Повышение мощности и ресурса высокоэффективных источников ультрафиолетового излучения с дуговым разрядом низкого давления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат технических наук Дроздов, Леонид Александрович

• Дроздов, Леонид Александрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дроздов, Леонид Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Обеззараживание УФ излучением

1.2. источники бактерицидного УФ излучения

1.2.1. Газоразрядные источники низкого давления

1.1.1. Газоразрядные источники среднего и высокого давления

1.1.2. Газоразрядные импульсные источники

1.1.3. Эксимерные источники излучения

1.1.4. Газоразрядные безэлектродные источники

1.1.5. Полупроводниковые диоды

1.3. заключение к обзору литературы

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Объект исследований - амальгамная лампа низкого давления

2.2. Измерение электрической мощности лампы, напряжения на лампе и тока лампы

2.3. Измерение мощности излучения лампы

2.4. Измерение пропускания и спектра пропускания стенки колбы лампы

2.5. Измерение спектральных характеристик лампы

2.6. Методика ресурсных испытаний ламп

2.7. Измерение зависимости мощности УФ излучения лампы от температуры воды (водяной эксперимент). Моделирование работы ламп в реальных условиях

2.8. измерения микро характеристик покрытия на профилографе и электронном микроскопе

3. ПОВЫШЕНИЕ МОЩНОСТИ В АМАЛЬГАМНЫХ ЛАМПАХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

3.1. Влияние диаметра разрядной трубки на мощность разряда и КПД генерации УФ излучения в амальгамных лампах низкого давления

3.2. Влияние межэлектродного расстояния в амальгамных лампах низкого давления на мощность УФ излучения и КПД генерации

3.3. Зависимость параметров амальгамных ламп низкого давления от разрядного тока

3.4. Зависимость параметров амальгамных ламп низкого давления от состава и давления газового наполнения

3.5. Применение коаксиальной конструкции колбы лампы для повышения мощности амальгамных ламп низкого давления

3.6. Применение колбы сложной формы с развитой внутренней поверхностью для повышения мощности амальгамных ламп низкого давления

3.7. Рост мощности УФ излучения под воздействием поля мощных постоянных магнитов

3.8. Заключение к главе 3

4. ПОВЫШЕНИЕ ПОЛЕЗНОГО РЕСУРСА АМАЛЬГАМНОЙ ЛАМПЫ

4.1. Фактический срок службы лампы низкого давления

4.2. Полезный срок службы лампы низкого давления

4.3. Защитное покрытие из различных материалов

4.4. Защитные свойства покрытия в зависимости от толщины слоя

4.5. воздействие плазмы дуги низкого давления в парах ртути и инертных газах на чистый кварц

4.6. воздействие плазмы дуги низкого давления в инертных газах на кварц с покрытием

4.7. Рекомбинационная модель взаимодействия плазмы дугового разряда с поверхностью

кварца и покрытия

4.8. Заключение к главе

5. ПРИМЕНЕНИЕ АМАЛЬГАМНОЙ ЛАМПЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

5.1. разработка серийного источника бактерицидного УФ излучения (лампы ДБ350)

5.2. Особенности применения амальгамной лампы для обеззараживания воды

5.3. Методы расчета установок обеззараживания воды

5.4. Практическое применение ламп ДБ350

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение мощности и ресурса высокоэффективных источников ультрафиолетового излучения с дуговым разрядом низкого давления»

Введение.

В настоящее время широкое распространение получает метод обеззараживания различных сред при помощи ультрафиолетового (УФ) излучения. Его используют для снижения уровня патогенной микрофлоры в воде, воздухе и на различных поверхностях. В ряде приложений УФ обеззараживание используется в промышленных масштабах, например, для бактерицидной обработки питьевой и сточной водопроводной воды или для обработки воздуха в системах центрального кондиционирования зданий. Ужесточение экологических требований по обработке воды и воздуха существенно затрудняет и усложняет применение традиционных технологий обеззараживания, таких как хлорирование и озонирование. Кроме того, против отдельных видов опасных бактерий и вирусов они просто бессильны.

Метод УФ обеззараживания становится, эффективен при обеспечении определенной дозы облучения на единицу объема обрабатываемой среды. При этом, бактерицидным эффектом обладает только излучение жесткого ультрафиолета в диапазоне 205-315 нм. Максимум бактерицидной эффективности приходиться на промежуток 250-270 нм. При использовании УФ обеззараживания в промышленных масштабах одной из актуальных задач становиться скорость бактерицидной обработки среды. Доза УФ облучения должна быть обеспечена за максимально короткий промежуток времени. Для этого требуются мощные, эффективные и экологически безопасные источники бактерицидного УФ излучения.

Наиболее полно перечисленным требованиям удовлетворяет дуговой разряд низкого давления в парах ртути и инертных газах. Давление паров ртути составляет 5-10 мТорр, а давление инертных газов (чаще всего неона или аргона) 0.1-3.0 Topp. При таких условиях около 40% от электрической мощности разряда переходит в излучение на резонансной линии ртути 253.7 нм. Погонная мощность ртутных ламп низкого давления составляет около 70Вт/м. Для ряда применений, в частности для промышленного обеззараживания воды, требуются источники излучения с погонной мощностью 100400 Вт/м. Эту задачу частично решают амальгамные лампы низкого давления, однако освоено промышленное производство ламп с погонной мощностью не более 150-200 Вт/м и сроком службы 8-12 тысяч часов. В условиях современных реалий происходит постоянное укрупнение объектов водоподготовки с использованием оборудования для УФ обеззараживания. Далеко не всегда можно увеличить расход обрабатываемой воды экстенсивным путем, наращивая количество камер обеззараживания и количество ламп. Этот путь пагубен и с точки зрения материалоемкости и конечной стоимости оборудования, а также удобства технического обслуживания установок. В силу этих обстоятельств, для обеспечения достаточной скорости обработки воды с приемлемыми гидродинамическими потерями и материалоемкостью производства, требуются источники излучения с погонной мощностью 200-400 Вт/м и КПД генерации 35-40%. Полезный срок службы источников должен составлять не менее 16000 часов, что соответствует примерно 2-м годам непрерывной эксплуатации. Увеличить мощность имеющихся амальгамных ламп низкого давления стандартными методами, скажем увеличением разрядного тока или снижением давления рабочей смеси невозможно из-за резкого снижения срока службы и КПД ламп. Вместо 12-16 тысяч часов такие модифицированные лампы работают с приемлемым уровнем мощности УФ излучения только 2-5 тысяч часов.

В настоящее время отсутствуют полные данные о свойствах ртутного разряда низкого давления при плотностях тока до 5.5 А/см2 и пониженных давлениях смесей буферных газов. В литературе в основном упоминаются исследования разряда в инертных газах одного типа при малых плотностях тока, при этом сам разрядный ток меняется с частотой 50-60 Гц. Есть несколько публикаций по исследованию данных разрядов с плотностями тока до 2 А/см2, с частотой изменения в десятки килогерц. Такую частоту позволяют обеспечить электронные источники питания, получающие все большее

распространение и мощность которых может быть увеличена стандартными приемами схемотехники.

Мало данных в литературе о влиянии увеличения мощности разряда на ресурс кварцевых ртутных ламп низкого давления. Практически отсутствуют экспериментальные данные о роли защитного покрытия на внутренней поверхности кварца и его влиянии на скорость падения мощности УФ излучения данных источников света. Также отсутствуют опытные результаты, описывающие механизмы работы защитных покрытий.

Основной целью данной работы являлся исследование возможности повышения мощности и ресурса источников УФ излучения с дугой низкого давления в парах ртути и инертных газах с сохранением высокого КПД. Создание лампы с погонной мощностью не менее 220 Вт/м, с эффективностью генерации УФ излучения на длине волны 254 нм не менее 38% и полезным сроком службы не менее 16-и тысяч часов.

