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invention
Fédération de Russie Patent RU2152666
lampe Electrodeless CONTRÔLÉ distributions spectrales

lampe Electrodeless CONTRÔLÉ distributions spectrales. SAVOIR-FAIRE. INTRODUCTION. BREVETS. TECHNOLOGIE.

Invention. lampe Electrodeless CONTRÔLÉ distributions spectrales. Fédération de Russie Patent RU2152666

Nom du demandeur: Alexander Kozlov
Nom de l'inventeur:. Kozlov AN; Reznikov AE. Yezhov AA. Semenov LL. Umarkhodjaev RM. Lyakhov GA. Choi AD
Le nom du titulaire du brevet: Alexander Kozlov
Adresse de correspondance: 142092, région de Moscou, Troitsk, IZMIRAN, secteur de licence de brevet ONTI.
Date de début du brevet: 09.10.1998

L'invention concerne une lampe à décharge de gaz inductifs pour l' éclairage des bâtiments publics, bâtiments industriels, des routes, des serres, des salles de sport, etc.

Le résultat technique est d'augmenter la fiabilité du système et la sécurité environnementale. L'ampoule d'électrode comprend un ballon rempli de résonateur réticulaire guide d'ondes, un magnétron, un filtre optique, un détecteur de lumière, un circuit de soustraction, un générateur de tension de référence, un amplificateur, une source de tension d'anode régulée magnétron (courant) et le moteur pour faire tourner la lampe. Lorsque la lampe dépourvue d'électrode de la tension de réseau est appliquée à toutes les unités de lampe, de sorte que le spectre de la lumière de la lampe réalisée l'excitation dans la région bleue du spectre. Le spectre d'émission de la lampe sans électrode de température décalée vers le rouge. Si la tension sur le détecteur photoélectrique commence à augmenter ou diminuer par rapport au générateur de niveau de tension de référence, le circuit soustracteur délivre un signal de commande pour augmenter ou diminuer la tension d'anode du magnétron. Ainsi, les changements dans le flux lumineux de la gamme spectrale rouge et / ou infrarouge prédéterminée et il y a une stabilisation automatique du spectre de rayonnement totale dans le domaine visible de la lampe.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne une lampe sans électrode de décharge de gaz spectres de diverses substances chimiques émettant et destiné à l'éclairage des bâtiments et équipements publics, pour l' éclairage extérieur des villes, des colonies, des routes, des serres, des salles de sport, etc.

lampe connue à haute fréquence de décharge de gaz (1) qui se compose d'une ampoule réalisée dans un matériau optiquement transparent et rempli d'un mélange de gaz de sélénium et du xénon, le contenu spécifique du sélénium dans le flacon est de 0,14-0,22 mg / cm et la pression du xénon se situe dans 450-550 Pa.

Une caractéristique de la lampe de sélénium est qu'il fonctionne à faible puissance d' entrée RF (pas plus de 8 watts) pour la ligne de résonance de sélénium 203,99 nm. Dans ce cas, la lampe ne peut pas être utilisé à des fins d'éclairage.

Le plus proche , dans son essence technique est une lampe dépourvue d'électrode avec une distribution spectrale de la commande (2), qui consiste en fait des flacons de matériau optiquement transparent contenant une charge en une quantité en excès par rapport à la pression de vapeur saturante de la charge dans la température de fonctionnement de la lampe (vapeur saturée). En plus du gaz tampon comme une lampe dépourvue d'électrode d'un matériau de remplissage utilisé ayant un spectre continu de la radiation, y compris la région rouge et / ou infrarouge, visible, par exemple, le mercure, le chlorure d'étain, d'indium et l'iodure, le lithium, le sodium et le mercure. L'appareil comprend un moteur rotatif du flacon a été placé à l'intérieur de la cavité et reliée au moteur par l'intermédiaire du guide d'ondes du magnétron dont l'anode est reliée à la sortie de la tension d'anode de la source de magnétron. La lampe dépourvue d'électrode est muni d'un cylindre d'air comprimé et le moteur de réglage fonctionnement de la vanne et alimenter de l'air dans le flacon avec une charge, mais aussi circuit de comparaison (soustraction), dont une entrée est reliée à la sortie du générateur de signal de référence et l'autre entrée par l'intermédiaire d'un photodétecteur et un filtre optique reçoit le signal de sortie lampe, t. e. son rayonnement. Le circuit fonctionne sur le principe de la comparaison du signal de sortie avec un signal de référence formé, ce qui génère un générateur de fonction en fonction de la valeur souhaitée du flux dans une région donnée du spectre. Cette lampe dépourvue d'électrode a un spectre de rayonnement sur la base du spectre continu de la radiation de faible intensité en ligne. Lorsque ce signal de référence est généré sur la base du rapport d'intensité des différentes composantes du spectre de rayonnement.

