Устройство для стабилизации уф-излучения газоразрядных ламп

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при конструировании и разработке аппаратуры, применяемой в медицинской и ветеринарной практике, в биологических исследованиях, а также в растениеводстве. Задачей изобретения является исключение влияния изменения напряжения питающей сети и старения газоразрядных ламп на уровень интенсивности облучения. Устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядных ламп содержит газоразрядный источник излучения с индуктивным балластом, диодный мост, фильтр нижних частот, блок сравнения, один вход которого соединен с блоком опорного напряжения. В состав предложенного устройства дополнительно введен фотодатчик УФИ, соединенный через фильтр нижних частот со вторым входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с управляющим входом транзисторного блока регулирования, включенного через балластное сопротивление в выходную диагональ диодного моста, шунтирующего газоразрядный источник излучения, причем параллельно транзисторному блоку регулирования включен блок защиты. 1 ил.

 

Изобретение относится к специальным областям электротехники, в частности к светотехнике, и может быть использовано при конструировании и разработке аппаратуры, применяемой в медицинской и ветеринарной практике, в биологических исследованиях, а также в растениеводстве.

Известно устройство, осуществляющее регулирование светового потока газоразрядной лампы (Афанасьева Е.И. Пускорегулирующая аппаратура и системы управления освещением. // Светотехника, 1987, №3. с.23-27), содержащее лампу с подогревными электродами, подключаемую в сеть переменного тока последовательно с балластным дросселем, а параллельно ей включается транзисторный регулятор мощности. Регулятор содержит мостовой выпрямитель, в диагональ которого включен мощный полевой транзистор. Схема управления работой транзистора задает такой режим коммутации, при котором в начале каждого полупериода тока лампа закорачивается и через ее электроды протекает ток подогрева. По достижению тока подогрева некоторого заданного значения, полевой транзистор закрывается, ток в цепи подогрева прекращается, балластный дроссель генерирует импульс напряжения, зажигающий лампу. Световой поток регулируется изменением длительности проводящего состояния транзистора в течение каждого полупериода.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает стабилизацию выходного излучения, хотя оно позволяет регулировать мощность излучения.

Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности и достигаемому результату является устройство для стабилизации светотехнических характеристик газоразрядного источника излучения, используемого в теплицах и вегетационных климатических камерах (Авт.свид. СССР №1753631, МПК Н 05 В 41/00, от 22.10.90 г., опубл. 07.08.1992 г.), содержащее газоразрядный источник с индуктивным балластом, силовой ключ, измерительный мост на диодах, соединенный с фильтром нижних частот, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с блоком опорного напряжения, а третий вход соединен с выходом датчика напряжения горения разрядного промежутка газоразрядного источника излучения, причем выход блока сравнения соединен с входом фазосдвигающего блока, выход которого соединен с управляющим электродом симистора, включенного в цепь питания газоразрядного источника излучения и его индуктивного балласта.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает стабилизацию интенсивности излучения, так как при его применении не учитываются потери излучения за счет поглощения на стенках колбы.

Использование фотодатчика УФИ в цепи регулирования светового потока газоразрядных ламп позволяет реализовать устройство для стабилизации выходного УФ-излучения.

Задачей изобретения является исключение влияния изменения напряжения питающей сети и старения ламп на уровень интенсивности облучения.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для стабилизации УФ-излучения, содержащее газоразрядный источник излучения с индуктивным балластом, диодный мост, включенный параллельно источнику излучения, фильтр нижних частот, блок сравнения, один вход которого соединен с блоком опорного напряжения, согласно изобретению, введен фотодатчик УФИ, соединенный через фильтр нижних частот со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с транзисторным блоком регулирования, последовательно с блоком регулирования в диагональ моста включено балластное сопротивление, а параллельно ему включен блок защиты.

Фотодатчик УФИ может представлять собой обычную схему включения фотодиода ультрафиолетового диапазона между управляющими входами операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью по току короткого замыкания, выходной сигнал которого пропорционален току короткого замыкания или световому потоку УФИ, падающему на фотодиод.

Изобретение поясняется прилагаемым чертежом, где приведена функциональная схема устройства для стабилизации УФ-излучения газоразрядных ламп.

Устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядных ламп содержит газоразрядный источник излучения с индуктивным балластом 1, диодный мост 2, включенный параллельно источнику излучения 3, фотодатчик УФИ 4 через фильтр нижних частот 5 соединен с входом блока сравнения 6, другой вход которого соединен с выходом блока опорного напряжения 7, выход блока сравнения соединен с входом транзисторного блока регулирования 8, который через балластное сопротивление 9 включен в диагональ моста; причем параллельно транзисторному блоку регулирования включен блок защиты 10.

Устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядного источника работает следующим образом.

При возникновении разряда в газоразрядной лампе электрический сигнал, пропорциональный величине падающего с лампы на фотодиод светового потока УФИ, с фотодатчика 4, отстоящего на некотором расстоянии от газоразрядной лампы 3, поступает через сглаживающий фильтр нижних частот 5 на вход блока сравнения 6, где суммируется с сигналом, значение которого соответствует уровню интенсивности УФИ, поступающим с блока опорного напряжения 7. Выходной сигнал сравнения воздействует на вход транзисторного блока регулирования, который, в соответствии с потупившим сигналом, изменяет величину тока шунтирования, протекающего по диагонали диодного моста 2, поддерживая такую величину тока, текущего через лампу, которая соответствует заданному значению интенсивности УФИ газоразрядной лампы при отклонении напряжения сети от номинального значения или изменения светопропускающих свойств колбы лампы при ее старении. Для защиты транзисторного регулятора 8 от электрического пробоя импульсами напряжения, возникающими между электродами лампы в моменты ее зажигания предназначены балластное сопротивление 9 и блок защиты 10.

Таким образом, устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядной лампы отличается простотой выполнения, несложным конструктивным решением и позволяет обеспечить заданные значения интенсивности излучения газоразрядной лампы и спектра, определяемого интегральной характеристикой фотодиода за счет поддержания заданного значения величины (и формы) тока, протекающего через лампу, путем введения обратной связи по уровню интенсивности излучения независимо от степени старения лампы и изменения напряжения сети.

Предлагаемое устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядных ламп было реализовано на основе ртутной бактерицидной лампы ДРБ-8, фотодатчика SFN 530, в качестве регулирующего элемента использован биполярный транзистор КТ940А, дроссель ПРА 2 УБИ, цепь защиты была выполнена на стабилитронах с напряжением стабилизации 42, 8 В, балластное сопротивление составляло величину 620 Ом.

В результате испытаний, заключавшихся в экспериментальном определении коэффициента стабилизации устройства при изменении питающего напряжения (в пределах от 180 до 252 В при постоянной рабочей частоте 50 Гц), был установлен коэффициент стабилизации интенсивности выходного УФ-излучения, составляющий величину порядка 70.

Устройство для стабилизации УФ-излучения газоразрядных ламп, содержащее газоразрядный источник излучения с индуктивным балластом, диодный мост, фильтр нижних частот, блок сравнения, один вход которого соединен с блоком опорного напряжения, отличающееся тем, что в него введен фотодатчик УФИ, соединенный через фильтр нижних частот со вторым входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с управляющим входом транзисторного блока регулирования, включенного через балластное сопротивление в выходную диагональ диодного моста, шунтирующего газоразрядный источник излучения, причем параллельно транзисторному блоку регулирования включен блок защиты.