В настоящей работе проведены исследования свойств разряда низкого давления в парах ртути и инертных газах при различных конфигурациях разрядных трубок и в широком диапазоне плотностей разрядного тока. Рассмотрены пути повышения мощности, и эффективности разряда Приведены данные о ресурсе разрядных ламп низкого давления. Рассмотрены механизмы работы защитного покрытия внутренней стороны кварцевой стенки. Исследована модификация стенки по мере горения разряда и влияние этих процессов на спад мощности УФ излучения ртутных ламп низкого давления высокой мощности.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.

Первая глава - обзор литературы, посвящена рассмотрению особенностей различных источников УФ излучения и их бактерицидной эффективности. Показывается, что именно ртутный разряд низкого давления обладает высоким КПД, а лампы на его основе имеют длительный срок эксплуатации и наиболее подходят для обеззараживания различных сред в промышленных масштабах. Рассматриваются конструктивные особенности ртутных ламп низкого давления, влияющие на их мощность. В главе приведены технические характеристики ламп низкого давления, выпускаемых ведущими мировыми производителями. Приведены литературные данные о влияние особенностей конструкции электродного узла и защитного покрытия на внутренней стороне кварцевой стенки разрядной трубки на полезный срок службы ртутных ламп низкого давления.

Вторая глава диссертации посвящена описанию используемых экспериментальных установок и применявшихся методик для исследования источников УФ излучения низкого давления.

В третьей главе приводятся экспериментальные результаты исследований свойств ртутного разряда низкого давления в кварцевых трубках с внутренним диаметром от 11.6 до 29.0 мм, при длине разрядного промежутка от 110 до 230 см, при разрядных токах от 1.5 до 6.0 А и разных типах газового наполнения при давлениях рабочей смеси от 0.5 до 1.2Торр. Исследуются различные способы повышения мощности в разряде, анализируются их достоинства и недостатки.

В четвертой главе рассматриваются особенности ресурса ртутных ламп низкого давления высокой мощности. Приведены экспериментальные данные о влиянии на ресурс конструкции электродного узла и свойств защитных покрытий на внутренней стороне кварцевой колбы. Исследована модификация защитного покрытия по мере работы разрядной лампы низкого давления. Рассмотрены возможности проведения ускоренных ресурсных испытаний ртутных ламп низкого давления и приведены методики таких испытаний.

В пятой главе приводится пример разработки лампы низкого давления с мощностью УФ излучении 125 Вт и КПД 38% при длине разрядного промежутка 145 см. Рассматривается аспекты применения данных ламп для обеззараживания воды. В том числе и трудности, возникающие в данном приложении. Приводятся общие рекомендации по оптимизации конструкции установок обеззараживания воды.

В заключении диссертации сформулированы основные выводы по результатам исследований и методам создания промышленных источников УФ излучения на основе ртутного разряда низкого давления.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах 158-И 79.

1. Обзор литературы.

1.1. Обеззараживание УФ излучением.

Бактерицидным является электромагнитное излучение в диапазоне длин волн 205315 нм. Кванты УФ излучения обладают высокой энергией по сравнению с фотонами видимого света и оказывают влияние разной степени на ткани и клетки живых организмов.

«

к к

СЗ

m к

cS &

so л

<D Ю О

Л №

<d К и

е-

о

1.0 -

0.8 -

0.6 -

0.4 -

0.2 -

0.0

220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320

Длина волны, нм

Рисунок 1.1 Кривая бактерицидной эффективности УФ излучения.

Эффективность бактерицидного действия характеризуется кривой относительной спектральной бактерицидной эффективности, которая практически одинакова для различных видов микроорганизмов - бактерий, вирусов, грибков и простейших одноклеточных (Рисунок 1.1) [1]. Облучение УФ излучением бактерицидного диапазона летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, атипичная пневмония, птичий и свиной грипп, полиомиелит и многие другие.

Понимание механизма УФ обеззараживания было достигнуто в 60-х годах на основе физического воздействия излучения на молекулы ДНК. Основным его результатом является разрушение водородных связей пурин пиримидиновых димеров молекулы ДНК, которые стабилизируют двойную спираль (Рисунок 1.2) [2]. При разрушении достаточного количества таких связей возможна денатурация ДНК с потерей возможности формирования правильной информационной РНК, участвующей в синтезе белка. Таким образом, нарушение структуры ДНК приводит к снижению жизненной активности организма из-за нарушения процесса синтеза белка и репликации ДНК. Возможно, также влияние УФ излучения непосредственно на молекулы РНК и белков, однако это приносит меньший вред организму т. к. они могут быть восстановлены при наличии неповрежденной ДНК.

Из вышесказанного можно заключить, что для надежной иннактивации отдельного вида микроорганизма необходима определенная доза облучения. Как правило, ее величина определяется экспериментально и зависит от особенностей строения

конкретных клеток. Например, есть четкое деление на прокариотические и эукориотические клетки. К прокариотам относятся бактерии и вирусы, их основная отличительная особенность состоит в отсутствии локализации генетического материала внутри клетки, что делает его доступным для УФ излучения. У эукариотических клеток, к которым относятся, например простейшие (Protozoa), генетический материал сосредоточен в специальной органелле - ядре, защищенным дополнительной мембраной. Таким образом, дозы облучения, необходимые для борьбы с разными видами организмов могут отличаться на порядки, хотя опасность для человека представляют как бактерии с вирусами, так и более совершенные микроорганизмы. Одним из наиболее известных и опасных для человека представителей простейших является малярийный плазмодий, поражающий клетки печени и крови.

Рисунок 1.2. Характерные повреждения молекул ДНК под действием УФ излучения.

При УФ облучении микроорганизмов наблюдается экспоненциальная зависимость между числом выживших микроорганизмов от начального уровня и значением дозы облучения Н: № = Шехр(-кН), где М) - число выживших микроорганизмов после облучения; N0 - начальное число микроорганизмов; к - константа, характеризующая степень чувствительности данного вида микроорганизма к облучению. Значения бактерицидных доз, необходимых для обеспечения определенных степеней обеззараживания, экспериментально установлены для многих видов микроорганизмов [1].

Ориентировочные значения доз УФ излучения с длиной волны 253,7 нм при бактерицидной эффективности 90%, полученные в лабораторных условиях для воздушной среды, составляют 20-150 Дж/м2 для бактерий и вирусов, 200-1500 Дж/м2 для грибков, 500-1800 Дж/м2 для спор и плесени. Достаточно чувствительны (до 250-800 Дж/м2) к бактерицидному излучению такие представители простейших, как цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий; положительные результаты получены при инактивации гельминтов и их яиц, однако для этого необходимы более высокие дозы около 4000-6000 Дж/м2.

Метод УФ обеззараживания, являясь физическим, безреагентным методом обработки воды, лишен главного недостатка окислительных методов дезинфекции -неизбежное остаточное содержание реагентов в обрабатываемой среде [3,4]. УФ метод не оказывает остаточного воздействия на воду или воздух и не приводит к образованию вредных веществ или других потенциально опасных продуктов, следовательно, не образуются запахи или привкусы. В случае передозировки (например, в воде или в

воздухе) отсутствуют отрицательные или нежелательные эффекты. УФ метод эффективен, прост и экономичен, он позволяет уничтожать вирусы, грибы и яйца червей-паразитов (гельминтов), на которые не действуют традиционные химические методы, в частности, хлорирование [5]. Применение УФ излучения позволяет добиться более эффективного обеззараживания по сравнению с классическими методами, такими как хлорирование и озонирование, особенно в отношении вирусов [6].

В настоящее время для обеззараживания воды в мировой практике наметилась тенденция по полной либо частичной замене хлорирования на УФ облучение. В ряде развитых стран, таких как Германия, США, Австрия, Норвегия, Россия, установлены нормы на дозу облучения различных типов воды, которая колеблется от 16мДж/см до 40 мДж/см2 [7,8].

