Газоразрядная лампа и устройство поддержания постоянной температуры для нее
GAS DISCHARGE LAMP AND CONSTANT TEMPERATURE MAINTENANCE DEVICE FOR IT

Настоящее изобретение, прежде всего, относится к устройству для регулируемого поддержания постоянной температуры минимум одной из частей газоразрядной лампы, например для регулируемого нагрева резервуара с амальгамой ртутной лампы низкого давления. Настоящее изобретение относится к газоразрядной лампе.
В патенте ЕР 1 609 170 В1 представлена газоразрядная ртутная лампа низкого давления, в конструкцию которой входят удлиненные стеклянные трубки и резервуар с амальгамой. Резервуар с амальгамой сообщается с внутренним пространством стеклянных трубок и прикреплен к поверхности внешней стенки рядом с зауженным концом стеклянных трубок.
Из патента WO 2006/122394 А1 известна ультрафиолетовая лампа с закрытым полым пространством, в котором находится ртутьсодержащий материал и минимум один электрод. Управляемый нагревательный блок расположен вне полости лампы, но при этом непосредственно прилегает к ней.
Патент ЕР 2 447 981 В1 описывает ламповую систему с газоразрядной ртутной лампой низкого давления, в конструкции которой предусмотрена газоразрядная колба, наполненная ртутью и инертным газом, и два электрода на конечных участках. Амальгама, температура которой находится в оптимальном диапазоне, расположена в зауженном первом конечном участке вне разрядного промежутка. Амальгама нагревается при помощи нагревательного элемента. Электронная схема генерирует ток разряда и ток накала для нагревательного элемента.
Контур управления, подключенный к температурному датчику, генерирует сигнал управления для создания тока накала.
Патент WO 2003/060950 А2 описывает ртутный амальгамный прожектор низкого давления, в котором амальгама нагревается при помощи нагревательного элемента, представляющего собой сопротивление с положительным температурным коэффициентом.
Из патента DE 10 2010 014 040 В4 известен процесс эксплуатации амальгамной лампы, при котором резервуар с амальгамой сообщается с разрядным пространством. Резервуар с амальгамой нагревается при помощи нагревательного элемента.
Патент DE 10 2009 014 942 В3 описывает амальгамную лампу регулируемой яркости, у которой разрядное пространство содержит газ-наполнитель и заключено внутри трубки из кварцевого стекла. На обоих концах трубки из кварцевого стекла имеются сужения, через каждое из которых проложен минимум один проводник к спиралеобразному электроду в разрядном пространстве. Минимум одно из сужений имеет сообщающуюся с разрядным пространством полость для запаса амальгамы, которая может нагреваться при помощи спиралеобразного электрода.
Патент DE 10 2006 023 870 В3 описывает устройство амальгамной ртутной лампы низкого давления с резервуаром амальгамы и защитной трубкой, внутри которой располагается такая лампа. В области резервуара амальгамы по всей окружности к лампе прилегает неметаллическая лента.
Из патента WO 03/045117 А1 известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы, у которого питание на контур нагрева минимум одного электрода подается через трансформатор.
Патент US 5,095,336 описывает амальгамную лампу, у которой амальгама распределена по нескольким позициям внутри лампы и нагревается при помощи нагревательных элементов, имеющих форму сегментов гильзы. Нагревательные элементы подключены к специальной схеме управления, питание на которую поступает от пускорегулирующего аппарата.
Патент DE 20 2004 021 717 U1 описывает электрическую схему для эксплуатации газоразрядной лампы с трансформатором накала для нагрева спиралей лампы. Трансформатор накала состоит из первичной обмотки и двух вторичных обмоток, последовательно подключенных к двум спиралям лампы в двух нагревательных контурах. Первичная обмотка расположена в промежуточном контуре, питание на который подается через цепь нагрузки. В режиме регулирования яркости необходимая подстройка нагревательной мощности достигается за счет изменения полного сопротивления промежуточного контура, через который ток накала подводится к обеим спиралям лампы. Питание промежуточного контура через цепь нагрузки реализовано при помощи индуктивной связи, для чего предусмотрен трансформатор связи, состоящий из первичной обмотки в цепи нагрузки и вторичной обмотки в промежуточном контуре. Промежуточный контур включает конденсатор, который может подключаться с помощью управляемого переключателя. В зависимости от того, шунтирован конденсатор или нет, меняется мощность нагрева.
