автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Исследование и разработка метода и установки для контроля количества ртути в люминесцентных лампах

На правах рукописи

005002630

ГОРБУНОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА И УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА РТУТИ В ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМПАХ

Специальность 05.09.07 - Светотехника

1 7 НОЯ 2011

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САРАНСК-2011

005002630

Работа выполнена на кафедре источников света ФГБОУ ВПО «Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор А.С. Федоренко

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.К. Свешников

кандидат технических наук, начальник отдела ФБУ «Мордовский ЦСМ» В.Н. Ширчков

Ведущая организация: ГУП РМ «НИИИС им. А.Н. Лодыгина»

Защита состоится «30» ноября 2011 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.13 при ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва» по адресу: 430005 г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68, ауд. 243.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва».

Отзыв на автореферат просим направить по адресу: 430000, г. Саранск, ул. Большевистская, д.68а, ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва», Диссертационный совет Д 212.117.13.

Автореферат разослан « 28 » октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.117.13 С.А.Панфилов

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В последнее время проблема повышения экологичное™ разрядных источников света приобретает все большую актуальность. Особенно эта проблема обостряется для компактных люминесцентных ламп ввиду прогрессирующего их использования в освещении жилых помещений. Главным фактором, определяющим экологическую опасность разрядных ламп, является наличие в них ртути в жидкой фазе.

Работы по решению данной проблемы ведутся достаточно давно. Дозирование в люминесцентные лампы (ЛЛ) ртути в связанном состоянии (в виде твёрдых амальгам) является наиболее перспективным способом в настоящее время. Еще одним из вариантов является изготовление ламп с применением окиси ртути вместо ртути в жидком состоянии. Но при зажигании лампы окись ртути диссоциирует, выделяя кислород, который в свою очередь отрицательно влияет на работу лампы. Выход из данной ситуации состоит в применение геттеров - реагентов, поглощающих остаточные газы, - титан, цирконий, молибден, уголь и др.

В связи с тем, что в настоящее время специалистами по сертификации светотехнической продукции разрабатываются документы, включающие требования к фирмам-производителям светотехнической продукции о наличии в товарно-сопроводительной документации информации об эксплуатационных характеристиках лампы, в том числе о количестве содержащейся в ней ртути, встаёт вопрос о разработке метода и оборудования для контроля количества ртути в ЛЛ (у изготовителя и потребителя).

Работы, проводимые в рамках настоящего диссертационного исследования, призваны устранить недостатки существующих методик, оперативно и без разрушения лампы определить количество ртути в ней, что позволит использовать метод и установку у производителей ЛЛ в качестве промежуточного выборочного контроля.

Необходимость проведения исследований по избранной теме обусловлена потребностью решения следующих проблем: снижения ртути в ЛЛ до минимально допустимых количеств, снижения расхода ртути в производстве ЛЛ, ускорения и удешевления испытаний ЛЛ на соответствие количества ртути нормативной документации и снижения зартученности помещений как при производстве ламп, так и при их потреблении.

Целью работы является разработка метода и средств неразрушающего контроля количества ртути в люминесцентных лампах. На сегодняшний момент, ввиду отсутствия необходимых методик и установок, большинство производителей ЛЛ не могут гарантировать потребителю их безопасность с позиции минимизации содержания ртути. Для достижения поставленной цели в процессе диссертационного исследования решались следующие задачи:

- анализ литературных и патентных источников по способам введения ртути в ЛЛ, причинам их выхода из строя, отечественным и зарубежным разработкам методик и средств для контроля количества ртути;

- разработка конструкции и технологии изготовления контрольных ЛЛ с известным количеством ртути, экспериментальных ЛЛ с амальгамой и оксидом ртути;

- разработка неразрушающего метода и установки для определения количества ртути в ЛЛ с ртутью, амальгамных ЛЛ и ЛЛ с оксидом ртути и оптимизация режима работы ЛЛ с целью сокращения времени переноса ртути;

- описание физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе и математическая оценка количества переносимой ртути;

- изготовление и испытание опытных образцов и опытных партий ламп (контрольных, амальгамных и с оксидом ртути);

- определение количества ртути в амальгамных ЛЛ и ЛЛ с оксидом ртути.

Объектом исследования являлись линейные ЛЛ с ртутью, амальгамные ЛЛ и ЛЛ с оксидом ртути, метод и установка для контроля содержания ртути в них.

Методы исследования: экспериментальные исследования светотехнических и электрических характеристик опытных образцов ЛЛ с ртутью, амальгамой и оксидом ртути и определение количества ртути в них. Теоретическая часть исследования заключалась в разработке математического описания процессов, протекающих в разряде ЛЛ при работе ламп на постоянном токе, который используется в созданном методе контроля количества ртути в ЛЛ.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке оперативного неразрушающего метода контроля количества ртути в линейных ЛЛ. Конкретные результаты, определяющие новизну проведенного исследования, состоят в следующем:

- впервые создана методика неразрушающего контроля количества ртути в ЛЛ, основанная на форсированном переносе ионов и атомов ртути к катоду ЛЛ при ее работе от сети постоянного тока при дополнительном охлаждении катодного конца лампы. Время полного переноса ртути в катодную часть лампы контролируется по изменению электрических характеристик и пропорционально массе ртути в ЛЛ (определяется по соответствующему градуировочному графику). Предполагаемое время контроля одной лампы 1+1,5 часа при содержании ртути в ЛЛ от 1,4 до 8 мг (такое содержание ртути декларируется в последние годы передовыми зарубежными фирмами, выпускающими ЛЛ);

- разработан опытный образец установки, обеспечивающий форсированный режим переноса ртути (работа ЛЛ на постоянном токе, превышающем номинальный в 2+2,5 раза, работа катода с двумя катодными пятнами, повышенный температурный градиент между анодной и катодной частями ЛЛ);

- предложено описание физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе, в частности, оценка скорости массопереноса ртути в ЛЛ с использованием программной среды МаЛСас!;

- впервые определено количество ртути в амальгамных ЛЛ и ЛЛ с оксидом ртути.

Практическая ценность диссертационного исследования состоит в возможности применения указанных выше метода и установки для испытаний ламп, предоставляемых изготовителями и потребителями. Для этого:

- разработан метод неразрушающего контроля количества ртути в J1JI, основанный на форсированном переносе ионов и атомов ртути к катоду JUI при ее работе от сети постоянного тока при дополнительном охлаждении катодного конца лампы;

- создана установка для реализации метода, обеспечивающая работу ЛЛ в форсированном режиме;

- получены градуировочные зависимости времени переноса ртути от ее количества в объеме лампы для ЛЛ мощностью 20 и 40 Вт

- показано, что с помощью данного метода возможно определение малых количеств ртути в амальгамных ЛЛ, в ЛЛ с оксидом ртути и в ЛЛ уменьшенного диаметра (16 мм);

- подготовлен проект стандарта организации (ГУП РМ «НИИИС им. А.Н. Лодыгина») для выборочного контроля количества ртути в выпускаемых ею ЛЛ, в основу которого заложены разработанные метод и установка.

Научные результаты, выносимые на защиту:

- неразрушающий метод определения количества ртути в работающей линейной ЛЛ;

- схема блока питания ЛЛ постоянным током, в 2^-2,5 раза превышающим номинальный ток лампы;

- способ охлаждения катодного конца лампы, необходимый для диффузии атомов ртути в сторону катода с целью скорейшего наступления полного переноса ртути в охлаждаемую прикатодную часть лампы;

- технологии изготовления контрольных ЛЛ, амальгамных ЛЛ, ЛЛ с оксидом ртути;

- математическая оценка скорости массопереноса ртути и расчета количества ртути в ЛЛ;

- результаты комплексных экспериментально-расчетных исследований электрических характеристик контрольных ЛЛ, амальгамных ЛЛ, ЛЛ с оксидом ртути и ЛЛ уменьшенного диаметра.

Апробация работы н публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: V Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света» (2007 г., г. Саранск); V, VI, VII, VIII Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (2007, 2008, 2009, 2010 гг., г. Саранск); научно-технической конференции «Молодые светотехники России» (2007, 2008, 2009 гг., г. Москва); VI республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (2007 г., г. Саранск); XII, XIII, XIV научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (2007, 2008, 2010 гг., г. Саранск); IV и VI Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (2008, 2011 гг., г. Варна,

Болгария); IV Международной молодежной научной конференции «Тинчурин-ские чтения» (2009 г., г. Казань); V Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики» (2009 г., г. Саранск); Российской светотехнической Интернет-конференции «Свет без границ!» (2009 г., г. Хабаровск); Итоговой научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии» (2010 г, г. Саранск).

Личный вклад автора. Создание экспериментальной установки для определения количества ртути, создание экспериментальных образцов контрольных JIJI и амальгамных JIJI, экспериментальные исследования по оценке переноса ртути в J1JI, обобщение результатов.

По теме диссертации опубликовано 27 работ в сборниках, журналах, тезисах докладов конференций, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и актов об использовании результатов работы. Общий объём диссертации 150 стр., включающий 96 рисунков и 4 таблицы. Список литературы содержит 87 наименований (включая 27 работ автора по теме диссертации, опубликованных к моменту оформления работы).

