Для освещения улиц, цехов промышленных компаний и других объектов, не требующих высочайшего свойства цветопередачи, используются ртутные лампы высочайшего давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная).
Устройство: Лампа ДРЛ (рис. 1) состоит из стеклянного баллона 1, снабженного резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. 4 электродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и присоединенные к катоду обратной полярности через дополнительный угольный резистор 6. Дополнительные электроды, упрощают зажигание лампы и делают ее работу более размеренной.
Разрядные лампы высокого давления
В той степени, в которой такие спектральные сдвиги происходят в клетках, они могут изменять относительные количества флуоресценции, собранные в каждой полосе излучения в обычной системе микроскопии коэффициента излучения, и могут потенциально смешивать рациометрические исследования.
Одним из способов избежать этой проблемы является использование барьерных фильтров, которые охватывают диапазон спектров излучения таких зондов. Недавно были разработаны системы, в которых используются призмы или оптические решетки для различения различных цветов флуоресценции. Поскольку пропускная способность каждого канала собранной флуоресценции регулируется, пользователи могут оптимизировать цветоделение в соответствии с потребностями конкретного эксперимента. Таким образом, эти системы обеспечивают гораздо большую гибкость, чем обычные конструкции на основе барьерного фильтра.
А сейчас поподробней:
1. Цоколь представляет собой ординарную конструкцию, которая позволяет принимать электроэнергию от электронной сети за счёт контактирования токоведущих частей лампы ДРЛ (одна из которых резьбовая, а 2-ая - точечная) с электронными контактами патрона осветительного прибора. В итоге чего осуществляется передача электроэнергии на электроды горелки.
Если скорость не имеет значения, может использоваться обычная ртутная или ксеноновая дуговая лампа. Меркурийные лампы имеют удобную эмиссионную линию при 366 нм. Лампы большей мощности только генерируют большие дуги, с большей энергией в более крупном пятне такой же интенсивности.
При дополнительной фокусировке фотолиз может быть достигнут в одну десятую времени или даже меньше. Для быстрых событий требуется использование лазерной или ксеноновой дуговой лампы. Рефлектор может быть спроектирован так, чтобы захватывать больше света, но отражатели имеют большие физические искажения, чем хорошо сделанные линзы. На практике отражатель генерирует большее пятно с более полной энергией, но несколько меньше интенсивности, чем рефракционные методы. Это не относится к преломляющим линзам.
2. Горелка (кварцевая) - это, пожалуй, основная многофункциональная часть ДРЛ лампы. Горелка представляет собой кварцевую пробирку, у которой по сторонам имеются по два электрода. Два из их главных и два – дополнительные. Внутреннее место кварцевой горелки заполнено газом «аргона» и ртутью (малая капелька ртути).
3. Пробирка (стеклянная) - является наружной частью ДРЛ лампы. В неё помещена сама кварцевая горелка лампы, к которой подходят электронные проводники, идущие от контактного цоколя. Из стеклянной пробирки откачивается весь воздух, после этого закачивается азот. Ещё в стеклянной пробирке размещаются два ограничивающих сопротивления (стоящие в цепи дополнительных электродов). Пробирка лампы ДРЛ с внутренней стороны имеет люминофор.
Эта скорость может быть уменьшена путем наложения фильтров нейтральной плотности или уменьшения энергии разряда, но связь между электрической и световой энергией не является линейной и должна измеряться с помощью фотометра. Флэш-лампы можно активировать только после перезарядки их накопительных конденсаторов, установив минимальный интервал между последовательными максимальными вспышками на несколько секунд или более. Разряд вызывает электрические артефакты, которые могут сжигать полупроводники и операционные усилители, а также сбросить или очистить цифровую память в другом ближайшем оборудовании.
Одни из первых ламп ДРЛ имели в собственной конструкции только два электрода. Это усугубляло условия для совершения поджога лампы и добивалось дополнительное устройство запуска (импульсный высоковольтный пробой промежутка горелки). Такая разновидность ламп ДРЛ был снят с производства и заменён на 4-х электродный вариант. Нуждается исключительно в дросселе
Тщательное электростатическое экранирование, обматывающие индукторы с парамагнитным металлом, изоляция источника питания и использование изоляционных схем в пусковых импульсных соединениях с другим оборудованием предотвращают большинство проблем, которые также уменьшаются в импульсных ртутных лампах. Разряд генерирует механический удар в катушке, используемой для формирования импульса тока через лампу; этот удар может вывести электроды из клеток или иным образом повредить образец. Проблема в механической изоляции оскорбительной катушки.
