Как устроена ртутная лампа. Лампа дрл и ее особенности. Лампы ДРЛ подробная расшифровка

Лампы ДРЛ в последнее время набрали серьезную популярность за счет отличной светоотдачи и энергосберегающих свойств. Однако чаще всего лампы такого типа используются во время освещения технических и производственных помещений, ведь никакого смысла применять их в быту нет. Для домашнего использования существуют более безопасные и дешевые светодиодные лампы, которые мы и рекомендуем использовать. А в этой статье поговорим про технические характеристики ртутных ламп ДРЛ и поговорим о них подробнее.

При изучении фотоиндуцированных явлений часто используется свет короткодуговых ламп. Относительное спектральное распределение энергии лампы зависит от давления, при котором работает лампа. Еще одним распространенным типом разрядной лампы является лампа с редким газом. Чтобы отделить конкретную длину волны, можно использовать монохроматор или различные фильтры, такие как полосовые, длиннопроходные, цветные стекла и интерференционные фильтры.

Другим очень распространенным источником, используемым для исследования фотоиндуцированных явлений, является лазерный свет, поскольку он является монохроматическим с высокой интенсивностью и длинной длиной когерентности. Линзы могут легко фокусировать лазерный луч и импульсы настолько короткими, насколько возможны фемтосекунды. Однако, используя генерацию второй или более высокой гармоники, можно получить широкий спектр различных энергий фотонов.

Лампы ДРЛ подробная расшифровка

На самом деле расшифровываются лампы ДРЛ довольно просто:

  1. Д – означает, что осветительные приборы дуговые.
  2. Р – ртуть. Поэтому такие лампы использовать во время домашнего использования не рекомендуется. Ведь если они случайно разобьются, то вред для здоровья всех людей может быть слишком большой.
  3. Л – люминесцентные.

Как вы могли заметить, расшифровка данных ламп довольно простая. А теперь вспомним про основные модификации ДРЛ. Сейчас самыми популярными считаются лампы следующих номиналов:

Трубчатые ксеноновые лампы

Синхротрон - еще один источник света, который часто доступен только как национальный объект и используется в различных областях науки. Синхротронный свет генерируется рядом близко расположенных пакетов электронов, которые движутся по круговой траектории диаметром несколько метров внутри специально разработанного накопительного кольца. Поскольку электроны движутся по кругу, они постоянно ускоряются силой, которая сдерживает их на своем пути. Когда заряженные частицы подвергаются ускорению при высоких скоростях, они излучают электромагнитное излучение высокой интенсивности, сфокусированное в узкий конус.

  1. 1000.

Обозначаются модификации следующим образом «ДРЛ» + «число», которое указано выше. Обратите внимание, что цифра – это мощность лампы в Ваттах, поэтому во время выбора основное внимание обращайте именно на второй показатель, он является основным.

А вот так выглядит конструкция ламп ДРЛ.

Обычные флуоресцентные микроскопы используют белый свет, создаваемый либо ртутной, либо ксеноновой дуговой лампой в качестве источника возбуждающего света, который производит широкий спектр излучения. Конфокальные микроскопы используют либо лазер, либо ртутную дуговую лампу в качестве источника света. Лазеры идеальны как источник света для конфокального микроскопа, потому что они обладают высокой яркостью, низким уровнем шума и низкой расходимостью луча и могут быть сфокусированы в очень маленьком месте.

Существует несколько различных источников лазерного излучения, из которых можно попасть в диапазон ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных длин волн света. Лазеры различаются по содержанию газов, доступным лазерным линиям, системе охлаждения, выходной мощности и срокам эксплуатации. Некоторые лазеры излучают несколько длин волн, которые могут работать как в многострочном режиме, так и в одноволновом режиме. Многие лазеры имеют ограниченное количество лазерных линий, так что не все флуоресцентные красители могут возбуждаться лазером.

Технические характеристики лампы ДРЛ

Останавливаться на каждой модификации мы не будем, так как можно просто посмотреть в таблицу, которую вы найдете ниже. Мы вспомним только основные технические характеристики, которые могут вам пригодиться:

Настраиваемые лаки для красителей также использовались с конфокальными микроскопами, чтобы обеспечить более широкий диапазон длин волн. Эта функция зависит от качества комплектов фильтров и прочности лазерных линий. Для ослабления лазерного луча использовались фильтры с нейтральной плотностью. Часто эти фильтры были вручную изменены пользователем и каждый раз требовали выравнивания. Это помогает уменьшить фоновый шум от аутофлуоресценции, прокачки или перекрестных помех от других каналов в нескольких меченых образцах.