Содержание работы

Введение. Во введении показана актуальность диссертационной работы, ее научная новизна и практическая ценность, рассмотрена общая направленность, определены объекты и методы исследований, сформулированы основные результаты, выносимые на защиту, описан объем и структура диссертации.

В первой главе проведен обзор современного состояния разработок и теорий в области экологичности разрядных ламп, дозировки и контроля количества ртути в JIJ1. Анализ показывает, что основная проблема экологичности разрядных ламп, в первую очередь, связана с наличием в них токсичной ртути в жидкой фазе и с большим количеством ее в лампах. Так, для нормальной работы линейных JIJI мощностью 14+70 Вт, следует дозировать в них 1,4+8 мг ртути (для кольцевых JIJI мощностью 40 Вт - 30 мг, а для компактных JIJI мощностью 5+33 Вт - не более 5 мг), что практически не соблюдается в современном производстве данных изделий. При несоблюдении точной дозировки появляются такие виды брака ламп, как «тусклые» лампы (при дозировке очень малых количеств ртути), обусловленный дефицитом свободной ртути, следствием которого является низкое значение излучаемого лампой светового потока. Известно, что излишнее количество дозируемой ртути нежелательно с точки зрения ухудшения не только экологической обстановки, но и параметров ламп, особенно изготавливаемых в заводских условиях, при которых имеется большая возможность загрязнений ртути из-за окисления в дозаторах, а так же взаимодействия ртути с материалами лампы.

В настоящее время применяются следующие методы введения ртути в JIJI: электромагнитомеханическим дозатором в виде капли; вдуванием в лампу потоком инертного газа капли ртути, помещенной в канал перед штенгелем ка-

6

пиллярным дозатором; в виде готовой амальгамы; в герметизированных ампулах и капсулах, которые затем вскрываются в готовой лампе термическим путем; в связанном состоянии в виде меркурида титана, который в откачанной лампе разлагается термическим путем; в виде окиси ртути. Наиболее перспективным оказывается применение ртути в виде готовой амальгамы. Так, одной из замечательных особенностей высокотемпературных амальгамных ЛЛ является то, что амальгама во время работы лампы выделяет оптимальное количество ртути (0,076 мг в ЛЛ мощностью 40 Вт), а в выключенном состоянии практически полностью поглощает ее из объема лампы. Еще одним вариантом является изготовление ламп с применением порошка окиси ртути вместо ртути в жидком состоянии. Но при откачке лампы и при включении окись ртути диссоциирует, выделяя кислород, который в свою очередь отрицательно влияет на работу лампы. Выход из данной ситуации состоит в применение геттеров - реагентов, поглощающих остаточные газы, - титан, цирконий, молибден, уголь и др.

Проанализирована литература по методам определения количества ртути в ЛЛ (метод определения количества ртути способом химического анализа, метод определения количества ртути по нахождению холодной точки, метод определения количества ртути по напряжению тлеющего разряда при испарении всей ртути, метод определения количества ртути по изменению отношения тока разряда к номинальному при увеличении температуры) [А.1 - А.4] и выявлены их основные недостатки. Анализ показывает, что большинство методов включают в себя: частичное или полное разрушение лампы, использование химических соединений и реагентов, чрезмерный нагрев лампы, применение дорогостоящего спектрального оборудования, а также высокую трудоемкость и сложность осуществления метода.

Во второй главе описываются конструкции и технологии изготовления контрольных и экспериментальных ЛЛ, основные сведения об амальгамах, методах их изготовления и технологии приготовления, технология изготовления контейнеров (ампул) с амальгамой, основные сведения об оксиде ртути и газопоглотителях (геттерах), применяемых в смеси с оксидом ртути при изготовлении ламп, а также приведена технология изготовления контейнеров (ампул) с оксидом ртути.

Конструкция и технология изготовления контрольных ЛЛ с известным количеством ртути. Конструкция этих ламп аналогична конструкции обычных ртутных ЛЛ типа ЛБ. Отличие состоит в том, что в них содержится контролируемое количество ртути (от 2 до 60 мг), что обеспечивается применением в процессе изготовления амальгам вместо ртути в жидкой фазе. Технология изготовления ламп отличалась от промышленной следующими особенностями: после заварки ламп их откачка проводилась на откачном посту, снабженном дозатором штабика амальгамы с измеренной заранее массой, при этом в штенгель лампы перед откачкой помещалась трубочка из стекла, препятствующая прохождению штабика амальгамы в объем лампы (амальгама должна быть в штен-геле); штабик амальгамы дозировался в штенгель лампы, прошедшей стандартную термовакуумную обработку и охлажденную до комнатной температуры (состав амальгамы 70% РЬ + 30% Н§); лампа отпаивалась с удлиненным штен-

7

гелем и переносилась на установку для перегонки ртути из амальгамы в объём лампы; конец лампы с удлиненным штенгелем помещался в печь установки перегонки ртути; путём нагрева печи до температуры на 20 + 30 °С меньшей температуры плавления амальгамы (~ 250 °С) в течение заданного времени (для разных ламп это время варьировалось от 0,5 до 3 часов) ртуть из амальгамы испарялась в объём лампы; удлинённый штенгель с оставшейся (обеднённой ртутью) амальгамой отпаивался от лампы; отпаянный штенгель вскрывался и амальгама взвешивалась второй раз; определялось количество ртути в лампе как разница масс штабиков амальгамы до откачки лампы и после вскрытия штенгеля.

Конструкция и технология изготовления экспериментальных амальгамных ЛЛ. Конструкция этих ламп также аналогична конструкции обычных ртутных J1JI типа ЛБ. Отличие состоит в том, что вместо ртути в жидкой фазе в них содержится контейнеры с амальгамами. Технология изготовления этих ламп отличалась от промышленной следующими особенностями: после заварки ламп их откачка проводилась на откачном посту, снабжённом дозатором штабика или шарика амальгамы; штабик или шарик амальгамы дозировался через штенгель в лампу, прошедшую стандартную термовакуумную обработку и охлажденную до комнатной температуры амальгамы.

Конструкция и технология изготовления экспериментальных ЛЛ с оксидом ртути (рисунок 1). Конструкция и технология изготовления этих ламп также аналогична конструкции и технологии изготовления обычных ртутных ЛЛ типа ЛБ. Отличаем является то, что контейнер с оксидом ртути и геттером припаивают к токовому вводу и на противоположной ножке припаивают две титановые пластинки, за счет чего в технологической схеме изменяется несколько последовательность операций и добавляются новые операции.

1 - триспираль с эмиттером; 2 - контейнер с оксидом ртути и геттером; 3 - колба; 4 - слой люминофора; 5 - титановые пластины; 6 - токовые вводы Рисунок 1 - Конструкция экспериментальных ламп с окисью ртути

Технологические процессы изготовления ампул с амальгамой и контейнеров с оксидом ртути и геттером включают следующие этапы: подготовка технологического процесса, изготовление заготовок, их очистка, наполнение заготовок, изготовление ампул (контейнеров).

В третьей главе приведен анализ физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе и проведена оценка скорости массопереноса ртути в ЛЛ, работающих на постоянном токе.

Основные проблемы при работе ЛЛ на постоянном токе: неодинаковые режимы работы электродов, в результате которых электрод, являющийся анодом, сильно перегревается; проявляется явление катафореза, в результате которого анодный конец лампы через некоторое время обедняется ртутью, в при-анодной области уменьшается световой поток, а цвет анодного конца лампы становится «тусклым».

Анализ физических процессов в люминесцентных лампах, работающих на постоянном токе при изменении температурного режима показал, что основными из них являются: образование ионов в плазме положительного столба (за счет ионизации электронами и за счет столкновения возбужденных атомов); уход ионов из объема плазмы единичной длины, обусловленный движением ионов ртути к стенке трубки (за счет амбиполярной диффузии ионов и электронов); диффузия ионов ртути к катоду за счет продольного градиента потенциала; диффузия нейтральных атомов ртути через смесь Щ + Аг из горячей зоны в холодную; испарение ртути с поверхности колбы в объем лампы, скорость которой зависит от температуры участка поверхности колбы.

Оценка скорости массопереноса ртути в ЛЛ проводится согласно следующим условиям эксперимента: ЛЛ подключалась к источнику питания постоянного тока; катодный конец ЛЛ искусственно охлаждался металлическим радиатором с постоянно циркулирующей холодной проточной водой (температура между охладителем и колбой составляла 10°С); анодный конец утеплялся многослойной манжетой из картона (температура между манжетой и колбой составляла = 66°С при токе 0,5 А и ~ 85°С при токе 1 А); осуществлялся предварительный сбор ртути в холодной зоне (под охладителем); в схеме питания менялась полярность, охладитель и утепляющая манжета менялась местами, и процесс переноса повторялся.

