Как повышение, так и понижение напряжения сети против номинального отрицательно сказывается на работе лампы. При понижении напряжения эритемный поток лампы уменьшается. При понижении напряжения на 10% и более лампы могут не зажигаться вовсе. При повышении напряжения эритемный поток лампы несколько увеличивается, но срок службы лампы резко сокращается.
2. Ртутно-кварцевые лампы
Ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ПРК являются мощными источниками ультрафиолетового излучения и предназначены для эксплуатации в сети переменного тока с соответствующим прибором включения. Лампа ПРК (прямая ртутно-кварцевая) представляет собой трубку из кварцевого стекла, по концам которой впаяны вольфрамовые активированные самокалящиеся электроды. В лампы вводится дозированное количество ртути и небольшое количество аргона для облегчения зажигания.
Излучение ламп происходит при прохождении через них электрического тока, когда возникает дуговой разряд в парах ртути при давлении 2 - 3 атм. В течение первых 10 - 15 минут после включения лампы, пока происходит ее разогревание, переход ртути в парообразное состояние и повышение давления, электрические параметры ламп и излучение изменяются (неустойчивый режим), а затем остаются постоянными (установившийся режим) при неизменном напряжении сети (табл. 2). Срок службы ламп ПРК составляет 800 часов.
Таблица 2
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РТУТНО-КВАРЦЕВЫХ ЛАМП ПРК
┌──────────────────────────────────────────────┬─────────────────┐
│ Параметры │ Тип лампы │
│ ├────────┬────────┤
│ │ ПРК-2 │ ПРК-7 │
├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┤
│Мощность лампы без дросселя, Вт │375 │1000 │
│То же с дросселем, Вт │405 │1070 │
│Напряжение на лампе, В │110 │135 │
│Рабочий ток лампы, А │3,7 │8 │
│Пусковой ток лампы, А │6 │14 │
│Лучистый поток, Вт │ │ │
│ в области УФ-С (200 - 280 нм) │11 │41 │
│ в области УФ-В (280 - 315 нм) │19 │61 │
│ в области УФ-А (315 - 380 нм) │15 │52 │
│ в видимой области (380 - 770 нм) │30 │120 │
├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┤
│Всего │75 │274 │
│ │ │ │
│Облученность на расстоянии , Вт/кв. м │ │ │
│ в области УФ-С (200 - 280 нм) │1,1 │4,2 │
│ в области УФ-В (280 - 315 нм) │1,9 │6,2 │
│ в области УФ-А (315 - 380 нм) │1,5 │5,3 │
│ в видимой области (380 - 770 нм) │3,1 │12,3 │
├──────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┤
│Всего │7,7 │28,0 │
│ │ │ │
│Эритемный поток, эр. │4,75 │16,5 │
│Эритемная облученность на расстоянии , │475 │1650 │
│мэр/кв. м │ │ │
│Бактерицидный поток, бакт. │10,5 │39,5 │
│Световой поток, лм │8000 │32000 │
└──────────────────────────────────────────────┴────────┴────────┘
После включения лампы в сеть на электроды лампы подаются импульсы повышенного напряжения до тех пор, пока в ней не возникнет дуговой разряд. Повторное включение горевшей лампы возможно только после ее охлаждения, для чего требуется обычно 10 - 15 минут. Однако при охлаждении лампы вентилятором лампа может быть зажжена и раньше.
Для включения ламп ПРК-2 в сеть переменного тока могут употребляться следующие приборы включения: ЛКТ-2-120 (сеть 110 - 127 В) и ЛКТ-2-220 (сеть 210 - 220 В). Дроссели ламп должны соответствовать параметрам, приведенным в табл. 3. Для снижения уровня радиопомех, вызываемых высокочастотными колебаниями в лампе, необходимо параллельно лампе подключить конденсатор, шунтирующий высокую частоту.
Таблица 3
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДРОССЕЛЕЙ С ЛАМПАМИ ТИПА ПРК
┌────────┬───────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ Тип │ Рабочий режим │ Пусковой режим │
│ лампы ├────────────────┬──────────┼───────────────┬───────────┤
│ │ напряжение на │ ток, А │ напряжение на │ ток, А │
│ │ дросселе, В │ │ дросселе, В │ │
├────────┼────────────────┼──────────┼───────────────┼───────────┤
│ПРК-2 │170 │3,7 │220 │5 - 6 │
│ПРК-7 │151 │8,2 │220 │11,7 - 14 │
└────────┴────────────────┴──────────┴───────────────┴───────────┘
УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ОБЛУЧАТЕЛИ
1. Светильники-облучатели с эритемными лампами
Для эритемных люминесцентных ламп рационально применять в облучательных установках специальную арматуру.
