этот способ позволил уменьшить спад светового потока после 100 ч горения на 3 ч 5%, а к концу срока службы на 4 ч 7%. При нагреве в атмосфере воздуха или инертного газа вследствие отсутствия вакуумной тепловой изоляции достигается более быстрый и качественный прогрев всех внутренних деталей люминесцентной лампы. При этом равномерное распределение температуры предотвращает перенос продуктов газовыделения с более нагретых участков лампы на менее нагретые, что резко повышает качество термообезгаживания.

Использование в люминесцентных лампах гетеро ртутных дозаторов позволяет повысить стабильность светового потока как путём уменьшения количества ртути в лампе, так и в результате поглощения геттером примесей, загрязняющих газовую среду лампы. Конструктивные особенности люминесцентных ламп предопределили возможность применять в них только не распыляемые газопоглотители, инертные к ртутной среде. Наиболее экономичным способом придания газопоглотителю рабочей температуры является использование теплового излучения катода. Особенность не распыляемых газопоглотителей в том, что процесс поглощения ими всех газов необратим за исключением водорода, десорбция которого начинается при температуре 350 °C. Оптимальная рабочая температура газопоглотителей для люминесцентных ламп находится в диапазоне 200 350 °С. С применением газопоглотителя типа ТНЭЗ спад светового потока ламп к 10 тыс. ч работы меньше, чем у ламп без газопоглотителя на 5 ч 7%. Масс-спектрометрические исследования дали результаты по основным компонентам остаточной газовой среды люминесцентных ламп, которыми являются С02, Н2 и СО — 41,37 и 20%, соответственно. Анализ данных о скорости сорбции водорода и углеродсодержащих газов газопоглотителем типа ТНЭЗ показывает, что в названном улучшении световых характеристик преобладающая роль принадлежит процессу поглощения Н2 при температуре 20 + 250 °C. Сорбция СО при этом незначительна и несущественно повышается лишь за верхним пределом рабочей температуры.

Имеется ряд предложений совершенствования технологии применения Hg: введение в люминесцентную лампу ампулы с дозой ртути; таблеточный дозатор на основе TiHg; испускающий ртуть элемент в виде компактного титана, пропитанного ртутью и др. При каждом таком способе ртуть выделяется в лампу после ее отпайки. Ленточная конструкция газопоглотителя в большей степени отвечает общей направленности работ при совершенствовании люминесцентных ламп (применение катодных экранов, ртутных дозаторов экранной конструкции). Оптимальный вариант, по мнению автора работы, — гетеро-ртутный дозатор, который наряду с рациональным методом использования ртути содержит в себе средство химической откачки, результатом действия которого должно быть улучшение стабильности светового потока люминесцентных ламп, а, следовательно, и повышение световой отдачи. Конструктивно гетеро-ртутный дозатор представляет ленту-подложку, на одну из сторон которой (внутреннюю) нанесен сплав меркурида титана, а на другую — геттерная компонента. Нагревом гетеро — ртутного дозатора в отпаянной люминесцентной лампе до 900 + 950 °C наряду с высвобождением ртути из сплава (3,0 + 3,5 мг с 1 см гетеро-ртутной ленты) осуществляется и активирование газопоглотителя. В качестве геггтерной компоненты может быть использована тройная смесь титанциаль-алюминий (60, 30, 10%, соответственно) или газопоглотитель типа ТНЭЗ. При использовании последнего спад светового потока к 10 тыс. ч горения меньше, чем у обычных ламп на 3%.