高压灯在纵向模式中谐振运行的运行方法与系统技术方案

高压灯在纵向模式中谐振运行的运行方法和系统，采用一种借助扫描信号发生器进行频率调制的高频载波频率，其中所述扫描信号的频率由第一方位和径向模式导出并同时进行调幅，其中一个控制器调节ＡＭ信号的基频，其中ＡＭ的基频由第二纵向模式导出，其特征在于，在灯点燃之后依次执行以下三个运行状态：　　　　ａ）预热阶段，用于把ｆ００２＿ｈｏｒ选择作为ＡＭ的基频或者放弃ＡＭ；　　　　ｂ）施加阶段，其特点是随时间变化的以及与连续运行的条件不同的ＡＭ，该ＡＭ具有不等于零的ＡＭ程度；　　　　ｃ）具有ＡＭ恒定条件的连续运行，其中到达了所述作为ＡＭ基频的ｆ００２＿ｈｏｒ，并且ＡＭ程度处于２０至２５％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于高压灯在纵向模式中谐振运行的方法与系统。在此尤其涉及了具有长宽比优选地至少为1.5的陶瓷放电室的高压放电灯。
技术介绍
在专利WO 02/09480中已经公开了一种用于高压灯在纵向模式中谐振运行的方法与系统。它提供了一种方法来找到第二纵向声谐振频率。它是基于，在连续扫过包含纵向模式的频率范围时，可以通过出现一个相对的灯燃烧电压增高来在垂直燃烧位置找到谐振频率。这表明，采用该方法在垂直谐振中找到并随后保持一个分开的电弧状态的纵向频率。然而，根据金属卤化物填充的填充成分和寻找过程的结束时间点，如此找到的这个频率可能被确定得明显太高，使得声谐振的激励在采用上述方法所发现的频率时形成不充分的混合，并且没有足够好地消除分离。另外在电子镇流器中进行实施也是费事的。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种如权利要求1的前序部分所述的运行方法，其中该方法在垂直运行中也保证了最佳的混合。另一任务在于，保证在每种燃烧位置可靠地找到一个所需要的声谐振。另一任务在于，提供一种与之相符的系统。该任务通过权利要求1的特征部分而得到解决。尤其有利的实施方案参见从属权利要求。本专利技术的运行方法所针对的是，从一开始总是激励在连续运行中的水平燃烧位置的第二纵向谐振，这是因为由此在非水平的燃烧位置也保证达到了填充成分、首先是金属卤化物的最佳混合。从而充分避免了色效应和色散。这必须在遵循某个宽限时间之后延迟地被施加给该系统。前述方法能够可靠地起振到最佳谐振、也即水平燃烧位置的第二纵向声谐振f002中。该方法首先适用于具有至少1.5、优选为2的长宽比(长直径)的陶瓷高压灯，且在HF扫描运行中适合于抑制分离和较好地混合金属卤化物-电弧-等离子体。已经表明，如果在非水平位置、尤其是在垂直位置，在预热阶段中首先在与水平燃烧位置中的谐振相同的谐振条件下进行激励，那么就可实现最佳的混合。在后一情形中不可能出现分离。本专利技术推荐了一种改善的、与专利WO 02/09480相比更可靠的方法，其中该方法在电子镇流器内可以更简单而廉价地实现。在水平燃烧位置中的谐振位置f002首先被获得。它可以通过不同的方法预先地或在灯的运行期间在线地来进行，比如通过在灯运行期间采用注入的矩形波电流以及叠加正弦波信号来测量灯阻抗，其中该正弦信号具有正弦信号的频率变化时的5-15％的正弦部分的振幅部分。本专利技术假定，对于放电室的给定几何形状，其内部长度存在一个很小的公差范围。该内部长度描述了决定第二纵向声谐振的灯尺寸，其中对于电弧等离子体的最佳混合，该第二纵向声谐振必须尤其在垂直燃烧位置的情况下被激励。在垂直燃烧位置中，由于分离而产生强烈变化的声速，这导致在灯启动之后第二纵向声谐振(f002_vert)相对于水平燃烧位置(如f002_hor)明显被偏移-主要向较高的频率。在该时间过程中，在实现逐渐混合的正确的运行方式的情况下，该谐振频率则发生变化，直到它再次等于在水平运行f002_hor下的那个频率。在此，由于首先在垂直运行中调定的分离，有效声速的偏差与水平燃烧位置中的混合状态相比最大为30％，一般为较高值的约10％至25％。比如在Hg/Ar缓冲混合气体的情况下，声速的偏差与混合运行相比约为15％至20％。