1.2. Источники бактерицидного УФ излучения.

1.2.1. Газоразрядные источники низкого давления

Основным источником УФ излучения является электрический разряд в газах. В 1850 г. Г. Гейслер открыл, что разряд в газе при низком давлении дает излучение со спектром, характерным для данного газа. Тогда же в Германии стали выпускать Гейслеровские трубки из "уранового стекла", которое ярко и эффективно люминесцировало под действием тлеющего разряда. Вскоре П.Купер-Хьюит выпускает парортутные лампы, дающие зеленовато-голубой свет в видимой области спектра ртути. Первые опыты практического применения люминесцирующих веществ для улучшения цветопередачи ртутного разряда относятся к 1902 году [9]. В 1920 г. было открыто, что разряд в смеси паров ртути и инертных газов при давлениях инертного газа несколько торр является очень эффективным для преобразования электрической энергии в ультрафиолетовое излучение [10]. Первые ртутные лампы в СССР были разработаны в 1927 г после исследований, проводимых под руководством В.А. Фабриканта [11]. Основным направлением этих исследований было создание люминесцентной лампы для освещения, где излучение ртутного разряда низкого давления использовалось для возбуждения люминофора. С середины 30-х годов после создания надежных вакуумно-плотных токовводов в кварцевое стекло УФ излучение ртутного разряда низкого давления стало применяться для целей дезинфекции. С точки зрения использования таких ламп для обеззараживания, следует отметить, что наряду с высоким КПД длина волны излучения атома ртути практически совпадает с положением максимума кривой бактерицидного действия излучения [1].

В настоящее время широко применяются ртутные источники УФ излучения низкого давления с дуговым разрядом, где в качестве источника электронов используют оксидные электроды. Дуговыми называют разряды, у которых катодное падение составляет -10 В [12], а плотности тока на катоде высоки (102-104 А/см2) [13]. Процессы, происходящие в столбе дуги низкого давления, аналогичны процессам в положительном столбе тлеющего разряда, плазма сильно неравновесная (Те»Т), а вольт-амперная характеристика дугового разряда - падающая. Основной механизм испускания электронов с оксидного электрода - термоэлектронная эмиссия [12].

Рисунок 1.3. Диаграмма Гротриана атома ртути [14].

Выше (Рисунок 1.3) представлена диаграмма Гротриана для атома ртути. Для дуги низкого давления основная доля энергии излучения разряда приходится на резонансное излучение с уровней 63Р] и б'Р]. Поэтому исследователей, в первую очередь, интересовали процессы заселения именно этих состояний, а также процессы выхода резонансного излучения из плазмы. Для определения преобладающих процессов в плазме разряда низкого давления в парах ртути и их смесей с инертными газами выполнено большое число работ. Уже в предвоенные годы Клярфельд, используя зондовые измерения, показал, что ионизация в ртутном разряде идет ступенчатым образом [15]. Сравнивая число пар ионов аь генерируемых каждым электроном за секунду, полученное прямыми зондовыми измерениями, с величиной а2, рассчитываемой в предположении, что ионизация идет только прямым путем, Клярфельд получил различающиеся результаты, причем отношение о^/аг быстро возрастало с ростом тока. Более поздние измерения и компьютерное моделирование подтвердили [16,17], что ионизация в ртутном разряде идет, в основном, по двум каналам: ступенчато, через состояния 6 Р электронным ударом, и через ассоциативную ионизацию [18]: Щ(63Р)+Н§(63Р)—>Н§2++е", причем роль

Рисунок 1.4. Баланс энергии столба разряда в зависимости от давления паров ртути, а -плотности тока десятки миллиампер на квадратный сантиметр; б - плотности тока амперы на квадратный сантиметр.

Клярфельдом была получена обобщенная картина баланса энергии положительного столба для паров ртути и инертных газов [19] В приведенном виде баланс энергии записывается

Г)рез + Г)вр + Г)у + Г)тр = 1 (1.1)

где г)рез - доля излучения резонансных линий, цир - доля излучения нерезонансных линий, цу - доля тепловых потерь в объеме газа, цтр - доля тепловых потерь на стенках трубки. Знание баланса энергии столба необходимо для инженерных и тепловых расчетов ртутных источников УФ излучения. Выше (Рисунок 1.4) схематически изображен типичный баланс энергии столба разряда по Б.Н. Клярфельду в зависимости от давления ртути. По оси ординат отложены значения частей баланса, выраженные в долях от мощности столба г|. Показано (Рисунок 1.4), что существуют различные области давлений и токов, благоприятные для выхода излучения из разряда. Наибольший выход резонансного излучения имеет место в области малых плотностей тока и низких давлений (НД) - от нескольких десятых долей до нескольких сот паскалей. Наибольшие значения |!рез могут достигать при этом 80-90%. Наибольший выход нерезонансных излучений щ, имеет место при больших плотностях тока и ВД в контрагированном столбе. При больших плотностях тока существует также область НД, в которой выход нерезонансных излучений достигает сравнительно больших значений. Полученным значениям зависимости для области НД может быть дано следующее качественное объяснение. Выделение энергии непосредственно на стенках трубки при низком давлении вызвано рекомбинацией электронов и ионов на стенках, передачей стенке кинетической энергии падающих электронов и ионов и передачей энергии метастабильных атомов. При очень низких давлениях газа, порядка 10"2 Па (10"4мм рт. ст.), благодаря высокой электронной температуре относительно велико число ионизаций по сравнению с возбуждением. Ввиду относительно малого числа соударений потери в объеме газа малы. Почти вся энергия выделяется в виде тепла на стенках трубки. Уменьшение т]гр с ростом давления объясняется главным образом затруднением диффузии заряженных частиц и метастабильных атомов к стенкам. Основной причиной, вызывающей нагрев газа в объеме, являются упругие соударения электронов с атомами газа. При постоянной силе тока с ростом давления газа относительные тепловые потери в объеме г|у быстро возрастают примерно пропорционально ТМе2. При больших давлениях газа и плотностях тока начинает играть заметную роль обратный процесс передачи энергии от атомов к электронам. Соответственно, нас интересует доля резонансного излучения уровня 6 Рь

Результаты исследований показывают, что уровень 63Рх заселяется, в основном, в результате столкновения 63Р0.2 с электронами [20], причем заселенность уровня 6 Рг намного превосходит заселенность уровней 63Рол [21]. Разрушение уровня 6 Р1 происходит через излучение линии 253.7 нм, столкновение с возбужденными атомами ртути, а также через удары второго рода [10]. Поэтому выход резонансного излучения с длиной волны 254 нм связан как с процессами возбуждения резонансного уровня 6 Рь так и с процессами тушения метастабильных уровней 63Ро,2 электронами, а также их гибелью на стенке разрядной трубки [20,22].

Уровень б'Р 1 преимущественно заселяется через ступенчатое электронное возбуждение, сначала б^о-^Род, затем б^од^б'Р! [16], а распадается через излучательный переход 184.9 нм. Распадом уровня за счет перехода на более высоколежащие уровни и ионизации можно пренебречь, так как их вклад на 2^-3 порядка меньше [23].

Излучение ртутной плазмы состоит, в основном, из излучения двух резонансных линий с длинами волн 184.9 нм (переход б'Р^б^о) и 253.7 нм (переход 63Р1->6180). Как известно, если на атом или молекулу воздействует периодическое возмущение, то вероятность перехода атома с одного уровня на другой описывается формулой [24].

dWfí = — Ff¡ ¿ • 8ÍEf - E¡ - гр) cfv f (1.2)

Г| v '

где Ffi- часть матричного элемента возмущения, не зависящая от времени. Из формулы

dwfi = — Ff¡\2 • b(Ef - E¡ - rico) cfvf (7.2(1.2)

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Дроздов, Леонид Александрович

Основные результаты работы:

1. Получены характеристики разряда низкого давления в парах ртути и смеси аргона и неона при давлении газов 0.5-1.2 Торр, при различных составах рабочей смеси, при разрядных токах от 1.5-6.0 А, при диаметре разрядной трубки от 11.6 до 29.0 мм. Все характеристики разряда получены при оптимальном с точки зрения УФ излучения давлении паров ртути, уровень которого регулировался при помощи поддержания нужной температуры амальгамы.