Pour le spectre d'émission proche du blanc, et non pas d' une seule substance est introduite dans le ballon et multiples, pour chacun d' entre eux a sa propre dépendance de la pression de vapeur de la température. A cet égard, la posologie à utiliser est de différentes substances, dont l'une, par exemple, un composé de lithium qui influe sur la ligne rouge dans le spectre d'émission ne doit pas traverser complètement la vaporisation au sein de la température de fonctionnement (qui est introduit en excès par rapport la pression de vapeur saturée de la substance à la température de fonctionnement), tandis que d'autres doivent être prises en ce qui concerne l'absence de pression de vapeur. Dans ce cas, il est possible en changeant la température de l'ampoule en soufflant avec de l'air pour modifier l'intensité de la ligne rouge et, par conséquent, l'équilibre du rayonnement de la lampe spectrale.

Dans le cas où le signal de référence est différente de la sortie du signal du photodétecteur, qui dépend de l'intensité de la raie d'émission rouge, la sortie du circuit de comparaison est utilisée pour commander la quantité d'air de refroidissement qui est fourni à la lampe en augmentant ou en diminuant la quantité jusqu'à ce que le signal de référence devient égal ou presque égal au signal de sortie.

La présence de pièces mobiles dans le système de refroidissement de la lampe pour réguler le débit d'air conduit à une diminution de la fiabilité du système et l'instabilité du flux lumineux, ce qui à son tour conduit à une surchauffe ou un refroidissement excessif de la lampe. En outre, la présence de trous d'alimentation en air de refroidissement à la charge résonante ballon augmente le flux d'énergie à micro - ondes rayonnées dans l'environnement, en un poids qui en cours d' utilisation est un moyen d' éclairage pour l' environnement. Recyclage épuise son mandat de lampes contenant du mercure et d'autres éléments dangereux, et un problème pour la société.

Le problème technique résolu - stabilisation du spectre d'émission d'une lampe sans électrode, et par conséquent, augmenter la fiabilité du système et la sécurité de l' environnement à l'exclusion maximum de pièces en mouvement.

Pour réaliser cette tâche est exécutée dans le dispositif proposé le déplacement maximal du spectre d'émission d'une lampe dépourvue d'électrode dans la direction de la lumière rouge et / ou de la région infrarouge en modifiant la tension d'anode du magnétron (ou courant) conduit à un changement dans les lampes de puissance dépourvues d'électrodes d'entraînement et par conséquent de modifier la température de l' ampoule.

Techniquement, la tâche est résolu comme suit. Le dispositif proposé comprend une ampoule remplie d'une charge d'un matériau optiquement transparent. Le matériau de remplissage peut être utilisé ayant un spectre d'émission en continu dans le spectre visible, y compris la région rouge et / ou infrarouge (par exemple, le sélénium, le soufre, le tellure) en combinaison avec un gaz tampon (de l'argon, le xénon, etc.). La quantité de charge est choisie de telle sorte que la température de fonctionnement de la lampe était complète sa vaporisation (vapeur saturée). Si le matériau n'a pas été complètement évaporer à la température de fonctionnement, la déformation du spectre d'émission se produit en raison de la filtration de la lumière émise à travers un film de solvant liquide, par exemple, le rayonnement jaune apparaît lors de l'utilisation du soufre comme agent de remplissage. La lampe à ampoule est placée dans un résonateur à mailles cylindrique, qui est reliée à travers la fente due au guide d'ondes, qui a introduit l'énergie micro-ondes à partir du magnétron. L'anode de la source de magnétron reliée à la sortie de la tension d'anode régulée (ou courant). Un rayonnement de la lampe sans électrode qui est passée à travers un filtre optique qui transmet la lumière dans le rouge et / ou infrarouge, est amenée à un photodétecteur dont la sortie est reliée à une entrée du soustracteur. L'autre entrée du circuit soustracteur connecté au générateur de la tension de référence (ou le courant) de sortie du soustracteur - entrée d'un amplificateur dont la sortie est reliée à la tension régulée à l'anode de la source d'entrée (ou courant) magnétron et la puissance de sortie contrôlée de tension anodique magnétron (courant) connecté à l'anode magnétron. ampoule de la lampe à travers une grille reliée mécaniquement à l'axe du moteur, qui produit la rotation du flacon. Le composant électrique maillé cavité micro-onde du champ électromagnétique décharge excitée ampoule de la lampe, est polarisée. Cela conduit à une distribution inégale de la température sur la surface de l'enveloppe de lampe, i.e. à une surchauffe locale. la température du bulbe lisse sur la surface est assurée par sa rotation.