Принцип деяния:
Горелка (РТ) лампы делается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла либо специальной керамики), и заполняется строго дозированными порциями инертных газов. Не считая того, в горелку вводится железная ртуть, которая в прохладной лампе имеет вид малогабаритного шарика, либо оседает в виде налёта на стенах пробирки и (либо) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электронного разряда.
Выпуск лампы также создает импульс давления воздуха, который может вызывать артефакты движения на электродах, которые, как можно видеть, осциллируют в течение секунды, когда видеозапись во время вспышки. Это движение может серьезно повредить клетки, особенно те, которые пронизаны несколькими электродами. Маленькие клетки, запечатанные до конца патч-пипетки, часто лучше подходят против такого плохого обращения. Конечным источником артефакта являются хрупкие серебряные гранулы и проволоки, часто используемые в электрофизиологической записи.
Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, смотрится последующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения меж близко расположенными главным и зажигающим электродом появляется тлеющий разряд, чему содействует маленькое расстояние меж ними, которое значительно меньше расстояния меж основными электродами, как следует, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Появление в полости РТ довольно огромного числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) содействует пробою промежутка меж основными электродами и зажиганию меж ними тлеющего разряда, который фактически одномоментно перебегает в дуговой.
Эти компоненты должны быть экранированы от источника света, или они будут генерировать большие фотохимические сигналы. Простое нацеливание и фокусировка светового луча непосредственно на препарат проще всего. Если необходимо изолировать лампу от препарата, световой пучок может быть передан волоконно-оптическим или жидкостным световодом с некоторой потерей интенсивности. Если микроскоп уже используется, луч фотолиза может быть направлен через порт эпифлуоресценции микроскопа. Сама лампа или световод могут быть установлены на этом порту.
Стабилизация электронных и световых характеристик лампы наступает через 10 - 15 минут после включения. В течение сих пор ток лампы значительно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Длительность пускового режима очень находится в зависимости от температуры среды - чем холоднее, тем подольше будет разгораться лампа.
Что такое лампа ДРЛ
Однако по мере усложнения оптического устройства интенсивность фотолиза неизбежно уменьшается. Новейшей разработкой в источниках света является высокоинтенсивный светодиод. Часто важно ограничить фотолиз одной областью клетки. С эпи-подсветкой это может быть сделано с помощью диафрагмы остановки поля или путем передачи пучка фотолиза через конический волоконно-оптический фильтр на поверхность ячейки. Лазеры обеспечивают альтернативный источник света с преимуществами когерентного коллимированного пучка, который гораздо легче фокусируется на очень маленьком месте.
Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого либо фиолетового цвета, также, массивное уф-излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стене наружной пробирки лампы. Красное свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт броский свет, близкий к белоснежному.
Также были разработаны недорогие азотные лазеры, обеспечивающие более низкие энергии импульсов в импульсах 5 нс при 337 нм и с соответствующей фокусировкой. На сегодняшний день лазеры нашли свое широкое применение в исследованиях сокращения мышц. Такое поведение ограничивает фотолиз примерно до 1 мкм 3 в трех измерениях, но для большинства соединений скорость фотолиза настолько медленна из-за их крайне ограниченных двухфотонных сечений, что требуется несколько минут воздействия с имеющимся в настоящее время оборудованием.
Азид-1 может быть полностью фотолизирован в двухфотонном фокальном объеме с импульсной последовательностью 10 мкс с средней мощностью 7 мВт с временем удерживания выделенного Са 2 в этом объеме около 150 мкс. Контрольные эксперименты по воздействию света на незагруженные клетки и на исследуемый нормальный физиологический ответ можно использовать для выяснения отсутствия фотоэффектов.