2. Показано, что при использовании разрядных колб с развитой внутренней поверхностью и при наложении внешнего магнитного поля постоянных магнитов изменяется распределение излучения вдоль разрядной трубки, а средняя мощность УФ излучения возрастает на 10-20%.

3. Проведен анализ факторов, влияющих на срок службы амальгамных ламп низкого давления. Показано, что с одной стороны срок службы определяется временем горения дуги в разрядной трубке, а с другой стороны временем спада мощности УФ излучения ниже определенной величины, задаваемой при конструировании УФ установки. Получено, что предельное время горения дуги может существенно превышать время спада мощности УФ излучения ниже предельной величины.

4. Показано, что скорость спада мощности УФ излучения ламп низкого давления и время погасания аналогичных ламп без добавки ртути в разряде зависит от характеристик защитного покрытия внутренней стороны разрядной трубки. Обнаружена зависимость, как от химического состава покрытия, так и от толщины, сплошности и структуры защитного слоя.

5. Показано, что при воздействии разрядной плазмы на внутреннюю стенку трубки происходит модификация ее поверхности на микроуровне. Увеличивается количество неровностей, растет общая площадь внутренней поверхности. В случае разряда низкого давления в инертных газах это приводит к выделению примеси в разряд (предположительно кислорода) и отравлению оксидного электрода. В случае разряда в парах ртути и инертных газах увеличение площади поверхности приводит к росту количества связанной ртути на стенке, поглощающей полезное УФ излучение.

6. На основе проведенных исследований определены оптимальные давления и состав смеси инертных газов и состав амальгамы. Разработана амальгамная лампа с погонной мощностью бактерицидного УФ излучения 220 Вт/м, с КПД преобразования электрической энергии в УФ излучение 38%, с полезным ресурсом работы 16 000 часов и спадом УФ излучения не более 15%.

Разработанная лампа внедрена в производство в НПО «ЛИТ» и применяется в широком спектре оборудования для обеззараживания воды в промышленных объемах.

7. Приведены методики расчета оптимального температурного режима работы амальгамных ламп низкого давления в кварцевом чехле. Приведены общие методы расчета дозы облучения в установке обеззараживания воды.

В заключение автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность научному руководителю C.B. Костюченко за предложенную тему исследований, научное руководство и всестороннюю помощь и поддержку. Автор благодарен сотрудникам ЗАО "ЛИТ" Л.М. Василяку, А.И. Васильеву, М.Е. Кузьменко, A.B. Красночубу, Д.В. Соколову, A.A. Польяникову, Т.А. Моисеенко, Д.П. Хаецкому, А.Л. Дриго, Д. А. Собуру за обсуждения и помощь при совместном проведении экспериментов. Автор также благодарен всему коллективу НПО "Лаборатория импульсной техники", который оказывал поддержку при проведении этой работы.

Заключение.

В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований разряда низкого давления в смеси паров ртути и инертных газов. Получены вольтамперные характеристики разрядов, кривые эффективности излучения разрядом резонансной линии ртути 253.7 нм при различных давлениях газовой смеси, разрядных токах и диаметрах разрядной трубки. Проведен анализ факторов, влияющих на срок службы мощных амальгамных ламп низкого давления. Рассмотрены особенности применения таких ламп для обеззараживания воды. Полученные результаты позволили разработать источники бактерицидного излучения с погонной мощностью излучения 220 Вт/м, КПД преобразования электрической энергии в УФ излучение 40% с полезным сроком службы 16 000 часов при спаде мощности УФ излучения 15% от начального уровня.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дроздов, Леонид Александрович, 2012 год

Литература.

1. Справочная книга по светотехнике // Под ред. Айзенберга Ю.Б. M.: Знак. 2006. 972 с.

2. Бутин В.М., Волков C.B., Костюченко C.B., Кудрявцев H.H., Якименко A.B. Обеззараживание питьевой воды ультрафиолетовым излучением // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. №12. С. 7-10.

3. Васильев С.А., Волков C.B., Костюченко C.B. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. Особенности применения // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. № 1. С. 2-8.

4. Алынин В.М., Волков С.В, Гильбух А.Я., Гречухин А.И., Костюченко C.B., Кудрявцев H.H., Якименко A.B. Достоинства и недостатки промышленных методов обеззараживания воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. № 12. С. 2-7.

5. Bosh A. Comparative resistance of bacteriophages active against Bacteroides fragilis to inactivation by chlorination or ultraviolet radiation // Water Science and Technology. 1989. V. 21. №3. P. 21-27.

6. Загорский M.A., Козлов M.H., Данилович B.A. Методы обеззараживания сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. № 2. С. 1-5.

7. Санитарный надзор за применением ультрафиолетового излучения в технологии подготовки питьевой воды // Методические указания МУ 2.1.4.719-98.

8. Plants for the disinfection of water using ultraviolet radiation. Requirements and testing // ONORM M5873-1. Österreichisches. Normungsinstitut. A-1021. Wien. 2003.

9. Рохлин Т.Н. Дуговым источникам 200 лет // М. ВИГМА. 2001. С. 72.

10. Уэймаус Д. Газоразрядные лампы // М. Энергия. 1977. С 344.

11. Фабрикант В.А. Механизм излучения газового разряда, в кн: Электронные и ионные приборы, под редакцией П.В. Тимофеева. Госэнергоиздат. 1941. С. 322.

12. Райзер Ю.П. Физика газового разряда// М. Наука. 1987. С. 592.

13. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света // М. Энергоатомиздат. 1991. С. 720.

14. Справочник Физические величины под редакцией Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. // М. Энергоатомиздат. 1991. С. 677.

15. Клярфельд Б.Н. Положительный столб газового разряда и его использование для получения света, в кн: Электронные и ионные приборы, под редакцией П.В. Тимофеева // Госэнергоиздат. 1941. С. 322.

16. Vriens L., Keijser R.A. and Ligthart F.A.S. Ionization processes in the positive column of the low-pressure Hg-Ar discharge // J.Appl.Phys. V.49. N7. 1978. P. 3807-3813.

17. Tingsheng Lin. Toshio Goto. Accounts of ionization mechanism in low-pressure Ar-Hg discharges // J. Applied Physics. 1991. V1. 69. P. 8.

18. Сепман В.Ю., Шеверов B.A., Вуйнович В. Ассоциативная ионизация при парных столкновениях 63Ро возбужденных атомов ртути // Оптика и Спектроскопия. 1984. Т. 56. Вып. 4. С. 591-595.

19. Клярфельд Б.Н. Положительный столб газового разряда и его использование для получения света // Тр Всесоюзного электротехнического института. Электронные и ионные приборы, под редакцией Тимофеева П.В. М. Госэнергоиздат. 1940. Вып. 41. С. 165-235.

о

20. Пенкин Н.П., Редько Т.П. Сечение возбуждения и перемешивания уровней 6 Ро.1.2 атома ртути электронным ударом // Оптика и спектроскопия. 1974. Т. 36. Вып. 3. С. 360.

21. Уваров Ф.А., Фабрикант В.А. Экспериментальное определение эффективной вероятности испускания фотонов атомами плазмы // Оптика и спектроскопия. 1965. Т. 18. Вып. 4. С. 562.

22. Пенкин Н.П., Редько Т.П., Крюков А.Н. Коэффициент диффузии метастабильных атомов ртути в аргоне // Оптика и спектроскопия. 1974. Т. 37. Вып. 4. С. 446.

