Ртутные лампы принадлежат к классу газоразрядных ламп. Источником оптического излучения является газовый разряд в парах ртути. Под воздействием электрического разряда пары металла в колбе лампы начинают светиться.
Упоминания о самом явлении свечения паров металла встречаются еще в работах М.В. Ломоносова. О практическом использовании этого явления для освещения инженеры задумались 140 лет тому назад. В 1879 году русский конструктор И. Репьев презентовал на выставке в Санкт-Петербурге изобретенную им лампу, использующую свечение паров ртути.
Основным металлом для газоразрядных ламп была выбрана ртуть в силу ряда факторов:
■ - ртуть относительно дешева;
■ - ртуть легко дозируется, что немаловажно при изготовлении осветительных приборов;
■ - ртутный разряд имеет такой градиент потенциала, который позволяет создать компактные лампы, работающие при стандартном напряжении электрической сети.
Энергоэффективность ламп составляет 50-60 лм/ватт. Интенсивность светового потока немного уступают другим газоразрядным источникам. Срок службы при этом составляет:
■ - порядка 18 тыс. – 20 тыс. часов (российские образцы),
■ - порядка 40 тыс. часов (лампы ведущих зарубежных производителей).
Преимущества
■ Высокая энергоэффективность. Энергоэффективность ртутных ламп составляет 50-60 лм/ватт, что 5-7 раз превышает аналогичный показатель обычной лампы накаливания.
■ Огромный срок службы. Величина срока службы (18000 часов) значительно превосходит сроки службы других ламп.
■ Компактность. Главным преимуществом ртутных ламп являются компактные размеры.
Недостатки
■ Длительное зажигание и перезажигание. Выход на нормальную яркость потока занимает от пяти до пятнадцати минут. Почти такой же срок требуется для охлаждения лампы перед повторным включением.
■ Плохая цветопередача. Предпринимались попытки улучшить цветопередачу, например, за счет использования галогенида олова в качестве дополнительного элемента, однако при этом снижается светоотдача.
■ Высокая зависимость от стабильности напряжения питающей сети. При колебании напряжения сети на 15% интенсивность светового потока лампы снижается на 25-30%. Если же напряжение упадет ниже 80% от паспортного, выключенная ртутная лампа не будет зажигаться, а горящая – погаснет.
■ Большая пульсация светового потока. Глубина пульсации светового потока в ртутных лампах может достигать 75%. Предпринимались попытки сгладить уровень пульсации за счет использования реф-лектора для перераспределения светового потока. Сверху на колбы таких ламп наносится зеркальное покрытие. В более сложных конструкциях (трехфазные ДРЛТ) ртутных ламп пульсации светового потока удалось снизить до уровня 5—15% (на пике пульсаций).
■ Экологическая опасность. Обычная лампа содержит от 20 до 150 миллиграммов ртути. Если она разобьется, получится больше десяти тысяч мельчайших шариков ртути. Этого вполне хватит для экологического заражения пространства большого производственного цеха (размерами сто на триста метров и с высотой потолков до 10 метров). Экологическая опасность ламп делает проблему утилизации очень острой, особенно с учетом того, что лампы получают все большее распространение. В мире ежегодно утилизируются миллионы отработанных ртутных источников света.
Основные виды и особенности
На современном рынке освещения можно купить ртутные лампы широчайшего диапазона мощности: от 80 W для использования в квартире или на лестничной площадке до 1,5 k W для освещения строек и промышленных объектов.
Одной из самых удобных в бытовом и промышленном использовании моделей стали ртутно-вольфрамовые лампы. Такие лампы в одной колбе совмещают разрядную трубку высокого давления и спираль накаливания. Колбы покрываются люминофорами, а вольфрамовая спираль обогащает спектр «красным» светом. Сочетание двух различных типов светимости позволяет добиться высокой интенсивности потока в приятном для глаза диапазоне. К тому же при использовании ртутно-вольфрамовых ламп становится ненужным обязательный для прочих газоразрядных источников освещения пускорегулирующий аппарат.
Ртутные лампы различаются по степени давлений наполнения:
1. Ртутные лампы низкого давления (РЛНД). Основные виды:
- общего назначения (дуговые люминесцентные /ДРЛ / и др.);
- специального назначения
3. Ртутные лампы сверхвысокого низкого давления (РЛСВД).
Области применения
Долгое время ртутные лампы использовались только в специфических сферах человеческой деятельности, таких как медицина или фотохимия. Связано это с тем, что в спектре свечения ртути преобладают голубые, фиолетовые и ультрафиолетовые волны. При этом более 40% излучения лежит в ультрафиолетовой части спектра.
Ртутные лампы первых поколений абсолютно не подходили для использования в освети-тельных приборах. Их использование в качестве мощных источников света стало возможным только после изучения явления люминесценции. Колбы ламп начали покрывать специальными веществами – люминофорами, благодаря которым удалось сместить свет ртутного разряда в видимый диапазон. Это дало возможность использовать высокоэффективные лампы для организации общего и промышленного освещения.
Ртутные лампы эффективно применяются в настоящее время в следующих областях:
■ - уличное освещение (затраты на установку и обслуживание ламп невысоки);
■ - декоративная подсветка архитектурных строений;
■ - подсветка элементов ландшафтного дизайна;
■ - фототехника (ртутные лампы, на колбе которых нет люминофоров, служат в качестве источника ультрафиолетового излучения).
