Ταξινόμηση πηγών φωτός. Μέρος 2. Λαμπτήρες εκκένωσης για υψηλή και χαμηλή πίεση

Ταξινόμηση πηγών φωτός. Μέρος 1. Λαμπτήρες πυρακτώσεως και λαμπτήρες αλογόνου

Λαμπτήρες φθορισμού

Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου χαμηλής πίεσης στους οποίους, ως αποτέλεσμα μιας εκκένωσης αερίου, η υπεριώδης ακτινοβολία που είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι μετατρέπεται σε ορατό φως μέσω μιας επικάλυψης φωσφόρου.

Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι ένας κυλινδρικός σωλήνας με ηλεκτρόδια μέσα στον οποίο αντλούνται ατμοί υδραργύρου. Κάτω από τη δράση μιας ηλεκτρικής εκκένωσης, οι ατμοί υδραργύρου εκπέμπουν υπεριώδεις ακτίνες, οι οποίες με τη σειρά τους αναγκάζουν τον φώσφορο που εναποτίθεται στα τοιχώματα του σωλήνα να εκπέμπει ορατό φως.

Οι λαμπτήρες φθορισμού παρέχουν απαλό, ομοιόμορφο φως, αλλά η κατανομή του φωτός στο χώρο είναι δύσκολο να ελεγχθεί λόγω της μεγάλης επιφάνειας ακτινοβολίας. Οι γραμμικοί, δακτυλιοειδείς, σχήματος U και συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού διαφέρουν ως προς το σχήμα. Οι διάμετροι σωλήνων αναφέρονται συχνά σε όγδοα της ίντσας (π.χ. T5 = 5/8 « = 15,87 mm). Στους καταλόγους λαμπτήρων, οι διάμετροι δίνονται συνήθως σε χιλιοστά, για παράδειγμα 16 mm για λαμπτήρες T5.Οι περισσότεροι από τους λαμπτήρες είναι διεθνών προδιαγραφών. Η βιομηχανία παράγει περίπου 100 διαφορετικά τυπικά μεγέθη λαμπτήρων φθορισμού γενικής χρήσης. Οι πιο συνηθισμένοι λαμπτήρες με ισχύ 15, 20,30 W για τάση 127 V και 40,80,125 W για τάση 220 V. Η μέση διάρκεια καύσης της λάμπας είναι 10.000 ώρες.

Τα φυσικά χαρακτηριστικά των λαμπτήρων φθορισμού εξαρτώνται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτό οφείλεται στο χαρακτηριστικό καθεστώς θερμοκρασίας της πίεσης ατμών υδραργύρου στη λάμπα. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η πίεση είναι χαμηλή, επομένως υπάρχουν πολύ λίγα άτομα που μπορούν να συμμετέχουν στη διαδικασία ακτινοβολίας. Σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, η υψηλή τάση ατμών οδηγεί σε μια διαρκώς αυξανόμενη αυτοαπορρόφηση της παραγόμενης υπεριώδους ακτινοβολίας. Σε θερμοκρασία τοιχώματος φιάλης περίπου. Οι λαμπτήρες στους 40 ° C επιτυγχάνουν τη μέγιστη επαγωγική τάση εκφόρτισης σπινθήρα και επομένως την υψηλότερη απόδοση φωτός.

Πλεονεκτήματα των λαμπτήρων φθορισμού:

1. Υψηλή φωτεινή απόδοση, που φτάνει τα 75 lm / W

2. Μεγάλη διάρκεια ζωής, έως 10.000 ώρες για τυπικούς λαμπτήρες.

3. Η δυνατότητα να υπάρχουν πηγές φωτός διαφορετικής φασματικής σύνθεσης με καλύτερη απόδοση χρώματος για τους περισσότερους τύπους λαμπτήρων πυρακτώσεως

4. Σχετικά χαμηλή (αν και δημιουργεί λάμψη) φωτεινότητα, που σε ορισμένες περιπτώσεις αποτελεί πλεονέκτημα

Τα κύρια μειονεκτήματα των λαμπτήρων φθορισμού:

1. Περιορισμένη ισχύς μονάδας και μεγάλες διαστάσεις για μια δεδομένη ισχύ

2. Σχετική πολυπλοκότητα ένταξης

3. Αδυναμία τροφοδοσίας λαμπτήρων με συνεχές ρεύμα

4. Εξάρτηση των χαρακτηριστικών από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Για τους συμβατικούς λαμπτήρες φθορισμού, η βέλτιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 18-25 C.Όταν η θερμοκρασία αποκλίνει από τη βέλτιστη, η φωτεινή ροή και η φωτεινή απόδοση μειώνονται. Σε θερμοκρασίες κάτω των +10 C δεν είναι εγγυημένη η ανάφλεξη.