Рижским светотехническим заводом разработаны и освоены производством два типа школьных светильников-облучателей - ШЭЛ-1 и ШЭП-1, в которых помимо люминесцентных ламп для целей освещения встроены эритемные лампы для компенсации ультрафиолетовой недостаточности. Всесоюзным научно-исследовательским светотехническим институтом разработаны и переданы для внедрения в промышленность эритемные облучатели, входящие в серию ультрафиолетовых облучателей общего назначения с применением унифицированных узлов и деталей.
Светильник-облучатель типа ШЭЛ-1 (школьный эритемный люминесцентный). Подвесной светильник-облучатель типа ШЭЛ-1 (рис. 5) рассчитан на две люминесцентные лампы по 40 Вт и одну эритемную лампу 30 Вт типа ЭУВ-30. Светильник предназначен для включения в электрическую сеть напряжением 220 В и имеет стартерное зажигание. Электрическая схема светильника предусматривает раздельно включение эритемной и люминесцентной ламп. Габаритные размеры: длина - , ширина - , высота - (со штангой). Вес - .
Излучение эритемной лампы, расположенной в верхней части светильника, с помощью плоского отражателя из алюминия направляется в верхнюю полусферу, обеспечивая необходимую облученность в помещении излучением, отраженным от потолка.
Светильник-облучатель типа ШЭП-1 (школьный эритемный плафон). Потолочный светильник-облучатель типа ШЭП-1 (рис. 6) так же, как и предыдущий, предназначен для освещения школьных классов и рассчитан на две люминесцентные лампы по 40 Вт и одну эритемную лампу 15 Вт типа ЭУВ-15. Светильник предназначен для включения в сеть напряжением 220 В и имеет стартерное зажигание. Электрическая схема светильника предусматривает раздельное включение эритемной и осветительных ламп. Габаритные размеры: длина - , ширина - , высота - . Вес - .
Излучение эритемной лампы с помощью плоского отражателя из полированного алюминия направляется в нижнюю полусферу, обеспечивая необходимую облученность в помещении прямым излучением. Защитный угол светильника для эритемной лампы составляет 35° в продольной плоскости и 25° - в поперечной.
Облучатели общего назначения. В серию ультрафиолетовых облучателей общего назначения входит ряд облучателей, рассчитанных на применение с эритемными лампами. К ним относятся:
а) настенные, для одной лампы типа ЭУВ-15 или ЭУВ-30 (рис. 7):
б) подвесные прямого распределения излучения, для двух ламп типа ЭУВ-15 или ЭУВ-30;
в) подвесные отраженного распределения излучения для двух ламп типа ЭУВ-15 или ЭУВ-30 (рис. 8).
Облучатели имеют соответствующие шифры. Например, ОЭ-1-15 - облучатель эритемный настенный на одну лампу 15 Вт; ОЭО-2-30 - облучатель эритемный подвесной на 2 лампы 30 Вт, отраженного распределения излучения; ОЭПр-2-30 - облучатель эритемный подвесной на 2 лампы 30 Вт, прямого распределения, с экранирующей решеткой (табл. 4). Облучатели с лампами типа ЭУВ-15 предназначены для включения в электрическую сеть напряжением 127 В, а с лампами типа ЭУВ-30 - 220 В. Схема зажигания - стартерная.
Таблица 4
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ОБЛУЧАТЕЛЕЙ
┌────────────┬─────────────────┬───────────┬──────────┬──────────┐
│ Облучатель │ Шифр │ Длина, мм │Ширина, мм│Высота, мм│
├────────────┼─────────────────┼───────────┼──────────┼──────────┤
│Настенный │ОЭ-1-15 │485 │200 │130 │
│ │ОЭ-1-30 │950 │200 │130 │
│Подвесной │ОЭО-2-15 ┐ │485 │400 │435 │
│ │ОЭПр-2-15 ┘ │ │ │ │
│ │ОЭО-2-80 ┐ │950 │400 │435 │
│ │ОЭПр-2-30 ┘ │ │ │ │
└────────────┴─────────────────┴───────────┴──────────┴──────────┘
Примечание. Выпуск некоторых типов облучателей общего назначения намечен в 1965 году на Ардатовском светотехническом заводе.
На рис. 5 - 8 приведено распределение эритемного потока облучателей. Данные получены по результатам фотометрирования опытных образцов облучателей. Сплошными линиями изображено распределение силы эритемного излучения в поперечной плоскости отражателя, пунктирными - в продольной.
Отражатели облучателей имеют расчетный профиль и выполнены из торгового алюминия, поверхность которого объярчена электрическим или термохимическим методом. Благодаря этому обеспечивается широкое распределение излучения и высокий (70 - 75%) к.п.д. облучателей.
