Lampada a vapore di mercurio
Nel caso della lampada fluorescente, la pressione del vapore di mercurio è mantenuta ad un livello inferiore in modo che il 60% dell'energia totale in ingresso venga convertita nella singola linea di 253,7 nm. Inoltre, la transizione degli elettroni richiede la minima quantità di energia in ingresso da un elettrone in collisione. Aumentando la pressione, aumentano le probabilità di collisioni multiple. Di seguito è mostrato uno schema di una lampada a mercurio. Questa lampada contiene un tubo interno di quarzo e un involucro esterno di vetro borosilicato. Il tubo di quarzo è in grado di resistere a temperature di arco di 1300K, mentre l'involucro esterno resiste solo a 700K.
Tra i due tubi è riempito con gas azoto per fornire isolamento termico. Questo isolamento serve a proteggere le parti metalliche dall'ossidazione dovuta alla temperatura elevata dell'arco. Il tubo di arco contiene mercurio e gas argon. La sua funzione operativa è la stessa della lampada fluorescente. All'interno del tubo di arco ci sono due elettrodi principali e un elettrodo di avviamento. Ogni elettrodo principale contiene una barra di tungsteno su cui è avvolto un doppio strato di filo di tungsteno. Gli elettrodi sono immersi in una miscela di carbonati di torio, calcio e bario.
Vengono riscaldati per convertire questi composti in ossidi dopo l'immersione. In questo modo diventano termicamente e chimicamente stabili per produrre elettroni. Gli elettrodi sono collegati attraverso un tubo di quarzo tramite conduttori di foglia di molibdeno.
Quando viene applicata la tensione di alimentazione principale alla lampada a mercurio, questa tensione si manifesta tra l'elettrodo di avviamento e l'elettrodo principale adiacente (elettrodo inferiore) nonché tra i due elettrodi principali (elettrodi inferiore e superiore). Poiché la distanza tra l'elettrodo di avviamento e l'elettrodo principale inferiore è piccola, il gradiente di tensione in questo intervallo è elevato.
A causa di questo alto gradiente di tensione tra l'elettrodo di avviamento e l'elettrodo principale adiacente (inferiore), viene creato un arco locale di argon, ma la corrente viene limitata utilizzando un resistore di avviamento. Questo arco iniziale riscalda il mercurio e lo vaporizza, e il vapore di mercurio aiuta a far scattare rapidamente l'arco principale. Tuttavia, la resistenza per il controllo della corrente dell'arco principale è leggermente inferiore rispetto alla resistenza del resistore utilizzato per il controllo della corrente dell'arco iniziale. Per questo motivo, l'arco iniziale si interrompe e l'arco principale continua a funzionare. Ci vogliono 5-7 minuti per vaporizzare completamente tutto il mercurio. La lampada raggiunge il suo stato di stabilità operativa. L'arco di vapore di mercurio produce spettri visibili di verde, giallo e violetto. Tuttavia, durante il processo di scarica, potrebbe esserci ancora qualche radiazione ultravioletta invisibile, quindi può essere fornita una vernice fosforescente sull'involucro esterno di vetro per migliorare l'efficienza della lampada a mercurio.
Ci sono cinque lampade con rivestimento fosforescente per fornire un miglioramento delle prestazioni cromatiche. Con l'aumentare della potenza, le valutazioni iniziali di lumen per le lampade con rivestimento fosforescente sono disponibili con valori di 4200, 8600, 12100, 22500 e 63000. La vita media della lampada a mercurio è di 24000 ore, ovvero 2 anni e 8 mesi.
Dati della Lampada a Mercurio sono riportati di seguito.
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