Патент WO 03/060950 А2 описывает ртутный амальгамный прожектор низкого давления с резервуаром амальгамы. В нем предусмотрено средство для оказания влияния на температуру амальгамы, например электрический нагревательный элемент. Для подачи питания на электрический нагревательный элемент используется рабочее напряжение прожектора.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы, опираясь на известный уровень техники, реализовать несложный способ регулируемого поддержания постоянной температуры для газоразрядных ламп.
Указанная задача решается при помощи устройства согласно прилагаемому пункту формулы изобретения 1 и газоразрядной лампы согласно прилагаемому независимому пункту 10 формулы изобретения.
Предлагаемое устройство служит для регулируемого термостатирования минимум одной из частей газоразрядной лампы, а именно для регулируемого поддержания постоянной температуры функциональной зоны газоразрядной лампы, за счет которой она выполняет свою работу. Таким образом, работа газоразрядной лампы, т.е. излучение под действием газового разряда, зависит от температуры функциональной зоны. При этом работа газоразрядной лампы определяется также температурой функциональной зоны газоразрядной лампы.
Предлагаемое устройство содержит сердечник электрического трансформатора. Сердечник трансформатора рассчитан на подключение, как минимум, одного соединительного провода газоразрядной лампы. Как минимум один соединительный провод проводит как минимум часть тока разряда газоразрядной лампы. Соединительный провод, проходящий через сердечник трансформатора, или каждый из нескольких таких проводов, образует первичную обмотку трансформатора.
Трансформатор представляет собой источник энергии для нагрева функциональной зоны газоразрядной лампы. Таким образом, энергия, поступающая через одну или несколько первичных обмоток трансформатора, используется для нагрева функциональной зоны.
Также предлагаемое устройство дополнительно включает как минимум одну вторичную обмотку на сердечнике трансформатора. Электрическая энергия, которая поступает в трансформатор через одну или несколько первичных обмоток, может отводиться через одну или несколько вторичных обмоток.
Предлагаемое устройство дополнительно включает средство для регулирования температуры, которое служит для регулирования количества энергии нагрева в функциональной зоне. Средство для регулирования температуры содержит электрическое соединение со вторичной обмоткой, от которой на него подается электроэнергия. В самом простом случае средство для регулирования температуры соединено непосредственно со вторичной обмоткой. В альтернативном варианте средство для регулирования температуры может быть соединено со вторичной обмоткой опосредованно через блок питания.
Особое преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что для нагрева функциональной зоны газоразрядной лампы не требуется подвод дополнительной энергии, то есть не нужны дополнительные электрические провода, так как необходимая энергия берется от линии, подающей энергию для газового разряда.
В случае с первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения предлагаемое устройство содержит также температурный датчик для измерения температуры функциональной зоны. Температурный датчик служит для предпочтительно непосредственного или опосредованного измерения температуры функциональной зоны. Опосредованное измерение температуры функциональной зоны может выполняться, например, за счет подключения температурного датчика к функциональной зоне через проводник тепла. Средство для регулирования температуры представляет собой электронный терморегулятор. Температурный датчик электрически подключен к электронному терморегулятору таким образом, что последний позволяет регулировать температуру в функциональной зоне. Предпочтительно использовать такой электронный терморегулятор, который выполнен с возможностью обеспечивать поддержание измеряемой температуры на заданном постоянном уровне. Электрическое подключение температурного датчика к электронному терморегулятору может быть прямым или опосредованным. Предлагаемое устройство может быть выполнено таким образом, чтобы температурный датчик располагался непосредственно у функциональной зоны. Тем не менее предлагаемое устройство можно выполнить также таким образом, чтобы температурный датчик находился на расстоянии от функциональной зоны: при этом между температурным датчиком и функциональной зоной размещается проводник тепла таким образом, что температура на датчике близка к температуре функциональной зоны.