При оценке потока атомов ртути, возникающего вследствие градиента концентрации, полагалось, что до тех пор, пока под манжетой имеется жидкая компонента ртути, концентрация паров здесь в первом приближении примерно постоянна и определяется температурой стенки трубки нагретой прианодной области. Иными словами, предполагалось, что и градиент концентрации до этого момента примерно постоянен. Таким образом, процесс переноса ртути представлялся следующим образом. Вначале происходит нагрев анодной области трубки под манжетой, где до этого сосредоточена вся ртуть. В течение определенного времени, определяемым нагревом трубки под манжетой и диффузионным временем т устанавливается состояние «равновесия», здесь г определяется формулой:

г~(2-3)-£г. (1)

я- А,

где Д, - коэффициент диффузии атомов ртути, м2/с;

/ - среднее расстояние между областями испарения и осаждения ртути, м. Отметим, что в дальнейшем в качестве значения длины / берется расстояние

между серединами охладителя и зоны предварительной конденсации ртути под теплоизолирующей манжетой.

Оценка скорости переноса ртути за счет ионного тока. Плотность потока ионов равна

]Р{г) = Ыр{г)-ц,(г)-Ер, (2)

где АТр(г) - распределение концентрации ионов (электронов) по радиусу трубки, м"3;

(1,(г) - радиальная зависимость подвижности ионов ртути (возникающая вследствие перераспределения по радиусу буферного газа из-за возможного его нагрева), м2/(В-с);

Ер - электрическое поле разряда (продольный градиент потенциала), В.

Тогда перенос массы одного мг ртути в одну секунду будет равен

^ - ! ЗА 1Л-И . А Г . Г "Г .. „ Г

3,36-JO-22 ■ Ne(0) ■ Ер\(3)

А' " ^..... R

где Ne(0) - распределение концентрации ионов (электронов) на оси трубки, м"3;

R - внутренний радиус трубки, м. Для простоты принято параболическое распределение электронов по радиусу. (Здесь 3,36-10"22 - масса атома ртути, г). Для случая //,(/-) = const, т.е. в пренебрежении влиянием перераспределения газа (оценка влияния неоднородности распределения атомов буферного газа по радиусу трубки показывает, что оно достаточно мало, поэтому для наших расчетных оценок мы этим влиянием пренебрегаем), имеем

^ = 1,68-Ш22 //ДО) • Ne(0) -Ер- лП2, (4)

где //,(0) - это подвижность ионов в центре трубки

Оценка диффузионного переноса атомов ртути. Поскольку под манжетой температура несколько выше, то и концентрация атомов больше, чем у катода. Пусть Nng(0), NHg(l) - концентрации атомов ртути в нагретой и охлаждаемой частях трубки соответственно, м"3, / - расстояние между ними, м. Масса, переносимая за счет диффузионного потока, равна

Ш Д(

где М- масса диффузионно движущихся атомов, г; Smp - площадь трубки, м2;

J - диффузионный поток атомов за счет градиента концентрации этих атомов вдоль трубки, см'2-с"'.

При этом, поскольку диффузионный поток

J = -D. g md NHg ~ D. (NHx (0) - N Hg ([))/1, (6)

приближенно имеем

ш

Д/

где концентрации атомов ртути в нагретой и охлаждаемой частях трубки находятся, как

- = MSmpJ, (5)

MS„pDa{NHgm-NHg(l))H, (7)

Р (Т)

= (8)

где РНе(Т) - давление паров ртути, мм рт. ст.; Г-температура холодной точки, К; к- коэффициент Больцмана, Дж/К.

где ионная температура, К; е - заряд электрона, Кл.

В дальнейшем для оценки времени перегонки 1„ер величины поля Е и концентрации электронов Ые (0) рассчитывались по модели [А.5]. Сопоставление оценок с экспериментом достаточно удовлетворительно. Так, оценка времени переноса 15 мг ртути в ЛЛ мощностью 20 Вт дает для тока 1 А - 1„ср ~ 43 мин, для тока 0,5 А - 1тр ~ 140 мин. Эксперимент дает для этих токов, соответственно, ¿„с/, ~ 50 и 1„ер ~ 120 мин.

Проведена оценка основных микро- и макрохарактеристик разряда при работе ЛЛ на постоянном токе - концентрация электронов на оси трубки пе0 и градиент потенциала Е, которые могут применяться для оценки массопереноса ртути в условиях, отличающихся от экспериментальных для контрольных ламп. Оценка массопереноса ртути по формуле (7) показал, что массоперенос ртути при токе /, = 1,0 А в ~ 6 раз больше чем при токе /л = 0,5 А, что является подтверждением того, что с ростом тока увеличивается скорость переноса ртути. Полученные зависимости для градиентов потенциала Е и концентрации электронов пе позволяют оценивать по формуле (7) массоперенос ртути для других диаметров ламп.

В четвертой главе приведена установка и способ для контроля количества ртути в люминесцентных лампах, а также методика эксперимента.

Установка контроля количества ртути состоит из: блока стабилизации; блока регулировки; блока питания испытуемой лампы (для получения максимально возможного однополярного тока); блока измерений; регистрирующего блока и блока охлаждения (металлические радиаторы с различной конструкцией и размерами для охлаждения различных типоразмеров ламп).

ЛЛ питается от блока питания, работающего по принципу создания дугового разряда с двумя катодными пятнами и служащего для облегчения работы электродов в установке, и обеспечивает равенство токов в каждом токовводе анода. Его электрическая схема представлена на рисунке 2.

Первой функцией блока питания является жёсткая стабилизация значения тока. С этой целью со стороны сети имеется стабилизатор входного напряжения, но ток может меняться также при изменении сопротивления разрядной лампы. Чтобы исключить влияние лампы на величину тока в нашей установке использовано замечательное свойство ¿С-балласта, который является идеальным источником тока для такой нагрузки как разрядная лампа, т.е. величина тока протекающего через лампу последовательно соединённую с таким балластом не будет зависеть от величины напряжения на лампе.

я?

^л1

ддргт^ И"

©

е-

Рисунок 2 - Электрическая схема блока питания

Второй важной функцией блока питания является обеспечение максимального разрядного тока, т.к. от значения этого тока зависит продолжительность эксперимента (полный переход ртути в прикатодную область лампы). Наиболее слабым элементом ЛЛ являются спиральные электроды, изготовленные из вольфрамовой проволоки толщиной несколько десятков микрометров и поэтому не допускающих сколь-нибудь значительного увеличения тока. Но разрядный ток можно увеличить вдвое, если заставить ток равномерно распределяться между двумя токовводами электрода. В обычных условиях ток попадает на электрод и далее в разряд через так называемый сетевой токоввод электрода, т.е. тот токоввод к которому присоединён контур. При этом даже если запарал-лелить оба токоввода электрода, ток в разряд будет входить через одно катодное пятно (см. рисунок 2). При этом ток распределяется между токовводами случайным (неконтролируемым) образом. Для того чтобы уравнять токи необходимо запитать каждый из четырёх токовводов от отдельного источника тока. Источники тока в нашем случае легче всего организовать с помощью балластных резисторов (Я6 - 119) (рисунок 2). При наличии этих резисторов разность потенциалов между токовводами с меньшими токами будет больше, чем разность потенциалов между токовводами с большими токами. Вследствие этого токи будут выравниваться, так как ток стремится идти по пути наименьшего сопротивления.

Третья функция источника тока - пробой и зажигание разряда в испытуемой лампе. Для зажигания выбран стартерный принцип, т.е. зажигание с помощью импульса высокого напряжения, возникающего в индуктивности разрядного контура при размыкании тока короткого замыкания этого контура, который используется также для предварительного подогрева катода лампы. Для этой цели в разрядный контур введена индуктивность в виде двух стандартных балластных дросселей 1И-40/220, соединённых параллельно, чтобы пропустить без перегрева большой ток, и реле К1, в функции которого входит подготовка схемы разрядного контура к пуску, подогрев и пуск лампы производиться кнопкой БВ (рисунок 2).

За основу метода неразрушающего контроля количества ртути в ЛЛ был взят катафорезный метод определения количества ртути (при работе лампы на постоянном токе). Он заключается в определении методом катафореза (перенос положительных ионов ртути в область катода) зависимости времени переноса

(х№р) ртути от массы ртути (тнв) в лампе (гжр = (р (тНй)), которая может быть основой методики и оборудования для определения тв ЛЛ, изготовленных в лаборатории или на заводе.

Нами предложен усовершенствованный метод, основанный на применении двух физических явлений: переносе положительных ионов ртути в область катода при работе ЛЛ в цепи постоянного тока (явление продольного катафореза); диффузии нейтральных атомов ртути в специально созданную холодную зону в прикатодной части положительного столба разряда из более нагретых участков лампы. Таким образом, перенос ртути идет синхронно ионами и нейтральными атомами в одну сторону (прикатодную), что существенно ускоряет время переноса.

Процесс переноса еще больше сокращается при увеличении значения тока в 2н-2,5 раза по сравнению с номинальным значением тока лампы, при этом обеспечивается работа лампы в режиме двух катодных пятен, и одеванием на лампу вне холодной зоны теплоизолирующей многослойной манжеты из картона.