В зависимости от установки одноламповых облучателей на стене излучение лампы может направляться в нижнюю или верхнюю полусферы, что обеспечивает облучение прямым или отраженным эритемным потоком. В подвесных облучателях это достигается соответствующим расположением отражателей (отражающей поверхностью вверх или вниз).
При облучении прямым эритемным потоком указанные облучатели должны применяться с экранирующей решеткой. Экранирующая решетка должна обеспечивать в продольной и поперечной плоскостях защитный угол 15°.
2. Облучатели с ртутно-кварцевыми лампами
Облучатели маячного типа с ртутно-кварцевыми лампами (табл. 5) предназначены для проведения групповых и индивидуальных облучений с профилактической и лечебной целью.
Таблица 5
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛУЧАТЕЛЕЙ МАЯЧНОГО ТИПА
┌───────────────────────────────────┬────────────────────────────┐
│ Характеристики │ Тип облучателя │
│ ├─────────────┬──────────────┤
│ │ большой │малый (ОКМ-9) │
├───────────────────────────────────┼─────────────┼──────────────┤
│Ртутно-кварцевая лампа │ПРК-7 │ПРК-2 │
│Напряжение сети, В │127 или 220 │127 или 220 │
│Номинальная мощность источника │1000 │375 │
│ультрафиолетового излучения, Вт │ │ │
│Мощность, потребляемая из сети │1070 │405 │
│лампой и дросселем, Вт │ │ │
│Длительность пускового режима │15 │15 │
│горения, мин. │ │ │
│Радиус зоны облучения, м │2,5 │0,8 │
└───────────────────────────────────┴─────────────┴──────────────┘
Облучатели выпускаются двух типов:
а) Облучатель ртутно-кварцевый маячного типа большой состоит из трех основных узлов: основания, стойки и ртутно-кварцевой лампы с защитным кожухом. Основание содержит электропитающее устройство и служит опорой для стойки. На основании расположены выключатели сети и кнопки пуска. Стойка облучателя имеет постоянную высоту. Ртутно-кварцевая лампа крепится на верхней части стойки и вне работы закрывается защитным металлическим кожухом. Облучатель легко передвигается на колесах с резиновыми шинами.
В качестве источника ультрафиолетового излучения применяется ртутно-кварцевая лампа типа ПРК-7. Облучатель выпускается на напряжение сети 127 или 220 В. Так как для нормальной работы лампы ПРК-7 необходимо напряжение 220 В, то в схему варианта облучателя на напряжение 127 В введен повышающий автотрансформатор 7, обеспечивающий необходимое напряжение. Для защиты от поражения электрическим током в схеме предусмотрен провод заземления, соединенный с металлическими частями облучателя.
б) Облучатель ртутно-кварцевый маячного типа малый (ОКМ-9) выполнен подобно большому, но отличается тем, что используется менее мощная лампа типа ПРК-2. С помощью стойки облучателя, состоящей из двух телескопических трубок, можно производить установку ртутно-кварцевой лампы на разной высоте в зависимости от роста и положения облучаемых лиц. Это позволяет использовать облучатель для облучения небольших групп.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭРИТЕМНОЙ ОБЛУЧЕННОСТИ И ДОЗЫ
Недостаточная эритемная доза не дает ожидаемого эффекта, в то же время переоблучение может привести к отрицательным результатам. Поэтому при эксплуатации облучательных установок и фотариев необходимо регулярно измерять эритемную облученность или эритемную дозу с помощью соответствующего прибора.
Таких приборов было разработано много типов. Некоторые из них выпускались небольшими сериями: УМФ-5, УМФ-6, УМФ-11, УФД-4 (ИБФ АН СССР и Ленсовнархоз). На основании опыта эксплуатации этих приборов в настоящее время подготовляется серийный выпуск двух приборов: эрметр УФИ-65-Э и биологический фотометр ГОИ.
Эрметр (уфиметр) УФИ-65-Э разработан Институтом биофизики АН СССР. Прибор предназначен для измерения эритемной облученности и эритемной дозы при искусственных источниках излучения. В качестве приемника в приборе используется сурьмяно-цезиевый фотоэлемент Ф-4 со стеклянными светофильтрами. Эритемная облученность отсчитывается по стрелочному прибору, доза - по шкале счетчика. Питание от двух батарей КБС-Л-0,5 (для карманных фонарей).
Биологический фотометр ГОИ предназначен для измерения эритемной облученности как при искусственных, так и при естественных источниках излучения. Пределы измерений его шире, чем у эрметра УФИ-65-Э, точность выше. В качестве приемника использован сурьмяно-цезиевый фотоэлемент Ф-1.
Сменные стеклянные светофильтры позволяют измерять эритемную облученность как в области УФ-В (280 - 315 нм), так и в области УФ-А (315 - 380 нм). Отсчет эритемной облученности производится по стрелочному прибору. Питание фотоэлемента от кадмиевых аккумуляторов.