В случае с первой подгруппой первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения предлагаемое устройство дополнительно включает электрический нагревательный элемент для нагрева функциональной зоны, имеющий электрическое подключение к электронному терморегулятору. Таким образом появляется возможность регулировать режим электрического нагревательного элемента.
Электрический нагревательный элемент может электрически подключаться напрямую к электронному терморегулятору. Тем не менее предпочтительно опосредованное электрическое подключение электрического нагревательного элемента к электронному терморегулятору через регулятор мощности. Предпочтительно использовать в качестве электрического нагревательного элемента нагревательное сопротивление, но может использоваться также электронный компонент, тепловые потери которого будут обеспечивать нагрев.
В соответствии с настоящим изобретением предлагаемое устройство может быть выполнено таким образом, чтобы электрический нагревательный элемент располагался непосредственно у функциональной зоны. Тем не менее предлагаемое изобретение можно осуществить также таким образом, чтобы электрический нагревательный элемент находился на расстоянии от функциональной зоны; при этом между электрическим нагревательным элементом и функциональной зоной размещается проводник тепла таким образом, что как минимум часть тепла, производимого электрическим нагревательным элементом, в максимальной степени подводится к функциональной зоне.
В случае со второй подгруппой первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения сердечник трансформатора используется для нагрева функциональной зоны, для чего между сердечником трансформатора и функциональной зоной выполняется проводящее тепло соединение, а в устройство дополнительно включается электронный переключатель, который управляется через электронный терморегулятор и подключен с помощью электрического соединения ко вторичной обмотке. Электронный переключатель подключается параллельно ко вторичной обмотке. Когда электронный переключатель разомкнут и, соответственно, обладает высоким сопротивлением, подаваемый через первичную обмотку переменный ток приводит к постоянному перемагничиванию сердечника трансформатора, что вызывает соответствующие потери при перемагничивании и нагрев сердечника трансформатора и, соответственно, функциональной зоны. Когда электронный переключатель замкнут и, соответственно, обладает высоким сопротивлением, напряжение на вторичной обмотке практически отсутствует или очень мало; при этом, несмотря на то, что через первичную обмотку проходит переменный ток, происходит незначительное перемагничивание сердечника, и связанные с этим потери на перемагничивание почти не нагревают сердечник.
В соответствии с настоящим изобретением устройство может быть выполнено таким образом, чтобы сердечник трансформатора располагался непосредственно у функциональной зоны. Тем не менее предлагаемое изобретение можно осуществить также таким образом, чтобы сердечник трансформатора находился на расстоянии от функциональной зоны; при этом между сердечником трансформатора и функциональной зоной размещается проводник тепла таким образом, что как минимум часть тепла, производимого сердечником трансформатора, подводится к функциональной зоне.
В качестве электронного переключателя предпочтительно использовать один или несколько транзисторов. Несколько транзисторов подключаются предпочтительно параллельно или последовательно. Также электронный переключатель может быть реализован и при помощи других электронных компонентов, например симистора.
Предпочтительно, чтобы электронный переключатель имел только два коммутационных состояния, а именно - разомкнутое и замкнутое. В разомкнутом состоянии электронный переключатель обладает высоким сопротивлением. В замкнутом состоянии электронный переключатель практически замкнут накоротко, т.е. имеет низкое сопротивление. При других вариантах осуществления изобретения электронный переключатель может иметь также другие коммутационные состояния, например положение со средним значением сопротивления.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемое изобретение включает также блок питания, который на стороне входа соединен со вторичной обмоткой, а на стороне выхода - с электронным терморегулятором. Блок питания служит для преобразования переменного напряжения, поступающего на вторичную обмотку, в напряжение питания электронного терморегулятора. Предпочтительно, чтобы в качестве напряжения питания использовалось стабилизированное постоянное напряжение; при этом возможно также использование нестабилизированного постоянного напряжения.
В случае описанной выше первой подгруппы первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения, включающих в конструкцию нагревательный элемент, переменное напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, служит также для запитки нагревательного элемента, для чего предпочтительно использовать напряжение питания от блока питания.
