Газоразрядные лампы низкого давления: Газоразрядные лампы — купить лампы ГРЛ по низким ценам

Содержание

Газоразрядные лампы:виды,принцип работы,достоинства и недостатки

Сейчас газоразрядные источники света широко распространены. Они дают освещение улицам, применяются в качестве головного света автомобилей, неоновые вывески – это тоже газоразрядные лампы. Еще они применяются для освещения дома и офисов. Видов и форм таких источников света очень много. Внешне они могут очень сильно отличаться, но их роднят физические принципы работы – разряд между электродами в герметичной колбе.

Устройство и принцип работы газоразрядных ламп.

Любая газоразрядный источник света представляет собой герметичную колбу, внутри которой расположены электроды. Между ними протекает разряд. В зависимости от модификации колба может быть разной формы. Материал зависит от предназначения осветителя. Наполнение также разнообразно.

Между электродами протекает разряд. Напряжения зажигания может быт существенно выше напряжения горения. Поэтому для запуска требуется пускатель. Он может быть примитивный в виде последовательно соединенных стартера и дросселя – катушки индуктивности. Но сейчас все чаще применяют электронный тип пуско-регулирующего аппарата – ЭПРА. Устройство его более сложное, но функции те же самые.

От формы, мощности, материалов изготовления, наличия люминофорного покрытия зависит применение газоразрядных лам. Следует заметить, что они чувствительны к температуре окружающей среды. При пониженных температурах розжиг становится более сложной задачей. Согласно ГОСТам, максимальное время запуска не должно превышать десяти секунд.

Область применения ГРЛ.

ГРЛ – общепринятая аббревиатура, означает газоразрядные лампы.

Все они имеют общие физические принципы, их применение очень разнообразно. Это могут быть всем привычные осветительные лампы дневного освещения, неоновые рекламные вывески, ультрафиолетовые бактерицидные облучатели (иногда их еще называют кварцевыми), облучатели, применяемые в соляриях для загара, и даже мощные корабельные и авиационные прожекторы. Это все ГРЛ. В зависимости от мощности и предназначения используется разная пускорегулирующая аппаратура. Даже спустя более 50 лет с момента появления, они не утратили своих позиций.

Автомобильный ксенон – это тоже ГРЛ.

Их можно даже встретить в мониторах, телевизорах, дисплеях ноутбуков. Они обеспечивают подсветку жидкокристаллических экранов. Хотя надо признать, сейчас все реже.

По энергопотреблению они занимают промежуточное место между тепловыми источниками света и осветительными светодиодами. Характеризуются длительным сроком службы.

Виды газоразрядных ламп.

По давлению различают: 

  • ГРЛ низкого давления 
  • ГРЛ высокого давления

Газоразрядные лампы низкого давления.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) – предназначены для освещения. Представляют собой трубку, покрытую изнутри люминофорным слоем. На электроды подается импульс высокого напряжения (обычно от шестисот вольт и выше). Электроды разогреваются, между ними возникает тлеющий разряд. Под воздействием разряда начинает излучать свет люминофор. То, что мы видим – это свечение люминофора, а не сам тлеющий разряд. Они работают при низком давлении.

Подробнее о люминесцентных лампах — тут

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

принципиально ничем не отличаются от ЛЛ. Различие только в размерах, форме колбы. Плата с электроникой для запуска, как правило, встроена в сам цоколь. Все направлено на миниатюризацию.

Подробнее об устройстве КЛЛ —  тут

Лампы подсветки дисплеев также не имеют принципиальных отличий. Питаются от инвертора.

Индукционные лампы. Этот тип осветителя не имеет никаких электродов в свое колбе. Колба традиционно заполнена инертным газом (аргон) и парами ртути, а стенки покрыты слоем люминофора. Ионизация газа происходит под действие высокочастотного (от 25 кГц) переменного магнитного поля. Сам генератор и колба с газом могут составлять одно целое устройство, но есть и варианты разнесённого изготовления.

Газоразрядные лампы высокого давления.

Существуют и приборы высокого давления. Давление внутри колбы превышает атмосферное.

Дуговые ртутные лампы (сокращенно ДРЛ) ранее применялись для наружного уличного освещения. В настоящее время применяются все реже. На смену им приходят металлогалогеновые и натриевые источники света. Причина – низкая эффективность.

Внешний вид лампы ДРЛ

Дуговые ртутные лампы с йодидами (ДРИ) содержат горелку в виде трубки из плавленого кварцевого стекла. В ней находятся электроды. Сама горелка наполнена аргоном – инертным газом с примесями ртути и йодидов редкоземельных металлов. Может содержать цезий. Сама горелка размещена внутри колбы из жаропрочного стекла. Из колбы выкачан воздух, практически горелка находится в вакууме. Более современные оснащаются горелкой из керамики – она не темнеет. Применяются для освещения больших площадей. Типичные мощности от 250 до 3500 Вт.

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ) имеют вдвое большую светоотдачу в сравнении с ДРЛ при тех же потребляемых мощностях. Эта разновидность предназначена для уличного освещения. Горелка содержит инертный газ – ксенон и пары ртути и натрия. Эту лампу можно сразу узнать по свечению – свет имеет оранжево-желтый или золотистый оттенок. Отличаются довольно большим временем перехода в выключенное состояние (около 10 минут).

Дуговые ксеноновые трубчатые

источники света характеризуются белым ярким светом, спектрально близким к дневному. Мощность лам может достигать 18 кВт. Современные варианты выполнены из кварцевого стекла. Давление может достигать 25 Атм. Электроды изготавливаются из вольфрама, легированного торием. Иногда применяется сапфировое стекло. Такое решение обеспечивает преобладание ультрафиолета в спектре.

Световой поток создается плазмой около отрицательного электрода. Если в состав паров входит ртуть, то свечение возникает возле анода и катода. К этому типу относят и вспышки. Типичный пример – ИФК-120. Их можно опознать по дополнительному третьему электроду. Благодаря своему спектру они отлично подходят для фотодела.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) характеризуются компактностью, мощностью и эффективностью. Зачастую применяются в осветительных приборах. Конструктивно представляют собой горелку, помещенную в вакуумную колбу. Горелка изготовлена из керамики, либо кварцевого стекла и заполнена парами ртути и галогенидами металлов. Это необходимо для корректировки спектра. Свет излучается плазмой между электродами в горелке. Мощность может достигать 3.5 кВт. В зависимости от примесей в парах ртути возможен разный цвет светового потока. Обладают хорошей светоотдачей. Сроком эксплуатации может достигать 12 тысяч часов. При этом имеет хорошую цветопередачу. Долго выходит на рабочий режим – около 10 минут.

Достоинства и недостатки газоразрядных ламп.

Плюсы

  • Долгий срок полезной эксплуатации. В среднем 8000 часов.
  • Спектральные характеристики различны. Это дает возможность выбора источника света под любые нужды.
  • Высокие мощности.

Минусы

  • Обязательно наличие в схеме дополнительных элементов – пускорегулирующей аппаратуры.
  • Высокая стоимость из-за технологических сложностей при изготовлении.
  • Возможен стробоскопический эффект. Чувствительны к температуре и режиму электропитания.
  • ДРЛ озонирует воздух.
  • Некоторым типам ГРЛ требуется длительное время для запуска.
  • Сложности с утилизацией из-за содержащейся ртути.

Вывод

Несмотря на все свои достоинства и недостатки, газоразрядные лампы еще долгое время не выйдут из обихода. Особенно они незаменимы там, где требуется спектр приближенный к солнечному. Для мощных осветителей – это пока универсальный вариант, так соотношение всех характеристик и цены отличает их от иных типов освещения.


 

достоинства и недостатки, виды, принцип работы

Все лампы, действие которых основано на преобразовании свойств газа, называются газоразрядными. Они бывают разных типов и применяются во множестве отраслей. Отличаются эффективностью, надежностью и хорошей цветопередачей.

Что такое газоразрядные лампы

Газоразрядная лампа (ГРЛ) – небольшой электрический прибор, который излучает видимый свет в заданном спектре.

Виды ГРЛ

В состав любого прибора входят следующие компоненты:

  • стеклянная колба с электродами, наполненная газом;
  • регулирующая аппаратура в виде электронного модуля или ограничивающего резистора;
  • цоколь для встраивания в оборудование.

Разновидности

Газоразрядные лампы делятся на ГРЛ низкого и высокого давления. Каждая из групп обладает своими особенностями, что влияет на выбор в конкретном случае.

Газоразрядные лампы низкого давления

К наиболее известным представителем ГРЛ низкого давления относится люминесцентная лампа. Она представляет собой трубку, покрытую изнутри люминофором. Электроды получают импульс высокого напряжения и нагреваются.

ГРЛ низкого давления

При нагревании между контактами образуется тлеющий заряд, в газовой среде колбы возникает УФ-излучение, которое, воздействуя на люминофор, вызывает свечение.

Разновидностью люминесцентных ламп (ЛЛ) являются компактные приборы, которые маркируются аббревиатурой КЛЛ и ничем кроме размеров не отличаются от предыдущей модели. Во всех устройствах имеется регулирующий элемент, встроенный в цоколь.

Виды КЛЛ

Отдельно стоит рассмотреть индукционные осветительные приборы. Они не имеют никаких электродов во внутренней части, а ионизация происходит под действием высокочастотного магнитного поля. Обычно в колбе используется смесь аргона и паров ртути, воздействующих на люминофор.

Газоразрядные лампы высокого давления

Элементы, давление внутри колбы которых превышает атмосферное, называются лампами высокого давления.

Представителями являются дуговые ртутные лампы (ДРЛ). Не так давно именно они составляли большую часть всего уличного освещения. Теперь же их стараются заменять на металлогалогеновые и натриевые источники, имеющие более высокую эффективность.

ГРЛ высокого давления

Если к прибору подключены йодиды, он имеет маркировку ДРИ. Прибор сдержит горелку из кварцевого стекла, в которой расположены электроды. В качестве функционального вещества используется смесь из аргона, ртути и йодидов некоторых металлов. Горелка находится в разреженном пространстве и позволяет создавать сильное излучение, которого хватает для освещения больших площадей. ДРИ могут иметь мощность от 250 до 3500 Вт.

Еще одним примером ГРЛ высокого давления служит дуговая натриевая трубчатая модель (ДНаТ). Она характеризуется очень высокой светоотдачей и относительно небольшим расходом энергии. Свет имеет ярко выраженный золотистый оттенок. К недостаткам прибора можно отнести долгое выключение, которое может занимать около 10 минут.

Натриевая лампа ДНаТ

Если нужно белое освещение, максимально приближенное к дневному, лучше подбирать дуговые ксеноновые устройства. Максимальная мощность может достигать показателя в 18 кВт. Вольфрамовые электроды легированы торием и способны выдерживать высокие нагрузки. Применяется сапфировое стекло, если необходимо получить на выходе УФ-излучение.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) – компактные, надежные и мощные источники освещения, представляющие собой помещенную в вакуумную колбу горелку. Горелка делается из кварцевого стекла или керамики. Внутренняя часть заполняется парами ртути и галогенидами металлов. Излучение возникает при появлении плазмы между электродами во время подачи питания. Мощность приборов в некоторых случаях может достигать 3,5 кВт. Рассчитаны на 12 000 часов работы. Включение до полной мощности занимает примерно 10 минут.

Принцип работы лампы

Принцип работы ГРЛ основан на воздействии электрического разряда на ионизированный газ. Чаще всего в устройствах используются аргон, неон, криптон, ксенон, а также различные смеси. Нередко добавляют натрий или ртуть.

Видео по теме: Устройство, принцип действия и особенности эксплуатации ламп ДРЛ

Как только на контакты подается питание, в трубке генерируется электрическое поле. Оно провоцирует движение электронов и их взаимодействие с частицами газа. При столкновении частиц происходит высвобождение энергии, которая затем преобразуется в излучение некоторого спектра. Конкретный спектр зависит от состава газа и специфики работы оборудования.

Преобразовать УФ-излучение в видимый свет помогает люминофоровое покрытие на колбе.

Иногда встречаются модели со встроенным источником бета-излучения. Он обеспечивает ионизацию газа внутри колбы, что позволяет свести к минимуму тлеющий заряд.

Как выбирать газовую лампу

При выборе газовой лампы стоит учитывать ее тип, мощность и оттенок испускаемого света. Популярны металлогалогенные светильники, которые могут похвастаться высоким давлением, а также мощным и ярким свечением. Боросиликатное стекло полностью удаляет ультрафиолет, делая свет более безопасным.

Свечение газоразрядного элемента будет близко к белому дневному свету, однако в зависимости от наполнения бывают разные оттенки. Натрий дает желтый цвет, таллий зеленый, а индий – голубой.

Разновидности ГРЛ

В продаже встречаются лампы для подсветки аквариумов или парников. Они имеют особый спектр, более благоприятный для окружающей среды, чем спектр стандартных люминесцентных или натриевых приборов.

Натриевые лампы способны проработать около 25 000 часов, что сопоставимо с показателями светодиодных элементов. При этом испускаемое белое свечение максимально близко к дневному и позволяет детально рассматривать объекты без искажения цветов.

Популярны люминесцентные модели, используемые в промышленности и в быту. Внутри таких элементов находится ртуть. При выборе важно учитывать длительный запуск и значительный нагрев в процессе работы.

Область применения

Применение ГРЛ для выращивания рассады

Газоразрядные лампы получили распространение в разных отраслях. Особенно выделяются автомобильные фары с ксеноном. Их используют известнейшие производители автомобилей (Тойота, Опель, БМВ).

Эффективны устройства для освещения больших складов, промышленных цехов и улиц, подсветки билбордов и фасадов зданий.

Достоинства и недостатки

Как и другие лампы, газоразрядные осветительные приборы имеют достоинства и недостатки. Для правильной организации системы освещения рекомендуется учитывать каждый пункт.

Преимущества:

  • модели достаточно долговечны и имеют значительный ресурс часов;
  • доступны приборы с разными спектральными параметрами и показателями мощности, что позволяет без проблем подобрать устройство для решения конкретной задачи;
  • мощности газоразрядных ламп значительно больше мощностей других приборов.

Недостатки традиционных газоразрядных ламп:

  • для работы прибору требуется регулирующая аппаратура;
  • лампы сложны в сборке, что затрудняет ремонт и увеличивает стоимость;
  • модели чувствительны к перепадам температуры окружающей среды и скачкам напряжения;
  • некоторым лампам требуется значительное время для запуска;
  • ртутные приборы нуждаются в утилизации.

Недостатки есть, однако мощность и эффективность газоразрядных ламп позволяют им и сейчас удерживать надежные позиции на рынке.

Газоразрядные лампы — виды, устройство, принцип работы и применение

Встретить газоразрядные лампы высокого давления и низкого в разных интерпретациях можно совершенно неожиданно и сразу в нескольких сферах жизни современного человека. Они освещают улицу в виде автомобильных фар и фонарей, создают комфорт и уют, являясь частью домашнего освещения, и это далеко не все.

Конструктивные особенности изделий

Под газоразрядными лампами следует понимать альтернативный традиционным источникам света компактный прибор, главная особенность которого — излучение света в диапазоне, который человек способен охватить взглядом. Чтобы понять принцип работы устройства, нужно разобраться с его конструктивными особенностями.

Основа изделия — это стеклянная колба. В нее под определенным давлением закачивают пары металла, но чаще газ. Дополнительные элементы — электроды по краям стеклянной колбы.

Понимая особенности строения изделия, можно представить себе принцип его работы. Построен он на действии электрического разряда, который пропускает через себя стеклянная колба с электродами. Ядро колбы — главный электрод. Под ним работает токоограничительный резистор. В то время как электрический разряд проходит через колбу, она начинает излучать свет.

Строение лампы

Кроме перечисленных выше электродов и колбы, лампа имеет цоколь. Именно он позволяет расширить сферу использования изделия. Его можно вкручивать в осветительные приборы разного назначения.

Обратите внимание! Чаще всего такие устройства применяют в создании именно уличного освещения. Ими оснащают фонари, а также фары в автомобилях, как уже было отмечено выше.

Разновидности изделий

Выделяют разные виды газоразрядных ламп в зависимости от типа свечения, величины давления.

Если сравнивать потоки светового излучения, создаваемые изделиями, то газоразрядные лампы можно разделить на:

  • люминесцентные;
  • газосветные;
  • электродосветные.

Первые отличаются светом, поступающим наружу за счет слоя люминофора, которым покрыта лампа, активирующегося при газовом разряде.

Газосветные светят за счет света самого газового разряда, а электродосветные освещают с помощью свечения электродов под воздействием газового разряда.

По величине давления изделия можно разделить на лампы высокого и низкого давления.