Изменение напряжения питающей сети в огромную либо наименьшую сторону вызывает соответственное изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 - 15 % допустимо и сопровождается конфигурацией светового потока лампы на 25 - 30 %. При уменьшении напряжения питания наименее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а пылающая - погаснуть.
Если временное разрешение не имеет значения, может использоваться обычная ртутная или ксеноновая дуговая лампа. Оба вспышки разряжают электрическую энергию до 200 Дж на лампе, обеспечивая импульс продолжительностью ~ 1 мс с энергией до 300 мДж в диапазоне от 330 до 380 нм. Вспышки могут быть активированы только после перезарядки их конденсаторов, установив минимальный интервал между последовательными вспышками с интервалом 10 секунд и более. Флэш-лампы склонны к созданию нескольких артефактов. Тщательное электростатическое экранирование, обматывающие индукторы с парамагнитным металлом, изоляция источника питания и использование изоляционных схем в пусковых импульсных соединениях с другим оборудованием предотвращают большинство проблем.
При горении лампа очень греется. Это просит использования в световых устройствах с дуговыми ртутными лампами теплостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Так как давление в горелке жаркой лампы значительно растет, возрастает и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания жаркой лампы. Потому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является значимым недочетом дуговых ртутных ламп высочайшего давления, так как даже очень краткосрочный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется долгая пауза на остывание.
Световой импульс также генерирует артефакт движения на электродах, который, как можно видеть, сильно колеблется в течение секунды, когда видеозапись во время вспышки. При правильном выборе целей и прямой связи лампы с отверстием микроскопа могут быть достигнуты интенсивности света, подобные тем, которые были получены путем простого фокусирования стационарной лампы или фонари. Лазеры обеспечивают альтернативный источник света, с преимуществами когерентного коллимированного пучка, который легко фокусируется на очень маленьком месте.
Были разработаны новые и недорогие азотные лазеры, обеспечивающие более низкие энергии импульса в импульсах 3 нсек при 337 нм и с соответствующей фокусировкой могут быть полезными. Адаптация лазерного фотолиза является методом двухфотонного поглощения. Такое поведение ограничивает фотолиз в трех измерениях, но скорость фотолиза настолько мала, что требуется несколько минут воздействия с имеющимся в настоящее время оборудованием. Этот метод является дорогостоящим и специализированным и все еще находится в разработке, но может иметь практическое применение после дальнейшей доработки.
Общие сведения: Лампы ДРЛ имеют высшую светоотдачу. Они устойчивы к атмосферным воздействиям, зажигание их не находится в зависимости от температуры среды.
Лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт.
Средний срок службы 10000 часов.
Меньшая из этих дуг может быть эффективно охлаждена воздухом, но для большего удобства требуется водяное охлаждение. Даже меньшие источники могут использоваться в приборах с низкой спецификацией или для конкретных задач, таких как хроматографические детекторы, в которых не генерируются высококачественные спектры.
В экстремальных приборах могут использоваться источники синхротронного излучения, которые дают очень высокие интенсивности и очень короткие длины волн. В этих условиях следует проявлять осторожность из-за возможной фотодеградации и локального нагрева образцов.
Важным недочетом ламп ДРТ является насыщенное образование озона в процессе их горения. Если для антибактериальных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона поблизости светового прибора может значительно превосходить допустимую по санитарным нормам. Потому помещения, в каких употребляются лампы ДРТ, обязаны иметь подобающую вентиляцию, обеспечивающую удаление излишка озона.
Меньшие источники этих дуг могут быть эффективно охлаждены воздухом, но для более крупных источников требуется водяное охлаждение для безопасной работы. Даже меньшие источники могут использоваться в приборах с низкой спецификацией или для конкретных задач, таких как детекторы хроматографии, где не генерируются высококачественные спектры.
Лампы ДРЛ подробная расшифровка
В этих обстоятельствах следует проявлять осторожность из-за потенциального фотодеградации и локального нагрева образцов. Однако экспериментаторы должны обратить внимание на спектральные пики используемой дуговой лампы, поскольку различные дуговые лампы имеют различные спектральные профили, причем ксеноновая дуговая лампа дает наиболее однородный спектральный выход по спектру видимого света. Кроме того, гальванометрическая опалубка доступна для более быстрой скорости, но при более высокой стоимости.
