Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų charakteristikų tyrimas

Laboratorinis darbas Nr. 5

Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų charakteristikų tyrimas

Darbo tikslas:

Susipažinti su aukšto slėgio gyvsidabrinių lempų konstrukcija, veikimo principu bei pagrindinėmis charakteristikomis.

Teorinė dalis:

Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempa (1 pav.) susideda iš kvarcinio stiklo vamzdelio (1), kurio galuose yra elektrodai (2). Elektrodų galai apvyti oksido sluoksniu padengta spirale. Lempos elektrodų išvadai padaryti iš molibdeninės folgos (3), įlydytos į kvarco kojelę (4). Užsidegimui palengvinti naudo­jama metalinė juosta (5), prijungiama prie nedidelio talpio (300–400 pF) kondensatoriaus, o kondensatorius jungiamas prie vieno iš elektrodų. Mechaniniam lempos tvirtinimui šviestuve yra padaryta metaliniai lai­kikliai (6), pritvirtinti ant storos vamzdelio dalies galų. Lempos normali darbo padėtis horizontali.

1 pav. Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos bendras vaizdas ir konstrukcija.

Kvarcinio stiklo vamzdelis pripildomas argono dujų ir nedi­deliu gyvsidabrio kiekiu. Prijungus lempą prie elektros tink­lo, tarp lempos elektrodų atsiranda lankinis išlydis. Pirmo­mis 8÷15 min. nuo lankinio išlydžio atsiradimo, lempoje vyks­ta nenusistovėjęs režimas, lempa įkaista ir jos viduje padi­dėja slėgis, lempos geometrinės ašies kryptimi susidaro la­bai ryškus išlydžio kanalas, kurio temperatūra siekia Šiuo laikotarpiu keičiasi elektrinės ir šviesotechninės charakteristikos lempoje. Pakartotinai įjungti užgesusią lempą galima tik po 5-10 min.

Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų spinduliuotės maksimumas yra 365 nm. Šių lem­pų darbo režimas labai priklauso nuo aplinkos temperatūros. Kaip ir visos dujinio išlydžio lempos, taip ir ši turi nei­giamą voltamperinę charakteristiką, todėl, jas jungiant į elektros tinklą, būtina naudoti balastinius rezistorius, išlydžio srovei apriboti.

Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos jungimo į elektros tinklą schema pa­teikta 2 paveiksle. Elektrinėje schemoje jungiklis ir kondensatorius C₁ reikalingi įtampos impulsui su­daryti norint uždegti lempą. Kondensatorius C2, prijungtas prie vieno iš elektrodų įsikrauna ir perduoda krūvį metalinei plokštelei, kuri palengvina lempos užsidegimą. Staigus tinklo sumažėjimas (10% ) gali užgesinti lempą. Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų spinduliuotės spektras linijinis ir, degant lempai, keičiasi.

2 pav. Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos jungimo schema

Užduotis:

Išsiaiškinti didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų konstrukciją ir veikimo principą;

Išsiaiškinti didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų jungimo į elektros tinklą schemą ir veikimo principą;

Naudojantis 3 pav. pateikta elektrine schema, nustaty­ti didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų pagrindines elektrines, šviesotechnines, eksploatacines charakteristikas;

Išjungus jungiklį J1, autotransformatoriumi AT nustatyti 220V įtampą ir įjungti jungiklį J1, jei lem­pa neužsidegė, tai trumpam nuspauskite mygtuką J4. Uždegus lempą, nustatykite šios didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos charakteristikas: I_l(t), U_l(t), P_l(t), F(t), P_PRA+l(t) bei U_dr(t).

Bandymo rezultatus ra yti 1 lentel

6. Nustatyti didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos elektrinių ir šviesotechninių charakteristikų pokytį, kintant elektros tinklo įtampai. Tuo tikslu autotransformatoriumi nustatyti tinklo įtampą 240, 230, 220, 210 V ir t.t. iki lempa užges ir užrašyti prietaisų parodymus;

7. Pagal gautus duomenis nubrėžti šias funkcines priklausomybes: I_L(t), U_L(t), P_L(t), F_L(t), E(t), P_PRA+l(t), U_dr(t) ir U_l(I).

Kontroliniai klausimai:

1. Išvardinkite pagrindinius konstruktyvinius didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos mazgus ir detales bei paaiškinkite jos veikimo principą;

2. Nubraižykite didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos jungimo į elektros tinklą principinę schemą;

3. Kam reikalinga metalinė juosta, laisvai dedama ant didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos korpuso ir per kondensatorių jungiama su vienu iš lempos elektrodų?;

4. Paaiškinkite, kam reikalingas kondensatorius C2 ir koks šio kondensatoriaus talpis?;

5. Kuria kryptimi ir kodėl kinta didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų varža, jai įsi­degant?;

6. Kodėl įkaitusią lempą sunku uždegti ir reikia laukti tam tikrą laiko tarpą?;

7. Kodėl didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos spektras linijinis?;

8. Kaip kinta didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų spindulinis srautas, eksploatuojant lempas?;

9. Ar turi įtakos didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempų charakteristikoms aplinkos tem­peratūra?;

10. Ar gali didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempa būti jungiama į nuolatinės srovės elektros tinklą? Paaiškinkite jungimo schemą.

3 pav. Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos elektrinių, šviesotechninių ir eksploatacinių charakteristikų tyrimo elektrinė schema

1 lentelė. Didelio slėgio ultravioletinių spindulių lempos bandymo ir skaičiavimo rezultatai