Первые могут дополнительно разделяться на дуговые ртутные лампы (ДРЛ), а также на дуговые ксеноновые трубчатые (ДКсТ), дуговые ртутные с йодидами (ДРИ) и дуговые натриевые трубчатые (ДНат). Главное их отличие — функционирование без пускорегулирующего устройства. Именно такие лампы чаще всего освещают улицы, дома, автомобили и стенды наружной рекламы.

Стоит обратить внимание на тот факт, что лампы высокого давления газоразрядного типа используются чаще всех остальных. Натриевые и ртутные модели просто незаменимы в создании ярких баннеров рекламы, освещающих улицы в ночное время. Жилые и офисные помещения с помощью таких ламп освещают нечасто.

А вот что такое газоразрядные лампы с низким давлением? Они классифицируются на ЛЛ и КЛЛ. Эти лампочки с успехом выполняют функции ранее используемых ламп накаливания. Именно их удобнее и практичнее всего использовать для создания не только уличного, но и домашнего освещения.

Среди ламп низкого давления наиболее популярными считаются люминесцентные. Такие лампы для уличного освещения подходят как нельзя лучше. Вкручивая их в фонари, можно добиться высокой эффективности работы за счет мощного преобразования электроэнергии в световую.

Как построена работа лампочки

Рассмотрим принцип работы газоразрядных ламп подробнее, основываясь на их конструктивных особенностях.

Начнем с того, что лампа газоразрядная генерирует свет за счет создаваемого в теле стеклянной колбы электрического разряда. Газ, закачиваемый в колбу под давлением, лежит в основе освещения. Для создания уличного освещения чаще всего применяют инертные газы:

  • аргон;
  • неон;
  • ксенон и другие.

Практикуется использование и смесей газов в разных пропорциях. Часто в состав включают натрий или ртуть. На основании их включения натриевая газоразрядная лампа или ртутная и носят свои названия.

Обратите внимание! Ртутные изделия в наши дни более актуальны, чем натриевые. Они используются для создания уличного и домашнего освещения.

Оба варианта лампочек могут считаться металлогалогенными источниками света. Сразу после генерации электрического поля при подаче питания газ и свободные электроны в колбе ионизируются. Это приводит к контакту вращающихся на верхних уровнях атомов электронов с остальными электронами атомов металла, что в свою очередь вызывает их переход к внешним орбиталям и конечному появлению энергии — свечению.

Стоит помнить о том, что свечение, получаемое таким образом, может быть самым разным, начиная от ультрафиолетового и заканчивая инфракрасным. Для экспериментов со свечением используют цветную люминесцентную краску для обработки внутренней части колбы. Цветные стенки колбы помогают ультрафиолетовому излучению приобрести видимый цветной свет.

Плюсы и минусы изделий

Рассмотрим достоинства и недостатки газоразрядных ламп с анализом их основных характеристик.

К основным преимуществам изделий можно отнести следующие моменты:

  1. Лампочки отличаются высоким уровнем светоотдачи даже при условии использования плафонов из толстого стекла.
  2. Лампы достаточно практичны, особенно, если сравнивать их с обычными лампочками накаливания. В среднем изделие прослужит от 10 тысяч часов, поэтому является особенно незаменимым в создании качественного и долговечного уличного освещения.
  3. Изделия демонстрируют повышенный уровень устойчивости, особенно ртутная газоразрядная лампа в условиях сложного климата. Их можно использовать для уличного освещения до первых заморозков в комплекте с обычными плафонами и в зимнее время при условии контакта со специальными фарами и фонарями.
  4. Стоимость изделий доступна и приемлема.
  5. Лампочки с таким устройством не нуждаются в дорогих комплектующих и могут работать без дополнительной осветительной затратной аппаратуры.
  6. Схема подключения изделий проста и понятна, поэтому с монтажом справится каждый своими руками.

Достоинства рассмотрели, теперь назовем минусы. Их немного, но о них также нужно знать:

  1. Газоразрядные лампы низкого давления и высокого давления не отличаются идеальной цветопередачей. Все дело в спектре лучей, весьма ограниченном в этих изделиях. Под светом таких лампочек достаточно непросто рассмотреть цвета предметов, поэтому в уличном и автомобильном освещении они наиболее приемлемы.
  2. Работают изделия исключительно при условии наличия переменного тока.
  3. Для активации лампочек потребуется балластный дроссель.
  4. Чтобы изделие заработало, кроме тока ему потребуется увеличенное время для разогрева.
  5. Лампочки сложно назвать полностью безопасными из-за возможного содержания в них паров ртути.
  6. Световой поток, излучаемый лампочками, имеет неприятную особенность — повышенный уровень пульсации.

Что касается установки, то она не представляет каких-либо сложностей, как уже было отмечено. Процесс аналогичен монтажу стандартных лампочек накаливания.

Область применения

За счет конструктивных особенностей и уникального принципа работы, а отчасти и благодаря доступности таких комплектующих, как конденсаторы для газоразрядных ламп, изделия сегодня более чем востребованы, причем в самых разных сферах жизнедеятельности человека.

Чаще всего свет от изделий можно увидеть:

  • на улицах городов и сел исходящим от фонарей;
  • в магазинах и производственных зданиях, торговых центрах и офисах, вокзалах и аэропортах;
  • на пешеходных дорогах и в подсветке парков, скверов, фонтанов;
  • на рекламных щитах;
  • на фасадах зданий кинотеатров, концерт-холлов в комплекте с дополнительным оборудованием, способным увеличивать эффект от свечения.

Совершенно отдельным пунктом стоит отметить использование такого рода лампы для авто в фарах. Чаще всего здесь применяются неоновые лампы с высоким уровнем интенсивности света. Некоторые современные марки ТС уже оснащены фарами, заполненными ксеноном и металлогалоидными солями.

Обратите внимание на маркировку ламп для автомобильных фар. Так, например, D1R и D1S — это первое поколение газоразрядных лам, связанных с модулем зажигания.

Лампы второго поколения имеют маркировку D2R и D2S, где R — это изделие для рефлекторной оптической схемы, S — прожекторной.

Нельзя не упомянуть и о роли лампочек такого типа в современной фотосъемке. Постановка света для создания качественной фотографии позволяет ощутить главные преимущества источника.

Импульсные газоразрядные лампы для освещения позволяют фотографировать с постоянным контролем светового потока. Они более яркие, экономичные, имеют компактные размеры. Из минусов использования изделий в этой сфере стоит отметить неспособность визуального контроля светотени, образуемой от источника света такого рода на фотографическом объекте в процессе.

Что нужно знать об индикаторных видах ламп

В качестве альтернативы малогабаритным лампам накаливания использование газоразрядных индикаторных ламп (лампы ин) выглядит более чем оправдано. Такие лампы работают за счет свечения закачанного между электродами газа, помещенного в стеклянную колбу. Какого цвета газ использовали для наполнения колбы, такого цвета получится конечное свечение.

Самые популярные линейные газоразрядные индикаторы — на основе неона. Конструкции можно встретить в елочных гирляндах, не редкость и светильник с наполнением такого рода —лампочкой газоразрядного типа миниатюрных размеров.

Газоразрядные индикаторы отличаются практичностью и экономичностью работы, особенно по сравнению с обычными лампочками. Они имеют невысокий уровень внутреннего сопротивления. Одиночные варианты чаще всего используют для подсвечивания надписей на стекле или пластике, также индикаторы подходят для подсветки символических пиктограмм.

Важно! Газоразрядные индикаторные лампы могут воспроизводить как битовую информацию, так и десятичные цифры.

В заключение отметим, что невозможно искусственно увеличить значение использования газоразрядных ламп в жизни современного человека. Изделия действительно востребованы и в некотором роде даже незаменимы. Сколько еще применений сможет им найти человек в ближайшем будущем? Время покажет.

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

В этой статье мы расскажем все о газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Для освещения улиц и промышленных помещений всегда необходимы очень сложные, емкие, часто довольно мощные, осветительные системы. В связи с данным, ставшим уже традиционным положением дел, встает закономерный вопрос: возможно ли сделать эти системы менее энергоемкими, более экономичными, и чтобы при всем при этом они оставались бы достаточно долговечными. 

Ответ на этот вопрос логичен: да, такое возможно, если обеспечить переход на на более современные, более совершенные и экономичные источники света. Уже понятно (на основе как минимум 15 летнего опыта), что эти новые источники света обладают весьма высоким рабочим ресурсом, причем их оптические характеристики сохраняются на протяжении как минимум 10 лет. Речь идет о светодиодных источниках света. 

До недавнего времени для уличного и промышленного освещения всюду традиционно применялись разнообразные газоразрядные лампы, однако в последние годы усилилась тенденция к переходу на светильники именно светодиодной технологии, отвечающей всем требованиям касательно как энергоэффективности, так и оптических параметров, и, что особенно важно, экологичности и долговечности. 

Наиболее популярные в прошлые годы газоразрядные лампы, такие как ДРЛ — дуговая ртутная лампа высокого давления, ДРИ — дуговая ртутная металлогалогенная лампа и ДНАТ-натриевая газоразрядная трубчатая лампа низкого и высокого давления, — хотя и обладают рядом достоинств, тем не менее сегодня они вынуждены уступать место светодиодам. 

Давайте вспомним, чем же замечательны эти лампы, почему они так долго и успешно использовались, кроме того обратим внимание на их недостатки, и подведем для лампы каждого типа резюме. 

Дуговые ртутные лампы высокого давления до сих пор можно встретить во многих фонарях на территориях заводов, в промышленных помещениях этих заводов, во дворах, на открытых площадках, на складах, в системах освещения периметров — короче говоря там, где требования к цветопередаче и цветовой температуре в общем то не критичны. 

Лампы ДРЛ обладают достаточно приемлемой для обычного освещения цветопередачей, легко устанавливаются, и не требуют регулярного обслуживания в условиях соблюдения правил их эксплуатации. Однако внутри такой ламы содержится ртуть, ибо пары ртути являются неотъемлемой составляющей лампы ДРЛ, где давление внутри колбы доходит примерно до 100000 Па. 

Выглядит лампа достаточно просто: резьбовой цоколь, стеклянная колба, внутри находится трубчатая ртутная горелка с аргоном, в этой трубке присутствует ртуть. Электрический разряд в парах ртути создает излучение, почти половина спектра которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра. Преобразованием ультрафиолета в видимый свет «занимается» люминофор, которым колба лампы покрыта изнутри. 

Световой поток такой лампы сильно зависит от напряжения сети, и стоит напряжению питания упасть на 10%, как световой поток понизится на 25%, а если по какой-нибудь причине напряжение в питающей сети понизится до 80% и ниже, лампа ДРЛ просто не зажжется или погаснет. 

Резюме: лампа ДРЛ имеет хорошую цветопередачу, не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 30 до 60 Лм/Вт, экономичность ее низкая, период гарантийной эксплуатации составляет примерно 6000 часов, лампа ДРЛ долго запускается и перезапускается, в ней присутствует токсичная ртуть. 

Дуговая ртутная металлогалогенная лампа также использует для получения света электрический разряд в газе. Здесь в прах внутри колбы наряду со ртутью используются светоизлучающие добавки: бромиды и иодиды металлов. Йодид индия, таллия, натрия — позволяют увеличить световой поток до 95 и более люмен на 1 ватт. 

Цветопередача у ламп типа ДРИ лучше чем у ДРЛ, свет белый с небольшими различиями в цветовой температуре. Внутри лампы горелка, в которой во время работы лампы протекает электрический разряд в парах ртути с добавками. 

В зависимости от состава паров, изменяется цвет света лампы ДРИ, по этой причине именно лампы ДРИ в свое время приобрели популярность в качестве источников света для решения архитектурных задач цветового оформления. Часто лампы ДРИ можно встретить в системах подсветки рекламных щитов и витрин, в прожекторах на больших стадионах, в освещении коммерческих сооружений и просто улиц. 

Резюме: лампа ДРИ обладает отличной цветопередачей, но не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 80 до 110 Лм/Вт, экономичность лампы средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 9000 часов, лампа ДРИ долго запускается и перезапускается, внутри есть ртуть. 

В основе работы дуговой натриевой трубчатой лампы — электрический разряд в парах натрия. Лампы данного типа производят характерный оранжевый свет. Их можно встретить в уличных фонарях наравне со ртутными, однако в последние годы замечалась тенденция к замене ртутных ламп — на натриевые лампы низкого давления, более эффективные и менее вредные по составу газа внутри колбы. 

Натриевые лампы отличаются наибольшей светоотдачей из всех газоразрядных ламп промышленного применения. Однако натриевые лампы низкого давления восприимчивы к температуре окружающей среды — чем ниже температура окружающего воздуха — тем меньше световой поток. А в натриевых лампах высокого давления все же содержится значительное количество соединения натрия со ртутью. По этой причине нельзя назвать натриевые лампы высокого давления экологически безопасными. 

Итак, натриевые лампы низкого давления (НЛНД) имеют светоотдачу порядка 100 люмен на 1 ватт, они подходят для уличного освещения во дворах, где не важен цвет освещения, здесь он оранжевый, и о качестве цветопередачи судить просто не приходится, ибо предмет белого цвета будет казаться оранжевым или желтоватым, а зеленый — синим. По этой причине натриевые лампы низкого давления не особо востребованы в качестве светильников для архитектурных целей. 

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), в отличие от натриевых ламп низкого давления, обладают высокой цветопередачей, позволяющей различать цвета почти во всем видимом спектре. Различные добавки к смеси газов в колбе, а также разнообразные люминофоры, плюс варьирование давления внутри лампы — эти меры позволяют несколько корректировать параметры цветопередачи НЛВД, но снижают КПД лампы. 

Вообще КПД натриевых ламп высокого давления находится в районе 30%, а светоотдача — около 75 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. Добавление в натриевую лампу высокого давления натриевой амальгамы позволило повысить световой поток и цветопередачу, но от этого лампа стала экологически небезопасной. Кроме того любой натриевой лампе важна стабильность питающего напряжения. 

Резюме по натриевым лампам: лампы ДНАТ имеют плохую цветопередачу, не имеют возможности плавного регулирования светового потока, светоотдача лежит в широком диапазоне от 75 до 120 Лм/Вт, экономичность натриевых ламп средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 15000 часов, лампы долго запускаются и перезапускаются, в них в том или ином количестве присутствует ртуть. 

Светодиоды (LED – расшифровывается как Light-emitting diode — светоизлучающий диод) в современных установках промышленного и уличного освещения значительно превосходят любые газоразрядные лампы как по энергоэффективности, так и по эксплуатационным и экологическим характеристикам. 

Они преобразуют электрический ток в свет без каких бы то ни было электрических разрядов в газе, требующих ртути, определенного давления в колбе, часто даже колба светодиодам не нужна. Световой поток светодиодного источника создается на полупроводниковом переходе, от состава которого зависит длина волны (по сути — цвет) света, оттенок которого немного корректируется применяемым люминофором. 

Светодиоды очень экономичны, их светоотдача достигает 120 люмен на 1 ватт, в них нет никаких вредных веществ, таких как ртуть, отсутствует стекло. При непрерывном использовании светодиодного светильника на протяжении 80000 часов, его световой поток через это время снизится лишь вдвое, тогда как газоразрядные лампы теряют пятую часть светового потока уже в первый год эксплуатации. При том даже через это длительное время цветовая температура у светодиодного светильника сохранится. 

Для питания светодиодного светильника используется собственный стабилизированный блок питания, которому не страшны колебания напряжения в сети вплоть до 20%, кроме того в блок питания светодиодного светильника легко может быть заложена возможность плавной регулировки мощности, и соответственно — светового потока. 

Резюме: светодиодные светильники имеют отличную цветопередачу, имеют возможность плавного регулирования светового потока, их нормальная светоотдача около 120 Лм/Вт, экономичность всегда высокая, период гарантийной эксплуатации доходит до 80000 часов, при этом светильник не приходит в негодность. Светодиоды мгновенно запускаются и перезапускается, в них отсутствует ртуть. 

Таким образом именно светодиодные светильники по всем показателям (энергоэффективность, качество света, экологичность, долговременная надежность) превосходят любые газоразрядные лампы. 

Ранее ЭлекитроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Газоразрядные лампы: характеристики, область применения

 

Освещение всегда и везде является главным атрибутом, без которого сложно представить современный мир. При этом мало кто задумывается о том, какие источники света существуют на сегодняшний день, а ведь каждый вид ламп создает свой световой поток.
Среди всего разнообразия лампочек, которые можно вкрутить в осветительный прибор, особое место занимают газоразрядные источники света.

Газоразрядные лампы на сегодняшний день встречаются очень часто и в самых разнообразных сферах человеческой деятельности, начиная от подсветки авто и заканчивая домашним освещением. Поэтому не лишним будет знать, что представляет собой это изделие, и как с ним следует обращаться. Обо всем, что нужно знать о газоразрядных лампочках, расскажет сегодняшняя статья.

