ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА

Изобретение относится к технологии развития конструкций газоразрядных ламп.
В современной научно-технической области развития конструкций и принципов работы газоразрядных ламп известны принципиальные направления разработки и создания этих светоизлучающих устройств, из которых наиболее характерными и представительными являются газоразрядные лампы, работающие в видимой области спектра, содержащие технический корпус, в котором закреплена колба, заполненная одним веществом или композицией из отдельных элементов, возгоняемых в пар при включении питающего лампу устройства- [SU 1705918, 1992; US 4476413, 1994; JP 62272448, 1987; RU 2263997, 2005; Шлифер Э.Д., Безэлектродные сверхвысокочастотные газоразрядные лампы, ж. Новости светотехники, 1999, вып.2].
Существенными и очевидными недостатками отмеченных конструкций газоразрядных ламп являются: высокое энергопотребление при низком КПД преобразования электрической энергии в светоизлучение; малая надежность и незначительный ресурс работы; невозможность задания широкого диапазона спектра излучения. К недостаткам также относится значительное количество комплектующих агрегатов и узлов, габаритность их в сборке и недоступность к оперативному техосмотру и замене узлов лампы.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция газоразрядной лампы, содержащей электронный блок управления и питания генератор сверхвысокочастотного излучения. Устройства передачи и согласования СВЧ-излучения, концентратор СВЧ-излучения, газоразрядную колбу, формирователь оптического излучения, колба содержит смесь ингредиентов в среде инертного газа, в качестве которых используют серо - и селенсодержищий состав в аргоне или ксеноне [RU 2125322, H01J 61/38, 20.01.1999].
Существенными и очевидными недостатками указанной лампы (прототипа) являются следующие: конструктивно-эксплуатационная схема этой лампы необоснованно усложнена по набору элементов, по принципу их соединения, повышающих габаритные установочные размеры и сужающих области и сферы применения; надежность запуска и перезапуска указанных комплектующих элементов не отвечает современным техническим требованиям, как не отвечает нормативам принцип зажигания и перезажигания газоразрядной колбы (ее состава); лампа, вместе с оптическим, излучает паразитное излучение, вносящие помехи в работу радиоэлектронных устройств; обладает ограниченным ресурсом рабочих показателей.
Технической задачей и положительным техническим результатом разработанной газоразрядной лампы является: существенное увеличение ее эксплуатационного ресурса, повышение надежности ее запуска и перезапуска; увеличение компактности ее конструктивного исполнения, повышающей удобство монтажа, эксплуатации и технического обслуживания; удлинение ее рабочего ресурса; устранение побочных излучений, которые могли бы влиять на работу радиоэлектронной аппаратуры.
Газоразрядная лампа видимой и/или инфракрасной, ультрафиолетовой области спектра, содержащая электронный блок питания и управления, генератор сверхвысокочастотного излучения, устройства передачи и согласования СВЧ-излучения, концентратор СВЧ-излучения, газоразрядную колбу, формирователь оптического излучения, характеризуется тем, что выполнена в виде соединенных между собой модулей, при этом ламповый модуль включает СВЧ-тракт и механический модуль газоразрядной колбы, содержащий собственно колбу и соединительное устройство, этот модуль оснащен или не имеет привод вращения, модуль колбы имеет возможность установки или демонтажа без разборки СВЧ-тракта за счет выполнения части конструкции модуля разъемной.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что соединительное устройство в механическом модуле имеет возможность выполнять его статическую и динамическую балансировку за счет набора его элементов в модульной конструкции.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что все элементы СВЧ-тракта оптимизированы и позволяют существенно снизить паразитное СВЧ-излучение.
Газорахрядная лампа характеризуется также тем, тем, что характеристики паразитарного фонового излучения выбраны такими, что не являются помехой для других радиоэлектронных устройств.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что ее генератор СВЧ-излучения с помощью блока питания и управления функционирует в заданном режиме, обеспечивающем увеличение его ресурса.
Газоразрядная лампа характеризуется также тем, что в качестве генератора СВЧ-излучения использован твердотельный СВЧ-генератор.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что в качестве СВЧ-генератора использована электрическая схема с излучающей СВЧ-антенной.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что в качестве СВЧ-генератора использован безнакальный магнетрон.