00Др-основная обмотка дросселя, Д0Др-дополнительная обмотка дросселя, С3-помехоподавляющий конденсатор, СВ-селеновый выпрямитель, R -зарядный резистор, Л-двухэлектродная лампа ДРЛ, Р-разрядник
Включение: Включение ламп в сеть осуществляется при помощи ПРА (пуско-регулирующей аппаратуры). В обыденных критериях поочередно с лампой врубается дроссель (схема 2), при очень низких температурах (ниже?25°C) в схему вводится автотрансформатор (схема 3).
Для управления интенсивностью светового потока можно использовать фильтры с нейтральной плотностью, и непрерывное регулирование интенсивности может быть достигнуто с помощью колеса с нейтральной плотностью. Образное и быстрое освещение образца дуговой лампой под микроскопом может быть достигнуто путем вставки цифрового зеркального устройства в оптическую плоскость, которая сопряжена с плоскостью образца. Ограничением дуговой лампы является большой размер корпуса и неэффективная световая связь в субмиллиметровое гибкое волокно, необходимое для поведенческих экспериментов у свободно движущегося грызуна.
При включении ламп ДРЛ наблюдается большой пусковой ток (до 2,5·Iном). Процесс разгорания лампы продолжается до 7 минут и поболее, повторное включение лампы может быть только после ее остывания (10-15 минут).
Технические данные лампы ДРЛ 250Мощность, W…250
Ток лампы, A…4,5
Тип цоколя…E40
Световой поток, Lm…13000
Светоотдача, Lm/W…52
Ртутные и ксеноновые дуговые лампы широко используются в качестве источников освещения для большого числа исследований в широкополосной флуоресцентной микроскопии. Посетители могут получить практическое выравнивание и фокусировку дуговой лампы в Меркурии или ксеноновой горелке с помощью этого интерактивного учебника, который имитирует настройку лампы в флуоресцентном микроскопе.
Каждый раз, когда учебник инициализируется, ползунки регулировки дуговой лампы возвращаются в случайное положение, при этом изображение дуги проецируется на пластину ступени в некотором состоянии, которое отклоняется от оптимальной настройки. Чтобы управлять учебным пособием, сначала выберите тип лампы с помощью переключателей в нижней части окна учебника. Затем отрегулируйте ползунок фокуса объектива коллектора до тех пор, пока в окне не появится одно или два изображения в форме лука. Используйте ползунок положения зеркал фонаря лампы, чтобы интенсивность двух изображений дуги была приблизительно одинаковой.
Цветовая температура, К…3800
Срок горения, ч…10000
Индекс цветопередачи, Ra…42
ДРВ, ДРВЭД :
На базе ламп ДРЛ разработаны и выпускаются металлогалоидные лампы, в которые вводят разные йодиды металлов, что позволяет получить подобающую цветность видимых излучений и повысить экономичность работы лампы. Освоен выпуск ламп ДРВ, ДРВЭД со интегрированным активным балластом. Такие лампы врубаются как обыденные лампы накаливания.
) - дуговая ртутная люминофорная лампа высокого давления . Это одна из разновидностей электрических ламп, что широко используется для общего освещения объёмных территорий таких как заводские цеха, улицы, площадки и т.д. (где не предъявляется особые требования к цветопередаче ламп, но требуется от них высокой светоотдачи). Лампы ДРЛ имеют мощность 50 - 2000 Вт и изначально рассчитаны на работу в электрических сетях переменного тока с напряжением питания 220 В. (частота 50 Гц.). Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды ртутных ламп, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата (ПРА) , в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой.
Устройство
Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.
Теперь, что касается устройства лампы ДРЛ. Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) состоит из трёх основных функциональных частей:
- цоколь;
- кварцевая горелка;
- стеклянная колба.
Цоколь предназначен для приема электроэнергии из сети, по средствам соединения контактов лампы (один из которых резьбовой, а второй - точечный) с контактами патрона, после чего происходит передача переменного электричества непосредственно на электроды самой горелки ДРЛ лампы.