Перед определением г„ер осуществляется предварительный сбор ртути в зоне охладителя. Это необходимо потому, что после транспортирования лампы от изготовителя до установки, реализующей предлагаемый способ, ртуть оказывается распределенной неравномерно по всей внутренней поверхности лампы.

На рисунке 3 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, и контактный охладитель.

1 - ЛЛ; 2,3 - электроды; 4 - водоохлаждаемый контактный охладитель; 5 - теплоизолирующая многослойная манжета; б - блок питания ЛЛ; 7 - стабилизатор напряжения переменного тока; 8 - самопишущий вольтметр; 9, 10 - штуцера для подвода и отвода воды; 11 - цилиндрический канал охладителя Рисунок 3 - Устройство, реализующее предлагаемый способ, и контактный охладитель

ГТ

-220 В

После завершения процесса переноса ртути блок питания 6 ЛЛ выключается, охладитель 4 перемещается к противоположному концу ЛЛ 1, меняясь местоположением с утепляющей манжетой 5.

Далее в схеме питания ЛЛ 1 меняется полярность (переключением на панели блока питания 6 ЛЛ специального тумблера), включается блок питания б ЛЛ и процесс переноса повторяется. С помощью самопишущего вольтметра снимались зависимости напряжения на лампе от времени выхода лампы в состояние полного катафореза (Ц, = (р(0) (рисунок 4).

а„ в

I, мин

Рисунок 4 - Зависимость и„ = <р(0 для контрольной ЛЛ мощностью 40 Вт (6 мг Н§) при токе 0,5 А

Из рисунка видно, что состояние полного катафореза сопровождается резким падением 1}„ в конце процесса. Время повторного переноса (хтр) определяется методом касательных (рисунок 4) и используется для определения массы ртути по градуировочным зависимостям, построенным для каждого типоразмера контрольных ламп и при разных токах (рисунки 5-7).

Ткет, МИН

700 600 500 400 300 200 100 0

О 5

10 15 20 25 30 m„„, мг

• Ср. -В-—min А шах

Рисунок 5 - Градуировочная зависимость г = tp [m„s) для ЛЛ мощностью 20 Вт (1Я = 0,5 А)

14

300 250 200 150 100 50 0

0 2 4 6 8 10 m ..г

mHgl мг

♦ —Ср. —HS—'min A mx Рисунок 6 - Градуировочная зависимость г = ^ (m%) для ламп мощностью 40 Вт (/, = 0,5 А)

ЧИ"

320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

14 16 18 20 22 24 26 28 30 шИ)| мг

1 - при токе 1л = 0,5 А; 2 - при токе 1„ = 0,75 А; 3 - при токе 1„ = 1,0 А Рисунок 7 - Градуировочный график зависимостей количества ртути от времени её переноса

при разных токах

Начало стационарного состояния, когда необходимо фиксировать время перехода, можно фиксировать не только по изменению Ц, и /,„ обусловленных разницей градиентов потенциала в разряде смеси Щ + Аг (прикатодная половинка лампы) и разряде в Аг (прианодная половина лампы), но и по различию яркости свечения (в десятки раз) в прикатодной и прианодной зонах положительного столба, и по ряду других характеристик и характеристикам прианодной части разряда (отсутствие излучения ртутных линий, усиление излучения инертного газа и др.).

Приведены результаты измерения характеристик контрольных ЛЛ с известным количеством ртути (рисунок 8). Исследования проводились на ЛЛ мощностью 40 и 20 Вт с фиксированным значением количества ртути, при использовании нескольких видов охлаждения катодного конца лампы.

а б

Рисунок 8 - Зависимости и„ = !р(0 для ламп для ЛЛ мощностью 40 Вт при охлаждении металлическим радиатором и латунной фольгой, помещенных в емкость с холодной водой (а) и ЛЛ мощностью 40 Вт при охлаждении металлическим радиатором с постоянно циркулирующей холодной проточной водой (6)

Результаты экспериментов показали, что особенностью поведения зависимостей и, = <р(0 для всех исследованных ламп и всех токов (0,3 А; 0,4 А; 0,5 А) является спад (/, в течении 20 + 30 минут и рост/, в конце процесса переноса ртути (перед стабилизацией ¡7Л). Время процесса переноса ртути зависит от тока лампы, от вида охлаждения и от площади охлаждающей поверхности. Лампы мощностью 20 и 40 Вт удалось таким образом изготовить со следующими количествами ртути: 2,4,6, 7, 8, 9, 10, 15, 27, 51 и 60 мг.

Выбран оптимальный вид охлаждения катодного конца лампы, необходимый для диффузии атомов ртути в сторону катода с целью скорейшего наступления катафореза (латунный радиатор с постоянно циркулирующей холодной проточной водой, полностью охватывающий участок лампы).

Показаны и проанализированы результаты измерения параметров и характеристик амальгамных ЛЛ (рисунок 9). В экспериментах применялись лампы с амальгамами разных составов: 30% + 70% РЬ, 20% + 80% РЬ, 10% Щ + 90% 1п.

И-].....йф!^ ..1М- * ~~г-г-г-г—т-гт-ч-----——г-т-г—

0 5 10 15 ¡0 ¡5 3» 35 М 45 50 !5 60 65 « 5 10 » ? » » * * « 50 й » » Л » ® » » »

1,мин 1,»««

а б

Рисунок 9 - Зависимости и, = <р(0 для ламп для АЛЛ (30% + 70% РЬ) при токе 1 А (а) и АЛЛ (10% Н% + 90% 1п) при токе 1 А (б)

Поведение АЛЛ несколько отличается от контрольных ЛЛ. Образование пика кривой в момент оптимального давления паров ртути, после которого спад напряжения на лампе стабилизируется на уровне режима катафореза. Это поведение можно объяснить работой лампы до появления пика и после при разных концентрациях паров ртути (до пика - с повышенным, после пика - с пониженным). После пика свечение лампы уменьшалось, т.е. вся ртуть из амальгамы испарится при более длительном времени, чем проводится эксперимент. Таким образом, мы контролируем только ту ртуть, которая находится в лампе после отжига, но не контролируем полное количество ртути, находящееся в лампе.

Разработанный метод позволил определить не только количество ртути в объёме лампы, но и количество ртути в самой амальгаме. В ходе исследований было установлено, что расположение амальгамы индия в лампе значительно влияет на все рабочие параметры лампы как электрические, так и светотехнические. Напряжение зажигание амальгамных ЛЛ с амальгамами различных составов также различно. Полученные факты позволяют говорить о том, что амальгама индия обладает свойством собирать ртуть. Количество ртути в данных лампах в зависимости от типа амальгамы составляло от 10 до 30 мг.

Показаны и проанализированы результаты измерения параметров и характеристик ЛЛ с оксидом ртути (рисунок 10). В экспериментах применялись лампы с разным соотношением оксида ртути и геттеров (¿г + Н£0, Ъх + (Ре,Со,№) + Н^О, С + ^0, Мо + НяО, А1 + ^О, {2т,А\,7\) + ^0).

Контейнеры для смеси оксида ртути и геттеров изготавливались из никелевой трубочки. Вес смеси в контейнере составлял 26-И0 мг в зависимости от состава. Вес контейнера без смеси составлял 100-Н10 мг. Количество ртути в данных лампах в зависимости от состава составляло от 0,3 до 14,5 мг. Результаты свидетельствуют о возможности использования оксида ртути для замены ртути в жидкой фазе, а также о возможности применения разработанной методики к ЛЛ данного типа.

а б

Рисунок 10 - Зависимости С/, = <р(1) для ламп ЛДЦ мощностью 20 Вт, контейнер со смесью Тх: Р^О = 3:1, титановая трубка на контейнере (а) и ЛДЦ мощностью 20 Вт, контейнер со смесью 2г: (Ре,Со,Ы]): ЩО = 1 : 1 : 1 (б)

Показаны и проанализированы результаты измерения параметров и характеристик ЛЛ малого диаметра (в трубках Т8 (26 мм) и Т5 (16 мм)). В экспериментах применялись лампы зарубежных фирм-изготовителей Navigator в трубках Т5, Osram в трубках Т8, Philips в трубках Т8 (рисунок 11).

О 5 10 IS 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 SO S5

а б

Рисунок 11 - Зависимости U„ = tp(t) для ламп для ЛЛ типа Navigatorl NTL-T5 13-840 при токе 0,7 А (а) и для ЛЛ типа Osram 1 L18w-765 при токе 0,7 А (б)

Результаты свидетельствуют о возможности применения разработанной методики к ЛЛ данного типа. Так, время переноса ртути зависело от ее количества в лампе, т.е. от производителя ЛЛ. Применение градуировочных графиков (рисунок 7) для диаметра 16 мм может дать только ориентировочное значение. Для более точного результата необходимо изготовление контрольных ЛЛ малого диаметра по технологии, описанной выше. Наибольшее содержание ртути имели лампы фирмы Philips и OSRAM в трубках Т8 (оценочно 8-9 мг), а наименьшее количество ртути показали лампы фирмы Navigator в трубках Т5 (оценочно 5-6 мг).