В случае описанной выше второй подгруппы первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения, включающих сердечник трансформатора для нагрева функциональной зоны, предпочтительно, чтобы блок питания включал электрический аккумулятор. Электрический аккумулятор служит для снабжения электроэнергией электронного терморегулятора в то время, когда вторичная обмотка замкнута накоротко электронным переключателем (значение сопротивления низкое), так что отвод электроэнергии от вторичной обмотки невозможен.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения температурный датчик устройства подключен к электронному терморегулятору через электронный термометр. Электронный термометр служит для контроля температурного датчика и (или) обработки измеряемого сигнала от температурного датчика.
В случае второй группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения в качестве средства для регулирования температуры используется термосопротивление, имеющее проводящее тепло соединение с функциональной зоной. При этом предпочтительно, чтобы для нагрева функциональной зоны использовался сердечник трансформатора, для чего между ним и функциональной зоной должно иметься проводящее тепло соединение. Предпочтительно, чтобы термосопротивление было напрямую подключено непосредственно минимум к одной вторичной обмотке. Термосопротивление определяет омическую нагрузку минимум одной вторичной обмотки. При повышении температуры функциональной зоны электрическое сопротивление термосопротивления уменьшается таким образом, что напряжение на вторичной обмотке падает и перемагничивание сердечника трансформатора снижается, что также вызывает снижение потерь на перемагничивание и меньший нагрев сердечника трансформатора.
Как частный случай осуществления изобретения в устройство дополнительно включается электрический охлаждающий элемент с электрическим подключением к электронному терморегулятору для охлаждения функциональной зоны. Таким образом, в зависимости от необходимой температуры, функциональную зону можно как нагревать при помощи сердечника трансформатора или нагревательного элемента, так и охлаждать при помощи охлаждающего элемента. Электрический охлаждающий элемент может электрически подключаться напрямую к электронному терморегулятору. Тем не менее предпочтительным является опосредованное электрическое подключение электрического охлаждающего элемента к электронному терморегулятору через регулятор мощности. В соответствии с настоящим изобретением устройство может быть выполнено таким образом, чтобы электрический охлаждающий элемент располагался непосредственно у функциональной зоны. Тем не менее предлагаемое устройство можно выполнить также таким образом, чтобы электрический охлаждающий элемент находился на расстоянии от функциональной зоны; при этом между электрическим охлаждающим элементом и функциональной зоной размещается проводник тепла таким образом, что как минимум часть тепла, отводимого электрическим охлаждающим элементом, поступает от функциональной зоны.
В частном случае осуществления изобретения описанная функция охлаждения реализуется путем использования комбинированного нагревательного элемента, служащего как для нагрева, так и охлаждения.
В качестве комбинированного нагревательно-охлаждающего элемента предпочтительно использовать элемент Пельтье.
Предпочтительно, чтобы сердечник трансформатора был изготовлен из высокопроницаемого материала. Предпочтительно, чтобы сердечник трансформатора имел кольцеобразную форму. Предпочтительно, чтобы сердечник трансформатора был П-образным или кольцевым ленточным или представлял собой ферритовое кольцо.
Предпочтительно, чтобы сердечник трансформатора был выполнен с возможностью обеспечивать подключение только одного из соединительных проводов газоразрядной лампы, через которые подается ток разряда, если газоразрядная лампа имеет только по одному соединительному проводу на каждом из электродов. Для этого сердечник трансформатора должен иметь только одно открытое сквозное отверстие, через которое прокладывается соединительный провод для формирования первичной обмотки. В альтернативном варианте предпочтительно также, чтобы сердечник трансформатора был выполнен с возможностью обеспечивать подключение обоих соединительных проводов одного из электродов газоразрядной лампы, если газоразрядная лампа имеет по два соединительных провода на каждом из электродов. Для этого в сердечнике трансформатора должно присутствовать одно или два открытых сквозных отверстия, через которые оба соединительных провода прокладываются для формирования двух первичных обмоток.
В общем и целом, каждый из подводимых соединительных проводов, как один провод, так и несколько, образует одну первичную обмотку трансформатора.
