Исследование излучательных и спектральных характеристик источников УФ-излучения на основе коаксиальных СВЧ-разрядов в парах ртути низкого давления
Ключевые слова:
безэлектродный источник УФ-излучения, коаксиальный СВЧ-разряд, ртутная плазма низкого давления
Аннотация
Проведено экспериментальное исследование излучательных и спектральных характеристик разработанной авторами модели безэлектродного источника оптического излучения с двумя ртутно-аргоновыми (p(Ar) ~ 0,75 Торр, p(Hg) ~ 0,01 – 0,06 Торр) лампами на основе коаксиального СВЧ-разряда. В качестве источника СВЧ-излучения использован промышленный магнетрон (f = 2,45 ГГц). Результаты экспериментов показали, что примерно 53% СВЧ-мощности преобразуется в УФ-излучение, что хорошо согласуется с результатами измерений температуры электронов в области низких давлений (p(Hg) < 0,08 Торр).
Литература
1. Шлифер Э.Д. Некоторые особенности и проблемы создания осветительных и облучательных устройств на базе безэлектродных газоразрядных ламп с СВЧ-накачкой // Светотехника. 1999. № 1. С. 6—9.
2. Пат. № 2680821 РФ. Ультрафиолетовая СВЧ-лампа / С.А. Микаева и др. // Бюлл. изобрет. 2019. № 6.
3. Ferrari C., Longo I., Socci L., Cavagnaro M. Coaxially Driven Microwave Electrodeless UV Lamp // J. Electromagnetic Waves and Appl. 2014. V. 28(6). Pp. 669—684.
4. Железнов И.И., Попов О.А. Безэлектродный источник УФ-излучения на основе СВЧ ртутного разряда низкого давления // Светотехника. 2023. № 1. С. 54—58.
5. Маймистов А.И., Ляшко Е.И. Модифицированная модель Друде-Лоренца, позволяющая учесть топологические характеристики среды // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 127. № 11. С. 804—810.
6. Zhong N.Y. e. a. A New Structure of Microwave-driven UV Lamp // Intern. J. RF Microwave Computer-Aided Eng. 2021. V. 31(7). P. 22447.
7. Zheleznov I.I., Konovalov S.V., Vanin I.D. Electrodeless Microwave Source of Bactericidal Ultraviolet Radiation // Proc. 13th Asia Lighting Conf. Beijing, 2022. Pp. 789—791.
8. Билько М.И., Томашевский А.К., Шаров П.П., Баймуратов Е.А. Измерение мощности на СВЧ. Серия «Радиоэлектронные измерительные приборы». М.: Советское радио, 1976. C. 10—27.
9. Keitz H.A.E. Light Calculation and Measurements. London: Macmillan and Co Ltd, 1971.
10. Lawal O. e. a. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps // IUVA News. 2008. V. 10. Pp. 14—17.
11. Sasges M., Robinson J., Daynouri F. Ultraviolet Lamp Output Measurement: a Concise Derivation of the Keita Equation // Ozone: Sci. Eng. 2012. V. 34. Pp. 306—309.
12. Zheleznov I.I. Study of Methods for Measuring the Optical Characteristics of Low Pressure Mercury Lamps // Proc. Conf. CIE. 2021. Pp. 634—640.
13. Василяк Л.М. и др. Методика измерения мощности УФ-излучения трубчатых бактерицидных ламп низкого давления // Светотехника. 2011. № 1. С. 29—32.
14. Бархударов Э.М., Денисова Н.В., Коссый И.А., Мисакян М.А. Резонансный микроволновый разряд как источник ультрафиолетового излучения // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 7. С. 611—618.
---
Для цитирования: Железнов И.И., Попов О.А. Исследование излучательных и спектральных характеристик источников УФ-излучения на основе коаксиальных СВЧ-разрядов в парах ртути низкого давления // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 137—143. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-137-143.
#
1. Shlifer E.D. Nekotorye Osobennosti i Problemy Sozdaniya Osvetitel'nykh i Obluchatel'nykh Ustroystv na Baze Bezelektrodnykh Gazorazryadnykh Lamp s SVCH-Nakachkoy. Svetotekhnika. 1999;1:6—9. (in Russian).
2. Pat. № 2680821 RF. Ul'trafioletovaya SVCH-lampa. S.A. Mikaeva i dr. Byull. Izobret. 2019;6. (in Russian).
3. Ferrari C., Longo I., Socci L., Cavagnaro M. Coaxially Driven Microwave Electrodeless UV Lamp. J. Electromagnetic Waves and Appl. 2014;28(6):669—684.