Introduction Le circuit électrode source de tension de lampe avec une tension réglable de l'anode (ou courant) et un filtre optique, émettant un rayonnement dans la gamme du rouge et / ou infrarouge de la solution technique proposée, au lieu d'un moteur, le fonctionnement de la vanne de commande, l'air de charge dans le flacon avec la charge dans l'art antérieur, conduit le fait qu'il est possible d'exercer un contrôle sur le flux de rayonnement intégré dans cette plage optique, et la position du pic du spectre d'émission de stabilisation de la lampe en modifiant la tension d'anode. Ainsi, il devient possible de stabiliser la sortie de lumière et sa composition spectrale, sans déterminer les rapports des composants individuels (lignes rouges, bleus et verts dans le prototype) Intensité, mais seulement pour déterminer le débit intégral des composantes rouge et / ou un rayonnement infrarouge. Cela améliore la qualité de la luminescence (réalisée en la rapprochant de la lumière du jour).

lampe Electrodeless CONTRÔLÉ distributions spectrales. Fédération de Russie Patent RU2152666

Fig. 1 est un schéma du dispositif, dans lequel 1 - l'ampoule de la lampe avec une charge 2 - réticulaire résonateur 3 - guide d' onde 4 - magnétron 5 - Filtre optique 6 - photodétecteur 7 - circuit de soustraction 8 - Générateur de tension de référence 9 - amplificateur, 10 - une source de tension d'anode réglable (courant) magnétron 11 - le moteur pour faire tourner l'ampoule.

Le dispositif fonctionne comme suit. Lorsque la tension d'alimentation est appliquée aux noeuds 6, 7, 8, 9, 10 source de tension d'anode (ou courant) magnétron et le moteur 11. Une fois que la tension sur tous les noeuds périphériques se produit magnétron d'excitation à son tour, l'excitation du spectre d'une lampe sans électrode de rayonnement il est dans la région bleue. Avec augmentation de la température, électrode spectre lampe d'émission est décalée vers le rouge. 6 photodétecteur sensible au flux lumineux qui est passé de l'ampoule de la lampe 1 avec une charge à travers le filtre optique 5, qui transmet la lumière dans le rouge et / ou infrarouge. Lorsque la tension sur le photodétecteur 6 commence à dépasser le générateur de tension de référence 8, qui correspond à l'apparition d'un spectre lampe à émission dans le rouge et / ou des composants infrarouges, le circuit de soustraction 7 délivre un signal de commande (après une amplification dans un amplificateur 9), par la diminution de la tension d'anode (courant) du magnétron 4 . Si, dans le procédé pour une raison quelconque (par exemple, changement de tension) fixée par le photodétecteur 6, le flux lumineux dans le rouge et / ou la région infrarouge diminue, le circuit de soustraction 7 délivre un signal de commande pour augmenter la tension d'anode (courant) du magnétron 4. en changeant le flux lumineux dans un domaine spectral rouge et / ou infrarouge donnée et se stabilise automatiquement la totalité du rayonnement dans la plage visible de la lampe, à savoir surveiller la distribution spectrale des lampes de rayonnement optique en contrôlant la lumière rouge et / ou infrarouge.