Предпочтительно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением устройство было выполнено с возможностью включения сердечника трансформатора, через который можно подвести один или несколько соединительных проводов таким образом, что полученные первичные обмотки (одна или несколько) будут иметь точно по одному витку. В качестве альтернативного варианта предлагаемого изобретения устройство может быть выполнено с возможностью обеспечивать включение сердечника трансформатора, через который можно подвести один или несколько соединительных проводов, несколько раз обернув их вокруг сердечника трансформатора таким образом, чтобы полученные первичные обмотки (одна или несколько) имели по несколько витков.
Предпочтительно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением устройство включало сердечник трансформатора, через который можно подвести и намотать на сердечник несколько соединительных проводов в одном направлении таким образом, чтобы полученные первичные обмотки имели одинаковое направление витков и, соответственно, обмотки. Результатом этого является то, что, например, ток, который подводится соединительным проводом для нагрева соответствующего электрода и отводится другим соединительным проводом, не ведет к индукции напряжения во вторичной обмотке.
Предпочтительно, чтобы вторичная обмотка имела несколько витков.
Предпочтительно, чтобы функциональная зона представляла собой резервуар амальгамы, содержащий предпочтительно одну или несколько амальгам, или одно или несколько других соединений ртути или ртуть. Предпочтительно, чтобы в резервуаре амальгамы находилась смешанная амальгама, например BiSnHg и BiSnlnHg. Такие резервуары амальгамы, известные из уровня техники, применяются в так называемых «амальгамных лампах», которые представляют собой ртутные лампы низкого давления со специальной примесью: добавленный материал, например индий, снижает давление паров ртути, благодаря чему достигается более высокая мощность газоразрядной лампы, изготовленной на основе такой ртутной лампы низкого давления.
Тем не менее функциональная зона может располагаться также в другой части газоразрядной лампы, температура которой будет влиять на газовый разряд, например, рядом с электродами.
Предпочтительно, чтобы резервуар амальгамы представлял собой запаянную с одного конца стеклянную трубку, расположенную на одном из концов оси газоразрядной лампы. Стеклянная трубка прикреплена к стеклянной колбе, внутри которой находятся пары ртути.
Кроме того, предпочтительно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением устройство дополнительно включало гильзу из проводящего тепло материала, которая должна надеваться на резервуар амальгамы, полученный из стеклянной трубки. Такая гильза обеспечивает простой монтаж предлагаемого устройства на газоразрядной лампе. При таком монтаже гильза надевается на стеклянную трубку, что обеспечивает хорошее термическое соединение с функциональной зоной, которую образует стеклянная трубка.
В случае описанной выше первой подгруппы первой группы предпочтительных вариантов осуществления изобретения, включающих нагревательный элемент в конструкцию, предпочтительно, чтобы нагревательный элемент располагался на гильзе, и соединение этих двух компонентов проводило тепло. В тех из описанных выше вариантов осуществления изобретения, в которых для нагрева функциональной зоны используется сердечник трансформатора, предпочтительно, чтобы у гильзы присутствовало проводящее тепло соединение с сердечником трансформатора.
Предпочтительно также, чтобы температурный датчик располагался на гильзе или на проводящем тепло элементе, расположенном между функциональной зоной и сердечником трансформатора, и соединение с гильзой и таким элементом также проводило тепло.
Предпочтительно, чтобы гильза была выполнена из меди, медного сплава или алюминия.
В качестве альтернативного варианта предпочтительно также исполнение резервуара для амальгамы в виде кармана на конце оси газоразрядной лампы, в частности, в суженном осевом конце стеклянной колбы, содержащей пары ртути.
В качестве альтернативного варианта предпочтительно исполнение резервуара для амальгамы в виде части поверхности внутренней стенки стеклянной колбы, содержащей пары ртути газоразрядной лампы, на которой амальгама будет удерживаться посредством адгезии.
Кроме того, предпочтительно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением устройство дополнительно включало проводник тепла в виде полосы, которую можно надвигать на резервуар амальгамы, в частности, выполненный в виде кармана или части поверхности внутренней стенки стеклянной колбы. Такой проводник тепла в виде полосы может представлять собой, например, скобу.