4. Zheleznov I.I., Popov O.A. Bezelektrodnyy Istochnik UF-izlucheniya na Osnove SVCH Rtutnogo Razryada Nizkogo Davleniya. Svetotekhnika. 2023;1:54—58. (in Russian).
5. Maymistov A.I., Lyashko E.I. Modifitsirovannaya Model' Drude-Lorentsa, Pozvolyayushchaya Uchest' Topologicheskie Kharakteristiki Sredy. Optika i Spektroskopiya. 2019;127;11:804—810. (in Russian).
6. Zhong N.Y. e. a. A New Structure of Microwave-driven UV Lamp. Intern. J. RF Microwave Computer-Aided Eng. 2021;31(7):22447.
7. Zheleznov I.I., Konovalov S.V., Vanin I.D. Electrodeless Microwave Source of Bactericidal Ultraviolet Radiation. Proc. 13th Asia Lighting Conf. Beijing, 2022:789—791.
8. Bil'ko M.I., Tomashevskiy A.K., Sharov P.P., Baymuratov E.A. Izmerenie Moshchnosti na SVCH. Seriya «Radioelektronnye Izmeritel'nye Pribory». M.: Sovetskoe Radio, 1976:10—27. (in Russian).
9. Keitz H.A.E. Light Calculation and Measurements. London: Macmillan and Co Ltd, 1971.
10. Lawal O. e. a. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps. IUVA News. 2008;10:14—17.
11. Sasges M., Robinson J., Daynouri F. Ultraviolet Lamp Output Measurement: a Concise Derivation of the Keita Equation. Ozone: Sci. Eng. 2012;34:306—309.
12. Zheleznov I.I. Study of Methods for Measuring the Optical Characteristics of Low Pressure Mercury Lamps. Proc. Conf. CIE. 2021:634—640.
13. Vasilyak L.M. i dr. Metodika Izmereniya Moshchnosti UF-izlucheniya Trubchatykh Bakteritsidnykh Lamp Nizkogo Davleniya. Svetotekhnika. 2011;1:29—32. (in Russian).
14. Barkhudarov E.M., Denisova N.V., Kossyy I.A., Misakyan M.A. Rezonansnyy Mikrovolnovyy Razryad kak Istochnik Ul'trafioletovogo Izlucheniya. Fizika Plazmy. 2009;35;7:611—618. (in Russian).
---
For citation: Zheleznov I.I., Popov O.A. Studying the Radiative and Spectral Characteristics of UV Radiation Sources Based on Coaxial Microwave Discharges in Low-pressure Mercury Vapor. Bulletin of MPEI. 2023;2:137—143. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-137-143.
2. Пат. № 2680821 РФ. Ультрафиолетовая СВЧ-лампа / С.А. Микаева и др. // Бюлл. изобрет. 2019. № 6.
3. Ferrari C., Longo I., Socci L., Cavagnaro M. Coaxially Driven Microwave Electrodeless UV Lamp // J. Electromagnetic Waves and Appl. 2014. V. 28(6). Pp. 669—684.
4. Железнов И.И., Попов О.А. Безэлектродный источник УФ-излучения на основе СВЧ ртутного разряда низкого давления // Светотехника. 2023. № 1. С. 54—58.
5. Маймистов А.И., Ляшко Е.И. Модифицированная модель Друде-Лоренца, позволяющая учесть топологические характеристики среды // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 127. № 11. С. 804—810.
6. Zhong N.Y. e. a. A New Structure of Microwave-driven UV Lamp // Intern. J. RF Microwave Computer-Aided Eng. 2021. V. 31(7). P. 22447.
7. Zheleznov I.I., Konovalov S.V., Vanin I.D. Electrodeless Microwave Source of Bactericidal Ultraviolet Radiation // Proc. 13th Asia Lighting Conf. Beijing, 2022. Pp. 789—791.
8. Билько М.И., Томашевский А.К., Шаров П.П., Баймуратов Е.А. Измерение мощности на СВЧ. Серия «Радиоэлектронные измерительные приборы». М.: Советское радио, 1976. C. 10—27.
9. Keitz H.A.E. Light Calculation and Measurements. London: Macmillan and Co Ltd, 1971.
10. Lawal O. e. a. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps // IUVA News. 2008. V. 10. Pp. 14—17.
11. Sasges M., Robinson J., Daynouri F. Ultraviolet Lamp Output Measurement: a Concise Derivation of the Keita Equation // Ozone: Sci. Eng. 2012. V. 34. Pp. 306—309.