23. Каланов В.П., Костенко В.А, Тимофеев Н.А. Исследование процессов заселения высоковозбужденных состояний атома ртути в плазме импульсно-периодического разряда в смеси паров ртути с аргоном // Оптика и спектроскопия. 1987.Т. 63. Вып. 6. С. 1202.

24. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория // Т.З М. Наука. 1989. С.768.

25. Holstein Т. Imprisonment of Resonance Radiation in Gases // Physical review. 1947. V. 72. P. 12.

26. Holstein T. Imprisonment of Resonance Radiation in Gases. II // Physical Review. 1951. V. 83.6. P. 122.

27. Биберман Л.М. К теории диффузионного резонансного излучения // ЖЭТФ. 1947. Т. 17. С. 623.

28. Post Н.А. The Effective Radiative Decay Rate of Hg 6*Pi ( 1984.9 nm) // Escampig 84. Seventh European sectional conference on the atomic and molecular physics of ionized gases. 1984. V. 8E. P. 150.

29. Post. H.A, P. van der Weijer, Cremers R.M.M. Radiative transport at the 184.9nm Hg resonance line. II. Extensive experiments // Physical Review A. 1986. V. 33. 3. P. 2017.

30. Справочник констант элементарных процессов с участием атомов, ионов, электронов, фотонов под ред. проф. А.Г. Жиглинского // С.-П.. Издательство С.-П. университета. 1994. С. 786.

31. Миленин В.М., Тимофеев Н.А Плазма газоразрядных источников света низкого давления // Ленинград. Издательство Ленинградского Университета. 1991. С. 240.

32. Безуглов Н.Н. Распад резонансных состояний атомов в цилиндрическом объеме газа конечных размеров. I // Оптика и спектроскопия. 1982. Т. 52. 5. С. 805.

33. Химическая энциклопедия // Москва. Большая российская энциклопедия. 1995. Т. 4. С. 2783.

34. Grossman M.W., Lagushenko R., Maya J. Isotope effects in low-pressure Hg-rare-gas discharges // Physical Review A. 1986. V. 34. 5. P. 4094.

35. Каланов В.П., Миленин B.M., Тимофеев Н.А. Исследование заселенности резонансных уровней 63Pi и 6'Pi атома ртути в плазме разряда в смеси паров ртути с аргоном // Оптика и спектроскопия. 1986. Т. 60. 4. С. 711.

36. Башлов Н.Л., Каланов В.П., Панасюк Г.Ю., Тимофеев Н.А. Приложение правил подобия разрядов в смеси ртути с инертными газами к изучению плазмы газоразрядных люминесцентных источников света // 7-я Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы. Тезисы докладов. Ч. I. Ташкент. 1987. С. 252-253.

37. Eliasson В., Kogelschatz U., Stin H.J. New Trends in High Intensity UV Generation // EPA newsletter. 1988. №32. P. 29-40.

38. Lankhorst M.H.R., Niemann U. Amalgams for fluorescent lamps Part I: Thermodynamic design rules and limitations // Journal of Alloys and Compounds. 2000. V. 308. P. 280-289.

39. Козин Л.Ф., Нигметова Р.Ш., Дергачева М.Б. Термодинамика бинарных амальгамных систем//Алма-Ата: Наука. 1977. С. 231.

40. Lankhorst M.H.R., Keur W., van Hal H.A.M. Amalgams for fluorescent lamps Part II: The systems Bi-Pb-Hg and Bi-Pb-Au-Hg // Journal of Alloys and Compounds. 2000. V. 309. P. 188-196.

41. Godyak V., Shaffer J. Endura: a new high output electrodeless fluorescent light source // Symposium Proceedings of the 8th internatioal Symposium on the Science and Technology of Light Sources (LS-8). Germany. 1998. P. 14-23.

42. Микаева C.A. Разработка и исследование технологии производства компактных люминесцентных ламп информационно-измерительных приборов и систем // Диссертация на соискание уч. ст. д.т.н. М. 2007. С. 292.

43. Кузьменко М.Е. Экспериментальные исследования разряда в парах ртути и инертных газов и разработка мощного источника УФ излучения // Диссертация на соискание уч. ст. к.ф.м.н. М. 2000. С. 142.

44. Охонская Е.В., Пантелеев А.В., Самородов В.К. Характеристики разряда в тонких и супертонких люминесцентных лампах // Светотехника. 2000. №5. С. 21-22.

45. Drop Р.С., Polman J. Calculation on the effect of supply frequency on the positive column of a low pressure Hg-Ar AC discharge // J. Phys. D: Apll. Phys. 1972. V. 5. P. 562-568.

46. Литвинов B.C., Троицкий A.M., Холопов Т.К. Характеристики отечественных люминесцентных ламп при работе на повышенных частотах // Светотехника. 1961. 1. С. 510.

47. Каланов В.П., Костенко В.А, Тимофеев Н.А. Исследование процессов заселения высоковозбужденных состояний атома ртути в плазме импульсно-периодического разряда в смеси паров ртути с аргоном // Оптика и спектроскопия. 1987.Т. 63. 6. С. 1202.

48. Ломов А.А., Миленин В.М., Тимофеев Н.А. Исследование положительного столба разряда в смеси ртуть-аргон в условиях импульсной модуляции тока // ЖТФ. 1978. Т. 48. В.10. С. 2054-2059.

49. Миленин В.М., Тимофеев Н.А. Радиальные зависимости электронных параметров плазмы положительного столба ртутного разряда низкого давления в условиях импульсной модуляции тока//ЖТФ. 1978. Т. 48. В.10. С. 2060-2061.

50. Миленин В.М., Тимофеев Н.А. О возможности повышения световой отдачи газоразрядных источников света низкого давления // Светотехника. 1981. 4. С. 6-7.

51. Красночуб А.В. Исследование излучательных характеристик импульсно-периодического разряда в виде высокоскоростной волны ионизации // Диссертация на соискание уч. ст. к.ф.м.н. М. 1998. С. 148.

52. Охонская Е.В., Решенов С.П., Рохлин Г.Н. Электроды газоразрядных источников излучения // Саранск. Издательство Мордовского Университета. 1978. С. 234.

53. Иориш А.Е., Кацман Я.А., Птицын С.В., Шейнгауз А.А. Основы технологии производства электровакуумных приборов // Л. Энергия. 1971. С. 312.

54. Охонская Е.В., Федоренко А.С. Расчет и конструирование люминесцентных ламп // Саранск. Издательство Мордовского университета. 1997. С. 184.

55. Мойжес Б.Я. Физические явления в оксидном катоде // М. Физматгиз. 1968. С. 570.

56. Федоренко A.C. Экспериментальное исследование и расчетное моделирование ПС JIJI низкого давления // Диссертация на соискание уч. ст. д.т.н. М., МЭИ. 1989.

57. W J van den Hoekl, T L G Thijssenl, A J H van der Heijdenl, В Buijssel,2 and M Haverlagl Emitter depletion studies on electrodes of 50 Hz mercury/noble gas discharge lamps during ignition. J. Phys. D: Appl. Phys. 35 (2002) p. 1716-1726.

58. Литвинов B.C. Оптимизация источников света массового применения // М. Энергоатомиздат. 1999. С. 432.

59. UK Patent Application GB 2124019 А.

60. Литвинов B.C. методы расчета и оптимизация параметров источников света широкого применения // Диссертация на соискание уч. ст. д.т.н. М., МЭИ. 1983.

61. V.D. Hildenbrand, C.J.M. Denissen, L.M. Geerdings and others. Interactions of thin oxide films with a low-pressure mercury discharge // Thin solid films. 2000. 371. P. 295-302.

62. Doughty D.A., Wilson R.H., Thaler E.G. Mercury-glass interaction in fluorescent lamps // J. Electrochem. Soc., 1995, v. 142, № 10, p. 3542-5351.

63 Печеркин В. Я. Исследования механизмов спада УФ излучения и ресурса работы источников УФ излучения с ртутной дугой низкого давления// Диссертация на соискание уч. ст. к.ф.м.н. М. 2007. С. 139.