Обзор

Газоразрядные лампы – современный источник света, который излучает световую энергию в видимом для человеческого глаза диапазоне. В своей основе газоразрядная лампочка имеет стеклянную колбу, в которую под давлением закачивается газ или пары металла. Кроме этого в строении изделия имеются электроды, которые расположены по концам стеклянной колбы.

Строение лампы

Принцип работы лампочки основывается именно на таком строении, так как вся система активируется при прохождении через колбу электрического разряда. В центральной части колбы располагается основной электрод. Под ним установлен токоограничительный резистор. Благодаря такой конструкции в колбе, при прохождении через нее электрического разряда, формируется свечение.
Помимо колбы и электродов, изделие содержит еще и цоколь, благодаря которому может вкручиваться в различные светильники с целью создания домашнего или уличного типа освещения.
Обратите внимание! Наиболее часто газоразрядные лампочки встречаются именно в системе уличного типа освещения. Их часто вкручивают в фонари, в авто и т.д.
Газоразрядные лампы представляют собой специальные устройства, которые способны создавать свечение с помощью электрического разряда.

Как работает лампочка

С конструкционными особенностями, которые имеют газоразрядные лампы, мы разобрались в предыдущем разделе. Также вскользь коснулись и того, какой принцип работы имеет это изделие. Теперь рассмотрим принцип работы более детально, чтобы понять, каким же именно образом формирует освещение подобный тип источника света.

Принцип работы лампы

Газоразрядная лампа – особые источники освещения, которые способны генерировать свет вследствие создания внутри своей колбы электрического разряда. Принцип работы такой лампы основывается на ионизации газа, который находится внутри стеклянной колбы.
Принцип, по которому работает газоразрядная лампочка, предполагает, что внутри колбы под давлением закачивается определенный газ.
Чаще всего для освещения домов, улиц и авто используются благородные (инертные) газы:

  • неон;
  • криптон;
  • аргон;
  • ксенон;
  • смесь газов в различных пропорциях.

Ртутная модель

Очень часто для освещения домов, авто и улиц используются такие источники света, в состав которых входят дополнительные газы. Например, в состав газовой смеси может входить натрий (натриевые модели) или ртуть (ртутные модели).
Обратите внимание! Ртутные лампочки сегодня имеют большее распространение, чем натриевые. Их часто вставляют в фонари при создании уличного типа освещения. Также они применяются для подсветки домов изнутри.

Ртутные и натриевые модели входят в группу металлогалогенных источников света.
Когда на газоразрядную лампочку подается питание, в трубке начинает генерироваться электрическое поле. Оно приводит к ионизации газа и свободных электронов. В результате этого электроны, которые вращаются на верхних уровнях атомов, начинают сталкиваться с другими электронами атомов металла (специальных добавок в газовые смеси). В результате столкновения происходит переход электронов на внешние орбитали. В конечном итоге происходит высвобождение энергии и фотонов. Таким образом и формируется свечение лампочки.

Обратите внимание! Освещение, которое получается в результате работы такой лампочки, может быть различным: от ультрафиолетового до инфракрасного видимого излучения.

Вариант свечения лампы

Чтобы добиться различного цветового свечения, на колбу газоразрядных ламп наносят специальное люминесцентное покрытие. Им покрывают внутреннюю сторону колбы. С помощью такого покрытия происходит преобразование ультрафиолетового излучения в видимый свет.

Виды газоразрядных ламп

Натриевые лампы высокого давления

 

Газоразрядная лампа, которая используется для создания уличного освещения или подсветки авто, может иметь разнообразное строение, которое не отходит от принципов работы. На этом основывается классификация таких источников света.
На сегодняшний день газоразрядные источники света бывают следующих видов:

  • газоразрядные лампы высокого давления. Они в свою очередь могут подразделяться на ДРЛ (ртутные модели), ДРИ, ДНат и ДКсТ. Их особенностью является отсутствие необходимости в наличии пускорегулирующего аппарата. Такие модели можно встретить в качестве подсветки улиц (их вставляют в фонари системы уличного освещения), авто, домов и наружной рекламы;

Обратите внимание! Лампы газоразрядного типа высокого давления являются самыми распространенными (особенно ртутные модели). Очень часто с их помощью (натриевые и ртутные модели) формируют подсветку именно улиц. А вот дома такие источники света встречаются достаточно редко.

Лампы низкого давления

  • газоразрядные лампы низкого давления. Они подразделяются на ЛЛ (различные модели) и КЛЛ. Такие лампочки сегодня с успехом вытесняют устаревшие лампы накаливания. Они применяются для создания подсветки дома, улиц (в составе системы уличного освещения) и даже авто.

Обратите внимание! Самые распространенные лампы низкого давления – люминесцентные. Такие модели часто применяются для освещения улиц в составе системы уличного освещения. Особенно часто такие лампочки вкручивают в фонари.

 

Свое широкое распространение газоразрядные лампочки получили из-за наличия у них ряда достоинств.

Достоинства и недостатки

Уличная подсветка

К основным достоинствам подобных лампочек относятся следующие качества:

  • высокая светоотдача (на уровне 55 лм/Вт). Она остается достаточно высокой, даже если фонари, в которые была установлена лампочка, имеют непрозрачный плафон;
  • длительный период службы. Средняя производительность газоразрядных лампочек составляет примерно 10 тыс. часов. Поэтому такие изделия часто используют для подсветки улиц и авто;
  • высокая устойчивость (например, ртутные модели) к плохим климатическим условиям. В результате они часто используются для уличного освещения. Они могут вкручиваться в фонари и другие типы светильников. Но если для региона характерны заморозки, то использовать ртутные модели для совещания улиц, даже если они вкручены в специальные фонари и фары авто, нельзя;
  • доступная стоимость;
  • экономичность, которая позволяет обходиться без затрат на дорогие комплектующие к осветительной аппаратуре.

Вместе с тем, здесь имеются и свои недостатки:

  • лампы имеют плохую цветопередачу. Это связано с ограниченным спектром лучей. Таким образом рассмотреть в созданном лампочкой свете цвет предмета будет несколько затруднительно. В связи с этим, газоразрядные лампочки зачастую используются для освещения улиц и монтируются в фары авто;
  • может работать только при наличии переменного тока;
  • включение происходит с помощью балластного дросселя;
  • имеется период, необходимый для разогрева источника света;
  • опасность использования, так как в состав газовой смеси могут входить пары ртути;
  • такие лампы обладают повышенной пульсацией испускаемого светового потока.

Отдельно следует отметить, что установка данной продукции осуществляется по стандартной схеме, как и лампы накаливания.

Область применения

Конструкционные особенности, которыми обладают газоразрядные лампочки, обеспечили им обширную область применении.
Сегодня подобная продукция применяется для:

  • создания уличного освещения в городской и сельской местности. Отлично такие лампы смотрятся, если они вкручиваются в фонари для создания качественной подсветки парков и скверов;
  • освещения производственных сооружений, магазинов, торговых площадок, офисов, а также общественных помещений;
  • с помощью газоразрядных источников света, которые вкручены в фонари, можно оформить уличную декоративную подсветку зданий или пешеходных дорожек;
  • подсветки наружной рекламы и рекламных щитов;
  • высокохудожественного освещения эстрад и кинотеатров. Но здесь необходимо применение специального оборудования.

Освещение в авто

Отдельно стоит отметить, что источники света газоразрядного типа сегодня очень часто используются для освещения транспортных средств. Здесь зачастую применяются грл с высокой интенсивностью (например, неоновые). Многие авто имеют в своей комплектации фары, которые заполнены газообразной смесью из металлогалоидных солей и ксенона. Такие фары можно встретить в таких марках, как БМВ, Тойота или Опель.
Иногда подобные лампочки можно встретить и в подсветке дома. Но здесь необходимо обязательно учитывать специфику источников света, чтобы их недостатки можно было минимизировать.
Но в целом область применения данной продукции достаточно обширна и разнообразна.

Заключение

Газоразрядные лампочки представляют собой современный и довольно востребованный источник света, который обладает как своими недостатками, так и преимуществами. Для создания уличного освещения такие источники света подходят лучше всего, а вот в домашних условиях они во многом уступают более безопасным лампочкам.

 

Газоразрядные лампы принцип работы плюсы и минусы видео

Современный мир уже сложно представить без искусственного освещения в темное время суток. Но не каждый человек задается вопросом о том, какие виды светового освещения сегодня существуют. И конечно, мало кто знает, что определенный вид лампы посылает индивидуальные в сфере своей деятельности световые потоки. На сегодняшний день можно встретить большое количество ламп, которые используются в разных осветительных приборах. Среди всего многообразия особого внимания требуют к себе газоразрядные источники света.

Все чаще в повседневном обиходе можно встретить газоразрядные лампы. Они могут быть применены в областях совершенно разных направлений. Это и подсветка для автомобилей, и освещение для дома. Отсюда следует вывод, что более подробная информация об этом типе ламп будет весьма уместна.

Лампы с газовыми разрядами

Излучение световой энергии, которая распределяется в зоне обзора глаз человека, обеспечивает газоразрядная лампа. Основой этой лампочки является колба, изготовленная из стекла. В нее под большим давлением помещается газ, реже — металлические пары. С двух сторон стеклянной колбы, как правило, располагаются электроды.

Таким образом, ГРЛ имеет иной, чем светодиодные лампы, принцип работы. Внутриламповая система начинает свою работу после того, как от начала и до конца колбы пройдет заряд электрических частиц. Электрод, который и создает свечение, располагается в самом центре газоразрядной лампы. Под этим электродом располагается резистор, который ограничивает поступление тока. Всю эту конструкцию держит цоколь, при помощи которого лампа фиксируется в различных осветительных приборах. Такая лампочка может быть установлена как на улице, так и в доме.

Пользуйтесь электроприборами так же, как раньше, а платите в 2 раза меньше!

Вы сможете платить за свет на 30-50% меньше в зависимости от того, какими именно электроприборами Вы пользуетесь.

Читать далее >>

Важно отметить, что газоразрядная лампа наибольшей популярностью пользуется в автомобильной сфере. Прекрасно подходят такие лампы для уличного освещения.

Еще одним немаловажным пунктом можно выделить световые оттенки, которые излучает лампа. Они могут быть как ультрафиолетовые, так и инфракрасные. Главное то, что они видимы глазу человека. Такое сечение добывается методом покрытия газоразрядной лампы люминесцентным раствором. Как правило, его наносят во внутреннюю часть колбы.

В чем заключается принцип работы

Предыдущий раздел полностью раскрывает все особенности конструкции ГРЛ. В незначительной мере была затронута и тема принципа работы, теперь же можно рассмотреть ее наиболее подробнее. Это позволит точнее понять образ формирования освещения, который поступает от данного светового источника.

ГРЛ является специфическим источником подачи света. Основывается это на разряде электрических частиц, который происходит в стеклянной колбе. Отсюда следует вывод, что основным принципом работы этого светильника является газовый разряд, который возникает из-за присутствия в колбе большого давления.

Данный вид лампочек может содержать в себе как «чистые» газы, так и смесь нескольких видов газа одновременно. Стоит обратить внимание на то, что по своей популярности модели с содержанием ртути заметно обошли те модели, которые обогащены натрием. Но в любом случае те и другие модели ГРЛ входят в состав группы металлогалогенных источников подачи световых потоков.

Газоразрядная трубка начинает создавать электрическое поле только после того, как в саму лампочку начинается подача электрического питания. Это поле и газоразрядная трубка создают ионизирование газа и электронов, которые находятся в свободном порядке. Следствием этого является то, что газоразрядные трубки проводят по себе электроны, которые с большой скоростью двигаются навстречу металлическим атомам. При их столкновении возгорается искра, которая и является основой подачи этой лампочкой световых потоков через большое разнообразие осветительных приборов.

Электрическая сеть, которая будет обеспечивать питанием ГРЛ, должна быть наделена высоким уровнем определенных параметров. Начальные параметры могут быть отклонены в большую сторону не более чем на 3%, другие отклонения являются недопустимыми.

Каждый потребитель в обязательном порядке должен знать, что лампа, работающая от разряда газов, может быть установлена исключительно в осветительных приборах закрытого типа. Ограждены они должны быть закаленным стеклом, которое не подвергается деформации от воздействия механических повреждений.

Желательным, но вовсе не обязательным, является установка дополнительной аппаратурной системы, которая способна улучшить подачу света, а также продлить эксплуатационный период работы светильников.

Газоразрядная лампа и ее виды

В зависимости от сферы, в которой применяется данная лампа, она имеет разный тип строения. Однако принцип работы остается неизменным. Виды газоразрядных ламп классифицируются на основе типа строения:

  • газоразрядные лампы высокого давления. Этот вид ламп имеет несколько подвидов. Чаще всего такие лампы встречаются в осветительных приборах уличного освещения, а также в автомобильной сфере. Сравнительно недавно большой популярностью этот вид стал пользоваться в сфере наружной рекламы. Важно отметить, что большие улицы и некоторые участки трасс освещаются именно газоразрядниками с высоким давлением;
  • газоразрядные лампы низкого давления. Этот вид не богат наличием подвидов. Однако это не помешало ему сбросить со счетов всем привычные лампы, работающие по принципу накаливания. Газоразрядными лампами с низким разрядом давления вы сможете без проблем осветить свой дом. Важно знать, что одним из подвидом данного вида ламп являются люминесцентные, чаще всего применяемые в уличных фонарях.

Положительные и отрицательные качества ГРЛ

Все большую популярность среди потребителей газоразрядный светильник обязан тому, какие достоинства он имеет:

  • высокий поток светового излучения. Яркому свечению не сможет помешать даже плафон, выполненный из матового стекла;
  • долгий эксплуатационный период. В среднем газоразрядная лампочка способна провести в работе более 10 тысяч часов, что является большим плюсом для уличного освещения;
  • хорошая устойчивость перед частыми сменами природных условий. Важно отметить, что газоразрядная лампочка с содержанием ртути категорически не может находиться в эксплуатации в регионах, которые подвержены сильным заморозкам;
  • данные светильники находятся в среднем ценовом сегменте, что делает их вполне доступными практически каждому потребителю;
  • выгодное экономичное обслуживание. Эти лампочки не требуют дорогостоящего оборудования по обслуживанию аппаратуры для освещения.

Но не только преимущество есть у них, не обделены они и недостатками:

  • из-за ограниченного лучевого спектра газоразрядная лампа может плохо передавать цветовую гамму: в области освещения светильника различные цвета предметов могут быть плохо рассматриваемы;
  • работоспособность обеспечивается только от подачи переменного тока;

  • включение обеспечивает балластный дроссель;
  • полную яркость светильник наберет только по истечении небольшого периода времени;
  • из-за вхождения в состав лампы ртутьсодержащих веществ такие лампы становятся опасными в применении.

Важно отметить, что метод их установки ничем не отличается от принципа установки стандартных ламп накаливания.

Области, в которых применяется ГРЛ

Благодаря своей конструкции, газоразрядные светильники могут охватить большие области применения. На сегодняшний день их используют в следующих областях:

  • обеспечение городского и сельского уличного потребления света. Они являются отличной подсветкой парковой зоны. К тому же фонари, которые устанавливаются в скверах, с такими лампочками смотрятся достаточно стильно;
  • подача световых потоков для мест общественного пользования, торговых и офисных центров;
  • в области декорирования газоразрядные устройства подачи света также нашли свое широкое применение;
  • подача потоков света для рекламных щитов и вывесок;
  • при помощи специализированного оборудования эти источники света могут обеспечить художественное оформление эстрадных площадок и прочих культурных помещений.

В области автомобильного производства данные осветительные лампочки играют далеко не последнюю роль. Большей популярностью здесь пользуются ГРЛ, которые обеспечивают высокую интенсивность при помощи неонового свечения. В редких случаях такая подсветка устанавливается на домах в частной зоне. Но для того, чтобы недостатки работы таких ламп свести к минимуму, необходимо обратить особое внимание на специфику работы световых источников.

Области применения ГРЛ поражают своей обширностью и разнообразностью. Важно отметить, что установка ламп данного типа в домашних условиях не требует вмешательства специалиста, то есть установить ее в прибор для освещения вы сможете своими руками.

Данный тип лампового освещения на сегодняшний день считается одним из популярных источников потребления световых потоков. Как и любые другие осветительные лампы, газоразрядные награждены рядом существенных преимуществ, но и не обделены некоторыми недостатками. Идеальной областью для их применения все же является освещение уличного пространства в темное время суток, а также промышленные и автомобильные отрасли. Для потребления энергии в домашних условиях предпочтительнее остановить свой выбор на лампах, которые менее вредны для жизни и здоровья человека.

Газоразрядные лампы электрические » общие сведения о данной разновидности электрических ламп.

