Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску icon

Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску




Скачати 80.09 Kb.
НазваЛабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску
Дата23.06.2012
Розмір80.09 Kb.
ТипДокументи

Лабораторна робота № 5


Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску


Мета роботи: Вивчення конструкції та принципу дії розрядних ламп високого тиску (натрієвих типу ДНаТ, метало-галогенних - МГЛ і ртутних ламп типу ДРЛ), визначення їх електричних, пускових та світлових характеристик.


1.Опис експериментальної установки


Дослідження електричних характеристик ламп типу ДНаТ, МГЛ виконують на установці, схема якої наведена на рис. 5.1, для ламп типу ДРЛ використовується схема на рис. 5.2.



Рис. 5.1 – Схема дослідження характеристик ламп типу МГЛ і ДНаТ:

Др – дросель; ІЗП – імпульсний запалюючий пристрій



Рис. 5.2 – Схема установки для дослідження характеристик ламп типу ДРЛ


Вимірювання світлових характеристик проводять у фотометричній кулі (див. рис. 1.1 лаб. роботи № 1).


2.Завдання


1. Виміряти й побудувати залежність напруги на лампі Uл, потужності лампи Рл і струму Іл від часу розгоряння tроз при Uн = 220В. Визначити час розгоряння ламп.

2. Виміряти час повторного запалювання ламп tроз повт.

3. Виміряти світловий потік ламп Фл, визначити їх світлову віддачу при різних напругах мережі, що змінюється у межах ±10% від Uном = 220 В.

4. Визначити зміну Uл, Рл, Іл при коливаннях напруги мережі у межах ±10% від Uном = 220 В.

5. Розрахувати коефіцієнти нестабільності вказаних характеристик при зміні напруги мережі (, , , , ) (див. формулу (1.3) лаб. роботи № 1).

6. Провести порівняння відповідних характеристик для ламп різних типів.


^ 3.Загальні положення


Ртутні лампи високого тиску (РВТ) мають такі переваги перед розрядними лампами низького тиску:

  • високу світлову віддачу – до 60 Лм/Вт;

  • високий строк служби (більше 10 000 год.);

  • компактну конструкцію.

Конструкція цих ламп має наступний вигляд:



Рис. 5.3 – Принципова конструкція ртутної лампи високого тиску

1-пальник;2- зовнішня колба; 3-ніжка та арматура; 4-запобіжний опір;

5-цоколь.


Усередину пальника в лампах РВТ вводять строго дозовану кількість ртуті та інертний газ (звичайно аргон) при тиску 20 - 50 мм. рт. ст. Джерелом світла є ртутний розряд, який запалюється між двома електродами в кварцевій колбі – пальнику. Звичайно РВТ конструюють так, щоб уся рідка ртуть перетворювалася у пар. У цьому випадку розряд горить в насичених парах ртуті. Тиск парів ртуті в сталому режимі складає від 0,5 до 15 ат.

Випромінювання дугового розряду, який виникає у парах ртуті в пальнику, в лампах тиску ДРЛ попадає на люмінофор на зовнішній колбі.

Інертний газ у пальнику сприяє зниженню напруження запалювання розряду і зменшує розпилення електродів.

З моменту запалювання розряду температура стінок пальника починає підвищуватися, відповідно зростае тиск ртутного пару. При цьому напруга на лампі і її потужність підвищуються, а струм лампи зменшується. Це викликає подальше підвищення температури колби, тиску ртутного пару, напруги горіння і т.д. до тих пір, поки в лампі не випариться вся ртуть. Цей час називається часом розгоряння лампи. При погасанні лампи її не можна відразу запалити через високий тиск парів ртуті.

Зовнішня колба виконує такі функції:

  • зменшує тепловідведення від пальника і тим самим підвищує його температуру та світлову віддачу;

  • забезпечує незалежність теплового режиму пальника від зовнішньої температури.

Змінюючи склад і тиск газу, який наповнює зовнішню колбу, можна регулювати температуру пальника. Звичайно колбу наповнюють сумішшю аргону і азоту: 85% Ar + 15% N2 до тиску 100 – 250 мм. рт. ст.. Робоча температура поверхні пальника складає 670 – 700 °С. Цим диктується вибір матеріалу пальника – кварцеве скло.