В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемое изобретение дополнительно включает несущий элемент, к которому прикреплены или, по крайней мере, на который опираются сердечник трансформатора со вторичной обмоткой, электронный терморегулятор и температурный датчик. Несущий элемент выполнен с возможностью обеспечивать фиксацию на осевом конце газоразрядной лампы.
Если предлагаемое изобретение дополнительно включает описанную гильзу, описанный нагревательный элемент, описанный блок питания и (или) описанный электронный терморегулятор, то предпочтительно, чтобы они также были закреплены на несущем элементе.
Предпочтительно, чтобы у несущего элемента было как минимум одно сквозное отверстие для прокладки как минимум одного соответствующего соединительного провода газоразрядной лампы. При прокладке соединительного провода через сквозное отверстие несущего элемента такой провод проводится также через сердечник трансформатора, образуя первичную обмотку трансформатора. Поэтому предпочтительно, чтобы как минимум одно сквозное отверстие было выполнено таким образом, чтобы при прокладке одного из соединительных проводов газоразрядной лампы такой провод образовывал бы первичную обмотку трансформатора. Предпочтительно, чтобы у несущего элемента было два сквозных отверстия для прокладки двух соединительных проводов одного из электродов газоразрядной лампы.
Предпочтительно, чтобы несущий элемент представлял собой фасонную деталь, на которой упомянутые компоненты предлагаемого устройства монтировались бы точном соответствии с их геометрией. Предпочтительно, чтобы у несущего элемента была защитная гильза, надетая на него снаружи.
В соответствии с настоящим изобретением газоразрядная лампа включает как минимум одну полость, наполненную газом для газового разряда. В полости расположены два электрода, к каждому из которых электрически подключен как минимум один соединительный провод для подвода разрядного тока. В соответствии с настоящим изобретением газоразрядная лампа включает функциональную зону, определяющую ее работу, от температуры которой зависит свечение лампы. Также в соответствии с настоящим изобретением газоразрядная лампа дополнительно включает предлагаемое устройство для регулируемого поддержания постоянной температуры газоразрядной лампы. Как минимум один из соединительных проводов образует первичную обмотку трансформатора устройства для регулируемого поддержания постоянной температуры. Этот как минимум один соединительный провод пропущен через сердечник трансформатора и намотан на него.
В соответствии с настоящим изобретением в предпочтительном варианте реализации газоразрядной лампы используется ртутная лампа низкого давления.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы газоразрядная лампа предназначалась для выработки ультрафиолетового излучения.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы газоразрядная лампа содержала стеклянную трубку или стеклянную колбу с полостью внутри. Электроды располагаются на одном из запаянных осевых концов стеклянной трубки или колбы.
В предпочтительном варианте реализации устройство для регулируемого поддержания постоянной температуры газоразрядной лампы располагается на одном из двух осевых концов стеклянной трубки или колбы. При этом предпочтительно, чтобы устройство для регулируемого поддержания постоянной температуры имело такую внешнюю форму, которая продолжала бы внешнюю форму стеклянной трубки или колбы в осевом направлении.
В предпочтительном варианте реализации устройство для регулируемого поддержания температуры должно быть жестко соединено со стеклянной трубкой или колбой. При этом устройство для регулируемого поддержания постоянной температуры и стеклянная трубка или колба образуют единый конструктивный элемент, предпочтительно неразборный. В предпочтительном варианте реализации соединение между несущим элементом устройства для регулируемого поддержания температуры и стеклянной трубкой или колбой должно быть жестким.
Предпочтительно, чтобы предлагаемая газоразрядная лампа включала один из описанных выше вариантов осуществления изобретения для регулируемого поддержания постоянной температуры газоразрядной лампы. В частности, предпочтительно, чтобы предлагаемая газоразрядная лампа также включала признаки, описанные для предлагаемого устройства для регулируемого поддержания температуры газоразрядной лампы.
Предпочтительно, чтобы температурный датчик располагался непосредственно у функциональной зоны. В предпочтительном альтернативном варианте реализации температурный датчик находится на расстоянии от функциональной зоны; при этом между температурным датчиком и функциональной зоной размещается проводник тепла таким образом, чтобы температура на датчике была близкой к температуре функциональной зоны.
В случае описанной выше первой подгруппы первой группы предпочтительных вариантов реализации предлагаемого изобретения устройство дополнительно включает электрический нагревательный элемент для нагрева функциональной зоны. Предпочтительно, чтобы электрический нагревательный элемент был расположен непосредственно у функциональной зоны газоразрядной лампы. Кроме того, в предпочтительном альтернативном варианте реализации электрический нагревательный элемент находится на расстоянии от функциональной зоны; при этом между электрическим нагревательным элементом и функциональной зоной газоразрядной лампы размещается проводящий тепло элемент таким образом, чтобы как минимум часть тепла, производимого электрическим нагревательным элементом, подводилась к функциональной зоне.
В некоторых из описанных выше вариантов осуществления изобретения для предлагаемого устройства нагрева функциональной зоны газоразрядной лампы используется сердечник трансформатора. Предпочтительно, чтобы сердечник трансформатора был расположен непосредственно у функциональной зоны газоразрядной лампы. В предпочтительном альтернативном варианте реализации сердечник трансформатора может находиться на расстоянии от функциональной зоны газоразрядной лампы; при этом между сердечником трансформатора и функциональной зоной газоразрядной лампы размещается проводящий тепло элемент таким образом, чтобы как минимум часть тепла, производимого сердечником трансформатора, подводилась к функциональной зоне.
Как частный случай осуществления изобретения устройство дополнительно включает электрический охлаждающий элемент. Предпочтительно, чтобы электрический охлаждающий элемент был расположен непосредственно у функциональной зоны газоразрядной лампы. Кроме того, в предпочтительном альтернативном варианте реализации электрический охлаждающий элемент находится на расстоянии от функциональной зоны; при этом между электрическим охлаждающим элементом и функциональной зоной газоразрядной лампы размещается проводящий тепло элемент таким образом, чтобы как минимум часть тепла, отводимого электрическим охлаждающим элементом, поступала от функциональной зоны.
В предпочтительном варианте реализации через сердечник трансформатора можно проложить только один из соединительных проводов газоразрядной лампы, по которым подается ток разряда, если у газоразрядной лампы есть только по одному соединительному проводу на каждом из электродов. В предпочтительном варианте реализации через сердечник трансформатора можно проложить оба соединительных провода одного из электродов газоразрядной лампы, если у газоразрядной лампы есть по два соединительных провода на каждом из электродов. В общем и целом, каждый из проложенных через сердечник трансформатора соединительных проводов, как один провод, так и несколько, образует одну первичную обмотку трансформатора.
В предпочтительном варианте реализации один или несколько соединительных проводов прокладываются через сердечник трансформатора так, чтобы образуемая каждым из них первичная обмотка имела только по одному витку.
В альтернативном варианте один или несколько соединительных проводов могут быть обмотаны вокруг сердечника трансформатора несколько раз таким образом, чтобы образуемые ими первичные обмотки имели по несколько витков.
В предпочтительном варианте реализации соединительные провода проложены через сердечник трансформатора и намотаны в одном направлении, а полученные первичные обмотки имеют одинаковое направление витков и, соответственно, обмотки.
Один из описанных выше вариантов осуществления изобретения предлагаемое устройство включает описанную гильзу. Предпочтительно, чтобы гильза надевалась на резервуар амальгамы, который образует стеклянная трубка. Гильза надевается на стеклянную трубку, что обеспечивает хорошее термическое соединение с функциональной зоной, которую образует стеклянная трубка.
Дополнительные преимущества, информация и варианты осуществления изобретения подробно поясняются приведенным ниже описанием двух предпочтительных вариантов реализации изобретения со ссылкой на чертеж.
На рис. 1 представлена принципиальная схема первого
предпочтительного варианта реализации предлагаемой газоразрядной лампы.
На рис. 2 представлена принципиальная схема второго предпочтительного варианта реализации предлагаемой газоразрядной лампы.
1
2
3
4
На рис. 1 представлена принципиальная схема первого предпочтительного варианта реализации предлагаемой газоразрядной лампы. Газоразрядная лампа представляет собой ртутную лампу низкого давления и включает стеклянную трубку (1), в которой содержатся пары ртути (не изображены). Стеклянная трубка (1) запаяна с обоих осевых концов. На одном из двух осевых концов стеклянной трубки (1) расположен первый электрод (2), а на втором из двух осевых концов стеклянной трубки (1) расположен второй электрод (3). Оба электрода (2, 3) находятся внутри стеклянной трубки (1). Первый электрод (2) подключен при помощи одного первого соединительного провода (4) и одного второго соединительного провода (6). Второй электрод (3) также подключен при помощи одного первого соединительного провода (7) и одного второго соединительного провода (8). Оба соединительных провода (4, 6) первого электрода (2) и оба соединительных провода (7, 8) второго электрода (3) подключены к пускорегулирующему аппарату (9). Пускорегулирующий аппарат (9) подает ток разряда для работы газоразрядной лампы, под действием которого происходит газовый разряд и возникает ультрафиолетовое излучение. Также на этапе пуска пускорегулирующий аппарат (9) подает ток накала для нагрева обоих электродов (2, 3). Токи, проходящие по четырем соединительным проводам (4, 6, 7, 8), на схеме имеют обозначения I I, I, I.
Оба соединительных провода (4, 6) первого электрода (2) проложены через сердечник трансформатора (11), образуя первую первичную обмотку (12) и вторую первичную обмотку (13) трансформатора (14). Также трансформатор (14) дополнительно включает вторичную обмотку (16) на сердечнике трансформатора (11). Первичные обмотки (12, 13) имеют одинаковое направление намотки.
Вторичная обмотка (16) подает энергию на блок питания (17), который служит для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки (16). Блок питания (17) подает питание на электронный термометр (18), электронный терморегулятор (19) и регулятор мощности (21).
Стеклянная трубка (1) газоразрядной лампы включает резервуар амальгамы (22), в котором находится смешанная амальгама (не изображена). Температура смешанной амальгамы влияет на газовый разряд газоразрядной лампы, делая резервуар амальгамы (22) функциональной зоной, влияющей на работу газоразрядной лампы.
Снаружи стеклянной трубки (1) на резервуаре амальгамы (22) расположены температурный датчик (23) для измерения температуры резервуара амальгамы (22) и электрический нагревательный элемент (24) для нагрева резервуара амальгамы (22).
Температурный датчик (23) электрически подключен к электронному термометру (18), который, в свою очередь, электрически подключен к электронному терморегулятору (19) таким образом, что на электронный терморегулятор (19) поступает сигнал измерения температуры. Электронный терморегулятор (19) дополнительно включает электрическое подключение к регулятору мощности (21), через который электрический нагревательный элемент (24) получает электроэнергию.
На рис. 2 представлена принципиальная схема второго предпочтительного варианта реализации изобретенной газоразрядной лампы.
Этот второй вариант исполнения в основном аналогичен первому варианту исполнения, изображенному на рис. 1. В отличие от первого варианта исполнения, изображенного на рис. 1, во втором варианте исполнения отсутствуют электрический нагревательный элемент (24) и регулятор мощности (21). Вместо этого электронный терморегулятор (19) электрически подключен к электронному переключателю (26), который позволяет замкнуть вторичную обмотку (16) накоротко. Еще одно отличие от изображенного на рис. 1 первого варианта осуществления изобретения состоит в том, что сердечник трансформатора (11) через проводящий тепло элемент (27) соединен с резервуаром амальгамы (22) таким образом, что тепло, вырабатываемое сердечником трансформатора (11), частично поступает на резервуар амальгамы (22).
Список обозначений
01 стеклянная трубка
02 первый электрод
03 второй электрод
04 первый соединительный провод первого электрода
05 -
06 второй соединительный провод первого электрода
07 первый соединительный провод второго электрода
08 второй соединительный провод второго электрода
09 пускорегулирующий аппарат
10 -
11 сердечник трансформатора
12 первая первичная обмотка
13 вторая первичная обмотка
14 трансформатор
15 -
16 вторичная обмотка
17 блок питания
18 электронный термометр
19 электронный терморегулятор
20 -
21 регулятор мощности
22 резервуар амальгамы
23 температурный датчик
24 электрический нагревательный элемент
25 -
26 электронный переключатель
27 термическое соединение