64 Васильев А. И., Василяк Л. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Кузьменко М. Е., Печеркин В. Я. Исследование влияния защитного слоя на параметры кварцевых газоразрядных ламп низкого давления с оксидными электродами //Электронная обработка материалов. 2007. №1. С. 63-67.

65 Васильев А.И., Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев H.H., Кузьменко М.Е., Печеркин В.Я. Влияние защитного слоя на длительность горения и излучение кварцевых газоразрядных ламп низкого давления //Письма в ЖТФ. 2006. Том 32. Вып. 1. С. 83-88.

66. Voronov A., Arnold Е. and Roth Е. 2nd int. Congr. Ultraviolet Technology Viena 2003, PS2.

67. Krasnochub A. V., Vasiliev A. I. J.Phys. Qualitative model of operating mechanism of protecting coating for low pressure lamp D: Appl. Phys. 39, 2006,1378-1383.

68. Elenbaas W. The High Pressure Mercury Vapor Discharge // Amsterdam. North Holland Publishing Company. 1951.

69. Ртутные лампы высокого давления под редакций И.М. Весельницкого // М. Энергия. 1971.С. 328.

70. Lambrecht М. Untersuchungen an Quecksilberhochdrucklampen zur effizienten Erzeugung ultravioletter Strahlung // Dissertation. Karlsruhe. 1998.

71. Schwarz-Kiene P. Betriebsgeräte und Verfahren zur effizienten Erzeugung ultravioletter Strahlung. Dissertation. Karlsruhe. 2000.

72. Dr. Heering W. Doped UV Arc Lamps - Performances and Limits of Operation // December Session Basel Papers. 2002. P. 121-127.

73. Page R. В. A search for an improved ultraviolet radiation source // Lighting Research & Technology. 1986. 18. P. 75-78.

74. Beying A. Technical information from eta plus electronic. Nürtingen. 2001.

75. Stormberg H.P., et al. Excitation of acoustic instabilities in discharge lamps with pulsed supply voltage // Lighting Research & Technology. 1983. V. 15. P.127-132.

76. Ishigami T. Thermodynamic considerations of chemical reaction phenomena in HID lamps // J. Light & Vis. Env. 1998. V. 22. P. 16-26.

77. Маршак И.С. Импульсные источники света. // М. Энергия. 1978. С. 472.

78. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света// М. Энергия. 1966. 360 с.

79. Басов Ю.Г. Источники накачки микросекундных лазеров // М. Энергоатомиздат. 1990. 240 с.

80. Дойников А.С. /Исследование основных характеристик излучения прямых трубчатых ксеноновых импульсных ламп.х // Автореф. дис. М., ФИАН СССР, 1972, С.24.

81. Игнатьев В.Г., Подгаецкий В.М., Токарева А.Н., Чибис В.И. Сопоставление характеристик излучения ламп накачки и лазера на ИАГ: Nd3+ // В кн.: Импульсная фотометрия. JI. «Машиностроение». 1973. Вып. 3. С. 99-105.

82. Luis R. Panico Instantaneous Surface Sanitization With Pulsed UV // Hygienic Coatings Global Conference Brussels. Belgium. 8 -9 July 2002.

83. Вассерман A.JI., Шандала М.Г., Юзбашев В.Г. Ультрафиолетовое излучение в профилактике инфекционных заболеваний // М. Медицина. 2003. С. 208.

84. Сарычев Г.С. Облучательные светотехнические установки // М: Энергоатомиздат. 1992. С. 240.

85. Jinno М., Motomura Н., Ikeda Y., and Aono М. Fundamental Research on Xenon and Xenon-Rare Gas Pulsed Dielectric Barrier Discharge Fluorescent Lamps // Proc. of the XXVI ICPIG 2003. Greifswald. Germany. July 2003. P. 320-321.

86. Рыбка Д.В., Бакшт E.X., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Кришнан М., Томпсон Дж. Характеристики излучения импульсного разряда в ксеноне // Журнал технической физики. Т. 75. Вып. 2. 2005. С. 131-134.

87. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Панченко А.Н, Тарасенко В.Ф., Кришнан М., Томпсон Дж. Мощный источник спонтанного излучения в области 200 - 350 нм, возбуждаемый однополярным импульсом тока // Журнал технической физики. Т. 31. Вып. 10. 2005. С. 70-75.

88. Escher KrF Laser Induced Color Centers in Commercial Fused Silicas // Proc. SPIE. Excimer Beam Applications. 1988. V. 998. P. 30-37.

89. Araujo , et al. Method of forming high purity fused silica having high resistance to optical damage // United States Patent N 5616159. 1997.

90. Obara M. Recent progress of excimer radiation - research, development and application // Proc. of the 7th Intern. Symposium on the Science and Technology of Light Sources. KyotoJapan. 1995. P. 149- 159.

91. Jun-Ying Zhang J.Y., Ian W. Boyd I. W. Lifetime investigation of excimer UV sources // Applied Surface Science. V. 168. 2000. P. 296 - 299.

92. Bergonzo P., Patel P., Boyd I.W., Kogelschatz U. Development of a novel large area excimer lamp for direct photo deposition of thin films // Applied Surface Science. 1992. 54. P. 424-429.

93. Eliasson В., Gellert B. . Investigation of resonance and eximer radiation from a dielectric barrier discharge in mixtures of mercury and the rare gases // J. Appl. Phys. 1990. 68 (5). P. 2026-2037.

94. Gellet В., Kogelschatz U. . Generation of Excimer Emission in Dielectric Barrier Discharges //Appl. Phys. B. 1991. V. 52. P. 14-21.

95. Kogelschatz U. . Silent Discharges and Their Applications // Proceedings of the X-th international conf. on Gas discharges and their applications. 1992. V. II. P. 972-980.

96. Oppelender Т., Baum G. Wasserauf bereitung mit Vakuum-UV/VUV-Eximer-Durchflussphotoreactors //Wasser-Abwasser. 1996. V. 137(6). P. 321-325.

97. Соснин Э.А., Захарова Э.А., Баталова В.Н. Применение эксиламп в аналитической химии // Заводская лаборатория. 2005. Т. 71. №8. С. 18 - 24.

98. Batalova V.N., Byatskaya О.А., Sosnin Е.А. Biological objects pretreatment optimization using XeBr-excilamp for mercury concentration control by ASVA method // Proc. SPIE. 2004. V. 5483. P. 323-327.

99. Петрова E.A., Бендер О.Г., Ямбуров M.C., Соснин Е.А., Авдеев С.М. Влияние узкополосного ултрафиолета (В, С) на содержание фотосинтетических пигментов в хвое разного возраста у сосны сибирской (Pinus Cibirica Du Tur) // Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии: Материалы 3-й Всероссийской конференции молодых ученых. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН. 2006. С. 470-473.

100. Kogelschatz U., Boid I. W., Zhang J.Y. Development and applications of UV eximer lamps // (in Book "Photo-Exited Posseses, Diagnostic and Applications" Kluwer Academic Publishers, 2003. P. 161-199.

101. Sosnin E.A., Tarasenko V.F. VUV and UV excilamps and their applications // Proc. SPIE. 2006. V. 6261. P.626-636.

102. Tarasenko V.F., Kagadei V.A., Lomaev M.I., Panchenko A.N., Proskurovsky D.I. Application of CrCl exilamp for cleaning GaAr surfaces using atomic hydrogen // Proc. SPIE. 1998. V. 3274. P. 323-330.

103. Изюмов С. В., Коган О. 3., Маркин Н. П., Померанцев М. А., Соснин Э. А., Тарасенко В. Ф., Щекотов Е. Ю., Щекотов Д. Е. Разработка облучающих систем на основе эксиламп ультрафиолетового и вакуумного ультрафиолетового диапазонов: опыт сотрудничества российских научных и промышленных организаций// Светотехника. 2010. №2 с 61-65.