Електроди ламп РВТ визначають якість, роботоспроможність лампи, стабільність світлового потоку і строку служби.

Для них використовують вольфрамові активовані катоди. Як емітуюу речовину використовують торій, суміш торію і барію.

Недоліком ртутного розряду високого тиску є відсутність випромінювання в “червоній”, області спектру. Цей недолік можна усунути різними шляхами :

-за допомогою люмінофору, який випромінює в “червоній” області і тим самим підвищує “червоне відношення” лампи. Цей спосіб реалізується в лампах типу ДРЛ, в яких на внутрішню поверхню зовнішньої колби наноситься шар люмінофору;

  • за допомогою додаткового випромінювання теплового джерела світла, яке знаходиться усередині зовнішньої колби. Це так звані ртутно-розжарювальні лампи (ДРН);

  • завдяки домішкам у розрядний проміжок пальника елементів, випромінювання яких заповнює “прогалини” у випромінюванні ртуті і зокрема в червоній області спектру.

Останній спосіб реалізується в метало-галогенних лампах (типу МГЛ). Використовуючи різні домішки можна створити лампи з різними спектрами випромінювання. Так, при використанні йодидів таллію, натрію і індію створені лампи, за конструкцією і електричними характеристиками подібні лампам ДРЛ, але зі світовою віддачею 80 – 90 Лм/Вт.

Лампи МГЛ являють собою лампи РВТ в кварцевих оболонках, в які для зміни спектру випромінювання введені в незначній кількості метало- галогенні сполуки.

При роботі лампи типу МГЛ усередині пальника створюються умови для проходження галогенного циклу і випромінювання введених домішок.

Ртуть у цих лампах є слабко випромінюючим газом і виконує роль буферного газу, який сприяє розширенню ліній, які випромінюються домішками.

Пальники МГЛ виготовляють з кварцевого скла або високотемпературної світлопропускаючої кераміки, яка може працювати при більш високих температурах, ніж кварцеве скло.

Використання метало-галоїдних домішок викликає підвищення потенціалу запалювання розряду. Тому в схемах запалювання таких ламп використовується імпульсний запалюючий пристрій – ІЗП (див. рис. 5.1).

Зовнішня колба лампи МГЛ не покривається люмінофором і буває вакуумною або газовою.

Для отримання високої світлової віддачі у ламп МГЛ температура пальника має бути вищою ніж у ламп ДРЛ (750 – 770 °С). Підвищення температури пальника здійснюється завдяки зменшенню його розмірів, а також використанню зовнішньої вакуумної колби і утепленню кінців пальника нанесенням на них тонкого шару окису титану або утеплюючих металевих ковпачків.

Робочий тиск парів ртуті у цих ламп у двоє вищий ніж у ламп ДРЛ відповідної потужності і напруги.

Натрієві лампи високого тиску типу ДНаТ мають конструкцію, що мало відрізняється від наведеної на рис. 5.3. У пальник цієї лампи вводять амальгаму натрію і інертний газ (ксенон). Дуговий розряд високого тиску виникає в парах натрію, які в робочому стані мають тиск 13 кПа. Лампа працює в насичених парах натрію і ртуті, тому її характеристики залежать від температури. Ртуть виконує роль буферного газу, як і у ламп МГЛ. Інертний газ має ті ж функції, що і в лампах РВТ.

Пальник виконують з полікристалічного окису алюмінію. Цей матеріал має високу стійкість проти негативного впливу парів натрію і може працювати при температурах 1500 – 1600 °С. Світлова віддача натрійових ламп досягає 90 – 130 Лм/Вт, а строк служби - 10 – 20 тисяч год.

Зовнішня колба – вакуумна для підтримки високої температури пальника.


^ 4. Вказівки до виконання роботи


1. Для виміру часу розгоряння провести заміри Uл, Рл, Іл через кожні 10с після пробою газорозрядного проміжку лампи до досягнення стабільності вказаних параметрів. Час розгоряння tроз визначається як час між моментом пробою лампи до встановлення незмінних значень електричних характеристик ламп.