Газоразрядная лампа характеризуется также тем, что в качестве СВЧ-генератора использован магнетрон с циркулярным электронным потоком.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что внешний корпус является радиатором.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что она не содержит привод вращения.
Газоразрядная лампа характеризуется также тем, что в состав блока питания и управления включена система датчиков, обеспечивающих интерактивное взаимодействие блока питания и управления со всеми элементами лампы в режиме реального времени.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что в качестве концентратора СВЧ-излучения использован концентратор из оптически прозрачных токопроводящих материалов.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что в качестве устройства передачи и согласования СВЧ-излучения использован управляющий модуль СВЧ-энергии по амплитуде и/или фазе, частоте и рабочим параметрам.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что в качестве усилителя СВЧ-энергии используют лампу бегущей волны.
Газоразрядная лампа характеризуется также тем, что в качестве усилителя используют обратную лампу бегущей волны.
Газоразрядная лампа характеризуется тем, что формирование осесимметричного или неосесимметричного выходного оптического излучения осуществляется отражателями, составленными по форме из комбинации плоскостей и/или криволинейный поверхностей второго и третьего порядков кривизны.
Газоразрядная лампа по любому из пунктов, оригинальна тем, что, для получения наперед заданного спектра, улучшения- зажигания и перезажигания, и увеличения ресурса лампы, в газоразрядной колбе использована смесь газов из трех и более компонентов.
На фиг.1 приведена блок-схема узлов и модулей газоразрядной лампы; на фиг.2 - принципиальная конструкция лампы.
Газоразрядная лампа видимой и/или инфракрасной, ультрафиолетовой области спектра содержит электронный блок питания и управления 1, генератор 2, СВЧ-излучения, устройства 3 и 4 передачи и согласования, концентратор 5 СВЧ-излучения, газоразрядную колбу 6 и формирователь 7 оптического излучения. Лампа включает оригинальные узлы и выполнение узлов и блоков ее общей конструктивной схемы, при которой указанные и другие блоки и устройства выполнены в виде взаимосвязанных модулей 8 и 9, где ламповый модуль 8 включает СВЧ-тракт и механический модуль 9 газоразрядной колбы 6, который содержит собственно колбу и соединительное устройство; этот модуль может включать или не включать привод вращения, а модуль колбы имеет возможность установки или демонтажа без разборки СВЧ-тракта за счет выполнения части 10 конструкции модуля разъемной. Отмеченные и другие конструктивные особенности этой газоразрядной лампы позволяют существенно увеличить ее радиус, значительно снизить паразитное фоновое излучение и свести к минимуму влияние на другие радиоэлектронные устройства, находящиеся в непосредственной близости от лампы; получить наперед заданный спектр, улучшить процесс зажигания и перезажигания лампы.
ГРЛ оснащена капсулой 11, заполненной хладагентом, соединенной с расходным контейнером - испарителем 12; эта система предназначена для регулирования температуры между колбой 6 и концентратором 5. Колба 6 соединена с СВЧ-возбудителем 13, взаимодействующим с устройством 3 и СВЧ-генератором 2. ГРЛ имеет соединительное устройство 14 и общий, формирующий ее техническую и дизайнерскую форму, корпус 15.
Работа газоразрядной лампы (ГРЛ) осуществляется следующим образом. Подают электропитание (фиг.1) на блок 1 - питания и управления, от которого включают генератор 2 СВЧ-излучения, устройство 3 передачи СВЧ-излучения и устройство 4 согласования показателей этого излучения с потребностью ГРЛ; с устройств 3 и 4 энергию передают через СВЧ-концентратор 5 непосредственно на ГРЛ - 6, подвергают тепловой возгонке ее компоненты и с помощью формирователя оптического излучения 7 передают излучение видимой части спектра (близкое к солнечному) в окружающее пространство, при этом температурные характеристики узла 5-6 ГРЛ регулируют с помощью хладагента из узлов 11, 12.
Таким образом, выполнение ГРЛ в виде отмеченных конструктивных модулей 8 и 9 позволяет вести сборку и эксплуатацию лампы в более сбалансированном режиме, а также повысить надежность ее эксплуатации, включая зажигание, спектры излучений, перезажигание и техобслуживание за счет выполнения части 10 разъемной, обеспечивающей свободный доступ ко всем указанным узлам и устройствам ГРЛ.