104. Патент РФ № 2284850. Способ осушки природного газа, проточный реактор для осушки природного газа./ Ахмедов А.Ю., Ерофеев В.И., Ерофеев М.В., Истомин В.А., Коровин С.Д., Медведев Ю.В., Полыгалов Ю.И., Орловский В.М., Сергеев О.А., Соснин Э.А., Степанов, В.П., Тарасенко В.Ф.

105. www.hamamatsu.com

106. US patent 6398970.

107. WO patent 2006079982.

108. EP patent 1839326.

109. US patent 20080203891.

110. WO patent 2007031934.

111. Ломаев М.И., Панченко A.H, Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Цилиндрические эксилампы с накачкой тлеющим разрядом // Журнал технической физики. 1998. Т. 68. Вып. 2. С. 64-68.

112. HITTORF W. Ueber die Elekticititatsleitung der Case // Ann. Phys. 1884. 21. P. 137-139.

113. THOMSON J.J. On the discharge of electricity through exhausted tubes without electrodes //Phil. Mag. 1891. 32. P. 321-336,445-464.

114. Wharmby D.O. Science, Measurement and Technology // IEE Proceedings A . 1993. V. 140. Issue 6. P. 465-473.

115. Anderson J. M. US Patent N 3500118. 1970.

116. Shaffer J. W., Godyak V. The development of low frequency, high output electrodeless fluorescent lamps // Journal of The Illuminating Engineering Society. 1999. 28. P.142.

117. Godyak V., Alexandrovich В., Piejak R, Smolyakov A. Nonlinear radio-frequency potential in an inductive plasma Plasma // Sources Sci. Technol. 2000. N 4. P. 541-544.

118. Исупов M. В., Кротов С. В., Литвинцев А. Ю., Уланов И. М. Индукционная ультрафиолетовая лампа// Светотехника. 2007. № 5. С.37-40.

119. О. А. Попов, Р. Т. Чанндлер Индуктивный источник света трансформаторного типа на частотах 150-400 кГц мощностью 200-500 Вт// Теплофизика высоких температур. 2007. т. 45. №5. С795-800.

120. Piejak R., Godyak V., Alexandrovich В. Electric field in inductively coupled discharge // J. Appl. Phys. 2001. 89. P. 3590.

121. O.A. Popov, R. Chandler Ferrite-free high power electrodeless fluorescent lamp operated at a frequency of 160-1000 kHz// Plasma sources science and technology. 2002. №11. p. 218-227.

122. О. А. Попов Эффективный источник света на индуктивном бесферритном разряде на частотах 300-3000 кГц//ЖТФ. 2007. т. 77. вып. 6. С 74-81.

123. Дж. Майя, О. А. Попов, Р. Т. Чанндлер Бесферитная индукционная люминисцентная лампа на частотах 2.65 и 13.56 Мгц при мощностях 80-160 Вт// Светотехника. 2007. №5. С42-43.

124. Hiroshi Horiuchi, Keiji Fukuzawa Light source apparatus using coaxial waveguide. United States Patent. US6046545. 2000.

125. Kim Hang-Seok, Choi Joon-Sik Coopling structure of waveguide and applicator, and its application to electrodeless lamp. Патент Японии JP2001189197. 2001.

126. Hyung Joo Kang, Yong Seog Jeon Preventing leakage of microwaves,e.g. from ovens and lamps. Патент Великобритании GB2353897. 2001.

127. Beneking С., Anderer P. Radiation efficiency of Hg-Ar surface wave discharge // J.Phys.D: Appl.Phys. 1992. V. 25. N10. P. 1470-1482.

128. Al-Shamma'a A.I., Pandithas I., Lucas J., Low-pressure microwave plasma ultraviolet lamp for water purification and ozone applications // J.Phys.D: Appl.Phys. 2001. V. 34. N18. P. 27752781.

129. Gielen J., Antonis P., Verhaar H. A long life induction lamp with high lumen output // 8th Int.Symp. on the Science and Techn of Light Sources (LS-8) (Greifswald). 1998. P. 142-143.

130. Vlad Danilychev, "Microwave Multi-Lamp UV Systems - Physics and Technology", Pages: 38-42, RadTech Report Journal, Sept./Oct. issue, 2006.

131. Antonis P.H. Abrahamse G.J., Eggink H.J., Smulders M.H. Electrodeless low-pressure discharge lamp. Патент Европы EP0811240. 1997.

132. Kamimura К. Electrodeless discharge lamp, Electrodeless discharge lamp Device, Ultraviolet ray irradiation device, and fluid treating device. Патент Японии JP10012196. 1998.

133. Godyak V., Shaffer J. Endura: a new output electrodeless fluorescent light source // 8th Int. Symp. on the Science and Techn of Light Sources (LS-8) (Greifswald). 1998. P. 14-23.

134. Вохник О. M., Козлов А. Н., Лексина Е. Г., Ляхов Г.А., Мухина Е.А., Павлов Ю.В., Умарходжаев Р. М. Механизм деградации серных ламп // Светотехника. 2001. № 2. С. 2-6.

135. Nakamura S., Fasol G. The Blue Laser Diods (GaN Based Light Emitters and Lasers) // B. Heidelberg. Springer. 1997. P. 320.

136. Ponce F.A., Bour D.P. Nitride-Based Semiconductors for Blue and Green Light-Emitting Divaces //Nature. 1997. Vol. 386. P. 351-359.

137. Никифоров С. В. Проблемы, теория и реальность светодиодов для современных систем отображения информации высшего качества // интернет-журнал о Больших Светодиодных экранах. 2005. № 10. www.screens.ru/rus/atv_systems_magazine/2005/10.htm

138. Бахтизин Р.З. Голубые диоды // Соросовский образовательный журнал. 2001. Т. 7. №3. С. 42-47.

139. М. Razeghi and A. Rogalski, Semiconductor Ultraviolet Detectors // Applied Physics Reviews. J. Appl. Phys. 1996. 79(10). P. 7433^-7473.

140. S. Donati Photodetectors // Prentice Hall. 2000. P. 431.

141. Технические характеристики светодиодов с длиной волны 280 нм // Сайт компании Sensor Electronic Technology Inc. www.s-et.com/datasheet/UVTOP 280_Pdatasheet b.pdf.

142. Новости разработки УФ светодиодов коротковолнового диапазона http ://optics. org/articles/ne ws/10/9/21/1

143. Грушко H. С., Потанахина JI. Н. Механизмы токопереноса в структурах на основе GaN с квантовой ямой в диапазоне температур 77-297К // Труды 5-ой международной конференции Оптика, Оптоэлектроника и Технологии. Ульяновск. 2003. С. 77.

144. Грушко Н.С., Потанахина JI.H., Амброзевич С.А. Эффективность электролюминесценции структуры на основе InGaN // Труды международной конференции Опто-, Наноэлектроника, Нанотехнологии и Микросхемы, Ульяновск. 2006. С. 182.

145. J Zhang et al. Crack-free thick AlGaN grown on sapphire using AIN/AlGaN superlattice for strain management // Appl. Phys. Lett. 2002. 80(19). P. 3542.

146. Новости разработки УФ светодиодов коротковолнового диапазона http://0ptics.0rg/articles/feature/9/6/l/l.

147. Шейндлин А.Е. Излучательные свойства твердых материалов / М. Энергия. 1974.

148. Михеева И.М. Теплопередача и тепловое моделирование / М. Издательство АН СССР. 1959. С. 226-238.

149. Полищук А. Г., Туркин А. Н. Деградация светодиодов на основе гетероструктур нитрида галлия и его твердых растворов// Светотехника 2008 №5 С. 44-46.

150. Васильева Е. Д., Закгейм A. JL, Снегов Ф. М., Черняков А. Е., Шмидт Н. М., Якимов Е. Б. Некоторые закономерности деградации синих светодиодов на основе InGaN/GaN // Светотехника - 2007 - №5 С. 30-32.

151. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача / М. Энергия. 1975.

152. Весельницкий И.М. / Определение оптимальных параметров и некоторые вопросы конструирования мощных люминесцентных ламп // Диссертация кандидата технических наук. М: ВНИИСИ, 1966.

153. Ширчков В.Н. Влияние инертного газа на продолжительность горения люминесцентных ламп // Оптимизация светотехнических изделий и источников света. Межвузовский сб. научн. трудов. Саранск: Изд. Мордов. Ун-та. 1985. С. 32-36.

154. Keitz. Н.А.Е.1971. Light Calculation and Measurements, Macmillan and Co Ltd, UK.

155. Oliver Lawal et al., Bertrand Dussert, Craig Howarth, Karl Platzer, Mike Sasges, Jenifer Muller, Elliot Whitby, Richard Stowe, Volker Adam, Dave Witham, Stuart Engel, Phyllis Posy, Argan van de Pol. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps, IUVA News Vol. 10 No. 1, April 2008.

156. Volker A., Dr. R. Dreiskemper, M. Kessler Comparison of UV Power Measurement of Low Pressure UV-lamps by a worldwide Round Robin Test. IUVA News. Vol. 12 No. 1. March 2010.

157. Химическая энциклопедия под ред. И. JI. Кнунянц. Изд. «Советская энциклопедия» М. 1990 г.

158. Дроздов JI. А. Защитные покрытия для газоразрядных ламп низкого давления// Перспективные материалы. Специальный выпуск (5) Материалы V Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов. Москва. 2008. С. 656-658.

159. Drozdov L. A. The features of protective coating in low pressure power discharge lamps// Proceedings of ICTF14&RSD2008. Gent. 2008. P. 200-203.

160. Василяк JI. M., Дроздов JI. А., Костюченко С. В., Кудрявцев H. H., Соколов Д. В., Микаева С. А. Экспериментальные исследования генерации УФ излучения дуговым разрядом низкого давления// Инженерная физика. 2008. №5. С. 32-35.

161. 173. Василяк Л. М., Дроздов Л. А., Соколов Д. В., Костюченко С. В., Кудрявцев H. Н. Определяющие факторы ресурса бактерицидных ртутных ламп низкого давления// Светотехника. 2008. №6. С. 8-10.

162. Василяк Л. М., Дроздов Л. А., Костюченко С. В., Кудрявцев H. Н., Кузьменко M. Е., Соколов Д. В., Микаева С. А. Особенности применения амальгамных ламп в установках по обеззараживанию воды// Приборы системы управление контроль диагностика. 2009. №1. С. 17-23.

163. Василяк Л. М., Васильев А.И., Дроздов Л. А, Костюченко С. В., Кудрявцев H. Н., Соколов Д. В., Старцев А. Ю. Защитное покрытие лампы низкого давления с парами ртути как решающий фактор срока ее службы// Прикладная физика. 2009. №1. С. 120-124.

164. Кудрявцев H. Н., Костюченко С. В., Соколов Д. В., Дроздов Л. А. Газоразрядная лампа низкого давления// патент РФ №2378736. 10 января 2010 г.

165. Васильев А.И., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Кудрявцев H. Н., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. Способ улучшения электрических и световых характеристик газоразрядных ламп// патент РФ №2319251. 10 марта 2008 г.

166. Кудрявцев H. Н., Костюченко С. В., Соколов Д. В., Васильев А. И., Дриго А. Л., Дроздов Л. А., Старцев А. Ю., Собур Д. А., Моисеенко Т. А. Газоразрядная амальгамная лампа низкого давления// патент РФ №2396633. 10 августа 2010 г.

167. Drozdov L.A., Sokolov D.V., Kostyuchenko S.S., Startsev A.U. The features of electrode units of low pressure power discharge lamps// 13 symposium of DAfP "Licht für den Arbeitsplatz", Darmstadt 2008. P. 20-24.

168. Васильев А.И., Василяк Л. M., Дроздов Л. А, Костюченко С. В., Кудрявцев H. Н., Микаева С. А., Соколов Д. В., Старцев А. Ю. Продление срока службы амальгамных ламп низкого давления путем улучшения конструкции электродного узла// Инженерная физика. 2009. №1. С. 25-31.

169. Василяк Л. М., Дроздов Л. А. Костюченко С. В. Методика ускоренной оценки ресурса ртутных ламп низкого давления// Сборник докладов VI Российский семинар «Современные свойства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды». МИФИ. Москва. 2008. С. 60-63.

170. Василяк Л. М., Васильев А. И., Дроздов Л. А., Моисеенко Т. А., Костюченко С. В., Соколов Д. В., Старцев А. Ю., Кудрявцев H. Н. Особенности защитных свойств тонких оксидных пленок на кварце при воздействии плазмы дугового разряда низкого давления// Сборник материалов 5-го международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. 2008. т. 1. С. 340-342.

171. Василяк JI.M.,. Дроздов Л.А. Спад мощности уф излучения в ртутных лампах низкого давления// Материалы V Всероссийской конференции «Физическая электроника 2008». ДГУ. Махачкала. С. 84-86.

172. Костюченко С.С, Дроздов Л.А., Василяк Л.М., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. Приэлектродные потери электрической мощности в дуге низкого давления с парами ртути// Материалы V Всероссийской конференции «Физическая электроника 2008». ДГУ. Махачкала. С. 73-76.

173. Васильев А.И., Василяк Л.М., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Кузьменко M. Е., Печеркин В.Я. Исследование взаимодействия плазмы с поверхностью кварца в газоразрядных лампах низкого давления// Сборник материалов 4-го международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново 2005. С. 421-423.

174. Васильев А.И., Василяк Л.М., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Печеркин В.Я., Соколов Д.В., Старцев А.Ю., Хаецкий Д.П. Обработка кварцевой колбы газоразрядной лампы и ее электрода на откачном посту без применения внешнего нагрева.// Материалы IV Всероссийской конференции «Физическая электроника 2006». ДГУ. Махачкала. С. 81-84

175. Васильев А.И., Василяк Л.М., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Печеркин В.Я., Соколов Д.В., Старцев А.Ю., Хаецкий Д.П. Возможность продления срока службы электродов бактерицидных ламп низкого давления методом выбора оптимальной конструкции электродного узла.// Материалы IV Всероссийской конференции «Физическая электроника 2006» ». ДГУ. Махачкала. С. 85-88.

176. Васильев А.И., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Кудрявцев H. Н., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. Качество защитного покрытия внутренней стороны колбы газоразрядной лампы как определяющий фактор срока ее службы// Материалы Всероссийской конференции «Физика низкотемпературной плазмы - 2007», Петрозаводск 2007. Т2. С. 82-86

177. Васильев А.И., Василяк Л.М., Дроздов Л.А., Костюченко C.B., Кудрявцев H. Н., Микаева С. А., Соколов Д.В., Старцев А.Ю. Увеличение ресурса работы оксидных электродов амальгамных ламп низкого давления повышенной мощности// Материалы Всероссийской конференции «Физика низкотемпературной плазмы - 2007», Петрозаводск. 2007. Т2. С. 48-52.

178. Дроздов Л. А. Увеличение и перераспределение мощности УФ излучения амальгамных ламп низкого давления при помощи полей постоянных магнитов // Материалы VI Всероссийской конференции «Физическая электроника 2010». ДГУ. Махачкала. С. 157-159.

179. Sobur Denis, Sergey Kostuchenko, Dmitry Sokolov, Leonid Drozdov, Michiel van der Meer, Hans Maes, Fred van Lierop. Method for measuring the UVC-output of low pressure germicidal lamps. Proceedings of 6® IUVA Word Congress. Paris. 2011. P. XIII.7-1 - XIII.7-9.