Данная разновидность искусственных электрических источников света имеет свои специфические особенности, которые мы с Вами и рассмотрим. Итак, как видно из названия — газоразрядные, можно понять, что в основе принципа действия заложен электрический высоковольтный разряд, проходящий в среде определённого вида газа. Действительно, именно ионизация (возбуждённое состояние газа) становится причиной испускания квантов света в окружающее пространство. То есть, определённые виды газов (пары ртути, ксенон, неон и т.д.) оказавшись под воздействием высокого напряжения (высокоинтенсивного электрического поля) ионизируются — атомы газа получают дополнительную энергию, которая преобразуется в «выплёскивание» фотонов, квантов света.

Электрические газоразрядные лампы можно разделить (по способу излучения) на несколько видов — газосветные лампы, электродосветные лампы и люминесцентные.

Газосветные электрические лампы работают по вышеописанному принципу, то есть при подачи высокого напряжения на электроды лампы происходит пробой газового промежутка, возникает ионизация и энергия электричества преобразуется в энергию светового потока, испускаемого этим самым газом в лампе.

Электродосветные лампы немного отличаются своей работой. В них свет излучается от самих электродов, которые возбуждены газовым разрядом. Тут газ играет только роль среды, а не излучателя.

Люминесцентные лампы, которые работают так — в стеклянной колбе имеется газ (пары ртути), по бокам расположены электроды, на которые подаётся напряжение. После пробоя газового промежутка и последующей ионизации газа начинается излучение в ультрафиолетовом спектре. Поскольку нам нужен видимый спектр света, то внутреннюю поверхность колбы покрывают люминофором. В результате, ультрафиолет попадает на этот люминофор, который преобразует его в обычный видимый свет, близкий к дневному. Происходит некоторая трансформация излучаемого светового спектра.

Кроме этого газоразрядные лампы электрические разделяются и по внутреннему давлению — лампы низкого давления (пример, обычные люминесцентные лампы) и лампы высокого давления (пример, лампа ДРЛ). Каждая имеет свои специфические особенности, у них разные внутренние конструкции, различные режимы работы, каждый вид нуждается в своём специальном пуско-регулирующем устройстве и т.д. Более подробно об этом мы поговорим в других статьях. А сейчас рассмотрим имеющиеся достоинства и недостатки этих ламп.

Достоинства электрических газоразрядных ламп:

  • Довольно высокая эффективность работы ламп — у них большая светоотдача (40-220 лм/Вт), в сравнении с обычными лампами накаливания. Хороший диапазон цветового излучения — 2200-20000 К. Хорошая цветопередача — 3000-4200 К.
  • Продолжительный срок службы — производители гарантируют от 3000 до 20000 часов. Опять же, в сравнении с лампами накаливания (у которых он не превышает 1000 часов), это очень много.
  • Высокая экономичность, которая выражается в коэффициенте полезного действия. Если у ламп накаливания большая часть электроэнергии расходуется на выделение тепла, и лишь малая часть преобразуется в свет, то у электрических газоразрядных ламп с этим дело намного лучше.

Недостатки электрических газоразрядных ламп:

  • У них относительно высокая стоимость, в которую входит и стоимость дополнительных пуско-регулирующих устройств. Лампы более сложны в своём изготовлении, вот и их цена выше чем у ламп накаливания.
  • Большие размеры (особенно у люминесцентных, продолговатых ламп).
  • Нуждаются в специальной пуско-регулирующей аппаратуре, без которой они не работают.
  • Длительный выход на свой нормальный рабочий режим. Если лампа накаливания и светодиодная лампа после своего включения сразу выдают номинальный световой поток, то для газоразрядных ламп требуется некоторое время для их разогрева и выход на нормальный режим.
  • Большая чувствительность к качеству электроснабжения, то есть при некотором отклонении в питающем напряжении газоразрядные лампы начинают нестабильно работать (могут моргать, отключаться и т.д.).
  • Они содержат опасные вещества (пары ртути), которые очень вредны для здоровья человека.
  • Наличие шума, издаваемого ПРА, и наличие эффекта мерцания, что негативно влияет на зрение человека (быстрая утомляемость глаз).
  • У электрических газоразрядных ламп, к сожалению, прерывистый излучаемый спектр, который, к тому же ещё и непривычен в быту — хоть он и близок к дневному, но солнечный свет намного приятнее.

Помимо этого газоразрядные электрические лампы нуждаются в закрытых светильниках, поскольку, как было замечено в одном из пунктов, при разбитии колбы высвобождается токсические вещества. Следовательно, данный вид ламп должен хорошо быть защищён от механических повреждений. Учтите, что эти лампы не работают сами по себе, через обычное подключение к источнику электропитания, они нуждаются в дополнительном пусковом устройстве, которое называется ПРА (пуско-регулирующий аппарат) и ИЗУ (импульсно-зажигающее устройство).

P.S. Как видно из вышесказанного этот вид искусственных электрических источников света имеет ряд достоинств и ряд недостатков, которых не мало. Но как бы там ни было, в наше время газоразрядные лампы используются повсеместно, их применение оправдано экономией электроэнергии, высокой светоотдачей, большим сроком службы, неплохим цветом излучения. Но будьте с ними поаккуратнее, пары ртути действительно опасны для здоровья.

Некоторые фрагменты технической информации о газоразрядных лампах

Некоторые фрагменты технической информации о газоразрядных лампах

Некоторые факты из теории разрядных ламп и


Другая техническая информация!

Имейте в виду, что только несколько интересных и / или широко востребованных здесь появятся кусочки информации.

ПРИМЕЧАНИЕ. Этот документ будет расширяться со временем.

немного обновлено 19.08.2002.



Содержание

1. Список литературы
2. Что такое лампы высокого и низкого давления?
2а.Что делать с ртутью и натрием низкого давления лампы?
2б. Почему только спектр паров металлов, если газовая смесь составляет 1 процент металлический пар?
3. Что это за «отрицательное сопротивление», которое делает балласты нужны?
4. Почему красные вещи выглядят тусклыми под некоторыми газоразрядными лампами
5. Почему выглядят фотографии, сделанные при свете газоразрядных ламп сине-зеленоватый
6. Что такое тлеющие и дуговые разряды?
7. Что есть в натриевой лампе высокого давления?
7а. Почему некоторые из них постоянно выключаются и снова включаются?
8.Потеря теплопроводности («ватт / см») от дуги
9. Почему напряжение на лампе не может превышать прибл. 3/4 из линейное / холостое напряжение
10. Что с этими аквариумными металлогалогенными лампами экстремального цветовая температура?
11. Зачем нужны стартеры люминесцентных ламп и неоновые лампы? свет, чтобы начать?

1. ССЫЛКИ !!

Я очень рекомендую книгу В. Эленбааса «Ртуть высокого давления. Разряд паров », опубликованный в 1951 г. издательством North Holland Publishing Co., Амстердам. В этой книге много базовой и продвинутой теории высокого давления. ртутные лампы, некоторые из которых применимы к другим типам HID-ламп.

Другой — «Электрические разрядные лампы» Джона Ф. Уэймута, который можно приобрести в MIT Press.

Найдя эти книги, вы, возможно, захотите изучить другие с похожими звонить по номерам. Используя систему Библиотеки Конгресса, изучите все с номерами около TK4000.

2. Что такое лампы низкого и высокого давления?

В лампе высокого давления средняя кинетическая энергия свободных электронов (также известная как как электронная температура) лишь немного выше температуры газа в разряде.Обе температуры похожи, и можно отнести к общей температура разряда. Температура электронов выше, чтобы электроны должны иметь чистый эффект передачи энергии газу.
Вполне справедливо думать о газе или паре как о тепловом излучателе, который обычно спектрально избирательно и излучает в основном в определенных спектральных линиях.
Обычно диаметр на выходе превышает средний свободный пробег более чем в 50 раз. электрон. Обычно нет нетепловых, неоптических, немеханическое взаимодействие между сливом и любой емкостью в, за исключением концов разряда.
Чтобы эффективно производить свет, потребляемая мощность должна быть намного больше, чем теплопроводность от разряда, которая обычно составляет около 10 Вт или более на сантиметр длины разряда. Таким образом, подвод энергии к высокому давлению Лампа обычно имеет около или более 20 Вт на сантиметр длины разряда.
Все вышеперечисленное может быть выполнено, даже если давление меньше 1 атмосферы. Это можно даже удовлетворить в почти практичной лампе с давлением 0,1 атмосферы.
Лампы высокого давления часто называют газоразрядными лампами высокой интенсивности или HID-лампами.

В лампе низкого давления температура электронов и газа очень отличается, а давление обычно ниже 0,05 атмосферы. Власть потребляемая мощность обычно составляет около или менее 1 ватт на сантиметр.

2а. Что в ртутной или натриевой лампе низкого давления?
В лампе низкого давления с парами ртути или натрия в качестве активных ингредиент, пары металла смешиваются с инертным газом, часто неоном или аргон. Давление паров металла обычно значительно ниже 1/1000. атмосферы, или доли миллиметра.ртути. Смесь обычно составляет 1 процент или даже всего 0,1 процента паров металла, от 99 до 99,9 процента инертного газа.
Желаемый спектральный выход обычно является результатом атомных переходов, которые оканчиваются в «основном» или невозбужденном состоянии атома. Это означает, что большинство атомов пара металла, поскольку они не возбуждены, могут легко поглощать это излучение. Следовательно, вам не нужно слишком много металлического пара. Инертный газ в значительной степени определяет электрические характеристики, в основном за счет управления средним значением путь, пройденный электронами между столкновениями.Газ также уменьшает столкновения электронов, ионов и возбужденных атомов паров металлов в стенки лампы.
2Б. Как сделать лампы с 1 процентом или менее паров металла производить только или в основном металлический спектральный выход?
Возбужденные состояния атомов паров металлов в основном, обычно полностью на более низких уровнях энергии, чем у атомов инертного газа. Свободные электроны в лампе с кинетической энергией, достаточной для возбуждения чего-либо, только достаточно, чтобы возбуждать атомы пара металла.

3. Отрицательное сопротивление и зачем нужен балласт для ограничения текущий

В лампе высокого давления при увеличении тока дуга становится сильнее.Это значительно увеличивает концентрацию ионов и свободных электронов, делая дугу намного более проводящей. Проводимость дуги увеличивается настолько, чтобы напряжение на дуге обычно оставалось около такая же или даже уменьшается, если ток увеличивается.

В лампе низкого давления его вариация вызывает то же самое. Если удваивая силу тока, вы обычно примерно удваиваете концентрацию возбужденные атомы газа и свободные электроны. Концентрация ионов должна соответствуют свободным электронам, но каждый возбужденный атом бомбардируется вдвое больше. свободными электронами (помните, что вокруг вдвое больше электронов чтобы увидеть возбужденный атом).Средняя кинетическая энергия свободного электроны должны уменьшаться так, чтобы концентрация ионов также была лишь приблизительно вдвое. Чтобы получить более медленные свободные электроны, электрическое поле в разряд (и напряжение на разряде) должно уменьшиться.

В любом случае подключать лампу напрямую к розетке — не лучший вариант. источник напряжения. Как только лампа начнет проводить ток, увеличится ток. увеличивают проводимость лампы, позволяя протекать большему току. Этот процесс не стабилизируется, пока не произойдет одно из следующих событий:

1.Большая часть легко ионизируемых атомов ионизирована,

2. Концентрация ионов / свободных электронов настолько высока, что их больше как-то ухудшает подвижность свободных электронов,

3. Ограничения источника питания или проводки ограничивают ток.

В этот момент сила тока обычно составляет около или более 100 ампер или около того, и Скорее всего, перегорят предохранители / выключатели, и это, конечно, не очень хорошо для лампы.

Термин «отрицательное сопротивление» относится к снижению напряжения на лампа в результате увеличения тока через лампу.

4. Почему свет многих газоразрядных ламп становится красным? вещи выглядят скучно

Ртутные лампы, большинство металлогалогенных ламп, большинство натриевых ламп и белые »,« белые »и« теплые белые »люминесцентные лампы испытывают нехватку красного и зеленый свет в их спектральном выходе. У этих ламп тоже есть излишки желтого и / или оранжево-желтого. Так как красный плюс зеленый выглядит желтым, убирая красный и зеленый и добавление желтого не влияют на внешний вид лампы.
Почти все желтые объекты отражают красный, оранжевый, желтый и зеленый цвета.Увеличение желтый цвет и уменьшение красного и зеленого не меняют внешний вид желтых объектов.
Однако красные объекты обычно отражают только красный свет. С при недостатке красного света они выглядят темнее. Если они не чисто красные в цвета, они не только будут выглядеть темнее, но и будут иметь менее красный цвет.
Ртутные лампы высокого давления без фосфора (прозрачная колба) особенно плохи. при этом, поскольку они почти не излучают красный свет.
Это не проблема для большинства компактных люминесцентных ламп, большинство 1-дюймовых. лампы диаметром 4 фута и другие люминесцентные лампы с «редкоземельными» элементами. люминофоры.Эти люминофоры, в отличие от люминофоров более старой формулы, лампы, производят сильную, узкую оранжево-красную спектральную полосу и сильную, несколько узкая, слегка желтовато-зеленая, с небольшими промежутками между ними. Под этими лампами красный цвет обычно выглядит почти нормальным или слегка оранжевым, или немного чрезмерно яркий. Зелень часто также выглядит немного ярче под эти лампы, чем по старой формуле «холодный белый» и «теплый белый» люминесцентные лампы.

5. Почему часто выглядят фото, сделанные под газоразрядными лампами? сине-зеленый

Проблема здесь в том, что у пленки и человеческого глаза разные спектральный отклик.Человеческие глаза довольно чувствительны к коротковолновому излучению. красного диапазона видимого спектра, но не длинноволнового конца. Большинство цветных пленок примерно одинаково реагируют на более короткие и более длинные красные волны.
Больше всего красного света от люминесцентных ламп, металлогалогенных ламп, натриевых лампы, а фосфорированные ртутные лампы имеют более короткие красные длины волн. Эти лампы не излучают большую часть длинных волн красного цвета. Это максимизирует красный цвет ощущение глазом при заданном количестве фактического света. Производство менее заметные более длинные красные волны снижают максимальную яркость эффективность лампы, поэтому она сведена к минимуму.
Следовательно, лампы создают избыток красных длин волн, к которым более чувствительна, чем пленка, и нехватка красных длин волн для какая пленка более чувствительна, чем человеческий глаз. Это приводит к фильму видят красный цвет реже, чем человеческие глаза, и поэтому фотографии выглядят сине-зеленоватыми.

6. Объяснение дуги и тлеющих разрядов!

Электроны обычно не просто движутся или текут из проводника в газ. Что-то должно заставить это случиться. Ниже описаны способы, которыми это может произойти.

В тлеющем разряде положительные ионы, бомбардирующие катод, смещаются. электроны из материала катода.Есть сильное электрическое поле рядом с катодом, который ускоряет ионы по направлению к катоду, чтобы это произошло. Весь процесс имеет тенденцию усложняться, в результате чего образуется двойной слой. свечения вокруг катода, тонкие темные промежутки под ними и между ними слоев, и более существенное темное пространство между всем этим и либо анод или основная часть разряда, в зависимости от того, что наступит раньше. В неоновые лампы накаливания, анод расположен настолько близко, что основной разряд не возникает.
«Неоновые» вывески длиннее, поэтому происходит основной разряд тела.Поскольку эти работают от переменного тока, на каждом конце есть значительное темное пространство только в половине случаев, поэтому эти области скорее тусклые, чем темные.
Обычно в катодном процессе наблюдается естественная плотность тока, обычно от миллиампера до 0,1 ампер на квадратный сантиметр, в зависимости от вовлеченные газы, их давление и материал катода. А Тлеющий разряд такой интенсивности является «нормальным свечением». Уменьшение тока заставляет светящиеся слои катода покрывать только часть катода. В В этом случае свечение часто перемещается, вызывая эффект мерцания.
Если тока более чем достаточно, чтобы покрыть катод со свечением (или если светящиеся слои вдавлены в более тонкий слой пространство, чем обычно), происходит ненормальное свечение. Падение напряжения катодный процесс (это напряжение известно как «катодное падение») будет выше, чем обычно. Это заставляет ионы бомбардировать катод сильнее, чем обычный. Это увеличивает «разбрызгивание» или смещение катодного материала. атомы. Распыление эффективно «испаряет» катодный материал и часто вызывает потемнение внутренней поверхности лампы.
Распыление легче происходит при более высоких температурах катода. Это вообще не рекомендуется иметь значительно «ненормальное» свечение или значительный повышение температуры в катоде, и особенно не то и другое вместе.

