Niederdruckentladung

Zusammenfassung der Funktionsabläufe einer Quecksilberdampf-Niederdruckstrahlenquelle

Bei einem Druck von wenigen Torr (1 Torr = 1, 33 x 10-3 bar) emittieren bei der Quecksilberentladung im Niederdruck hauptsächlich Hg-Resonanzlinien bei 184, 9 nm (185 nm) und 253, 7 nm (254 nm), von denen je nach Wahl des Leuchtrohrmaterials nur die längerwellige Linie das Quarzglas des Röhrenkörpers passieren kann oder beide Linien emittiert werden. Bei Strahlung unter 200 nm ergibt sich eine Sauerstoff-Dissotiation (der Luftsauerstoff wird in Ozon umgewandelt). Die Wahl des Leuchtrohrmaterials bestimmt also, ob die Strahlenquelle ozonfrei oder ozonbildend ist.

Quecksilberdampf-Niederdrucklampen haben vor allem für Entkeimungszwecke praktische Bedeutung erlangt und besitzen im allgemeinen eine kleine Leistungsaufnahme von 4 - 600 Watt bei Längen von 4 cm - 200 cm. Manche Typen sind mit kalten Blechelektroden ausgerüstet (Kaltkathodenstrahler), andere besitzen aktivierte Elektroden, welche vor dem Zünden vorgeheizt werden (Heißkathodenstrahler).

Kaltkathodenstrahler haben eine höhere Lebensdauer gegenüber Heißkathodenstrahlern, allerdings eine wesentlich schlechtere Strahlungsintensität. Daher empfiehlt sich bei der UV Entkeimung der Einsatz von Heißkathodenstrahlern zur Erzeugung der erforderlichen UV-Dosis.

Niederdruckstrahler geben fast sofort nach dem Einschalten die volle Strahlungsleistung ab. In Folge des niedrigen Dampfdrucks sind sie auch sofort nach dem Ausschalten wieder betriebsbereit und benötigen keine wesentliche Abkühlzeit vor dem Wiederzünden. Sie sind abgestimmt auf den Betrieb bei normalen Raumtemperaturen. Bei Temperaturen darüber oder darunter kommen darauf angepasste Strahlenquellen zum Einsatz.

Ein wesentlicher Unterschied zu Mitteldruck-Strahlenquellen liegt darin, daß nicht das ganze zudotierte Quecksilber in die Entladung geht, sondern immer mit Hg-Überschuss gearbeitet wird. Weiterhin bildet sich kein scharf abgegrenzter Lichtbogen zwischen den Elektroden sondern die Anregung erfolgt diffus und ist im gesamten Leuchtrohr verteilt.

Zum Betrieb der Strahlenquellen sind entsprechend abgestimmte Vorschaltgeräte notwendig. Diese können als passende Drossel/Starter Kombinationen oder als elektronische Vorschaltgeräte ausgeführt sein. Die Verwendung von elektronischen Vorschaltgeräten ist mittlerweile "Stand der Technik" und wird ausdrücklich empfohlen.