Конструкция теплового источника оптического излучения

Реферат

Пояснительная записка содержит листа, рисунков, 6 чертежей, 5 таблиц, 3 использованных источника.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, УСТРОЙСТВО ЛАМПЫ, ТЕЛО НАКАЛА, НОЖКА, СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА КОЛБЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ДИАМЕТР НИТИ, ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ.

В данном курсовом проекте производится расчет и конструирование лампы накаливания с вакуумным наполнением, рассчитывается тело накала, диаметр колбы по заданной средней температуре колбе, коэффициенты зависимости температуры, мощности, светового потока и световой отдачи от изменения диаметра нити тела накала. Приведена технология изготовления спроектированной лампы. В графической части приведены сборочный чертеж разработанной лампы накаливания, тела накала, ножки и т.д.

Введение

Число типоразмеров тепловых источников оптического излучения, среди которых основное место занимают лампы накаливания (ЛН), исчисляется несколькими тысячами. Столь большое разнообразие решений тепловых источников излучения обусловлено повсеместным и эффективным их применением в различных областях человеческой деятельности. Широкое распространение ЛН, прежде всего объясняется их сравнительной простотой и надежностью эксплуатации, отработанностью технологии производства и дешевизной. Промышленностью освоены лампы, напряжение которых колеблется от долей до многих сотен вольт, мощность – от сотых долей ватта до десятков киловатт. Применяются лампы, размер которых меньше рисового зерна, и в то же время в специальных оптических системах используются лампы, диаметр колбы которых превышает 0,6 м.

Практическое отсутствие ограничений в части создания ламп на требуемые мощности и напряжения, сравнительная простота реализации ламп с необходимыми габаритами и заданной форма тел накала и колбы, широкие возможности регулирования яркости (в том числе габаритной) тела накала и многие другие преимущества ЛН делают их вполне перспективными в необозримом будущем.

Путем изменения температуры тела накала, материала и толщины стекла, из которого выполняется колба, а также параметров покрытий, наносимых на стекло колбы, можно в весьма широких пределах изменять спектральные характеристики ЛН. ЛН в отличие от все более широко используемых газоразрядных ламп не требует специальной пускорегулирующей аппаратуры, обеспечивающей зажигание и стабилизацию разряда. В отличие от многих типов газоразрядных источников света характеристики ламп накаливания практически не зависят от температуры окружающей среды. Уместно напомнить, что миниатюрные и микроминиатюрные (сверхминиатюрные) источники света, как правило, крайне сложно выполнить с помощью газоразрядной лампы, поскольку при весьма малых расстояниях между электродами (при требуемых малых габаритах области излучения) сложно обеспечить надежное зажигание и поддержание стабильного газового разряда. Поэтому в установках, в которых требуются миниатюрные источники излучения, еще многие годы будут отдаваться предпочтение лампам накаливания.

Указанные достоинства ламп накаливания во многом объясняют непрерывные поиски новых высокотемпературных материалов, совершенствование элементов ламп, создание полностью автоматизированных и высокоскоростных поточных линий, повсеместные теоретические и экспериментальные исследования (особенно применительно к специальным низковольтным и галогенным лампам накаливания).

Лампы накаливания (ЛН) принадлежат к искусственным источникам света теплового излучения. Устройство ЛН основано на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока по проводнику с высокой температурой плавления. Нагретый током тугоплавкий проводник излучает энергию, которая в форме электромагнитных волн различной длины волны распространяется в окружающем пространстве. Убыль энергии в виде излучения постоянно восполняется проходящим током.

При низких температурах проводник излучает почти только невидимые лучи, а с повышением температуры возрастает энергия излучения и увеличивается доля видимых лучей. Проводник начинает светиться сначала темно-красным, затем красными оранжевым и, наконец, белым светом.

Лампы накаливания принадлежат к электровакуумным приборам, - действие которых связано с использованием электрических явлений в их рабочем пространстве. Они входят в группу так называемых безразрядных или проводниковых приборов, характеризующихся прохождением электрического тока по проводникам и используемых в качестве источника излучения (обычно-видимого света).

Расчет и конструирование новых ЛН принято проводить в несколько этапов. Основными из которых являются следующие:

а) анализ пополнение исходных данных;

б) по исходным данным определяются диаметр и длина нити накала, диаметр спирали и длина спирали с последующим уточнением количества крючков.

в) расчет рабочего режима лампы (тела накала) с помощью построения зависимостей Рл, эффективного энергетического потока (Ф’э) и мощности отводимой через газ (Рг), от температуры тела накала (Т) - при равенстве Рл(Т) и Ф’э(Т)+Рг(Т) находится рабочая температура тела накала (Т) и соответствующая ей Рл и Н.

г) уточнение Рл и Н по формулам пересчета, разработка конструкции и технологии производства предлагаемого варианта лампы.

1. Описание устройства проектируемой лампы

Рассмотрим устройство проектируемой лампы на примере лампы накаливания общего назначения.

Главной частью любой ЛН является тело накала (1) (рис.1). Нагревание тела накала (ТН)