Катодное падение нормального свечения обычно составляет от 50 до 90 вольт для неона, аргона, криптон, ксенон или смеси, содержащие значительные количества любого из этих газов. Некоторые пары металлов могут иметь несколько более низкое катодное падение. Азот и немного другие газы имеют высокие катодные падения, обычно около 100 вольт или даже значительно превышающие их.

Катодный процесс в большинстве HID-ламп и люминесцентных ламп — это термоэмиссионная дуга. В этом процессе при надлежащей высокой температуре некоторые материал в катоде не может удерживать свои электроны. Следовательно, электроны просто текут с катода в газ. Катодное падение обычно около 10 вольт, и тепло, рассеиваемое в этом процессе, сохраняет катод достаточно горячий, чтобы позволить электронам течь от него в газ.
Плотность тока в катодном процессе термоэлектронной дуги равна обычно в десятках или сотнях ампер на квадратный сантиметр активной поверхность катода, но иногда может быть всего около ампер на квадратный сантиметр, если другой источник тепла, кроме дуги, нагревает катод.

Другой процесс дуги — дуга с холодным катодом. В этом процессе ионы бомбардировать катодный материал и вытеснять из него электроны. Это кажется похож на тлеющий разряд, но эффект совсем другой. В плотность тока в катодном процессе обычно составляет сотни или тысячи амперы на квадратный сантиметр. Катодное падение обычно находится около потенциал ионизации материала катода или основного активного газа ингредиент, в зависимости от того, какой из них меньше (минимум) или вдвое больше, в зависимости от того, что выше (по максимуму).Может возникнуть сильное разбрызгивание, особенно если катод горячий. Холодный вольфрам обычно достаточно терпим к этому, позволяя использовать этот процесс в ксеноновых лампах-вспышках.

Часто дуга не является полностью термоэмиссионной или холоднокатодной, но является одной из эти процессы обычно доминируют.

Если у лампы с горячим катодом недостаточно мощности, катод не может излучать электронов за счет термоэмиссионного процесса и значительной дуги с холодным катодом процесс может произойти. Это может вызвать чрезмерное разбрызгивание.Начиная с Лампа с горячим катодом также приводит к этому, когда катод нагревается. Перегрузка лампы с горячим катодом может просто привести к перегреву катодов.
Из-за этого обычно рекомендуется запускать флуоресцентные и HID-лампы. лампы настолько реже, насколько это практично, и чтобы они не подавляли или не понижали мощность их. Это затрудняет затемнение люминесцентных и HID-ламп. значительно, не оказывая негативного воздействия на их катоды.
Для некоторых люминесцентных ламп есть специальные диммирующие балласты. Они рассеивают мощность на катодах, чтобы поддерживать работоспособную термоэмиссию. процесс, когда эти лампы тусклые.Рекомендуется только затемнять люминесцентные лампы с соответствующими балластами, и использовать эти диммеры балласты только с лампами, которые они предназначены для безопасного затемнения.

7. Что есть натриевые лампы высокого давления?

В этих лампах есть смесь ртути и натрия, а не просто натрий. Если бы в них был только натрий, напряжение на лампе было бы равным. чрезмерно низкий. Удлинение дуговой трубки для увеличения падения напряжения также увеличивают потери ватт на сантиметр (поясняется ниже в разделе 8).Высшее давление паров натрия также увеличит падение напряжения, но расширит полосы излучения натрия до такой степени, что большая часть спектрального выхода почти инфракрасный. Это снижает максимально видимый световой поток.
Кроме того, ртутно-натриевая смесь проводит тепло меньше, чем чистый натрий. пар. Это снижает теплопроводность энергии от дуги ( потеря ватт на сантиметр).
Еще одно: горячий натрий очень химически активен. Некоторые из натрий теряется по мере старения лампы, проникая через дугу трубка или химически ставшая ее частью.Следовательно, избыток натрия входит в дуговую трубку. Давление паров натрия регулируется температура «резервуара (ов) амальгамы» дуговой трубки, где любой не испаренные ртуть и натрий остаются. Правильная работа лампы зависит от резервуары для амальгамы имеют надлежащую температуру или близки к ней.

7а. Почему стареющие натриевые лампы иногда периодически переключаются включить и выключить?

Давление паров натрия регулируется температурой амальгамы. резервуары на концах дуговых трубок.По мере старения лампы концы дуги трубки темнеют, и они поглощают свет. Это делает их горячее. Следовательно, резервуары амальгамы нагреваются. Это увеличивает давление паров натрия в дуговая трубка, что приводит к различным электрическим характеристикам. Когда это эффект становится чрезмерным, дуга в дуговой трубке гаснет. Дуговая трубка должен остыть до того, как пар в нем станет достаточно тонким, чтобы снова зажег дугу.
Стареющие натриевые лампы иногда многократно включаются и выключаются по мере того, как дуговые трубки перегреваются, а затем остывают, как только дуга погаснет.Если высокий натриевая лампа давления многократно включается и выключается, заменяя лампу на обычно все, что нужно — это новый.

8. Теплопроводность от дуг высокого давления, Вт. за сантиметр потери

Когда энергия рассеивается в дуге, она в значительной степени покидает дугу с помощью трех механизмов:

1. Некоторые из них используются механизмами катодного и анодного падения, получая электроны от металл в дугу и наоборот. Почти вся энергия здесь нагревает электроды. Анодное падение не всегда бывает значительным, обычно катодное падение.2. Теплопроводность отводит энергию от основной части дуги. Этот в конечном итоге нагревает окружающую дугу и любой контейнер или дуговую трубку.

3. Какая бы энергия ни поступала в тело дуги (не теряется в электроде падает) и не излучается термически от дуги.

Конечно, желательно минимизировать (1) и (2) и максимизировать (3).

Падения электрода обычно имеют довольно постоянное напряжение. Разработка основная часть дуги, чтобы на ней было больше напряжения (большее падение напряжения) а использование меньшего тока снижает потери на электродах.
Однако существует предел практического напряжения дуги, поскольку более высокие напряжения может потребоваться сложное оборудование для их подачи, а также более высокое давление.

Потери теплопроводности являются основными потерями во многих высокоинтенсивных газоразрядные лампы, особенно малой мощности.
Эти потери зависят от температуры дуги, типа газа и пара и в основном линейно пропорциональна длине дуги. Однако эта потеря обычно не сильно зависит от диаметра дуги или давления газа.Часто, особенно в ртутных лампах, температура дуги на удивление постоянна, и это приводит к удивительно постоянным потерям теплопроводности от arc, в ваттах на сантиметр длины дуги. Эти потери увеличиваются, если дуга размер трубки и / или давление газа достаточно велики, чтобы конвекция была значительной, и почти постоянная степень этой потери относится к типичным устройствам общего назначения СПРЯТАННЫЕ дуги, которые во много раз длиннее своей ширины. Потеря отличается для дуг, близких к сферической, в некоторых специальных HID лампах.
Для типичных ртутных ламп потери теплопроводности обычно составляют около 10 Вт на сантиметр. Для натриевых ламп высокого давления эти потери составляют менее постоянный, но обычно около 10 Вт на сантиметр. Эта потеря может варьироваться с соотношением ртутно-натриевой смеси, поскольку пары натрия проводят тепло больше, чем пары ртути. Для металлогалогенных ламп эти потери меньше постоянный и, как правило, больше (в ваттах на см) из-за конвекции в короткие широкие дуговые трубки, наполненные до очень высокого давления.
Ватт / см. убыток может быть уменьшен на:

1. Использование более короткой дуги. Это требует более высокого давления для той же дуги. Напряжение. Кроме того, части дуговой трубки в пределах одного радиуса трубки от электродов подвержены потемнению из-за испарения / распыления электродного материала, поэтому длина дуги может быть меньше, чем длина дуги в несколько раз меньше длины дуги. диаметр. Уменьшение диаметра дуговой трубки могло бы помочь в этом, но более тонкое дуговая трубка нагревается от тех же ватт тепла на сантиметр.Все такая комбинация ухудшает конструкцию экономичных миниатюрных HID-ламп.

2. Заполните дуговую трубку менее теплопроводным материалом. Такие материалы имеют более крупные и / или более тяжелые молекулы. Более тяжелые молекулы движутся медленнее, более крупные не уходят так далеко между столкновениями. Этот выступает за использование ртути и ксенона в качестве ингредиентов для СПРЯТАННЫХ ламп.
Газы и пары с низкой теплопроводностью должны быть газообразными при разумной дуговой трубке. температуры, химически стабильные или инертные при всех температурах от ниже нуля до температуры дуги, и не иметь большого инфракрасного или ультрафиолетового излучения линии, которые отвлекают от эффективного излучения видимого света.Это в значительной степени выводит из строя многоатомные вещества и пары более тяжелых щелочных металлов.

Дополнительную информацию об этом можно найти в упомянутой выше книге Эленбааса.

8а. Почему температура ртутной дуги такая постоянная?

Количество энергии, излучаемой «черным телом» (идеальное тепловое радиатора) пропорциональна четвертой степени радиатора температура. Или температура пропорциональна корню четвертой степени количество мощности, рассеиваемой в радиаторе.
Теперь о двух свойствах ртутного пара под высоким давлением, которые способствуют более экстремальная зависимость радиации от температуры.

1. У Меркурия есть основные ультрафиолетовые линии на длинах волн короче, чем у большинства благоприятствует типичным температурам ртутной дуги. Увеличение температурных сдвигов спектральный выход в сторону более коротких длин волн, вызывая излучение на этих длины волн увеличиваться более чем в 4-й степени температуры.

2. За исключением двух самых коротких ультрафиолетовых линий, коэффициент излучения пары ртути в его спектральных линиях увеличиваются с температурой.Этот заставляет ртуть излучать почти так же хорошо, как и черное тело в своем основном длины волны излучения, если температура достаточно высока, и не излучает почти так же хорошо, как черное тело при более низких температурах. Результат: излучение меняется более резко, чем температура в 4-й степени.
Почему коэффициент излучения в этих спектральных линиях меняется в зависимости от температуры? Потому что нижняя из двух электронных орбит (уровней энергии), используемых для излучения этих линии — это приподнятые орбиты, а не «основное состояние» (невозбужденное состояние).В Атом ртути нужно возбудить только для того, чтобы поднять электрон в нижнюю уровень переходов, отвечающий за все основные спектральные линии, кроме двух коротковолновые ультрафиолетовые. По этой же причине пары ртути имеют тенденцию к нет линий поглощения, кроме двух коротковолновых УФ.

При очень резком увеличении излучения при небольшом увеличении дуги температура и резко снижается при небольшом уменьшении дуги. температуры, легко понять, почему ртутные дуги имеют почти постоянную температура в большинстве случаев.Эта температура составляет около 5500-5900 Кельвинов.

Многие другие вещества делают то же самое, но обычно не регулируют температура дуги в той степени, в которой это происходит с парами ртути. Например, основная желтая эмиссионная линия натрия имеет длину волны немного короче чем наиболее предпочтительны типичная температура натриевой дуги и высокое давление натриевые лампы также имеют значительные спектральные линии, возникающие из-за переходы между повышенными электронными орбитами. Натриевые дуги высокого давления не так постоянны по температуре, как ртутные дуги, с центром дуги температуры обычно от низких до средних 4000 градусов по Кельвину.

9. Почему напряжение лампы не может превышать прибл. 3/4 из линейное напряжение / напряжение холостого хода

Вот почему: (Пример использования простого дросселя, индуктора или балласта «реактора»)

Предположим, у вас есть лампа и дроссель последовательно, с питанием от переменной источник тока, в отличие от источника переменного напряжения. Предположим, у вас есть оптимальный нагрев катода независимо от тока через лампу. Из-за характеристика «отрицательного сопротивления», присущая большинству газовых разрядов, напряжение на трубке будет увеличиваться при уменьшении тока.По факту, будет точка, в которой объединенное напряжение балластной трубки сведено к минимуму. Это имеет некоторое напряжение на балласте дросселя, то есть напряжение на дросселе. лампа меньше линейного напряжения.

Минимальное рабочее напряжение в сети обычно составляет прибл. От 1,2 до 1,25 раз напряжение лампы. Для достаточно хорошей, стабильной и надежной работы напряжение поперек лампы, как правило, не должно превышать прибл. 2/3 сетевого напряжения.
При использовании пускорегулирующего устройства с трансформатором с высоким сопротивлением утечки напряжение на лампе должно быть соответственно меньше выходного напряжения «разомкнутой цепи» (без нагрузки) трансформатора.

10. Что с металлогалогенными лампами для аквариумов? экстремальная цветовая температура?

Время от времени кто-то думает, что температура дуги в металле галогенид лампы примерно такой же, как и цветовая температура. Это неправда. В Температура дуги почти всегда находится в диапазоне от 4200 до 5400 Кельвинов. Цвет температура просто указывает на температуру, при которой «черное тело» (идеальное тепловое радиатора) должны светиться того же или максимально близкого цвета.
Цвет металлогалогенной лампы зависит от того, какие металлы используются в металле. галогениды (обычно йодиды) и сколько галогенидов испаряется.Более низкая цветовая температура в диапазоне от 3000 до 3500 Кельвина указывают на оранжево-желтоватые оттенки белого, а пар в этих лампах богат натрием, но также имеет меньшие следы скандия. а иногда и таллий. Большинство металлогалогенных ламп содержат натрий и скандий. галогениды и имеют цветовую температуру около 4100 К (в основном белый). У некоторых меньше натрия и больше скандия, а иногда и у других более голубое свечение. металлы, такие как индий, и поэтому имеют более синий цвет. Я видел некоторые металлогалогенные лампы, в которых, казалось, было больше индия, чем в любом другом металле галогенид, и они были более синего цвета.Я слышал о металле галогенные лампы с цветовой температурой до 20000 Кельвинов — и это это несложно сделать даже при температуре дуги значительно ниже 5500 Кельвинов.
Металлогалогенные лампы с высоким содержанием индия иногда используются для освещения аквариумов, есть живые кораллы, так как кораллам для хорошего здоровья нужны волны темно-синего цвета.

11. Почему у некоторых люминесцентных ламп стартеры и неоновые лампы нужен свет для запуска?

Некоторых людей раздражают люминесцентные лампы, которые отказываются запускаться, если какой-то свет попадает в прибор.Почему должен быть свет, который отказывается включается, когда темно?

Вот объяснение. У этих люминесцентных светильников есть стартеры. В стартер обычно типа «выключатель накаливания». Пускатель выключателя накаливания — это лампа накаливания с биметаллической полосой на один электрод. Биметаллическая полоса меняет форму при нагревании, контактирует с другим электродом и временно становится коротким замыканием. Для получения дополнительной информации о флуоресцентных схемы ламп, перейдите в Общие сведения о люминесцентных лампах. Информационная страница.

Но почему светочувствительность? Лампу накаливания в стартере может быть трудно ионизировать при нормальном сетевом напряжении.Иногда свет попадает на электроды лампа накаливания может помочь за счет фотоэлектрического эффекта. Свет, попадающий в электроды могут сместить или, по крайней мере, ослабить несколько электронов атомы материала электрода. В некоторых стартерах есть отверстия, которые позволяют рассеянный свет, чтобы помочь.

Некоторые стартеры были сделаны с легким ионизирующим газом в них, но имеют был слишком легко подвержен ионизации. Они ионизировались вместо люминесцентная лампа в те моменты, когда лампа должна была ударить. Другой стартеры содержали в себе радиоактивный материал для облегчения запуска, но многим людям не нравятся радиоактивные предметы вокруг них.

Некоторые неоновые лампы делают то же самое, обычно, когда они ожидаемая жизнь. Обычно это характеристика неона «высокой интенсивности». лампы, такие как NE-2H, которые имеют красновато-оранжевый цвет и заполнены чистый неон. Электроды покрыты материалом, способствующим свечению. разряд, но электроды изнашиваются и либо повышается напряжение, либо фотоэлектрический эффект необходим для их запуска. Эти лампы часто мерцать при свете и не показываться в темноте.Неоновые лампы с смесь неона и аргона заводится легче, но тусклее. У них есть не красновато-оранжевый цвет. Обычно они работают надежно, пока не станут слишком темный из-за распыленного электродного материала.

При замене неоновой лампы убедитесь, что понижающий резистор NE-2H имеет сопротивление не менее 33 кОм для использования с 120 вольт переменного тока. Обычно используют 22K для большего света, но это ставит под угрозу срок службы NE-2H. если ты замените NE-2H на NE-2 (более легкий запуск), обязательно используйте более высокий падающий резистор, не менее 150 кОм и предпочтительно не менее 180K для использования с 120 вольт переменного тока.Световой поток будет низким.


Резервное копирование на главную страницу освещения Дона.

Резервное копирование на домашнюю страницу Дона.


Автор Дон Клипштейн.

Пожалуйста, прочтите мои заявления об отказе от ответственности.