Показан опытный образец компьютеризированной установки для определения количества ртути в трубчатых ЛЛ. Измерения осуществлялись с помощью АЦП NI cDAQ-9205, управление которым осуществлялось с помощью виртуального прибора, разработанного в графической среде программирования LabVIEW (рисунок 12).

а б

Рисунок 12 - Зависимости Ц, = <р(1) для ламп для ЛЛ лампы мощностью 20 Вт, содержащей 2 мг ртути при токах 0,5 А (а) и 1 А (б)

Полученные результаты показали большую чистоту и точность эксперимента и дадут возможность создания оперативной методики для контроля количества ртути в ЛЛ с применением ЭВМ.

В заключении приведены основные выводы по результатам, полученным в диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На основании результатов полученных в настоящей диссертационной работе можно сделать следующие выводы:

1. Разработан неразрушающий метод контроля количества ртути в люминесцентных лампах, основанный на изменении электрических характеристик ламп при работе их в интенсивном режиме от источника постоянного тока с активным балластным сопротивлением при охлаждении зоны положительного столба разряда вблизи катода и одновременном утеплении всей остальной зоны положительного столба разряда.

2. Разработан опытный образец установки для определения количества ртути в люминесцентных лампах, позволяющий осуществлять форсированный режим работы лампы при токах, в 2+2,5 раза превышающих номинальный ток люминесцентной лампы. Установка включает в себя шесть блоков: блок стабилизации; блок регулировки; блок питания испытуемой лампы; блок измерений; блок регистрации и блок охлаждения.

3. Разработана электрическая схема блока питания люминесцентной лампы на постоянном токе, позволяющая создавать дуговой разряд с двумя катодными пятнами с целью облегчения работы электродов и максимального сокращения времени испытания лампы. При такой схеме подключения лампы возможно получение максимального однополярного тока (в 2+2,5 раза превышающего номинальный).

4. Для охлаждения катодного конца испытуемой лампы (необходимого для диффузии атомов ртути в сторону катода с целью ускорения наступления катафореза разработаны и изготовлены два металлических (латунных) радиатора с различной конструкцией и размерами (для разных типоразмеров ламп), с постоянно циркулирующей холодной проточной водой и полностью охватывающие участок лампы.

5. Приведены особенности конструкций и технология изготовления контрольных люминесцентных ламп с известным количеством ртути, экспериментальных амальгамных люминесцентных ламп и экспериментальных ламп с оксидом ртути.

6. Предложено описание физических процессов в люминесцентных лампах при работе на постоянном токе и выполнена оценка скорости массоперено-са ртути в люминесцентных лампах, зависящая от переноса за счет ионного тока, скорости диффузионного переноса атомов ртути и от совместного их действия с использованием программной среды МаЛСас!. Проведен анализ основных микро- и макрохарактеристик, которые могут применяться для оценки массопе-реноса ртути в условиях, отличающихся от экспериментальных для контрольных ламп.

7. Показаны и проанализированы результаты измерения параметров и характеристик контрольных люминесцентных ламп с известным количеством ртути, экспериментальных амальгамных люминесцентных ламп и экспериментальных ламп с оксидом ртути.

8. Разработан опытный образец компьютеризированной установки для определения количества ртути в линейных люминесцентных лампах, где блоком измерения являлся АЦП NI cDAQ-9205, управление которым осуществлялось с помощью виртуального прибора, разработанного в графической среде программирования Lab VIEW.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. Горбунов, A.A. Исследования по повышению экологичности производства и применения люминесцентных ламп. / A.A. Горбунов, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко. // Светотехника, 2009, №6. С. 17-20.

Патенты, полученные в ходе выполнения работы.

1. Горбунов, A.A. Способ неразрушающего контроля количества ртути в трубчатой люминесцентной лампе и устройство для его осуществления. / A.A. Горбунов, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Патент на изобретение № 2410791. Заявка 2010102332/07, 25.01.2010. Кл. МПК H01J 9/42. Опубл.: 27.01.2011. Бюл. №3.

2. Ашрятов, A.A. Устройство для определения количества ртути в люминесцентных лампах. /A.A. Ашрятов, A.A. Горбунов, A.C. Федоренко. // Патент на полезную модель №103420. Заявка 2010143210/07, 21.10.2010. Кл. МПК H01J 61/20. Опубл.: 10.04.2011. Бюл. №10.

Статьи, опубликованные в прочих научных изданиях.

1. Федоренко, A.C. Ресурсосбережение, экологичность и надежность -основные факторы развития современных источников света. / A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов, A.A. Дурдаев, Е. А. Карасев, Е.С. Богдашкин. // Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света: тезисы докладов Пятой Всероссийской конференции / под ред. В.К. Свешникова. Изд-во Мордов. гос. пед. йн-т. Саранск, 2007. С. 56-57.

2. Федоренко, A.C. О перспективах повышения экологичности люминесцентных ламп. / A.C. Федоренко, A.A. Дурдаев, A.A. Ашрятов. // Электротехнический рынок. №11, Москва, 2007. С. 26-27.

3. Абрамова, JI.B. Направления повышения экологичности систем освещения и светотехнического производства. / JI.B. Абрамова, A.C. Федоренко, A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев. // Наука и инновации в Республике Мордовия: материалы VI республиканской научно-практической конференции. Саранск, 2007. С. 449-450.

4. Дурдаев, A.A. Проблема сохранения свойств амальгам при изготовлении люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко. // Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света: тезисы докладов Пятой Всероссийской конференции / под ред.

20

B.K. Свешникова. Изд-во Мордов. гос. лед. ин-т. Саранск, 2007. С. 51.

5. Дурдаев, A.A. Исследование характеристик амальгамных люминесцентных ламп мощностью 20 Вт. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко, A.B. Пантелеев. // Материалы Двенадцатой научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева: Ч. 2: Естественны и технические науки. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. С. 172-176.

6. Дурдаев, A.A. Разработка конструкции и технологии изготовления люминесцентных ламп с низкотемпературной и высокотемпературной амальгамой. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. IV Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики». Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. С. 44-46.

7. Дурдаев, A.A. Разработка конструкции и технологии изготовления экологически безопасных амальгамных люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. IV Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики». Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. С. 47-50.

8. Дурдаев, A.A. Разработка конструкции и технологии изготовления амальгамных люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко. // Тезисы докладов на научно-технической конференции «Молодые светотехники России». Москва, ВИГМА, 2007. С. 43-45.

9. Дурдаев, A.A. Особенности изготовления люминесцентных ламп с контролируемым количеством ртути. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, Т.Н. Каргин,

A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света: тезисы докладов Пятой Всероссийской конференции / под ред. В.К. Свешникова. Изд-во Мордов. гос. пед. инт. Саранск, 2007. С. 58-59.

10. Дурдаев, A.A. Проблема сохранения свойств амальгам при изготовлении люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко. // Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света: тезисы докладов Пятой Всероссийской конференции / под ред.

B.К. Свешникова. Изд-во Мордов. гос. пед. ин-т. Саранск, 2007. С. 51.

11. Дурдаев A.A. О разработке метода контроля количества ртути в люминесцентных лампах. // A.A. Дурдаев, Т.Н. Каргин, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. V Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики». Саранск. Изд-во МГУ им. Н.П. Огарева, 2007.

C. 61-64.

12. Дурдаев, A.A. О некоторых результатах работы над проектом по теме «Разработка конструкции и технологии изготовления опытных образцов экологически безопасных амальгамных люминесцентных ламп. // A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов, А.И. Терешкин, В.Ф. Дадонов. // Сб. науч. тр. VI Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энерге-

21

тики», Саранск, 23-24 октября 2008 г. / ред.-кол.: Л.В. Абрамова (отв. ред.) [и др.]. Саранск: Изд-во Морд, ун-та, 2008. С. 58-61.

13. Дурдаев, A.A. Определение оптимального режима работы люминесцентной лампы при переходе с одного электрического режима на другой. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко. XXXVI Огаревские чтения: материалы научной конференции в 3 ч. Ч. 3. Технические науки / сост. О.И. Скотников; отв. за вып.

B.Д. Черкасов. Саранск: Изд-во Морд, ун-та, 2008. С. 50-52.

14. Дурдаев, A.A. Исследование переноса ртути в люминесцентных лампах при изменении электрического и температурного режима. / A.A. Дурдаев, O.E. Зинин, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. Материалы XIII научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Морд. гос. университета им. Н.П. Огарева в 2 ч. Ч. 2: Естественные и технические науки / сост. О.В. Боярки-на, О.И. Скотников; отв. за вып. В.Д. Черкасов. - Изд-во Морд, ун-та, 2008.

C. 163-165.

15. Дурдаев, A.A. Усовершенствованный катафорезный метод переноса положительных ионов ртути в люминесцентных лампах. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Сб. тезисов докладов на научно-технической конференции «Молодые светотехники России». Москва, ВИГМА, 2008. С. 70-71.

16. Дурдаев, A.A. Разработка метода контроля ртути в разрядных лампах. / A.A. Дурдаев, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. IV Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (30 мая-06 июня) в 2 т. Т. 1, Варна, Болгария, 2008. С. 563-566.

