РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК КСЕНОНОВЫХ ЛАМП

CALCULATION AND ANALYSIS OF THE CHARACTERISTICS OF XENON LAMPS

Yuliya Zorina

student, Department of electrical and electronics engineering, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Более широкое рас­пространение за последние время получают газоразрядные лампы высокого (ВД) и сверхвысокого (СВД) дав­ления, в которых применяются тя­желые газы, один из вариантов таких газов — это ксенон. Использование ксенона вносит значительные изменения в характеристики ламп ВД и СВД.

ABSTRACT

Gas—discharge lamps of high (VD) and ultrahigh (SVD) pressure, in which heavy gases are used, have become more widespread in recent years, one of the variants of such gases is xenon. The use of xenon makes significant changes in the characteristics of VD and SVD lamps.

Ключевые слова: ксенон; фотоосветительные лампы; источник света.

Keywords: xenon; photo-illuminating lamps; light source.

Время разгорания в ксеноновых лампах практически отсутствует, т.к. плотность газа в лампах не имеет зависимости от температуры колбы. По этой причине сразу после зажигания в лампе разряда она начинает функционировать в но­минальном режиме. С точки зрения эксплуа­тации это удобно. Разряд в ксеноне обладает благоприятными спектральными характеристиками излучения, близкие к спектру излучения Солнца. Ксеноновые лампы обладают относительно низким рабочим на­пряжением при горении, однако для повышения яркости разряда и увеличения их световой отдачи необходимо увеличить ток лампы. По этой причине световая отдача в зависимости от мощности лампы в среднем колеблется от 20 до 50 лм/вт. Период функционирования, гарантируемый производителями, находится в диапазоне от 200 до 1000 ч [1, с. 71].

Рассмотрим ключевые светотехнические характеристики излучения ксенона. Рассматриваемые ксеноновые лампы, газоразрядная лампа, которая выполняет функцию генерации мощных, некогерентных краткосрочных импульсов видимого излучения, цветовая температура схожа со спектром излучения Солнца. Лампа имеет вид запаянной трубки (прямой или согнутой), выполненной из кварцевого стекла. Ксеноновые лампы работают в импульсном режиме и обладают специфическими светотехническими характеристиками. Для зажигания импульсной лампы необходимо помнить об рабочем напряжении, энергии вспышки, напряжении самопробоя, интервале между вспышками и факторе нагрузки. Энергия вспышки определяется по формуле: 

                                                 (1)

где C{\displaystyle C} — электроёмкость конденсатора;

      U{\displaystyle U} — электрическое напряжение на конденсаторе до разряда;

      U_г - напряжение на конденсаторе после разряда [2, с. 564].

Энергетическая способность фотоосветительных ламп определяется коэффициентом нагрузки:

                                                      (2)

где С — емкость разрядного конденсатора, мкФ;

      U — рабочее напряжение, кВ.

При эксплуатации лампы превышать значение этого коэффициента не рекомендуется, так как лампа выйдет из строя до истечения гарантированного числа вспышек. При известных величинах коэффициента нагрузки Н и напряжения, при котором должна работать лампа, рассчитывается наибольшая допустимая энергия одиночной вспышки. Полагая, что сила света I импульсной лампы пропорциональна силе тока i в цепи фотоприемника, можно оценить важные светотехнические параметры импульсной лампы: длительность импульса τ; пиковую силу I_п света; энергию вспышки W; энергию светового импульса [3, с. 128].

Исследовалась фотоосветительная ксеноновая лампа средней мощности. Длительность импульса, определяемый на уровне 35% от максимума, примерно равен 10 мс. Пиковая сила света I равна 6 Ккд. Энергию светового импульса можно оценить по протекающему заряду через фотоприемник.

Рисунок 1. Световой импульс ксеноновой лампы

Список литературы:

1. Ильин Р.С., Федотов Г.И., Федин Л.А. Лабораторные оптические приборы. авт., изд. «Машиностроение». ­­— 1966 г. — 448 с.
2. Нормативно-технические документы. Правила устройства электроустановок. Седьмое и шестое издание / Минэнерго России. — Москва: Деан, 2017. — 1168 с.
3. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. — Москва: Знак, 2006. — 972 с.