Индивидуальное затухание лазерной линии в многоточечных образцах невозможно выполнить с помощью фильтра с нейтральной плотностью. Например, когда образец, дважды помеченный флуоресцеином и пропидием иодидом, сканируется одновременно для обоих каналов с высокой интенсивностью лазера, полученный оптический участок может показывать значительное проникновение сигнала флуоресцеина в другой канал.

  1. Цоколь Е27, поэтому лампы подходят для установки в стандартные патроны. Есть модифицированные цоколи, они отображаются одной буквой «Е».
  2. Срок службы лампы от 12 до 20 тысяч часов. Такой показатель можно назвать отличным, плюс лампы зарекомендовали себя как надежные.
  3. Светоотдача от 47 до 59 люмен/Ватт, здесь все зависит только от модификации.
  4. Излучают лампы белый цвет. Для технических помещений он является оптимальным.
  5. Цветовая температура лампы ДРЛ: 3800-4200 К.
  6. Осветительные приборы такого типа могут работать при напряжении от 95 до 200 Вольт.

Обратите внимание! Данные осветительные приборы обладают серьезным преимуществом, ведь они могут работать даже при температуре -25 и ниже. Поэтому вы можете или не отапливаемом гараже, не боясь, что они выйдут из строя.

Например, криптон-аргоновый ионный лазер имеет значительно более короткий срок службы, чем ионный лазер аргона или гелий-неоновый лазер. Хотя срок службы лазера может быть увеличен за счет запуска его при меньшей мощности при визуализации ярких образцов, пользователи должны планировать замену лазера в будущем, чтобы средства были доступны для его замены.

Эта функция уменьшает вибрации, поступающие от лазера и охлаждающего вентилятора. Лазерный свет подается на сканирующую головку с помощью волоконно-оптического кабеля. Это делает лазер более доступным, легче выравнивается и становится более мобильным, так что его можно быстро изменить или переместить между конфокальными системами. Также главу 5 для подробного обсуждения красителей и лазеров, используемых в конфокальной микроскопии. Наиболее часто используемым источником света для флуоресцентной микроскопии является ртутная или ксеноновая дуговая лампа.

Для более подробного ознакомления рекомендуем посмотреть еще другие технические характеристики, которые представлены в таблице.

Вот мы с вами и разобрали параметры и основные характеристики представленных ламп. Надеемся, что наш обзор позволит вам принять правильное решение во время выбора. Однако мы не рекомендуем использовать из дома – помните об этом, уж слишком они опасны.

Традиционные области применения ламп ДРЛ

Это интенсивные источники света, которые производят большое количество тепла, что может повредить живые образцы. Поэтому фильтр теплопоглощения следует размещать на световом пути сразу после корпуса лампы. Чтобы получить ровное освещение по всему полю зрения, необходимо выровнять дуговую лампу так, чтобы она находилась в фокусе и центрирована на задней фокальной плоскости объектива, называемой подсветкой Келера. Когда дуговая лампа находится в фокусе на задней фокальной плоскости объектива, объектив будет проецировать максимально нефокусное изображение источника света на образец.

В отличие от люминесцентных ламп, где давление паров ртути составляло доли миллиметров ртутного столба, в ртутных лампах ДРЛ используется газовый разряд в парах ртути при давлениях, намного превышающих атмосферное. Такие лампы представляют собой толстостенную кварцевую трубку (горелку) с двумя или более электродами, вмонтированную во внешнюю колбу из термостойкого стекла, стенки которой изнутри покрыты люминофором. Внутри горелки находятся дозированная капелька ртути и газ аргон; в торцы ее впаяны вольфрамовые электроды. Аргон облегчает зажигание разряда в холодной трубке, и после зажигания разряда начинается процесс испарения ртути, которая переходит в парообразное состояние. При установлении дугового разряда между рабочими электродами плотность и температура паров ртути по диаметру трубки будет неодинаковой; по оси трубки температура будет максимальной. Благодаря этому плотность тока в центре трубки максимальна, и разряд имеет вид светящегося шнура, расположенного по оси трубки.
С повышением давления паров ртути меняется характер спектра, излучаемого газовым разрядом. Чем выше давление, тем больше яркость сплошного фона. В связи с изменением спектра излучения меняется цветность света, создаваемого ртутной лампой от сине-зеленой при низких давлениях до белой при высоких давлениях. Применение ламп ДРЛ для освещения оказалось возможным в результате получения температуростойких люминофоров, при помощи которых удалось исправить цветность излучения ртутного разряда. Дело в том, что цветность излучения разряда в парах ртути, дающего интенсивный свет синеватого оттенка, делает невозможным правильное восприятие цветовых оттенков: лица людей становятся мертвенно-бледными, губы - синевато-серыми, краски окружающих предметов искажаются. Поэтому ртутные лампы без люминофора считают практически малопригодными для освещения даже в тех случаях, когда к цветопередаче не предъявляются высокие требования, например при освещении улиц. От этого недостатка удалось избавиться при помощи люминофора, который наносится на внутреннюю поверхность внешней колбы лампы ДРЛ. Колба эта имеет форму, обеспечивающую при работе лампы одинаковую температуру всей поверхности, покрытой люминофором. Люминофор хорошо поглощает невидимое ультрафиолетовое излучение, проходящее через кварцевые стенки трубки, и преобразует его в оранжево-красное видимое излучение, исправляя тем самым цветность излучения лампы. При этом видимое излучение ртутного разряда люминофор почти не поглощает.
Ртутные лампы ДРЛ выпускаются двух модификаций: двухэлектродные и четырехэлектродные.
В двухэлектродных лампах ДРЛ кварцевая горелка снабжена двумя рабочими электродами. Напряжение зажигания этих ламп во много раз превышает напряжение питающей сети. Они зажигаются при приложении к их электродам импульсного напряжения в несколько киловольт. Под действием этого импульса напряжения происходит электрический пробой между электродами, аргон облегчает дальнейшее развитие разряда. После возникновения устойчивого разряда в аргоне за счет выделяемого в разряде тепла начинается процесс испарения ртути. Напряжение зажигания снижается, и в лампе устанавливается основной заряд. Существенный недостаток этих ламп состоит в том, что напряжение их зажигания в несколько раз превышает рабочее напряжение сети. Для включения двухэлектродной лампы требуется сложный пускорегулирующий аппарат, состоящий из реактора, селенового выпрямителя, разрядника, конденсатора и резистора. Двухэлектродная лампа (рис. 1, а) представляет собой прямую кварцевую трубку (горелку),
вмонтированную в наружную стеклянную колбу из термостойкого стекла, покрытую изнутри слоем люминофора. Внутри горелки находится дозированная капля ртути и газ аргон, в торцы ее впаяны вольфрамовые электроды.

Это обеспечивает равномерное освещение образца. Чтобы просмотреть изображение дуги на задней фокальной плоскости объектива, отвинтите объектив от наконечника и поместите лист бумаги на сцену. Используйте объектив коллектора, расположенный в передней части корпуса лампы, чтобы сфокусировать изображение дуги на бумаге. У многих корпусов ламп есть зеркало позади дуги, чтобы отразить свет оптического пути, который в противном случае был бы потерян. Когда вы находитесь в удачном положении с образцом, который слишком яркий для камеры, на световом пути между корпусом лампы и наборами фильтров часто используются нейтральные фильтры плотности, которые могут использоваться для ослабления освещения.

Рис. 1. Дуговая ртутная люминесцентная лампа типа ДРЛ с исправленной цветностью.
а - двухэлектродная лампа; б - четырехэлектродная лампа; 1 - ртутная кварцевая трубка; 2 - внешняя колба; 3 - люминофор; 4 - резьбовой цоколь; 5 - рабочие электроды; 6 - зажигающие электроды; 7 - резисторы.
При подаче напряжения на лампу (рис. 2, а) конденсатор С заряжается через селеновый выпрямитель В и ограничивающий резистор R. Когда заряд достигает напряжения зажигания разрядника (180-200 В), конденсатор разряжается через разрядник РЗ на дополнительную обмотку реактора Р (обмотка зажигания), в результате чего на концах основной обмотки балластного реактора индуцируется импульс высокого напряжения, зажигающий лампу Л.
Изоляция проводов, прокладываемых между двух- электродной лампой ДРЛ и ПРА, должна быть рассчитана на напряжение не ниже 3000 В. Стремление к упрощению ПРА и увеличению надежности работы привело к созданию четырехэлектродных ламп, которые в настоящее время получили большое распространение. Эти лампы конструируются таким образом, чтобы их зажигание происходило при рабочем напряжении сети.
На рис. 1,6 изображена четырехэлектродная лампа ДРЛ, она отличается от двухэлектродной лампы тем, что имеет дополнительно два зажигающих электрода, расположенных в непосредственной близости от рабочих электродов.



Рис. 2. Схемы включения ламп типа ДРЛ.
а- схема двухэлектродной лампы; б - схема четырехэлектродной лампы с реактором: в - схема четырехэлектродной лампы с автотрансформатором; Л -лампа типа ДРЛ; Р - реактор; и<д - дополнительная обмотка реактора (обмотка зажигания); РЗ- разрядник; В - селеновый выпрямитель; R - резистор; С - конденсатор; Ат - автотрансформатор.
Зажигающие электроды через резисторы, размещенные внутри внешней колбы, присоединяются к противоположным рабочим электродам. Внутри горелки находятся дозированная капля ртути и газ аргон. Зажигающие электроды в лампе предназначены для облегчения зажигания лампы. При включении лампы между зажигающими и рабочими электродами возникает тлеющий разряд, обеспечивающий необходимую ионизацию газа. Разряд устанавливается между рабочими электродами, так как сопротивление газового промежутка меньше сопротивления включенного в цепь зажигающего электрода. Как было указано выше, зажигание четырехэлектродных ламп может производиться от сетевого напряжения. Схемы их включения в сеть просты (рис. 2, б). Последовательно с лампой включается реактор. В отдельных случаях, когда лампы приходится зажигать при особо низких температурах наружного воздуха, можно применить ПРА с автотрансформатором, обеспечивающим необходимое повышение напряжения питающей сети (рис. 2, в).

Что обычно освещают лампами ДРЛ

Свет источника ксеноновой дуговой лампы фокусируется через призму поляризатора на образец, близкий к нормальному падению. Отраженный свет, пройдя через фотоэластичный модулятор и призму анализатора, перефокусирован на входной щели монохроматора и, наконец, обнаруживается, например, с помощью фотоумножителя.

Освещение и контроль выбросов

Для широкопольных микроскопов интенсивное освещение, необходимое для эпифлуоресценции, обычно обеспечивается либо ртутными, либо ксеноновыми дуговыми лампами. Спектр освещения ксеноновой дуговой лампы относительно однородный от ультрафиолета до видимого спектра, в то время как ртутная дуговая лампа включает сильные пики на нескольких длинах волн в ультрафиолетовой и видимой длинах волн. Хотя может показаться, что однородный спектральный выход ксенона сделает его лучшим выбором, фактически некоторые из «линий ртути» хорошо соответствуют спектрам возбуждения популярных флуорофоров и часто дают лучшую чувствительность.

Характерной особенностью ламп ДРЛ является то, что после включения лампы в сеть и зажигания в ней разряда для установления стационарного режима ее работы, в зависимости от мощности лампы, требуется время от 3 до 10 мин. Этот период можно назвать периодом разжигания лампы. Стационарное состояние наступает при полном испарении ртути, после чего все электрические и световые параметры лампы не изменяются. На длительность пускового периода лампы оказывает влияние температура окружающей среды. При пониженных температурах время пускового периода растет.
Следует учесть, что после отключения лампы повторное ее зажигание не может быть осуществлено до тех пор, пока она не остынет. Это вызвано тем, что у неостывшей лампы давление паров ртути повышено и в силу этого должно быть увеличено напряжение зажигания. Вполне естественно, что время, необходимое для остывания лампы перед ее повторным зажиганием, зависит от окружающей температуры. Это время составляет в среднем от 5 до 8 мин. По этой причине лампы ДРЛ не раз- : решается использовать для аварийного освещения.
Лампы типа ДРЛ применяются в производственных помещениях высотой более 6 м, где не требуется правильного различения цветов, для освещения дорог на территориях промышленных предприятий с интенсивным движением людей и транспорта и участков, требующих повышенной освещенности, для освещения улиц, дорог и площадей.
Таблица 5. Основные характеристики ламп ДРЛ

Для исследований коэффициента возбуждения временное изменение выходного сигнала лампы приводит к изменчивости флуоресценции, что может отрицательно влиять на измерения отношения. Поскольку «мерцание» увеличивается с возрастом лампы, выходное изменение может быть сведено к минимуму благодаря частой замене лампы. Мерцание, возникающее в результате движения дуги, может быть сведено к минимуму с помощью «скремблирования» лампы через спиральный волоконно-оптический. Эти системы также обеспечивают более пространственно однородное поле освещения, чем могут быть получены только с объективами.


Тип лампы

Мощность, Вт

Напряжение на лампе, В

Световой поток, лм

Размеры, мм

Срок службы, ч

Полная длина

Четырехэлектродные (ГОСТ 16354-77)

Для конфокальной микроскопии диапазон доступных длин волн освещения был расширен за счет развития многострочных лазеров и комбинации нескольких лазеров. Высокомощные импульсные лазеры, используемые в двухфотонных системах, обычно настраиваются в широком диапазоне длин волн, но обеспечивают только одну длину волны за раз.

Каждая из этих систем должна иметь некоторые средства для точного управления продолжительностью и спектром как для освещения образца, так и для сбора изображений. Как правило, эти функции контролируются специальными периферийными устройствами, управляемыми персональными компьютерами. Высокоскоростные фильтровальные колеса и жалюзи могут быть помещены либо на траекторию возбуждения, либо на излучение, чтобы обеспечить быструю и согласованную настройку сбора изображений. У этих устройств есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они допускают раздельные и непрерывно изменяющиеся уровни затухания для каждой длины волны возбуждения.

Двухэлектродные

Примечания: 1. Цоколь у лампы ДРЛ мощностью 80 и 125 Вт- типа Ц27, у остальных - ШО.
2. Для ламп ДРЛ изготовляются ПРА для включения в сеть 220 В.
Основные электрические, световые и технические характеристики четырехэлектродных и двухэлектродных ламп, а также их размеры приведены в табл. 5.
Пускорегулирующие аппараты для включения четырехэлектродных ламп ДРЛ выпускаются двух основных типов: встроенные и независимые. Первый тип аппарата предназначен для встраивания в закрытые светильники наружного освещения и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от-25 до +35° С и относительной влажности до 95%. Второй тип аппарата снабжен защитным кожухом и устанавливается отдельно от светильника и может эксплуатироваться в производственных помещениях с нормальной средой с температурой окружающего воздуха от +5 до +35° С и относительной влажностью до 75%. Технические характеристики ПРА для двух- и четырехэлектродных ламп ДРЛ придены в табл. 6.
Таблица 6. Основные технические характеристики ПРА для ламп ДРЛ на напряжение 220 В

Правильный выбор оптических фильтров может существенно повлиять на качество данных, полученных в экспериментах по соотношению изображений. Среди соображений - длина волны, передача и ширина полосы фильтров. В любом изучении соотношения один ищет чувствительное отношение с широким динамическим откликом. В микроскопии коэффициента излучения прохождение сигнала между каналами ограничивает верхнюю и нижнюю границы отношения. Фильтры излучения с более узкой полосой пропускания могут улучшить селективность, но это может уменьшить сигнал до точки, в которой шум становится ограничивающим.


Тип аппарата

Мощность лампы, Вт

Ток лампы, А

Размеры, мм

пусковой

Двухэлектродные

1АПИ-250-ДР Л/220

Напротив, большое перекрытие при передаче через два фильтра излучения уменьшит динамический диапазон измерения отношения. В случае двойной микроскопии отношения возбуждения и излучения, в которой пары изображений собираются одновременно, некоторая дискриминация теряется, поскольку образец одновременно освещен на нескольких длинах волн. Соответственно, различение каждого флуорофора может быть усилено путем последовательного избирательного освещения на определенных длинах волн и сбора выбросов на определенных длинах волн.

В этом случае селективность фильтра является главной проблемой, несмотря на часто низкий уровень сенсибилизированных акцепторных выбросов. Как правило, эти компромиссы должны оцениваться для каждого набора экспериментов. Другим фактором, который следует учитывать при определении фильтров выбросов, является экологическая чувствительность флюидов, подлежащих визуализации. Как обсуждалось ранее, посторонние факторы, такие как локальная концентрация белка и локальная гидрофобность, могут смещать положение спектров излучения.

1АПИ-500-ДРЛ/220

1АПИ-750-ДРЛ/220

1АПИ-1000-ДР Л/220

Четырехэлектродные лампы

ДБИ-80/125-ДР Л/220- В

ДБИ-250-2ДРЛ/220-В

1ДБИ-400-ДРЛ/220-В

1ДБИ-250-ДРЛ/220-Н

1ДБИ-400-ДРЛ/220-Н

1ДБИ-400-ДРЛ/220-Н

1ДБИ-700-ДРЛ/220-Н

1Д БИ-1 000-ДРЛ/220-Н

Примечания: 1. Обозначения: В - встроенный, для установки в светильнике (температура окружающего воздуха от -25 до +35 °С и относительная влажность 95%); Н - независимый, для установки отдельно от светильника (температура окружающего воздуха от +5 до +35 °С, относительная влажность 75%).
2. Средний коэффициент мощности ПРА для всех ламп 0,5-0,45.