Кварцевая горелка является основной функциональной частью лампы ДРЛ. Она представляет собой кварцевую колбу, у которой по бокам располагаются по 2 электрода. Два из них основных и два - дополнительные. Пространство горелки заполнено инертным газом «аргона» (для изоляции теплообмена между горелкой и средой) и капелькой ртути.
Стеклянная колба - это внешнюю часть лампы. Внутри неё помещена кварцевая горелка, к которой от контактного цоколя подходят проводники. Из колбы выкачивают воздух и закачивают в ней азот. И ещё один немаловажный элемент, что находится в стеклянной колбе, это 2 ограничивающих сопротивления (подсоединенные к дополнительным электродам). Внешняя стеклянная колба с внутренней стороны покрыта люминофором.
Принцип действия
Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.
Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом.
На лампу подаётся сетевое напряжение, оно подводится к промежутку между основным и дополнительным электродом, что расположены с одной стороны кварцевой горелки и на такую же пару, расположенную на другой стороне горелки. Вторым промежутком, между которых сосредотачивается сетевое напряжение, это расстояние между основными электродами кварцевой горелки, находящихся на противоположных её сторонах.
Расстояние между основным и дополнительным электродом невелико, это позволяет при подаче напряжения легко ионизировать данный промежуток газа. Ток на данном участке обязательно ограничивается сопротивлениями, стоящие в цепи дополнительных электродов перед входом проволочных проводников в кварцевую горелку. После того как на обоих концах кварцевой горелки произошла ионизация, она постепенно перебрасывается на промежуток между основными электродами, тем самым обеспечивая дальнейшее горение лампы ДРЛ.
Максимальное горение лампы ДРЛ наступает спустя около 7 минут. Это обусловлено тем, что в холодном состоянии ртуть, находящаяся в кварцевой горелки находится в виде капельки или налёта на стенках колбы. После запуска, ртуть под воздействием температуры медленно испаряется, постепенно улучшая качество разряда между основными электродами. После того как вся ртуть перейдёт в пары (газ), лампа ДРЛ выйдет на номинальный режим работы и максимальную светоотдачу. Также ещё следует добавить, что при выключении лампы ДРЛ повторное включение невозможно, пока лампа полностью не остынет. Это является одним из недостатков ламы, поскольку появляется зависимость от качества электроснабжения.
ДРЛ лампа довольно чувствительна к температуре и поэтому в её конструкции предусмотрена внешняя стеклянная колба. Она выполняет две функции:
- во-первых , служит барьером между внешней средой и кварцевой горелкой, предотвращая остывание горелки (находящийся внутри колбы азот препятствует теплообмену);
- во-вторых , поскольку при внутреннем разряде излучается не весь видимый спектр (только ультрафиолет и зелёный цвет), то люминофор, лежащий тонким слоем на внутренней стороне стеклянной колбы, преобразует ультрафиолет в спектр красного свечения.
В результате объединения синего, зелёного и красного излучения образуется белое свечение лампы ДРЛ.
Подключение к электросети четырех электродной лампы осуществляется через дроссель.
Дроссель подбирается в соответствии с мощностью ДРЛ лампы. Роль дросселя - ограничивать ток, питающий лампу. Если включить лампу без дросселя, то она моментально сгорит, поскольку через неё пройдёт слишком большой электроток.
В схему подключения желательно добавить конденсатор
(не электролитический). Он будет влиять на реактивную мощность, а это сэкономит электроэнергию в два раза.
Дроссель ДРЛ-125 (1.15А) = конденсатор 12 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-250 (2.13А) = конденсатор 25 мкф. (не меньше 250 В.)
Дроссель ДРЛ-400 (3.25А) = конденсатор 32 мкф. (не меньше 250 В.)
Преимущества:
- высокая световая отдача (до 60 лм/Вт)
- компактность, при высокой еденичной мощности
- способность работать при отрицательной температуре
- длительный срок службы (около 15 тыс. часов)
Недостатки:
- низкая цветопередача
- пульсация светового потока
- критичность к колебаниям напряжения сети
Лампа ДРЛ содержит внутри капельки ртути, если разобьется кварцевая колба, то пары ртути развеются в помещении на 25 м.кв. Обращайтесь с лампой ДРЛ осторожно.