Пожалуйста, прочтите мою информацию об авторских правах.

Нарва Г.Л.Е. — Свет, городское освещение, Растительный свет, HPI, HPS, HPM

Газоразрядные лампы высокого давления, также называемые газоразрядными лампами HID (HID — высокоинтенсивный разряд), обладают рядом преимуществ по сравнению с газоразрядными лампами низкого давления. С одной стороны, они чрезвычайно мощные, а с другой — чрезвычайно прочные и энергосберегающие.В большую группу газоразрядных ламп высокого давления входят ртутные и натриевые лампы, а также металлогалогенные лампы.

NATRALOX®

Натриевые лампы высокого давления

NATRALOX® обеспечивает максимальную светоотдачу и долговечность, что позволяет осуществлять активное и экономичное управление общими затратами.

подробнее…

НАХРОМА®

Металлогалогенные лампы

NACHROMA® обеспечивает оптимальную светоотдачу и длительный срок службы за счет адаптации ламп к условиям эксплуатации (механизмы управления).

подробнее …

НАХРОМА КЕРА®

Металлогалогенные керамические лампы

Благодаря выдающемуся качеству света на протяжении всего срока службы, NACHROMA KERA® гарантирует естественную цветопередачу с минимальными изменениями цвета и низкими потерями яркости.

подробнее …

NAVIFLUX®

Лампа ртутная

NAVIFLUX® отличается надежностью, долговечностью и малой подверженностью сбоям, прост в обращении и установке.

подробнее …

НАВИМИКС

Лампа ртутная

NAVIMIX отличается надежностью, долговечностью и малой подверженностью сбоям, прост в обращении и установке.

подробнее …

натриевая_паровая лампа

Натриевая лампа — газоразрядная лампа, в которой для получения света используется натрий в возбужденном состоянии. Есть две разновидности таких ламп: низкого давления и высокого давления .

Рекомендуемые дополнительные знания

Низкое давление LPS / SOX

Натриевые лампы низкого давления (LPS)

, также известные как лампы на основе оксида натрия (SOX), состоят из внешней вакуумной оболочки из стекла, покрытого отражающим инфракрасное излучение слоем оксида индия-олова, полупроводникового материала, который пропускает видимые длины волн света и сохраняет инфракрасная (тепловая) спинка.Он имеет две внутренние U-образные трубки из боросиликатного стекла, которые содержат твердый натрий и небольшое количество смеси Пеннинга неона и аргона, чтобы запустить газовый разряд, поэтому, когда лампа включена, она излучает тусклый красный / розовый свет, чтобы нагреть металлический натрий. и в течение нескольких минут он превращается в обычный ярко-желтый цвет по мере испарения металлического натрия. Эти лампы излучают практически монохроматический свет со средней длиной волны 589,3 нм (на самом деле две доминирующие спектральные линии очень близко друг к другу при 589,0 и 589.6 нм). В результате невозможно легко различить цвета объектов, поскольку они почти полностью видны благодаря отражению этого узкополосного желтого света.

Лампы LPS являются наиболее эффективными источниками света с электрическим приводом при измерении в условиях фотопического освещения — до 200 лм / Вт. [1] В результате они широко используются для наружного освещения, такого как уличные фонари и охранное освещение, где цветопередача рассматривается многими как менее важная. Лампы LPS доступны с номинальной мощностью от 10 Вт до 180 Вт; однако длина значительно увеличивается с увеличением мощности, что создает проблемы для дизайнеров.

Лампы LPS более близки к люминесцентным, чем газоразрядные лампы высокой интенсивности, поскольку они имеют источник разряда низкого давления, низкой интенсивности и линейную форму лампы. Также, как и люминесцентные лампы, они не излучают яркую дугу, как другие лампы HID; скорее они излучают более мягкое светящееся свечение, в результате чего блики меньше.

Еще одним уникальным свойством ламп LPS является то, что, в отличие от ламп других типов, световой поток у них не снижается с возрастом. Например, лампы Mercury Vapor HID к концу своего срока службы становятся очень тусклыми, вплоть до того, что становятся неэффективными, при этом потребляя при этом полную номинальную электрическую нагрузку.Однако лампы LPS увеличивают потребление энергии к концу своего срока службы, который для современных ламп обычно составляет около 18 000 часов.

HPS высокого давления / SON

Натриевые лампы высокого давления (HPS) меньше по размеру и содержат дополнительные элементы, такие как ртуть, и излучают темно-розовое свечение при первом зажигании и розовато-оранжевое свечение при нагревании. Некоторые лампы также на короткое время излучают чистый или голубовато-белый свет между ними. Вероятно, это из-за того, что ртуть светится до того, как натрий полностью нагреется.Натриевая линия D является основным источником света лампы HPS, и она сильно расширяется под давлением из-за высокого давления натрия в лампе; следовательно, можно различать цвета объектов под ними. Это приводит к их использованию в областях, где важна или желательна хорошая цветопередача. Таким образом, его новое название модели SON является вариантом для «Солнца».

Натриевые лампы высокого давления довольно эффективны — около 100 лм / Вт, до 150 лм / Вт при измерении в условиях фотопического освещения. Они широко используются для наружного освещения, например, уличных фонарей и освещения безопасности.Понимание изменения чувствительности цветового зрения человека с photopic на mesopic и scotopic важно для правильного планирования при проектировании освещения для дорог.

Из-за чрезвычайно высокой химической активности натриевой дуги высокого давления дуговая трубка обычно изготавливается из полупрозрачного оксида алюминия (оксида алюминия). Эта конструкция побудила General Electric использовать торговое название Lucalox для своей линейки натриевых ламп высокого давления.

Ксенон низкого давления используется в качестве «стартового газа» в лампе HPS.Он имеет самую низкую теплопроводность и самый низкий потенциал ионизации среди всех нерадиоактивных благородных газов. Как благородный газ, он не мешает химическим реакциям, протекающим в операционной лампе. Низкая теплопроводность сводит к минимуму тепловые потери в лампе в рабочем состоянии, а низкий потенциал ионизации вызывает относительно низкое напряжение пробоя газа в холодном состоянии, что позволяет легко запускать лампу.

Белый СЫН

Вариант натриевой лампы высокого давления White SON, представленный в 1986 году, имеет более высокое давление, чем типичная лампа HPS, обеспечивая цветовую температуру около 2700K с индексом цветопередачи 85; очень напоминающий цвет лампы накаливания. [2] Их часто используют в кафе и ресторанах для создания определенной атмосферы. Однако за эти лампы приходится платить более высокую стоимость покупки, более короткий срок службы и более низкую светоотдачу.

Теория действия

Работа натриевой лампы высокого давления показана на схеме справа.

Смесь металлического натрия и ртути находится в самой холодной части лампы и обеспечивает пары натрия и ртути, в которых возникает дуга.Температура амальгамы во многом определяется мощностью лампы. Чем выше мощность лампы, тем выше будет температура амальгамы. Чем выше температура амальгамы, тем выше будет давление паров ртути и натрия в лампе. Увеличение давления этих металлов вызовет уменьшение электрического сопротивления лампы. Для заданного напряжения обычно существует три режима работы:

  1. Лампа погасла, ток не течет.
  2. Лампа работает с жидкой амальгамой в трубке.
  3. Лампа работает, вся амальгама испарилась.

Первое и последнее состояния стабильны, потому что сопротивление лампы слабо связано с напряжением, но второе состояние нестабильно. Любое аномальное увеличение тока вызовет увеличение мощности, вызывая повышение температуры амальгамы, что вызовет уменьшение сопротивления, что вызовет дальнейшее увеличение тока. Это создаст эффект разгона, и лампа перейдет в сильноточное состояние (№3).Поскольку настоящие лампы не рассчитаны на такую ​​большую мощность, это может привести к катастрофическому отказу. Точно так же аномальное падение тока приведет к гашению лампы. Это второе состояние, которое является желаемым рабочим состоянием лампы, потому что медленная потеря амальгамы с течением времени из резервуара будет иметь меньшее влияние на характеристики лампы, чем полностью испарившаяся амальгама. В результате средний срок службы лампы превышает 20 000 часов.

На практике лампа питается от источника переменного напряжения, включенного последовательно с индуктивным «балластом», чтобы подавать на лампу почти постоянный ток, а не постоянное напряжение, что обеспечивает стабильную работу.Балласт обычно индуктивный, а не просто резистивный, что сводит к минимуму резистивные потери. Кроме того, поскольку лампа эффективно гаснет в каждой точке нулевого тока в цикле переменного тока, индуктивный балласт способствует повторному зажиганию, обеспечивая скачок напряжения в точке нулевого тока.

Свет от лампы состоит из атомных эмиссионных линий ртути и натрия, но в нем преобладает эмиссия D-линии натрия. Эта линия чрезвычайно расширена под давлением (резонанс), а также имеет обратное направление из-за поглощения в более холодных внешних слоях дуги, что придает лампе улучшенные характеристики цветопередачи.Кроме того, красное крыло излучения D-линии дополнительно расширяется под давлением силами Ван-дер-Ваальса, исходящими от атомов ртути в дуге.

Соображения о световом загрязнении

Для мест, где световое загрязнение имеет первостепенное значение (например, парковка при обсерватории), предпочтительнее использовать натрий низкого давления. Натрий излучает свет только на одной длине волны, поэтому его легче всего отфильтровать.

Одним из последствий широкого распространения уличного освещения является то, что в пасмурные ночи города с достаточным количеством уличного освещения освещаются светом, отраженным от облаков.Поскольку натриевые лампы часто являются источником городского освещения, небо приобретает оранжевый оттенок. Если небо ясное или туманное, свет будет излучаться на большие расстояния, в результате чего достаточно большие города можно будет распознать по оранжевому свечению, если смотреть из-за пределов города.

Конец срока службы

По окончании срока службы натриевые лампы высокого давления демонстрируют явление, известное как , цикличность . Эти лампы можно запускать при относительно низком напряжении, но по мере того, как они нагреваются во время работы, внутреннее давление газа внутри дуговой трубки возрастает, и для поддержания дугового разряда требуется все больше и больше напряжения.По мере того, как лампа стареет, поддерживающее напряжение дуги в конечном итоге повышается и превышает напряжение, обеспечиваемое электрическим балластом. Когда лампа нагревается до этой точки, дуга гаснет, и лампа гаснет. В конце концов, когда дуга погаснет, лампа снова охлаждается, давление газа в дуговой трубке снижается, и балласт может снова вызвать зажигание дуги. В результате лампа некоторое время светится, а затем снова гаснет.

Более сложные конструкции балласта обнаруживают цикличность и прекращают попытки запустить лампу после нескольких циклов. Philips SDW-T Натрий-белый высокого давления SON. WebExhibits . Проверено 24 сентября 2007.

  • de Groot, J.J .; J.A.J.M. ван Влит (1986). Натриевая лампа высокого давления . Антверпен: Kluwer Technische Bocken B.V .. ISBN 90-201-1902-8 .
  • Уэймут, Джон (1971). Лампы электрические разрядные . Кембридж, Массачусетс: M.I.T. Нажмите. ISBN 0-262-23048-8 .

Спектральная идентификация типа и характера освещения

3.1. Спектральные характеристики ламп

Лампы на жидком топливе: Спектры излучения были получены от четырех ламп на жидком топливе (масло цитронеллы, масло для ламп, жидкий парафин и керосин). Спектры () в основном повторяют кривые черного тела с пиками около 1350 нм и восходящим колебанием эмиссии от 2400 до 2500 нм. Спектр жидкого парафина имеет характерный набор инфракрасного излучения в верхней части кривой черного тела с характеристиками от 1300 до 1450 нм и от 1700 до 2000 нм.Более высокий рост эмиссии от 2400 до 2500 в спектре жидких парафинов предполагает, что это коротковолновый край более сильной эмиссии в диапазоне 3000 нм.

Спектры излучения ламп, работающих на жидком топливе, в основном имеют кривые черного тела.

Топливные лампы под давлением: Спектры были получены от топливных ламп под давлением, снабженных кожухами, сжигающими керосин и пропан. Мантии содержат оксиды редкоземельных элементов, которые поглощают инфракрасное излучение и светятся белым в видимом диапазоне.По сравнению с пламенем жидкого топлива, спектры находящейся под давлением лампы имеют сглаженный вид, при этом передний край кривой черного тела с короткой длиной волны смещен вглубь видимого диапазона (). Пламя сжатого газа имеет аналогичный набор характеристик излучения, наблюдаемых в спектре жидкого парафина от 1300 до 1450 нм и от 1700 до 2000 нм, плюс подъем от 2400 до 2500 нм, который также наблюдается во всех спектрах жидкого пламени.

Спектры излучения фонарей, горящих сжатым топливом.

Лампы накаливания: Спектры были получены от четырех ламп накаливания и двух кварцевых галогенных ламп. Эти лампы имеют вольфрамовые нити внутри стеклянной колбы, которая содержит либо вакуум, либо инертный газ для предотвращения окисления горячей нити. Спектры излучения ламп накаливания имеют форму черного тела (). Пиковая яркость возникает на более коротких длинах волн (от 900 до 1050 нм), чем спектры жидкого топлива, и не имеет никаких особенностей инфракрасного излучения, наблюдаемых в спектрах керосина под давлением, пропана и жидкого парафина.Можно изменить диаграмму излучения, нанеся пигмент на колбу или изменив состав стеклянного корпуса. Типичным примером этого является введение в стекло редкоземельного элемента неодима, которое производит серию абсорбций с центрами на 572, 737, 806 и 877 нм ().

Спектры излучения ламп накаливания.

Одним из недостатков стандартной лампы накаливания с вольфрамовой нитью является то, что со временем внутренняя часть колбы покрывается вольфрамом, который сошел с нити накала.Постепенная потеря вольфрама — основная причина выхода из строя стандартной лампы накаливания. В кварцевой галогенной лампе вольфрамовая нить запаяна в компактную прозрачную кварцевую внутреннюю оболочку, заполненную инертным газом и небольшим количеством галогена, такого как йод или бром. Кварцевые галогенные лампы используют химическую реакцию, называемую галогенным циклом, для повторного осаждения вольфрама обратно на нить накала. Это позволяет лампе работать при более высоких температурах и продлевает срок службы.Спектры излучения измеренных кварцевых галогенных ламп () очень похожи на спектры излучения стандартных ламп накаливания, с пиками излучения в диапазоне от 970 до 980 и световой эффективностью в диапазоне от 15 до 20%, что сравнимо с LE ламп накаливания. . Один из спектров кварцевых галогенных ламп демонстрирует серию неглубоких абсорбций в диапазоне от 700 до 1400 нм. Вероятно, это связано с присутствием микроэлемента в стекле, используемом в колбе, подобно неодимовой колбе. Не было отмечено никаких характеристик излучения или поглощения, которые могли бы отличить стандартные лампы накаливания от кварцевых галогенных ламп.

Спектры излучения кварцевых галогенных ламп.

Люминесцентные лампы: Спектры были получены от девяти люминесцентных ламп, включая две компактные люминесцентные лампы. Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядную лампу низкого давления, которая излучает свет преимущественно за счет люминофоров, возбуждаемых УФ-излучением. Стеклянная трубка заполнена смесью паров ртути низкого давления и инертных газов, таких как аргон, ксенон, неон или криптон. Электроны в паре возбуждаются электрической дугой, создавая комбинацию видимого и ультрафиолетового (УФ) излучения.Первичные выбросы ртути в ультрафиолете невидимы, но могут повредить глаза. Чтобы перераспределить излучаемое УФ излучение в видимое, внутренняя поверхность стеклянной трубки покрыта флуоресцентным покрытием из солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Спектры люминесцентных ламп состоят из набора резких эмиссионных линий (). Чтобы суммировать характеристики излучения и вариабельность, обнаруженную в спектрах люминесцентных ламп, мы нормализовали каждый спектр, разделив каждый спектр на его максимальное излучение, а затем вычислили среднее значение и стандартное отклонение из девяти нормализованных спектров ().Это показало, что люминесцентные лампы имеют две линии первичного излучения на 544 и 611 нм, причем линия на 611 нм обычно более сильная из двух. В случае, если линия 611 нм была самой сильной для каждого из девяти нормализованных спектров, она бы отображалась с нормализованной высотой пика, равной 100 — однако, поскольку эта линия является самой сильной для некоторых, но не для всех этих спектров, она заканчивается вверх с нормализованной интенсивностью линии излучения 72 и имеет стандартное отклонение 45 по этой шкале. Другие сильные эмиссионные линии находятся на 546, 436 и 545 нм.Интенсивность излучения на 611, 544, 574, 546, 436, 545, 578, 437 и 530 нм существенно различается. Инфракрасное излучение довольно низкое.

Спектры излучения стандартной люминесцентной лампы и компактной люминесцентной лампы (КЛЛ).