5. Περιοδικοί παλμοί της φωτεινής τους ροής με συχνότητα ίση με το ηλεκτρικό ρεύμα διπλής συχνότητας. Το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να παρατηρήσει αυτές τις φωτεινές ταλαντώσεις λόγω οπτικής αδράνειας, αλλά εάν η συχνότητα κίνησης του εξαρτήματος ταιριάζει με τη συχνότητα των παλμών φωτός, μπορεί να φαίνεται ακίνητο ή να περιστρέφεται αργά προς την αντίθετη κατεύθυνση λόγω ενός στροβοσκοπικού φαινομένου. Επομένως, σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, οι λαμπτήρες φθορισμού πρέπει να ανάβουν σε διαφορετικές φάσεις του τριφασικού ρεύματος (ο παλμός της ροής φωτός θα είναι σε διαφορετικές ημιπεριόδους).

Κατά τη σήμανση λαμπτήρων φθορισμού, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα γράμματα: L — φθορίζον, D — φως ημέρας, B — λευκό, HB — ψυχρό λευκό, TB — θερμό λευκό, C — βελτιωμένη μετάδοση φωτός, A — αμάλγαμα.

Εάν «στρέψετε» το σωλήνα μιας λάμπας φθορισμού σε μια σπείρα, θα έχετε μια CFL - μια συμπαγή λάμπα φθορισμού. Στις παραμέτρους τους, τα CFL είναι κοντά σε γραμμικούς λαμπτήρες φθορισμού (φωτεινή απόδοση έως 75 lm / W). Έχουν σχεδιαστεί κυρίως για να αντικαθιστούν τους λαμπτήρες πυρακτώσεως σε μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών.

Λαμπτήρες υδραργύρου τόξου (DRL)

Σήμανση: D — τόξο R — υδράργυρος L — λυχνία B — ανάβει χωρίς έρμα

Λαμπτήρες φθορισμού Arc Mercury (DRL)

Οι λαμπτήρες φθορισμού υδραργύρου-χαλαζία (DRLs) αποτελούνται από μια γυάλινη λάμπα επικαλυμμένη με φώσφορο στο εσωτερικό και έναν σωλήνα χαλαζία τοποθετημένο μέσα στο λαμπτήρα που είναι γεμάτος με ατμούς υδραργύρου υψηλής πίεσης. Για να διατηρηθεί η σταθερότητα των ιδιοτήτων του φωσφόρου, η γυάλινη λάμπα γεμίζει με διοξείδιο του άνθρακα.

Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας που παράγεται στον σωλήνα υδραργύρου-χαλαζία, ο φώσφορος λάμπει, δίνοντας στο φως μια συγκεκριμένη γαλαζωπή απόχρωση, παραμορφώνοντας τα αληθινά χρώματα. Για να εξαλειφθεί αυτό το μειονέκτημα, εισάγονται ειδικά συστατικά στη σύνθεση του φωσφόρου, τα οποία διορθώνουν εν μέρει το χρώμα. Αυτοί οι λαμπτήρες ονομάζονται λαμπτήρες DRL με διόρθωση χρωματισμού. Η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων είναι 7500 ώρες.

Η βιομηχανία παράγει λαμπτήρες χωρητικότητας 80.125.250.400.700.1000 και 2000 W με φωτεινή ροή από 3200 έως 50.000 lm.

Πλεονεκτήματα των λαμπτήρων DRL:

1. Υψηλή φωτεινή απόδοση (έως 55 lm / W)

2. Μεγάλη διάρκεια ζωής (10000 ώρες)

3. Συμπαγότητα

4. Δεν είναι κρίσιμο για περιβαλλοντικές συνθήκες (εκτός από πολύ χαμηλές θερμοκρασίες)

Μειονεκτήματα των λαμπτήρων DRL:

1. Η επικράτηση του γαλαζοπράσινου τμήματος στο φάσμα των ακτίνων, που οδηγεί σε μη ικανοποιητική χρωματική απόδοση, η οποία αποκλείει τη χρήση λαμπτήρων σε περιπτώσεις όπου τα αντικείμενα διάκρισης είναι ανθρώπινα πρόσωπα ή βαμμένες επιφάνειες

2. Δυνατότητα λειτουργίας μόνο με εναλλασσόμενο ρεύμα

3. Η ανάγκη ενεργοποίησης μέσω τσοκ έρματος

4. Διάρκεια ανάφλεξης κατά την ενεργοποίηση (περίπου 7 λεπτά) και έναρξη της εκ νέου ανάφλεξης μετά από έστω και πολύ σύντομη διακοπή της παροχής ρεύματος στη λάμπα μόνο μετά την ψύξη (περίπου 10 λεπτά)

5. Παλλόμενη φωτεινή ροή, μεγαλύτερη από αυτή των λαμπτήρων φθορισμού

6. Σημαντική μείωση της ροής φωτός προς το τέλος της υπηρεσίας

Λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου

Λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου τόξου (DRI, MGL, HMI, HTI)

Σήμανση: D — τόξο, R — υδράργυρος, I — ιωδιούχο.

Λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου -Πρόκειται για λαμπτήρες υδραργύρου υψηλής πίεσης με προσθήκες ιωδιδίων μετάλλων ή ιωδιδίων σπανίων γαιών (δυσπρόσιο (Dy), χόλμιο (Ho) και θούλιο (Tm), καθώς και σύνθετες ενώσεις με καίσιο (Cs) και αλογονίδια κασσιτέρου (Sn). Αυτές οι ενώσεις αποσυντίθενται στο κεντρικό τόξο εκκένωσης και οι μεταλλικοί ατμοί μπορούν να διεγείρουν την εκπομπή φωτός του οποίου η ένταση και η φασματική κατανομή εξαρτώνται από την τάση ατμών των αλογονιδίων μετάλλων.

Εξωτερικά, οι μεταλλογενείς λαμπτήρες διαφέρουν από τους λαμπτήρες DRL λόγω της απουσίας φωσφόρου στον λαμπτήρα. Χαρακτηρίζονται από υψηλή φωτεινή απόδοση (έως 100 lm / W) και σημαντικά καλύτερη φασματική σύνθεση του φωτός, αλλά η διάρκεια ζωής τους είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή των λαμπτήρων DRL και το σχήμα μεταγωγής είναι πιο περίπλοκο, καθώς επιπλέον τσοκ έρματος, περιέχει μια συσκευή ανάφλεξης.

Η συχνή βραχυπρόθεσμη ενεργοποίηση των λαμπτήρων υψηλής πίεσης θα μειώσει τη διάρκεια ζωής τους. Αυτό ισχύει τόσο για κρύες όσο και για ζεστές εκκινήσεις.

Η φωτεινή ροή πρακτικά δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος (εκτός του φωτιστικού). Σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (έως -50 ° C) πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές ανάφλεξης.

Λαμπτήρες HMI

Οι λαμπτήρες μικρού τόξου HTI — οι λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου με αυξημένο φορτίο τοίχου και πολύ μικρή απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων έχουν ακόμη υψηλότερη απόδοση φωτός και χρωματική απόδοση, η οποία, ωστόσο, περιορίζει τη διάρκεια ζωής τους. Η κύρια περιοχή εφαρμογής των λαμπτήρων HMI είναι ο φωτισμός σκηνής, η ενδοσκόπηση, η λήψη κινηματογράφου και φωτός της ημέρας (θερμοκρασία χρώματος = 6000 K). Η ισχύς αυτών των λαμπτήρων κυμαίνεται από 200 W έως 18 kW.

Για οπτικούς σκοπούς έχουν αναπτυχθεί λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου μικρού τόξου HTI με μικρές αποστάσεις μεταξύ ηλεκτροδίων. Είναι πολύ φωτεινά. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται κυρίως για εφέ φωτισμού, όπως πηγές φωτός θέσης και στην ενδοσκόπηση.

Λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης (HPS).

Σήμανση: D — τόξο; Na - νάτριο; Τ — σωληνωτό.

Οι λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης (HPS) είναι μία από τις πιο αποτελεσματικές ομάδες πηγών ορατής ακτινοβολίας: έχουν την υψηλότερη φωτεινή απόδοση μεταξύ όλων των γνωστών λαμπτήρων εκκένωσης αερίου (100-130 lm / W) και ελαφρά μείωση της φωτεινής ροής με μεγάλη διάρκεια ζωής. Σε αυτούς τους λαμπτήρες, ένας σωλήνας εκκένωσης από πολυκρυσταλλικό αλουμίνιο τοποθετείται μέσα σε μια κυλινδρική γυάλινη φιάλη, η οποία είναι αδρανής στους ατμούς νατρίου και μεταδίδει καλά την ακτινοβολία του. Η πίεση στο σωλήνα είναι περίπου 200 kPa. Διάρκεια εργασίας — 10-15 χιλιάδες ώρες. Το εξαιρετικά κίτρινο φως και ο αντίστοιχα χαμηλός δείκτης χρωματικής απόδοσης (Ra = 25) τους επιτρέπουν να χρησιμοποιούνται σε δωμάτια όπου υπάρχουν άτομα, μόνο σε συνδυασμό με άλλους τύπους λαμπτήρων.

Λαμπτήρες Xenon (DKst)

Οι λαμπτήρες σωλήνων ξένου τόξου DKstT με χαμηλή φωτεινή απόδοση και περιορισμένη διάρκεια ζωής διακρίνονται από τη φασματική σύνθεση του φωτός που βρίσκεται πλησιέστερα στο φυσικό φως της ημέρας και την υψηλότερη μοναδιαία ισχύ από όλες τις πηγές φωτός. Το πρώτο πλεονέκτημα πρακτικά δεν χρησιμοποιείται, καθώς οι λαμπτήρες δεν χρησιμοποιούνται εντός κτιρίων, το δεύτερο καθορίζει την ευρεία χρήση τους για φωτισμό μεγάλων ανοιχτών χώρων όταν τοποθετούνται σε ψηλούς ιστούς. Τα μειονεκτήματα των λαμπτήρων είναι οι πολύ μεγάλοι παλμοί της φωτεινής ροής, η περίσσεια στο φάσμα των υπεριωδών ακτίνων και η πολυπλοκότητα του κυκλώματος ανάφλεξης.