Les auteurs ont créé des échantillons expérimentaux de l'appareil. Le flacon de 17 cc faite d'un matériau optiquement transparent - quartz. La charge utilisée dans le soufre avec le gaz tampon - argon. Ampoule filet rempli est placé dans la cavité d'un matériau résistant au métal. Dans un échantillon d'un filtre optique tel que X 1. Le photodétecteur utilisé comme une photodiode au silicium. La variante de l'installation d'un autre photodétecteur ayant une sensibilité spectrale maximale dans la région du proche infrarouge. Il convient de noter que le dispositif proposé peut être utilisé avec une sensibilité sélective de photodétecteurs dans le rouge ou l'infrarouge du filtre optique au lieu du photodétecteur et relativement large bande spectrale. Le générateur de tension de référence lorsque le dispositif est commuté de type Zener D818E. le niveau de tension de référence est déterminée expérimentalement pour une lampe donnée par l'apparition du rouge dans le spectre d'émission et / ou des composants fournissant des infrarouges émission de lumière blanche. Conduire et en soustrayant l'amplificateur sont fabriqués selon des schémas traditionnels basés sur des amplificateurs opérationnels. Une source de micro - ondes d' oscillation utilisé type magnétron M-155 et le guide d' ondes de transfert fournissant de l' énergie à partir du magnétron au résonateur à mailles à une fréquence de 2,45 GHz. La source régulée tension d'anode du magnétron, en général, peut être faite sur la base du transformateur élévateur de tension ayant un circuit de commande de thyristors dans le circuit primaire du transformateur, un coup de seuil qui varie en fonction de la tension à la sortie du soustracteur, ou sur la base du convertisseur de tension d'impulsion avec une modulation de largeur d'impulsion dans lequel la largeur d'impulsion dépend de la tension à la sortie du soustracteur. On teste la fonctionnalité du dispositif avec les deux modes de réalisation de la source de tension contrôlée d'anode. Le moteur pour faire tourner l'ampoule - PD type - 30N1. En principe , il peut être tout autre , qui fournit la vitesse de 300 tr / min.

échantillons expérimentaux ont été mis à l'essai et ont montré les données techniques suivantes:

- Flux lumineux - 115.000 lm;

- Indice de couleur - 0,80

- L'efficacité de la lumière - 110 lm / W;

- Fréquence magnétron - 2,45 GHz;

- Tension d'alimentation - 220 V, 50 Hz;

- Consommation d'énergie - 1050 W;

- Poids - 6 kg

Les résultats des essais expérimentaux ont confirmé que la solution technique proposée contribue à la stabilisation du spectre d'émission lors du changement de la tension d'alimentation, et d'améliorer la fiabilité et en éliminant les pièces mobiles dans le système de régulation du débit d'air et de réduire le flux de rayonnement résonateur d'énergie électromagnétique à travers un maillage.

SOURCES D'INFORMATION

certificat de 1. Auteur URSS N 1282239, MKI H 01 J 65/04 1985.

2. Le brevet américain N 4.978.891, MKI H 05 B 41/24, NKI 315/117 1990.

REVENDICATIONS

La distribution spectrale de la lampe dépourvue d'électrode contrôlée contenant disposé à l'intérieur de la cavité remplie avec le flacon de remplissage à partir d'un matériau optiquement transparent couplé au moteur et à travers le guide d'ondes du magnétron dont l'anode est reliée à la source de sortie de la tension d'anode du magnétron, la source de l'entrée de tension d'anode par l'intermédiaire d'un amplificateur raccordé à la sortie du soustracteur, dont l'une des entrées est reliée à un générateur de tension de référence, et d'autre part - à la sortie de la cellule photoélectrique, une entrée optique qui reçoit la lampe dépourvue d'électrode de rayonnement à travers un filtre optique, dans ce cas, en tant que charge à l'aide d'un gaz tampon et d'une substance ayant un spectre continu de la radiation, y compris rouge visible et / ou région infrarouge, caractérisé en ce que la source de la tension d'anode du magnétron est réglable et le filtre optique transmet plage rouge et / ou infrarouge du spectre de la lampe dépourvue d'électrodes de rayonnement.

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Date de publication 03.12.2006gg