Сегодня в большинстве бактерицидных УФ облучателей применяются электродные ртутные лампы, в которых давление насыщенных паров ртути рHg при температуре самой холодной точки в разрядной горелке близко к оптимальному. При повышении мощности разряда рHg повышается из-за увеличения температуры стенки разрядной трубки, что приводит к снижению выхода УФ-излучения (УФИ). Для ламп с высокой удельной нагрузкой необходимо применять дополнительные меры для поддержания оптимального давления паров ртути.
Выходом из данной ситуации может служить применение СВЧ безэлектродных УФ ламп, отличающихся большим ресурсом по сравнению с традиционными электродными лампами. Вместо использования электродов микроволновая энергия генерируется магнетронами и направляется по волноводам в кварцевые лампы, содержащие газопаровое наполнение.
Авторами статьи «Безэлектродный источник УФ излучения на основе СВЧ ртутного разряда низкого давления» Железновым Игорем Игоревичем и Поповым Юрием Алексеевичем проведено экспериментальное исследование излучательных, температурных и электрических параметров безэлектродной УФ с двумя ртутно-аргоновыми кварцевыми горелками на основе коаксиального СВЧ разряда.
В работе приведены результаты экспериментального исследования по созданию бактерицидных УФ ламп и облучателей на основе коаксиального СВЧ ртутного разряда НД при разных режимах горения разряда.
Был разработан экспериментальный СВЧ бактерицидный облучатель с двумя безэлектродными коаксиальными разрядными кварцевыми горелками и СВЧ резонатором в виде коаксиальной линии, наружный проводник которой содержит систему поперечных СВЧ-излучающих щелей.
Авторами предложены конструкция бактерицидного УФ облучателя для обеззараживания
воздушно-водной среды и его основные параметры. В качестве источника СВЧ-излучения использован магнетрон для бытовых СВЧ-печей.
Для измерения потока УФИ безэлектродной лампы использовался метод, основанный на традиционной в радиометрии бактерицидного излучения ртутных ламп НД методике Кайтца.
По мнению авторов, внедрение безэлектродных СВЧ источников излучения позволит обеспечить большую гибкость при изменении таких параметров, как диаметр лампы, рабочее давление и материалы наполнителя, благодаря отсутствию электродов. Для сравнения приведены физические характеристики ламп при приблизительно одинаковом давлении.
Отсутствие электродов устраняет первичный процесс износа, в результате чего срок службы лампы примерно втрое выше, чем у ламп с электродами; отсутствие электродов позволяет использовать более узкие горелки, что снижает их теплоёмкость и ИК излучение.
На основании представленных результатов создан принцип построения безэлектродных СВЧ ламп для обеззараживания и очистки воздушно-водных сред.
Результаты исследования ртутного коаксиального СВЧ разряда НД с охлаждающей системой свидетельствуют о возможности его применения как эффективного источника бактерицидного УФ резонансного излучения на уровне его традиционных электродных аналогов, работающих в интервале мощностей 120−150 Вт.
Долговечность кварцевых разрядных горелок, используемых в СВЧ лампах, обеспечивает длительное время работы УФ облучателей без смены лампы, что существенно снижает расходы на их эксплуатацию.