Спектральная изменчивость люминесцентных ламп. Каждый из девяти спектров был нормализован до 1,0, а затем были рассчитаны среднее значение (синий) и стандартное отклонение (красный).

Ртутная лампа: Это газоразрядная лампа высокой интенсивности (HID), в которой используется электрическая дуга для возбуждения ртути и получения света.В отличие от люминесцентных ламп, дуговой разряд ограничен маленькой трубкой из плавленого кварца, установленной внутри большой колбы из боросиликатного стекла, которая в этом случае покрыта люминофором, который поглощает УФ-излучение и флуоресценцию, производя больше света в видимом диапазоне. Мы измерили одну ртутную лампу (). Это разновидность самобалласта с формой прожектора с отражающим покрытием на основании внешней лампы (стиль прожектора). Эта лампа выделяет значительное количество тепла, а ее спектр имеет некоторое сходство с лампой накаливания с пиком черного тела около 1260 нм.Первичные эмиссионные линии находятся на 546 и 578 нм. Линии вторичного излучения находятся на длинах волн 366, 403, 435, 1012, 1125, 1362, 1525, 1688 и 1692 нм.

Спектр излучения ртутной лампы.

Металлогалогенные лампы: Эти газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) похожи на ртутные, но улучшены для получения различных спектров за счет смешивания различных галогенидов металлов с парами ртути. Состав присутствующих галогенидов определяет расположение и интенсивность линий излучения, позволяя металлогалогенным лампам иметь вид от «холодного белого» до «теплого белого».Мы измерили спектры четырех металлогалогенных ламп () и проанализировали изменчивость (). Каждая из металлогалогенных ламп имела сильное излучение на длине волны 819 нм, где располагался известный набор узких линий излучения натрия. В двух из четырех спектров линия 819 нм была самым сильным излучением. Одна лампа имела самую сильную линию излучения при 671 нм — линия излучения также присутствовала в спектрах других галогенидов металлов. Другие сильные эмиссионные линии были обнаружены при 569, 547, 591, 509, 671, 578, 536, 474, 593, 537, 405 и 590 нм.Полосы с наибольшей изменчивостью (в порядке убывания): 591, 671, 547, 593, 537, 590, 594 и 509 нм. Помимо основной линии излучения на длине волны 819 нм, инфракрасное излучение присутствует на длинах волн 915, 937, 1013, 1139, 1365, 1634, 1846 и 2207 нм.

Спектры излучения четырех металлогалогенных ламп.

Спектральная изменчивость металлогалогенных ламп. Каждый из четырех спектров был нормализован до 1,0, а затем были рассчитаны среднее значение (синий) и стандартное отклонение (красный).

Натриевые лампы высокого давления: Это лампы HID, содержащие натрий-ртутную амальгаму и следовые количества инертного газа, такого как ксенон, для облегчения запуска.Электрическая дуга, проходящая через камеру, возбуждает электроны на атомах натрия и ртути, заставляя их светиться. Эти лампы излучают характерный золотисто-оранжевый свет. Спектры были измерены для трех натриевых ламп высокого давления (HPS). Самая сильная линия излучения принадлежит группе выбросов натрия на длине волны 819 нм (). Эта линия излучения также присутствует в спектрах металлогалогенных ламп. Другие сильные эмиссионные линии находятся на 569, 594, 1140, 595 и 598 нм. Имеется плотный кластер сильных эмиссионных линий от 569 до 616 нм.Помимо линий 819 и 1140 нм, есть линии инфракрасного излучения на 767, 1269, 1846, 2207 и 2339 нм. Анализ среднего и стандартного отклонения показал, что наиболее изменчивая линия излучения находится на 594, за ней следуют линии излучения на 595, 598, 582, 585, 584, 1140 и 615 нм (). В целом спектры HPS менее изменчивы, чем у люминесцентных и металлогалогенных ламп.

Спектр излучения натриевой лампы высокого давления.

Спектральная изменчивость металлогалогенных ламп.Каждый из трех спектров был нормализован до 1,0, а затем были рассчитаны среднее значение (синий) и стандартное отклонение (красный).

Натриевые лампы низкого давления: Натриевые лампы низкого давления (LPS) излучают свет за счет возбуждения паров натрия и имеют внешнюю вакуумную оболочку из стекла, покрытого слоем, отражающим инфракрасное излучение, который уменьшает излучение инфракрасного света. В результате получается одна сильная линия эмиссии натрия на 589 нм и гораздо меньшая линия вторичной эмиссии натрия на 819 нм ().Получающийся свет имеет характерный оранжевый цвет.

Спектр излучения натриевой лампы низкого давления.

Светоизлучающие диоды (LED): Спектры были получены от тринадцати светодиодных ламп. Это твердотельные источники света, которые генерируют свет за счет электролюминесценции, перемещая электроны из состояния с высокой энергией в состояние с более низкой энергией на полупроводниковой подложке. Мы измерили множество светодиодов, внешний вид которых варьировался от белого до синего, зеленого, оранжевого и красного. показаны два спектра белых светодиодных уличных фонарей с первичным излучением в диапазоне 450–460 нм и индуцированным люминофором вторичным излучением в зеленом и красном цветах.Спектр нейтрально-белой лампы имеет более сильное излучение в красном цвете по сравнению с холодным белым светодиодом. показывает изменчивость цвета, возможную со светодиодами. Спектры светодиодов характеризуются относительно узкими полосами излучения и практически отсутствием излучения в ближнем ИК-диапазоне. Все измеренные нами спектры белых светодиодов имеют две перекрывающиеся полосы излучения, что является результатом покрытия синего светодиода слоем люминофора. Измеренные светодиодные лампы практически не испускали излучения за пределами 800 нм.

Спектры светодиодных ламп. А) Сравнение двух белых светодиодных уличных фонарей.Б) Спектры от четырех цветных светодиодов.

Газоразрядная лампа низкого давления

Уровень техники

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к газоразрядной лампе низкого давления на парах ртути, имеющей герметичную колбу, заполненную инертным газом Kr и источником паров ртути, и имеющую люминофорное покрытие. внутренняя поверхность и запальное устройство для создания высокочастотного выходного напряжения.

2. Описание предшествующего уровня техники

Ртутные газоразрядные лампы низкого давления, которые зажигаются приложением высокочастотного напряжения, имеющего периоды покоя, раскрыты в японской регистрации полезной модели №1,400,382. Описанная здесь газоразрядная лампа содержит смешанный газ из 25% по объему Ne и 75% по объему Ar, герметизированный при 25 мм рт. Лампа зажигается с помощью цепи электрического зажигания, состоящей из четырехтранзисторного моста и дополнительного транзистора, подключенного последовательно с мостом, для подачи прямоугольного напряжения с рабочим циклом от 35% до 65% для изменения направления тока. каждый раз, когда подается импульс напряжения.Когда на лампу подается питание с частотой 50 кГц и рабочий цикл составляет 50%, эффективность на 11% выше, чем при зажигании лампы на промышленной частоте.

Известно, что недавнее развитие транзисторных балластов достигло точки, когда потери электродов из-за разряда уменьшаются на 10% или более, когда лампа зажигается коммерчески доступным балластом, который производит частоту порядка 40 кГц. .

Были проведены различные исследования в попытке повысить эффективность системы, в которой совмещены ртутная газоразрядная лампа низкого давления и запальное устройство.Однако настоящее достижение таково, что существенного повышения эффективности достигнуто не было.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание устройства газоразрядной лампы низкого давления на парах ртути, имеющего высокую эффективность.

Вышеупомянутая цель может быть достигнута с помощью газоразрядной лампы, состоящей из трубчатой ​​разрядной колбы с люминофорным покрытием, имеющей внутренний диаметр от 22 до 35 мм и расстоянием между электродами от 400 до 1200 мм и заполненной редкой газ, включающий Kr и источник паров ртути, запечатанный в колбе, и устройство зажигания, состоящее из высокочастотного источника питания, подключенного к источнику питания постоянного тока, для генерации по существу синусоидального высокочастотного выходного напряжения, имеющего периоды покоя, обеспечиваемые переключателем, который включается и выключается, по крайней мере, один раз в каждом полупериоде, чтобы создать по существу прямоугольное высокочастотное выходное напряжение, имеющее время нарастания и спада 2 мкс или меньше.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства с газоразрядной лампой низкого давления, имеющего устройство зажигания, которое потребляет меньшее количество электроэнергии, производит низкий уровень шума и является недорогим в производстве.

Последняя задача может быть достигнута с помощью устройства зажигания, содержащего инвертор для преобразования выпрямленной мощности постоянного тока в по существу синусоидальное высокочастотное напряжение, токоограничивающий импеданс для управления током, протекающим через газоразрядную лампу, устройство переключения для управление периодами покоя напряжения, приложенного к разрядной лампе, для создания входного напряжения разрядной лампы по существу прямоугольной формы, и устройство управления для переключающего устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 (а) представляет собой продольный разрез устройства ртутной лампы низкого давления с газоразрядной лампой низкого давления в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 1 (b) — вид в разрезе устройства ртутной лампы низкого давления с газоразрядной лампой низкого давления в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 2 — принципиальная схема цепи зажигания согласно настоящему изобретению;

РИС. 3 — диаграмма, показывающая формы сигналов напряжения, иллюстрирующие работу цепи зажигания;

РИС.4 — диаграмма, показывающая идеальную форму волны напряжения;

РИС. 5 — график, показывающий взаимосвязь между рабочим циклом и относительной эффективностью лампы;

РИС. 6 — график, поясняющий предельный ток для создания движущейся страты на основе кажущейся температуры нейтральных атомов плазмы и тока разряда Io-p;

РИС. 7 — график, показывающий относительную эффективность системы; и

ФИГ. 8 — график, иллюстрирующий относительную эффективность люминофора с тремя диапазонами длин волн и белого люминофора в зависимости от рабочего цикла.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ФИГ. 1 (a) и 1 (b) показаны газоразрядные лампы 6 низкого давления, каждая из которых содержит трубчатую колбу 1 из кварцевого, натриевого или свинцового стекла, электроды подогревателя 2, расположенные соответственно в противоположных стержнях 3 колбы, и ртутный источник пара 4 в виде примерно 25 мг жидкой ртути. Люминофор 5 нанесен на внутреннюю поверхность колбы с плотностью от 4 до 7 мг / см 2 . Смешанный газ Kr и Ar запечатан в баллоне в диапазоне, который удовлетворяет следующим выражениям (1) и (2): X = X 1 + X 2 (1) Y≥ (21.54-0,94X 1 -4,0X 1 2 + 1,39X 1 3 -0,13X 1 4 ) X 1 /X+(24,8-4,85X 2 + 3,51X 2 2 -0,432X 2 2 ) X 2 / X (2)

в диапазонах 5≤Y≤60, 0,3≤X 1 ≤5, 0,3≤ X 2 ≤5, где X — полное давление (Торр) смешанного газа, X 1 — парциальное давление (Торр) Ar, X 2 — парциальное давление (Торр) Kr, а Y — кажущаяся температура (° C.) нейтральных атомов плазмы.

РИС. 2 показано устройство зажигания, а на фиг. 3 — диаграмма формы сигнала напряжения во время его работы. Устройство зажигания имеет источник 7 постоянного тока, который может быть обеспечен путем выпрямления обычного источника питания переменного тока, и устройство 8 высокочастотного источника питания для преобразования напряжения постоянного тока от источника питания в по существу синусоидальное высокочастотное напряжение. Устройство 8 состоит из переключающих транзисторов 9a, 9b, резисторов 10a, 10b, подключенных соответственно к базам транзисторов, выходного трансформатора 11, имеющего первичные обмотки 11a, 11b, обмотки обратной связи 11c, основной вторичной обмотки 11s, вторичных обмоток подогревателя. 11f, и вторичная обмотка 11d источника питания, резонансный конденсатор 12, дроссельная катушка 13, служащая в качестве токоограничивающего импеданса, и резистор 14, подключенные последовательно с основной вторичной обмоткой 11s.Переключающее устройство 15 содержит двухполупериодную схему 16 выпрямителя и переключающий транзистор 17. Переключающее устройство 15 управляется устройством 18 управления, состоящим из двухполупериодной схемы 19 выпрямителя для выпрямления выходного сигнала вторичной обмотки 11d источника питания, блокирующий диод обратного тока 20, резистор 21, транзистор 22, стабилитрон 23 для поддержания постоянного напряжения, резистор 24 и сглаживающий конденсатор 25. Коммутационное устройство 15 и устройство управления 18 вместе составляют период покоя генератор, который подключен к газоразрядной лампе 6 для создания периода покоя, который занимает от 15 до 85% каждого полупериода.

Когда температура, определяемая уравнением (2) с используемым синусом равенства, определяется как Tc [критическая температура (° C)], значение O-Peak Io-p (мА) разрядного тока выбирается следующим образом: Io-p> 100 (мА) (3)

при температуре нейтральных атомов плазмы Y> Tc + 5 (° C.).

Когда газоразрядная лампа используется в специальной среде, отличной от условий, при которых Ar и Kr были запечатаны в колбе, состав находится в диапазоне, который не удовлетворяет выражению (2) и условию -10≤Y- Tc≤5 (° С.), ток разряда выбирается равным: Io-p≥43 (Tc-Y) +315 (мА) (4)

Когда газоразрядная лампа используется в той же специальной среде, ее состав находится в диапазоне который не удовлетворяет выражению (2) и выполняется условие Y 745 (мА) (5)

Напряжение, приложенное к разряду низкого давления лампа 6 представляет собой по существу прямоугольную волну с временами нарастания и спада 2 мкс или менее.

Когда устройство 8 высокочастотного источника питания генерирует выходной синусоидальный сигнал, как показано на фиг. 3 (a), устройство 18 управления выдает сигнал, чтобы сделать транзистор 17 проводящим в течение периода T 2 , как показано на фиг. 3 (в). Таким образом, транзистор 17 запитывается в заштрихованных областях на фиг. 3 (b), так что на газоразрядную лампу 6 подается высокочастотная электрическая энергия в течение периодов T 1 , соответствующих заштрихованным областям на фиг. 3 (г).

Многие примеры вышеупомянутой конструкции были выполнены с внутренним диаметром D лампы 6, изменяемым в диапазоне от 22 мм до 35 мм, расстояние между электродами L варьировалось в диапазоне от 400 мм до 1200 мм, использовался белый люминофор и герметичные инертные газы, соответствующие выражениям (1) и (2) выше.Измерения разрядных ламп производились с помощью устройства зажигания, способного управлять разрядным током Io-p, чтобы соответствовать выражениям (3), (4) и (5), и балласта для тестового использования, как указано в Японских промышленных стандартах (JIS).

РИС. 5 представляет собой график, показывающий соотношение между относительной эффективностью% видимого света и% рабочего цикла, когда белые люминесцентные лампы имеют колбы с внутренним диаметром 30 мм, в которых смешанный газ Kr (20% или более по объему) и Ar герметизирован под при давлении 2 Торр (сплошная линия) и 5 ​​Торр (пунктирная линия) подается питание, чтобы удовлетворить условиям выражений (3) и (4) и заставить рабочий цикл соответствовать вышеуказанному условию, с эффективностью лампы коммерчески доступного балласт 100%.

Эффективность ниже 15% не подтверждена, так как разряд не поддерживался ниже этого значения.

В ходе эксперимента, в котором кажущаяся температура Y (° C) нейтральных атомов плазмы изменялась в диапазоне 5≤Y≤60, было подтверждено, что стабильный разряд без движущихся полос в положительном столбе может поддерживаться за счет ток разряда Io-p или больше, чем сплошная линия на фиг. 5 для каждой температуры. Таким образом, на образование движущихся страт влияет разрядный ток Io-p (предельный ток).Когда подаваемая электрическая мощность поддерживается постоянной из-за практических ограничений в соответствии с настоящим изобретением, разрядный ток Io-p, имеющий периоды покоя, может быть выше, чем токи, имеющие такое же эффективное значение, что приводит к уменьшенной тенденции к образованию движущихся страт.

Хотя относительная эффективность излучения видимого света увеличивается с уменьшением рабочего цикла, как показано на фиг. 5, разряд исчезает, когда рабочий цикл достигает 15% или меньше.

Вышеупомянутая тенденция сохраняется до тех пор, пока используется инертный газ, содержащий Kr.Однако было необходимо, чтобы пиковое значение Io-p (мА) разрядного тока соответствовало выражениям (3), (4) и (5), чтобы предотвратить образование движущихся полос в зависимости от давления и типа герметичного соединения. инертный газ и поддерживать определенную эффективность разряда. ИНЖИР. 6 — простая диаграмма, поясняющая выражения (3), (4) и (5). Положение прямой линии на фиг. 6 определяется критической температурой, которая определяется составом герметичного газа.