2. Час повторного запалювання визначається як час між моментом загасання лампи після її відключення від мережі і моментом її повторного запалювання при постійно поданій напрузі мережі.

3. Вимір світлового потоку виконують у фотометричній кулі (методика вимірювань викладена в лаб. роботі № 1).

4. Дослідження зміни електричних і світлових характеристик ламп проводять при коливаннях напруги мережі у межах ±10% від Uном = 220 В.

5.Коефіцієнти нестабільності електричних і світлових характеристик від напруги мережі (, , , , ) розраховують згідно з формулою (1.3) лаб. роботи № 1;

6. Результати досліджень звести в табл. 5.1.


Таблиця 5.1 – Параметри ламп високого тиску

тип лампи

tроз (сек)

tповт (сек)

Iном, А

Рл, Вт

Uл, В

Фл, Лм

Нл, Лм/Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Контрольні запитання


  1. Конструкція ламп типу ДРЛ, МГЛ, ДНаТ.

  2. Порівняти випромінюючі речовини в лампах типу ДРЛ, МГЛ, ДНаТ.

  3. Яку роль відіграє люмінофор в лампах типу ДРЛ?

  4. Яку роль відіграють метало-галогенних домішки в лампах МГЛ?

  5. Яку роль відіграє інертний газ в лампах високого тиску?

  6. Яке призначення має зовнішня колба ламп?

  7. Вимоги до матеріалу пальника в лампах ДРЛ, МГЛ, ДНаТ.

  8. Конструкція електродів ламп високого тиску і вимоги до них.

  9. Які люмінофори використовують у лампах ДРЛ?

  10. Як пояснити наявність часу розгорання в лампах ДРЛ, МГЛ, ДНаТ і час повторного розгоряння?

  11. Які процеси проходять в пальниках ламп ДРЛ, МГЛ, ДНаТ?

  12. Які переваги ламп високого тиску порівняно з лампами низького тиску?


Список література


1. Г.Н. Рохлин. Разрядные источники света. -М.: Энергоатомиздат, 1991- С.720 (С. 228 – 270, 503 – 542, 609 - 661)

2. Ртутные лампы высокого давления. Под. ред. И.М. Весельницкого и Г.Н. Рохлина.-М.: Энергия, 1971г.- С. 113 – 153, 258 – 320.

Схожі:

Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЗвіт з лабораторної роботи повинен складатися з
Джерела світла” доповнюється лабораторними роботами, мета яких – практичне вивчення світлових, електричних І експлуатаційних характеристик...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №6 Дослідження спектральних та корольових характеристик розрядних джерел світла
Мета роботи: Отримання практичних навичок вимірювання спектральних характеристик І розрахунку координат кольоровості розрядних джерел...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №3 Дослідження параметрів люмінесцентних ламп
Мета роботи: Дослідження впливу величини розрядного струму люмінесцентних ламп на їх світлову віддачу, визначення частки випромінювання...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №1 Дослідження електричних І світлотехнічних параметрів нормально- освітлювальних ламп розжарювання
Мета роботи: Вивчення конструкції та принципу дії ламп розжарювання, визначення їх електричних І світлових параметрів та впливу напруги...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №2 Дослідження параметрів галогенних ламп розжарювання
Мета роботи: Визначення електричних І світлових параметрів малогабаритної галогенної лампи розжарювання, дослідження розподілу температури...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconПідвищення ефективності роботи розрядних ламп
Робота виконана на кафедрі світлотехніки І джерел світла Харківської національної академії міського господарства Міністерства освіти...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №4 Дослідження біляелектродного падіння напруги І градієнта потенціалу в люмінесцентних лампах
Мета роботи: Отримання навиків вимірювання біляелектродного падіння потенціалу та градієнту потенціалу е І вивчення їх залежності...
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №2
Зробити висновки стосовно відповідності отриманих характеристик паспортним даним двигуна
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №2
Зробити висновки стосовно відповідності отриманих характеристик паспортним даним двигуна
Лабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску iconЛабораторна робота №3
Зробити висновки стосовно відповідності отриманих характеристик паспортним даним двигуна та можливості виконання таких пусків
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи