T8 荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性.PDF

T8荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 2005-01-25 朱绍龙 张善端 复旦大学电光源研究所 点击: 62 T8荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性 配合电子镇流器使用的T8 荧光灯在环境温度过低、放电电流太小时，常常会出现条纹放电现象，对照 明造成很大干扰。该文报道了用等离子体磁流体力学理论和光谱理论来研究条纹放电的方法，给出了相 应的实验结果。 1、前言 、前言 、前言、前言 众所周知T8 荧光灯是一种高效节能光源，近年来已在国内外在量推广使用。但是当荧光灯的使用环 境温度过低、工作电流太小时，原来的稳定放民会变成明暗相间的条纹，称为条纹放电。特别是T8 荧光 灯在电子镇流时更容易出现这种条纹放电，它会照明造成很大的干扰，需要研究它产生的条件和原国， 为避免它的发生提供理论和实验的依据。 2 、条纹的宏观参量研究 、条纹的宏观参量研究 、条纹的宏观参量研究、条纹的宏观参量研究 从气体放电基本理论出发，导出了低气压放电条件下条纹放民的色散关系，然后从理论和实验两个方 面研究了 T8 荧光灯中的条纹放电的成因和特性。 2.1 磁流体力学方程的结果 磁流体力学方程的结果 磁流体力学方程的结果磁流体力学方程的结果 荧光灯正柱是一种圆柱形的电子碰撞一扩散型低气压放电等离子体，其特性通常可用 Schottky 理论来描 述，并取得了很大成功。但 Schottky 理论假设了等离子体轴向均匀，所以不适合条纹放电等离子体。设 轴向带电粒子深度有微小的偏离，而准中性条件仍然成立。因浓度不均匀而造成了轴向电场 和电子能量 偏离平衡态，造成轴向的双极扩散。这时用磁流体力学基本方程，可得小扰动下的电离波色散方程 Wr= A K 1 2 2 K +K1 2 和r=-Da K +A - A K 2 1 1 K2+K12 角频率w ＝w +ir w 的实数部分w 为波动频率，虚数部分R 为波动的时间增长率。 r0 时，波衰 r 0 r 减，即不存在； r＞0 时，波线性增加，即轴向等离子体的任何微小不均匀，会随时间指数增长。在外 2 2 回路存在电流正反馈时，最终形成条纹放电。r0 时条件是A D K + K +A K 2 a 2 1 2 2 K +K1 ,显然电子能量愈高，A2 愈大，上式就愈容易满足。对荧光灯来说，灯管直径愈细；管壁温度愈 低；放电电流愈小时，电子温度愈高。这就解释了为什么T8 荧光灯(直径26cm) 比T12 荧光灯（直径 38mm ）更容易出现条纹放电，也解释了环境温度较低，电流较小时，常常会发生条纹放电。 2.2 实验方法和结果 实验方法和结果 实验方法和结果实验方法和结果 实验用灯管为普通工艺制造的明管T8 荧光灯。灯管内径为24cm 。充有A 、K 混合气体。整个灯管 r r 装入水冷套中，水浴温度由恒温器控制。灯管用电流可调的直流电源供电。用两个光电倍增管测量沿轴 向传播的电离波的频率、波长和速度。波动信号幅度随着离开阴极距离的增加而迅速增加，测定不 同位 置的波动信号幅度，可得到空间增长率 K ，从而求得时间增长率 r=K V 。表 1 列出了 T8 荧光灯条纹放