具体的测量值相对于464m/s为550m/s。第i个纵向声谐振的声谐振频率通常由下式给出f00i＝i*c1/(2*L)；那么对于i＝2(第二声谐振)则得出f002＝c1/L。集中地在第一方位声谐振与第一径向声谐振之间，扫描运行以典型的100s-1至1000s-1的扫描频率优选地呈斜坡形而随上升的频率来进行。对于方位声谐振，管径R与有效(方位有效)声速caz之间适合以下关系fi00＝ai0caz/(2*□*R)，其中ai0i＝1，2，...贝塞尔系数a10＝1.84；a20＝3.05；a30＝4.2；等等。对于径向声谐振，管径R与有效径向声速cr之间适合以下关系f0i0＝a0icr/(2*□*R)，其中a0ii＝1，2，...贝塞尔系数a01＝3.83；a02＝7.016；等。为了在封闭的、近似柱形的灯泡中激励该声谐振，所形成的电功率波动是决定性的。也即，在用频率为f1的正弦电流波形激励的过程中，功率频率fp具有频率fp＝2*f1。第二纵向谐振的谐振频率由此通过f002＝c1/L得出，其中c1＝(R*k*T/M)1/2所述声速具有R一般气体常数，k压缩系数，T平均等离子体温度，M等离子体的平均摩尔量，L＝放电室的轴向长度。本专利技术涉及一种载波频率，其中该载波频率位于典型应用于灯的、作为FM调制而被施加了扫描频率的HF范围，诸如50kHz，其值在从第一方位谐振至第一径向谐振之间的区域中选择。优选的是位于两个谐振之间的接近平均值的、尤其是直接位于平均值处的一个值。停止点即为偏离载波频率10％的扫描。该扫描频率典型位于100至1000Hz的范围内。其在推迟一个宽限时间(灯预热)之后被施加了调幅，其中该调幅的基频为水平燃烧位置中的第二纵向谐振f002。已经表明，此处的谐振频率在这里所采用的灯内部尺寸(典型值为12至24mm)的情况下相对于水平的以及混合的条件而偏移了最多5kHz。前述的方法可靠地产生所期望的运行方式。更多的实施方案是作为用于可靠地调节最佳灯电弧等离子体的混合以及用于进一步消除分离的解决方案。更多的运行方法在下文中被给出，以用于优选在约0.9至1.1×(f100+f010)/2的扫描运行中调节在任意燃烧位置中的最有效的第二水平纵向谐振f002处的混合。该扫描范围对应于大约5kHz(～10％×(f100+f010)/2)上下的一个窗口。其前提条件是首先在实际总是已经被混合的水平燃烧位置中确定并存储第二纵向谐振频率f002的位置。为了用该频率来调节基本运行，必需根据声谐振表征和研究几何形状/缓冲气体-组合，如此使得除了第二纵向声谐振f002外，还已知第一方位谐振f100和第一径向谐振f010以及它们的平均值。已经表明，在第一实施方案中实现一个过程以起振到最佳混合的运行状态中，其方式是在点燃电弧放电之后，推迟30至80秒、优选约60秒的预热阶段(至时间点t1)，并在约＞60秒至约150秒的施加阶段中，调幅AM的基频fAM被调节到频率f002_hor的1.15至1.25倍的一个值。此前，AM可以任意选择，但优选的是先调节f002_hor。AM程度也可以首先在0至25％的范围中被任意调节。在施加阶段中提高基频的时间点上-在此优选的是相对于f002_hor提高18-20％的频率，AM程度被调节到15至30％。在此优选的是调幅被调节到约15~25％的调幅程度。在施加阶段的随后的过程中对基频进行连续的频率偏移，在保持相同的或与连续运行条件相匹配的AM程度(18~30％，优选为20~25％)的情况下，基频朝向在水平燃烧位置中所产生的激励频率而回到f002_hor。基频的频率偏移速度为0.5至15kHz，优选地为典型的1kHz/秒并且不快于10kHz/秒。根据另一实施方案，在优选约75-150秒的预热阶段之后，在基频固定保持在频率点f002_hor的情况下，通过把AM调制程度逐级或连续提高到45％，水平燃烧位置的谐振也被迫使进入垂直燃烧位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·凯斯特勒，K·施托克瓦尔德，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：