17. Дурдаев, A.A. Исследования по повышению экологичности люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, Е.А. Карасев, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Труды российской светотехнической Интернет-конференции «Свет без границ!» (3-16 июня 2009 г.). Хабаровск: http://nsk2009.svetotech.com/wp-content/uploads/rsk_reports.pdf, 2009. С. 264-268.

18. Дурдаев, A.A. К вопросу оптимизации дозировки ртути в люминесцентных лампах. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Фундаментальные и прикладные проблемы физики: сб. материалов V Междунар. науч,-техн. конф. / под ред. В.К. Свешникова. Изд-во Мордов. гос. пед. ин-т. Саранск, 2009. С. 196-198.

19. Дурдаев, A.A. Об изготовлении люминесцентных ламп с контролируемым количестве ртути и методе их исследования. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко. // Материалы докладов IV Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения» / Под ред. д-ра физ-мат. наук, проф. Ю.Я. Петрушенко в 4 т. Т. 1. Казань: Изд-во Казань, гос. энерг. ун-та, 2009. С. 264-266.

20. Горбунов, A.A. Влияние тока разряда в люминесцентных лампах при комплексном воздействии на катафорез. / A.A. Горбунов, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. VI Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики», Саранск, 26-27 ноября 2009 г. / ред.-кол.: Л.В. Абрамова (отв. ред.) [и др.]. Саранск: СВМО, 2009. С. 45-47.

21. Горбунов, A.A. К вопросу о создании метода и средств контроля ко-

22

личества ртути в люминесцентных лампах. / A.A. Горбунов, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Сб. тезисов докладов на научно-технической конференции «Молодые светотехники России». Москва, ВИГМА, 2009. С. 34-35.

22. Горбунов, A.A. Определение количества ртути в люминесцентных лампах, изготовленных с применением окиси ртути. / A.A. Горбунов, Е.А. Ка-расев, С.А. Кукушкин, J1.M. Лавренко, A.C. Федоренко. // Материалы итоговой научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии»: в 2 ч. Ч. 2: Естественные и технические науки / сост. О.В. Боярки-на, О,И. Скотников; отв. за вып. В.Д. Черкасов. - Изд-во Морд, ун-та, 2010. С. 143-145.

23. Горбунов, A.A. Создание метода и средств контроля количества ртути в люминесцентных лампах. И A.A. Горбунов, A.C. Федоренко, A.A. Ашрятов. // Современная светотехника, 2010, №5. С. 75-77.

24. Горбунов, A.A. О разработке опытного образца компьютеризированной установки для определения количества ртути в трубчатых люминесцентных лампах. / A.A. Горбунов, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Сб. науч. тр. VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики», Саранск, 25-26 ноября 2010 г. / ред.-кол.: Л.В. Абрамова (отв. ред.) [и др.]. Саранск: СВМО, 2010. С. 82-84.

25. Горбунов, A.A. Исследования по применению метода контроля количества ртути для амальгамных и компактных люминесцентных ламп. / C.B. Прытков, A.A. Горбунов, В.К. Самородов, A.C. Федоренко. // Материалы XIV научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов МГУ им. Н.П. Огарева в 2 ч. Ч. 2. Естественные и технические науки. Саранск: Изд-во Мор-дов. ун-та, 2010. С. 7-9.

26. Горбунов, A.A. Оценка скорости массопереноса ртути в люминесцентных лампах. / A.A. Горбунов, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко, Б.Ч. Мечков. // Сб. науч. тр. VII Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (3-10 июня) в 3 т. Т. 1, Варна, Болгария, 2011. С. 75-77.

27. Горбунов, A.A. Об исследовании амальгамных люминесцентных ламп. / A.A. Горбунов, C.B. Прытков, A.A. Ашрятов, A.C. Федоренко. // Светотехника и источники света: Сб. науч.-метод, тр. - Саранск: СВМО, 2011. С. 7577.

Список цитируемой литературы

Al. Японский стандарт JEL303. Измерение количества ртути в люминесцентных лампах.-2004.

А2. Окончательный проект международного стандарта МЭК 62554. Подготовка образцов для измерения количества ртути в люминесцентных лампах, 2011 г.

A3. Кирсанов, Р.Ф. Газоразрядные источники света. Результаты поисковых исследований эффективных способов определения содержания ртути в люминесцентных лампах / Р.Ф. Кирсанов, М.А. Мальков. // Сб. статей / Отв.

23

ред. A.M. Кокинов. - Саранск,- 1990 (Тр. ВНИИИС им. А.Н. Лодыгина, вып. 22), С. 56-60.

А4. Патент Японии. № 51-13350, кл. HOlj 9/42. Опубл. 3.05.76. А5. Калязин, Ю.Ф. Математическая модель расчета характеристик ртут-но-газового разряда низкого давления. / Ю.Ф. Калязин, A.M. Кокинов, М.А. Мальков И Светотехника, 2003, №2, С. 2-6.

Подписано в печать 26.10.11. Объем 1,5 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1636. Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

Введение.

1 Современное состояние разработок в области экологичности разрядных источников света, дозировки и контроля количества ртути в люминесцентных лампах.

1.1 Виды и методы дозировки ртути в люминесцентных лампах.

1.2 Причины проявления «тусклых» люминесцентных ламп и рекомендации по их устранению.

1.3 Анализ методов определения количества ртути в люминесцентных лампах.

1.4 Выводы по главе.

2 Конструкции и технологии изготовления контрольных и экспериментальных люминесцентных ламп.

2.1 Особенности конструкций и технология изготовления контрольных ламп с известным количеством ртути.

2.2 Амальгамы.

2.3 Методы изготовления амальгам.

2.4 Технология приготовления амальгамы.

2.5 Технология изготовления контейнеров (ампул) с амальгамой.

2.6 Технология изготовления экспериментальных амальгамных люминесцентных ламп.

2.7 Оксид ртути. Физико-химические свойства.

2.8 Газопоглотители. Классификация, свойства, требования.

2.9 Технология изготовления контейнеров (ампул) с оксидом ртути.

2.10 Особенности конструкции и технология изготовления экспериментальных ЛЛ с оксидом ртути.

2.11 Выводы по главе.

3 Математическое описание физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе.

3.1 Особенности люминесцентных ламп.

3.2 Работа ламп на постоянном токе.

3.3 Анализ физических процессов в люминесцентных лампах, работающих на постоянном токе при изменении температурного режима.

3.4 Оценка скорости массопереноса ртути в люминесцентных лампах.

3.5 Оценка основных микро- и макрохарактеристик разряда при работе

ЛЛ на постоянном токе.

3.6 Выводы по главе.

4 Устройство и способ для контроля количества ртути в люминесцентных лампах.ВО

4.1 Описание экспериментальной установки.

4.2 Режим работы установки.

4.3 Методика проведения эксперимента.

4.4 Исследование и результаты измерения характеристик контрольных люминесцентных ламп с известным количеством ртути.

4.5 Исследование и результаты измерения характеристик амальгамных люминесцентных ламп.

4.6 Исследование и результаты измерения характеристик люминесцентных ламп с оксидом ртути.

4.7 Исследование и результаты измерения характеристик люминесцентных ламп малого диаметра.

4.8 Разработка опытного образца компьютеризированной установки для определения количества ртути в трубчатых люминесцентных лампах.

4.9 Выводы по главе.

С помощью зрения человек получает более 80% информации об окружающем мире. Поэтому такое большое значение придается качеству искусственного освещения, без которого невозможно обойтись в промышленности, сельском хозяйстве, в административных, культурных, учебных учреждениях и организациях, на транспорте, в быту, то есть там, где искусственное освещение помогает продлить активную трудовую деятельность человека, обеспечить его отдых и комфорт.

При этом качественное освещение должно быть еще и экономным. Выполнению этого требования способствует новое поколение люминесцентных ламп (ЛЛ), все больше и больше заменяющих электрические лампы накаливания (ЛН) в различных областях применения. Эти источники света являются важнейшим реальным средством энергосбережения и сохранения окружающей среды и играют главенствующую роль в государственных программах энергосбережения всех экономически развитых стран.

Появление в конце 70-х годов-ЛЛ нового поколения, так называемых компактных ЛЛ, существенным образом повлияло на рост доли ЛЛ среди источников света, применяемых для освещения жилых и общественных зданий: Новые лампы объединили в себе преимущества ламп накаливания (небольшие габариты, возможность включения в электрическую сеть через обычный патрон для ламп накаливания, хорошая цветопередача) и стандартных ЛЛ' (высокая световая отдача и длительный срок службы).

Преимущества этих новых энергоэкономичных источников света стимулировали быстрое наращивание объемов их производства в большинстве стран мира. По данным зарубежных источников информации темпы ежегодного прироста объемов производства КЛЛ составляют около 30%, при этом 35% КЛЛ имеют встроенный электронный балласт (ЭПРА) и резьбовой цоколь для прямой замены ЛН.

Наконец, самыми «молодыми» источниками света (ИС) являются светодио-ды (СД). Они характеризуются низким энергопотреблением, продолжительными сроками службы и низкой стоимостью обслуживания.

В последнее время проблема повышения экологичности разрядных ИС приобретает все большую актуальность. Особенно эта проблема обостряется для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) ввиду прогрессирующего их использования в освещении жилых помещений. Главным фактором; определяющим экологическую опасность разрядных ламп, является наличие в них ртути в жидкой фазе.

Работы по решению данной проблемы ведутся достаточно давно. Дозирование в ЛЛ ртути в связанном состоянии (в виде твёрдых амальгам); является наиболее перспективным способом в настоящее время; Замечательной особенностью; амальгамных ЛЛ (АЛЛ) является то, что амальгама во время работы лампы выделяет оптимальное количество ртути (0,076 мг/см в ЛЛ мощностью 40 Вт), а в выключенном состоянии практически полностью поглощает ее из объема лампы. Утилизация АЛЛ также представляется более, надежной ввиду того, что ртуть не «разбросана» в. лампе,„а находится в амальгаме. Кроме всего прочего, амальгамный метод введения ртути в ЛЛ оказывается практически незаменимым в случае ламп, работающих в условиях повышенных термических или электрических нагрузок (например, в закрытых светильниках):. В данном случае использование вместо чистой ртути высокотемпературных амальгам (на основе С<1 и ^ позволяет обеспечить оптимальное давление паров ртути в лампе (РНе=0,8-^1,0 Па) и, следовательно, максимальный: световой поток (при использовании ртути в жидком состоянии он снижается на 20-30%). При работе ЛЛ в открытых светильниках используют низкотемпературные амальгамы (на основе РЬ, 8п и В1). Лампы с такими амальгамами имеют одинаковые с ртутными ЛЛ зависимостями светового потока от температуры окружающей среды.

Еще одним из вариантов является изготовление ламп с применением окиси ртути вместо ртути в жидком состоянии. Но при зажигании лампы окись ртути диссоциирует, выделяя кислород, который в свою очередь отрицательно влияет на работу лампы. Выход из данной ситуации состоит в применение геттеров — реагентов, поглощающих остаточные газы, - титан, цирконий, молибден, уголь и др.

В связи с тем, что в настоящее время специалистами по сертификации светотехнической продукции разработан стандарт ГОСТ Р МЭК 6096 «Лампы со встроенными пускорегулирующими аппаратами для общего освещения. Требования безопасности», где включены требования к фирмам-производителям светотехнической продукции о наличии в товарно-сопроводительной документации информации об эксплуатационных характеристиках лампы, в том числе о количестве содержащейся в ней ртути, встаёт вопрос о разработке методики и оборудования-для контроля количества ртути в ЛЛ (у изготовителя и потребителя).

Работы, проводимые в рамках настоящего диссертационного исследования, призваны устранить недостатки в существующих методиках, оперативно и без разрушения лампы определить количество'ртути в ней, что позволит использовать метод и установку на линиях сборки в качестве промежуточного выборочного контроля.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Необходимость проведения исследований по избранной теме обусловлена потребностью в< решении проблемы сокращения ртути в ЛЛ до минимально допустимых количеств, снижения! расхода ртути в производстве ЛЛ, ускорения и удешевления испытаний'ЛЛ на соответствие количества ртути нормативной документации и снижения- зартученности помещений как при производстве ламп, так и при их потреблении.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего диссертационного исследования является разработка методики и средств неразрушающего контроля количества ртути в люминесцентных лампах. На сегодняшний момент, ввиду отсутствия необходимых методик и установок, большинство производителей ЛЛ не могут гарантировать потребителю их безопасность с позиции минимизации содержания ртути.

Для достижения поставленной цели в процессе диссертационного исследования решались следующие задачи:

- анализ литературных и патентных источников по способам введения ртути в ЛЛ, причинам их выхода из строя, отечественным и зарубежным разработкам методик и средств для контроля количества ртути;

- разработка конструкции и технологии изготовления контрольных ЛЛ с известным количеством ртути, экспериментальных ЛЛ с амальгамой и оксидом ртути;

- разработка неразрушающего метода и установки для определения количества ртути в Л Л с ртутью, амальгамных Л Л и Л Л с оксидом ртути и оптимизация режима работы ЛЛ с целью сокращения времени переноса ртути;

- математическое описание физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе;

- изготовление и испытание опытных образцов и опытных партий ламп (контрольных, амальгамных и с оксидом ртути).

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ являются линейные ЛЛ с ртутью, амальгамные ЛЛ и ЛЛ с оксидом ртути, метод и установка для контроля содержания ртути.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ заключалась в экспериментальном исследовании электрических характеристик опытных образцов ЛЛс ртутью, амальгамой и оксидом ртути и определении количества ртути в них. Теоретическая часть исследования заключалась в разработке математического описания процессов, протекающих в разряде ЛЛ при работе ламп на< постоянном-токе, который используется в созданном методе контроля количества ртути в ЛЛ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационного исследования заключается в разработке оперативного неразрушающего метода контроля количества ртути в линейных ЛЛ. Конкретные результаты, определяющие новизну проведенного исследования, состоят в следующем:

- предложена методика неразрушающего контроля количества ртути в ЛЛ, основанная на форсированном переносе ионов и атомов ртути к катоду ЛЛ при ее работе от сети постоянного тока при дополнительном охлаждении катодного конца лампы. Время полного переноса ртути в катодную часть лампы контролируется по изменению электрических характеристик и пропорционально массе ртути в ЛЛ (определяется по соответствующему градуировочному графику). Предполагаемое время контроля одной лампы 1^-1,5 часа при содержании ртути в ЛЛ от 1,4 до 8 мг (такое содержание ртути декларируется в последние годы передовыми зарубежными фирмами, выпускающими ЛЛ, например в [7]);

- разработан опытный образец установки, обеспечивающий форсированный режим переноса ртути (работа ЛЛ на повышенном постоянном токе, работа катода с двумя катодными пятнами, повышенный температурный градиент между анодной и катодной частями ЛЛ); предложено математическое описание физических процессов в ЛЛ при работе на постоянном токе, в частности, оценка скорости массопереноса ртути в ЛЛ с использованием программной среды МаШСас!.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ диссертационного исследования состоит в осуществлении указанной выше метода и установки для испытаний ламп, предоставляемых изготовителями.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы предложены для использования в стандарте ГОСТ Р МЭК 6096 «Лампы со встроенными пускорегулирующими аппаратами для общего освещения. Требования^ безопасности», который наряду с рекомендациями4 МЭК использует разработанные метод и средства измерений количества ртути в ЛЛ. Материалы диссертационной работы используются также в учебном процессе кафедр «Источники света» и «Светотехника» Мордовского государственного университета им Н.П. Огарева по дисциплинам «Источники оптического излучения», «Энергообеспечение светотехники и проблемы экологии», «Современные проблемы энергосбережения, энергоаудита и экологии» и «Технология материалов и изделий электронной техники.

СВЯЗЬ РАБОТЫ С НАУЧНЫМИ ПРОГРАММАМИ, ПЛАНАМИ, ТЕМАМИ, ГРАНТАМИ. Тема диссертационной работы была частью научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, в рамках которой был получен грант на проведение научных исследований от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «Участника молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.). На основании протокола заседания Экспертного совета по Программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2007» от 26 октября 2007 г. заключен государственный контракт №5474 р/7987 от 17 декабря 2007 г.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: V Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы,физики полупроводников и источников света» (2007 г., г. Саранск); V, VI, VII, VIII Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (2007, 2008, 2009, 2010 гг., г. Саранск); научно-технической конференции «Молодые светотехники России» (2007, 2008, 2009 гг., г. Москва); VI республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (2007 г., г. Саранск); XII, XIII, XIV научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (2007, 2008, 2010 гг., г. Саранск); IV и VI Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (2008, 2011 гг., г. Варна, Болгария); IV Международной, молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения» (2009fr., г. Казань); V Международной научно-технической» конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики» (2009 т., г. Саранск); Российской светотехнической Интернет-конференции «Свет без границ!» (2009 г., г. Хабаровск); Итоговой научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии» (2010 г., г. Саранск).

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, по работе, включает список литературы (87 наименований, в том числе 30 работ автора по теме диссертации, опубликованных к моменту оформления работы), 64 страницы иллюстраций (91 рисунок), 4 таблицы по тексту, получены патенты на изобретение № 2410791 «Способ неразрутающего контроля количества ртути в трубчатой люминесцентной лампе и устройство для его осуще

Заключение

В диссертационной работе разработан и исследован метод и установка для контроля количества ртути в люминесцентных лампах.

В процессе диссертационного исследования получены следующие результаты:

1. Разработан неразрушающий метод контроля количества ртути в люминесцентных лампах, основанный на изменении электрических характеристик ламп при работе ее в интенсивном режиме от источника постоянного тока с активным балластным сопротивлением, с предварительным сбором ртути в зоне положительного столба разряда вблизи катода с помощью охлаждения указанной зоны и одновременным утеплением всей остальной зоны положительного столба разряда. Суть метода заключается в использовании процессов продольного катафореза (движения ионов ртути к катоду при работе люминесцентной лампы от сети постоянного тока) и переноса нейтральных атомов ртути при создании градиента концентрации их в положительном столбе (создание холодной зоны в прикатодной части положительного столба люминесцентной лампы, и горячей зоны1 в прианодной области положительного столба). Затем в схеме питания лампы меняется полярность и процесс переноса повторяется. При этом измеряется время с начала повторного переноса ртути до момента резкого уменьшения напряжения на лампе при поддержании постоянного значения тока. Зависимости изменения напряжения на лампе от времени переноса фиксируются с помощью АЦП (или самопишущего вольтметра). Количество ртути определяют по градуировочным зависимостям. Градуировочные зависимости определяются с использованием контрольных ламп, в которых известно количество ртути.

2. Разработан опытный образец установки для определения количества ртути в люминесцентных лампах, позволяющий осуществлять форсированный режим работы лампы при токах, в 1,5-^-2 раза превышающих номинальный ток люминесцентной лампы. Установка включает в себя шесть блоков: блок стабилизации; блок регулировки; блок питания испытуемой лампы;: блок измерений; блок регистрации и блок охлаждения.

3. Разработана электрическая схема блока питания люминесцентной лампы на постоянном токе, позволяющая создавать дуговой разряд с двумя катодными пятнами; с, целью: облегчения- работы, электродов в установке, обеспечения:равенство токов в каждом токовводе анода и.максимального сокращения времени испытания лампы. При такой схеме подключения лампы возможно получение максимального однополярного тока: (в 1,5 — 2 раза превышающего номинальный).

4. Для охлаждения катодного конца испытуемой лампы (необходимого для? диффузии атомов, ртути в сторону катода с целью ускорения наступления катафореза? разработаны и изготовлены два металлических (латунных) радиатора, с различной конструкцией и размерами (для разных типоразмеров ламп), с постоянно циркулирующей* холодной проточной водой с температурой 10°С и полностью охватывающие участок лампы.

5. Приведены; особенности конструкций и технология изготовления контрольных люминесцентных ламп с известным количеством» ртути; экспериментальных амальгамных люминесцентных ламп и экспериментальных ламп с оксидом ртути.

6. Предложено математическое.описание; физических процессов.в люминесцентных лампах при работе на постоянном токе, в частности, оценка скорости массопереноса ртути в люминесцентных лампах, зависящая от переноса за счет ионного тока, скорости диффузионного переноса атомов ртути и от совместного их действия; расчет массы ртути в Л Л с использованием программной среды МаШСаё: Проведен анализ основных микро- и макрохарактеристик, которые могут применяться для! оценки, массопереноса ртути в, условиях, отличающихся от экспериментальных.

7. Показаны,и проанализированы результаты измерения характеристик контрольных люминесцентных ламп с известным количеством ртути, экспериментальных амальгамных люминесцентных ламп и экспериментальных ламп с оксидом ртути.

8. Разработан опытный образец компьютеризированной установки для определения количества ртути в линейных люминесцентных лампах, где блоком измерения являлся АЦП NI cDAQ-9205, управление которым осуществлялось с помощью виртуального прибора, разработанного в графической среде программирования Lab VIEW.

1. Айзенберг, Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. / Ю.Б. Айзенбрег. // С. 74 3-е изд. перераб. доп. М.: Знак, 2006. 972 с.

2. Айзенберг, Ю.Б. Современные проблемы энергоэффективного освещения. / Ю.Б. Айзенбрег. // «Энергосбережение» № 1,2009.

3. Брошюра «Энергосбережение, Philips Electronics, 2010, 32 с.

4. Журнал "Энергополис", №5, 2011 г. (http://energypolis.ru/portal/ 201 l/843-strategicheskoe-preimushhestvo.html).

5. Арутюнян, А.А. Основы энергосбережения. / А.А. Арутюнян. // Издательство: Энергосервис, 2007 г., — 600 с.

6. Мальцев, В. Замена ламп накаливания на энергосберегающие светильники. Позиция Минпромторга. / В.Мальцев. Портал-энерго. Эффективное энергосбережение, 2010т. // (http://portal-energo.ru/articles/details/id/247).

7. Каталог ламп'2008-2009, Philips Electronics N.V., 2008 г., 368 с.

8. Требования к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения / ПостановлениеI

9. Правительства Российской Федерации от 20 июля 2011 г. № 602.

10. Федоренко, A.C. О перспективах повышения экологичности люминесцентных ламп. / A.C. Федоренко, A.A. Дурдаев, A.A. Ашрятов. // Электротехнический рынок. №11, Москва, 2007. С. 26-27.

11. Горбунов, A.A. Исследования по повышению экологичности производства* и применения люминесцентных ламп. / A.A. Горбунов; Е.А. Карасев, A.C. Федоренко. // Светотехника, 2009, №6. С. 17-20.

12. Кокинов, A.M. Экологические проблемы люминесцентных ламп. / А.М. Кокинов, В.И. Логинов, Л.В. Ступакова, A.C. Федоренко, P.A. Кирсанов. // Международная конференция по осветительной технике. «Осветление 90». Варна.-1990,-С. 85.

13. Кандрёнков, В.В. О возможности создания кадмиевых люминесцентных ламп низкого давления. / В.В. Кандрёнков, A.A. Прытков, A.C. Федоренко. // Светотехника, 1973 г., № 10, С. 4-6.

14. Патент ФРГ. №1274228, кл. 82Н01 Опубл. 20.03.69.

15. Патент США. №3227907 Опубл. 04.01.66.

16. Японский стандарт ХЕЬЗОЗ. Измерение количества ртути в люминесцентных лампах. 2004.

17. Окончательный проект международного стандарта МЭК 62554. Подранск, 2007. С. 58-59.

18. Федоренко, A.C. Технология материалов и изделий электронной техники, учебное пособие / А.С.Федоренко, JI.B. Цыганова.- Саранск: Изд-во СВМО, 2011.- 127 с.

19. Гавзе, М. Н. Взаимодействие ртути с металлами и сплавами. / М.Н. Гавзе. М.: Наука, 1966. 158 с.

20. Смирнов, В. А. Восстановление амальгамами. / В.А. Смирнов. JL: Химия, 1970.-228 с.

21. Пугачевич, П. П. Техника работы с ртутью в лабораторных условиях. / П.П. Пугачевич. М.: Госхимиздат, 1961. 142 с.

22. Дурдаев, A.A. Разработка конструкции и технологии изготовления амальгамных люминесцентных ламп. / A.A. Дурдаев, A.C. Федоренко. // Тезисы докладов на науч.-техн. конф. «Молодые светотехники России». Москва, ВИГ-МА, 2007. С. 43-45.

23. Дробашева, Т. И. Общая химия. / Т.И. Дробышева. Учебник, 2004 г.448 с.

24. Черепин, Н.В. Вакуумные свойства материалов для электронных приборов. / Н.В. Черепин. Издательство «Советское радио» М.: 1966 г.

25. Фролов, Е. С. Вакуумная техника. / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др. Машиностроение, 1985. 360 с.

26. Рохлин, Г. Н. Газоразрядные источники света. / Г.Н: Рохлин. M.-JL: Энергия. 1966 г., 560 с.

27. Айзенберг, Ю.Б. Основы конструирования световых приборов. / Ю.Б. Айзенберг. // Уч. Пос. для вузов. М.: Энергоиздат, 1996, - 704 с. 35: ил.

28. Федоров, В.В. Производство люминесцентных ламп. / В.В. Федоров. // 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1981. - 232 с.

29. Рохлин, Г. Н. Газоразрядные источники света. / Г.Н. Рохлин. // M.-JL: Энергия, 1966.-560 с.

30. Новик, А.Е. Люминесцентные лампы постоянного, тока. / А.Е. Новик, В.П. Сасоров. // «Светотехника», 1958, №7.

31. Уэймаус, Д. Газоразрядные лампы. / Д. Уэймаус. // М.: Энергия, 1977,344 с.

32. Охонская, Е.В. Расчет и конструирование люминесцентных ламп. / Е.В. Охонская, A.C. Федоренко. // Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1998. 184 с.

33. Смирнов, Б.М. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. / Б.М. Смирнов. // М.: Атомиздат, 1968, 364 с.

34. Chanin, L.M. / Phys. Rev. // L.M. Chanin, M.A. Biondi. // 1957, vol. 107, p. 1219.

35. Дэшман, С. Научные основы вакуумной техники. / С. Дэшман. // Изд-во «МИР», 1964,716 с.

36. Эспе, В. Технология электровакуумных материалов. / В. Эспе. // Том 1: Металлы и материалы с металлической проводимостью. М.-Л., Государственное энергетическое издательство, 1962, 631 с.

37. Международной науч.-тех. конф. «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики», Саранск, 25-26 ноября 2010 г. /ред-кол.: JI.B. Абрамова (отв. ред.) и др.. Саранск: СВМО, 2010. С. 82-84.

38. Исследование и разработка метода и установки для контроля количества ртути в люминесцентных лампах»

39. Зав. кафедрой светотехники,доцент

40. Декан светотехнического факультета, доцент