12. Zheleznov I.I. Study of Methods for Measuring the Optical Characteristics of Low Pressure Mercury Lamps // Proc. Conf. CIE. 2021. Pp. 634—640.
13. Василяк Л.М. и др. Методика измерения мощности УФ-излучения трубчатых бактерицидных ламп низкого давления // Светотехника. 2011. № 1. С. 29—32.
14. Бархударов Э.М., Денисова Н.В., Коссый И.А., Мисакян М.А. Резонансный микроволновый разряд как источник ультрафиолетового излучения // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 7. С. 611—618.
---
Для цитирования: Железнов И.И., Попов О.А. Исследование излучательных и спектральных характеристик источников УФ-излучения на основе коаксиальных СВЧ-разрядов в парах ртути низкого давления // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 137—143. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-137-143.
#
1. Shlifer E.D. Nekotorye Osobennosti i Problemy Sozdaniya Osvetitel'nykh i Obluchatel'nykh Ustroystv na Baze Bezelektrodnykh Gazorazryadnykh Lamp s SVCH-Nakachkoy. Svetotekhnika. 1999;1:6—9. (in Russian).
2. Pat. № 2680821 RF. Ul'trafioletovaya SVCH-lampa. S.A. Mikaeva i dr. Byull. Izobret. 2019;6. (in Russian).
3. Ferrari C., Longo I., Socci L., Cavagnaro M. Coaxially Driven Microwave Electrodeless UV Lamp. J. Electromagnetic Waves and Appl. 2014;28(6):669—684.
4. Zheleznov I.I., Popov O.A. Bezelektrodnyy Istochnik UF-izlucheniya na Osnove SVCH Rtutnogo Razryada Nizkogo Davleniya. Svetotekhnika. 2023;1:54—58. (in Russian).
5. Maymistov A.I., Lyashko E.I. Modifitsirovannaya Model' Drude-Lorentsa, Pozvolyayushchaya Uchest' Topologicheskie Kharakteristiki Sredy. Optika i Spektroskopiya. 2019;127;11:804—810. (in Russian).
6. Zhong N.Y. e. a. A New Structure of Microwave-driven UV Lamp. Intern. J. RF Microwave Computer-Aided Eng. 2021;31(7):22447.
7. Zheleznov I.I., Konovalov S.V., Vanin I.D. Electrodeless Microwave Source of Bactericidal Ultraviolet Radiation. Proc. 13th Asia Lighting Conf. Beijing, 2022:789—791.
8. Bil'ko M.I., Tomashevskiy A.K., Sharov P.P., Baymuratov E.A. Izmerenie Moshchnosti na SVCH. Seriya «Radioelektronnye Izmeritel'nye Pribory». M.: Sovetskoe Radio, 1976:10—27. (in Russian).
9. Keitz H.A.E. Light Calculation and Measurements. London: Macmillan and Co Ltd, 1971.
10. Lawal O. e. a. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps. IUVA News. 2008;10:14—17.
11. Sasges M., Robinson J., Daynouri F. Ultraviolet Lamp Output Measurement: a Concise Derivation of the Keita Equation. Ozone: Sci. Eng. 2012;34:306—309.
12. Zheleznov I.I. Study of Methods for Measuring the Optical Characteristics of Low Pressure Mercury Lamps. Proc. Conf. CIE. 2021:634—640.
13. Vasilyak L.M. i dr. Metodika Izmereniya Moshchnosti UF-izlucheniya Trubchatykh Bakteritsidnykh Lamp Nizkogo Davleniya. Svetotekhnika. 2011;1:29—32. (in Russian).
14. Barkhudarov E.M., Denisova N.V., Kossyy I.A., Misakyan M.A. Rezonansnyy Mikrovolnovyy Razryad kak Istochnik Ul'trafioletovogo Izlucheniya. Fizika Plazmy. 2009;35;7:611—618. (in Russian).
---
For citation: Zheleznov I.I., Popov O.A. Studying the Radiative and Spectral Characteristics of UV Radiation Sources Based on Coaxial Microwave Discharges in Low-pressure Mercury Vapor. Bulletin of MPEI. 2023;2:137—143. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-137-143.
Опубликован
2022-12-16
Выпуск
Раздел
Светотехника (технические науки) (2.4.11)