Понятно, что концепция настоящего изобретения может быть реализована путем использования индуктивного реактивного сопротивления, такого как ограничивающий ток полное сопротивление 13 в высокочастотном источнике 8 питания в запальном устройстве.При таком расположении устройство 18 управления должно генерировать сигнал включения в течение периода, когда выходной ток высокочастотного источника 8 питания является низким. ИНЖИР. 4 иллюстрирует идеальную форму выходного сигнала высокочастотной мощности, в которой T 1 обозначает период приложения, T 2 — период покоя и T 0 — период полупериода.

Когда быстрозажигательная люминесцентная лампа 6 мощностью 40 Вт с покрытой белым люминофором колбой, содержащей смешанный инертный газ Kr — Ar — Hg, под общим давлением 2 Торр с Ar, имеющим объемную долю 50% при 20 ° С.был воспламенен устройством, показанным на фиг. 2, напряжение, приложенное между электродами, было по существу прямоугольной волной. Выбран рабочий цикл 40%.

Люминесцентная лампа 6 была испытана путем освещения ее в фотометре с интегрирующей сферой, контролируемом в атмосфере 25 ± 1 ° C и без движения воздуха. После того, как лампа перешла в устойчивое состояние, измеряли значения светового потока и электрической мощности.

Люминесцентная лампа с белым люминофором, имеющая внутренний диаметр колбы 34 мм и длину JIS 40 Вт со смешанным газом Kr — Ar — Hg, запаянная под общим давлением 2.3 Торр с 20 об.% Kr подавали с частотой 20 кГц, рабочим циклом 70%, током разряда, имеющим эффективное значение 350 мА, и температурой окружающей среды 25 ° C (кажущаяся температура нейтральные атомы плазмы, равные 40 ° C). Эффективность излучения видимого света, испускаемого лампой, зажженной в вышеуказанных условиях, была примерно на 32% выше, чем при зажигании лампы от балласта с быстрым запуском 40 Вт для тестового использования при 50 Гц и 300 В.

Белый люминофор Люминесцентная лампа с внутренним диаметром колбы 26 мм и длиной JIS 40 Вт со смешанным газом Kr — Ar — Hg, запаянная под общим давлением 3 Торр с 30% по объему Ar, включалась с частотой 40 КГц, рабочий цикл 20%, ток разряда, имеющий эффективное значение 250 мА, и температуру окружающей среды 25 ° C.(кажущаяся температура нейтральных атомов плазмы составляет 40 ° C). Эффективность излучения видимого света, испускаемого лампой, зажженной в вышеуказанных условиях, была примерно на 21% выше, чем при зажигании лампы от балласта с быстрым запуском 40 Вт для тестового использования при 50 Гц и 200 В.

После этого белый Люминесцентная люминесцентная лампа с внутренним диаметром колбы 34 мм и длиной JIS 40 Вт со смешанным газом Kr — Ar — Hg, запаянная под общим давлением 1,8 Торр с 50% объема Kr, включалась с частотой 20 кГц, рабочий цикл 30%, ток разряда, имеющий эффективное значение 420 мА, и температуру окружающей среды 25 ° C.(кажущаяся температура нейтральных атомов плазмы составляет 40 ° C). Эффективность излучения видимого света, испускаемого лампой, зажженной в вышеуказанных условиях, была примерно на 36% выше, чем при зажигании лампы с помощью быстрозажимного балласта мощностью 40 Вт для тестового использования при 50 Гц и 200 В.

Хотя в вышеизложенном Например, воспламеняющее устройство генерирует частоты 10 кГц или выше с рабочим циклом от 15 до 85%, для коммерческого использования устройство зажигания должно желательно создавать частоты около 17 кГц или выше, чтобы предотвратить излучение источником 8 нежелательного звукового шума.Если для уменьшения коммутационных потерь в генераторе периода покоя использовался биполярный транзистор, верхний предел частоты составлял 100 кГц для достижения наилучших результатов.

РИС. 7 представляет собой график, показывающий взаимосвязь между эффективностью излучения системы на длине волны 253,7 нм и внутренним диаметром разрядной лампы при 25 ° C, когда парциальное давление Kr в лампе находится в диапазоне от 0,2 Торр до 3 Торр. Эффективность системы 100% на фиг. 7 означает значение, полученное при включении обычной люминесцентной лампы от имеющегося в продаже балласта.Лампа зажигалась с частотой 20 кГц. ИНЖИР. 7 иллюстрирует результаты, полученные, когда T 2 > T 1 на фиг. 3. Если период покоя T 2 выбран в диапазоне от 2 мкс до 30 мкс в зависимости от буферного газа с учетом срока службы метастабильных атомов, эффективность излучения на длине волны 253,7 нм, генерируемого в период половинного разряда, увеличивается.

Инертный газ Kr, в частности, показал лучшее действие, когда его парциальное давление находилось в диапазоне от 0.От 2 до 3 торр. Следовательно, высокая эффективность системы может быть получена путем герметизации Kr в указанном выше диапазоне и зажигания лампы на высокой частоте, имеющей указанный выше период покоя.

Люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность колбы 1, должен содержать соединение, которое будет излучать свет в трех диапазонах длин волн: от 445 до 475 нм включительно, от 525 до 555 нм включительно и от 595 до 625 нм включительно, когда на люминофор подается ультрафиолетовый луч, который имеет такое спектральное распределение, что сумма трех энергий излучения составляет 45% или более от энергии в диапазоне от 380 до 780 нм.Более конкретно, люминофор может содержать Y 2 O 3 : Eu 3 +, LaPO 4 : Ce 3 +, Tb 3 +, (Sr, Ba) 9 (PO 4 ) 6 SrCl 2 : Eu 2 + добавлен в массовом соотношении 30:49:21, или Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca (F.Cl) 2 : Сб 3 +, Mn 2 +. Вышеупомянутый люминофор имеет значительно повышенную эффективность преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет из-за его характеристик отклика по отношению к ультрафиолетовому излучению.

Разрядная лампа с таким трехволновым люминофором, нанесенным на кварцевую колбу, имеющую внутренний диаметр 30 мм и длину JIS 40 Вт, была запитана балластом для тестового использования при 50 Гц и 200 В, в то время как колбу помещали в струю воды, текущую со скоростью около 8 л / мин. с целью подтверждения повышенной эффективности преобразования ультрафиолета. Кроме того, лампа питалась высокочастотным напряжением с частотой от 1 кГц до 100 кГц и рабочим циклом от 15% до 85% для сравнения эффективности.Когда рабочий цикл был изменен, эффективность генерации света (1 м / Вт) люминофора с тремя диапазонами длин волн была больше, чем при применении формы волны непрерывного разряда.

РИС. 8 показывает взаимосвязь между рабочим циклом и относительной эффективностью. Ось ординат показывает относительную эффективность генерации видимого света с эффективностью лампы (1 м / Вт) белой люминесцентной лампы, герметизирующей газ Ar — Kr — Hg под давлением 2 Торр, равным 100 при зажигании лампы. на коммерческой частоте, а ось абсцисс представляет рабочий цикл (%).

Сплошная линия а на фиг. 8 указывает относительную эффективность, соответствующую рабочему циклу разрядной лампы, использующей белый люминофор, а штрихпунктирная линия c представляет изменение относительной эффективности, соответствующее рабочему циклу разрядной лампы с использованием трех длин волн. люминофор диапазона. Было подтверждено, что люминофор с тремя диапазонами длин волн имел на 5-10% более высокую эффективность квантового преобразования из-за эффекта рабочего цикла, чем пунктирная линия b, указывающая на обычное изменение эффективности.

Как показано на фиг. 8, относительная эффективность излучения видимого света увеличивается при уменьшении рабочего цикла. Разряд исчезает, когда рабочий цикл достигает 15% или меньше. Таким образом, в соответствии с доступной в настоящее время технологией повышение эффективности квантового преобразования люминофора с тремя диапазонами длин волн подтверждено в диапазоне рабочего цикла от 85% до 15%.

Те же преимущества, что и на фиг. 8 может быть достигнута с помощью всех люминофоров с тремя диапазонами длин волн, которые будут излучать свет в трех диапазонах длин волн, указанных выше, когда ультрафиолетовые лучи применяются к люминофорам, и которые имеют спектральное распределение, такое, что сумма трех энергий излучения равна 45% или более энергии в диапазоне от 380 нм до 780 нм.

Быстросъемная люминесцентная лампа 6 мощностью 40 Вт с внутренним диаметром колбы D 30 мм, покрытая люминофором, содержащим Y 2 O 3 : Eu 3 +, LaPO 4 : Ce 3 + , Tb 3 +, (Sr, Ba) 9 (PO 4 ) 6 SrCl 2 : Eu 2 + добавлен в массовом соотношении 30:49:21, со смешанной редкой газ Kr — Ar — Hg, запечатанный в баллоне при общем давлении 2 Торр с Ar, имеющим объемную долю 50% при 20 ° C., был непрерывно запитан запальным устройством, показанным на фиг. 2 с прямоугольной волной. После того, как лампа перешла в устойчивое состояние, измеряли световой поток и электрическую мощность. Затем лампа зажигалась при рабочем цикле 40%, и световой поток и электрическая мощность снова измерялись после того, как лампа достигла установившегося состояния. Относительный КПД светоотдачи лампы был примерно на 7% выше, чем коэффициент при рабочем цикле 40%, предсказанный на основе относительной эффективности непрерывного включения прямоугольной формы.

При тех же размерах люминофора и колбы, что и в приведенном выше примере, Kr и Ne герметизировались в люминесцентной лампе 6 мощностью 40 Вт при мольном соотношении смеси 6: 4 под давлением 1,8 торр. Лампа была запитана при рабочем цикле 50%, как показано на фиг. 4 (T 0 составляет 10 мкс, а T 1 составляет 5 мкс) с током, имеющим эффективное значение 0,35 A. В результате того же сравнения, что и в приведенном выше примере, относительный КПД на 10% выше чем было получено предсказанное.

Затем был использован тот же люминофор, что и в приведенном выше примере, и смешанный инертный газ из 20% по объему Kr, 5% по объему Xe и 75% по объему Ne был герметизирован под давлением 2 Торр в колбе. люминесцентной лампы 6 мощностью 40 Вт с внутренним диаметром 29 мм. Лампа была запитана при рабочем цикле около 43% (T 1 составляет 3 мкс, а T 0 составляет 7 мкс) током, имеющим эффективное значение 0,23 A. В результате того же сравнения, что и это в приведенном выше примере была получена относительная эффективность на 8% выше прогнозируемой.

После этого использовали тот же люминофор, что и в приведенном выше примере, и смесь инертного газа, содержащего 20% по объему Kr и 80% по объему Ar, герметизировали под давлением 2,5 Торр в колбе люминесцентной лампы 6 мощностью 20 Вт, имеющей внутренний диаметр 25 мм. Лампа была запитана при рабочем цикле около 40% (T 1 составляет 5 мкс, а T 0 составляет 12,5 мкс) током, имеющим эффективное значение 0,32 A. В результате того же сравнения, что и для этого в приведенном выше примере была получена относительная эффективность на 5% выше прогнозируемой.

В приведенных выше примерах чрезвычайно высокая эффективность излучения на длине волны 253,7 нм может быть достигнута путем ограничения периода покоя интервалом (от 5 мкс до 30 мкс), меньшим, чем средний эффективный срок гашения при сдвиге с уровня 6 3 P 1 на уровень 6 1 S 0 из-за жизни атомов ртути на уровнях 6 3 P 2 и 6 3 P 0 . Путем выбора времени нарастания и спада формы волны электроэнергии, подаваемой в разрядную лампу, меньше 2 мкс, температура электронов может быть повышена во время подачи электроэнергии, а эффективность излучения — на 253.7 нм можно было увеличить. Кроме того, за счет обеспечения периода покоя после резкого падения напряжения можно снизить среднюю температуру электронов, уменьшить потери при столкновении из-за увеличения плотности паров ртути и повысить эффективность излучения на длине волны 253,7 нм.

Зажигание высокочастотной лампы обычно страдает от такого явления, что разряд становится нестабильным сверх предельного тока, как это видно в разряде постоянного тока, предложенного У. Пуппом (Phys z33 844 (1932)), а также от такого явления, что разряд становится нестабильным за пределами критической температуры (поскольку давление паров ртути зависит от температуры окружающей среды), что соответствует внутреннему критическому составу, зависящему от соотношения мольного числа паров ртути и общего мольного числа инертного газа при промышленной частоте включения переменного тока по предложению Т.Кадзивара (J. Light & Vis. Evn 5 (2) 11-18 (1981)). Следовательно, в зависимости от температуры окружающей среды и общего числа молей запечатанного инертного газа (при общем давлении от 1 до 5 Торр) пиковое значение разрядного тока контролировалось в диапазоне от 100 мА до 1000 мА в приведенные выше примеры, чтобы разряд не был нестабильным (или не страдал от движущихся полос).

Теперь будет описана предыстория или основа для введения выражений (1), (2), (3) и (4) выше.

Считается, что движущиеся полосы вызваны (i) соотношением между температурой окружающей среды и давлением газа и (ii) соотношением между током разряда и давлением в зазоре. Что касается прежних отношений, об этом сообщалось в J. Light & Vis. Evn., Vol 5, No. 2, 1981, что (а) для лампы с одним инертным газом и парами ртути температура (критическая температура), при которой образуются движущиеся страты, изменяется в зависимости от давления герметичной редкой лампы. газа, а связь между критической температурой и давлением газа выражается полиномом в то время, когда коэффициент корреляции близок к 1 с помощью приближения высшего порядка наименьших квадратов, основанного на экспериментальных данных.Что касается последнего отношения, в исследовательском материале Японского электротехнического комитета LAV-82-49 сообщается, что (b) когда температура окружающей среды падает ниже критической температуры, давление паров ртути понижается, а предельный ток приближается к следующему уравнение, касающееся предельного тока и уплотняющего давления инертного газа и связанное с разрядом постоянного тока, которое В. Пупп ввел в Phys. z33 844 (1932): I = CP -r

, где C и r — константы, I — текущее значение, а P — давление уплотнения, наблюдается при разряде промышленной частоты.

Для лампы на смеси инертных газов и паров ртути, LAV-82-49 и IES 182 Ann. Tech. Отчет сообщил, что (c) аддитивное свойство инертных газов (свойство распределения из-за молярных долей) установлено в отношении отношения между критической температурой и парциальным давлением газов.

Исходя из предположения, согласно настоящему изобретению, что критическая температура для смешанного инертного газа может быть определена путем введения мольных долей в полином в (а) выше, выражения (1) и (2) были получены из (a) и (c) выше, выражения (3) и (4) были получены из (b) выше, и, в частности, коэффициенты в выражении (2) были определены посредством моделирования с учетом (a) и (b) выше.

В то время как в приведенных выше примерах эффективность квантового преобразования ультрафиолетового излучения, излучаемого прямыми лампами с помощью запального устройства по настоящему изобретению, была описана в отношении белого люминофора и люминофора трех диапазонов длин волн, те же результаты были получены для кругового разряда. луковицы, как описано выше.

Исследование оптического и электростатического потенциала явлений электрического пробоя в газоразрядной лампе низкого давления

Abstract : Фаза зажигания является критическим этапом в работе газоразрядных ламп, когда нейтральный газ, заключенный между электродами, претерпевает преобразование из диэлектрического состояния в проводящую фазу, что в конечном итоге позволяет производить свет.Явления, происходящие во время этого фазового перехода, до конца не изучены, и соответствующие экспериментальные исследования часто ограничиваются локальными оптическими измерениями в средах, склонных к влиянию на эти переходные явления. В этой работе исследуются явления униполярного зажигания на субкиловольтных уровнях в газоразрядной трубке с аргоном 3 Торр. Лампа помещается в строго контролируемую среду, чтобы предотвратить искажение результатов измерений. ПЗС-камера с быстрым усилением и новый специально разработанный электростатический зонд используются одновременно, чтобы обеспечить широкий спектр измеренных и вычисленных параметров, которые отображаются на пространственно-временных диаграммах для перекрестных сравнений.Эксперименты показывают, что во время успешного зажигания существуют три различных фазы: при приложении напряжения первая волна ионизации начинается от активного электрода и распространяется в нейтральном газе к противоположному электроду. Локальный фронт высокой осевой напряженности поля E связан с этим процессом и вызывает локальную ионизацию, приводящую к электростатическому заряду лампы. Затем вторая волна распространяется от заземляющего электрода обратно к активному электроду с более высокой скоростью и в этом процессе приводит к частичному разряду лампы.Этот обратный ход притягивает однородный плазменный столб, который в конечном итоге перекрывает оба электрода в конце распространения волны. На этом этапе формируются обе электродные оболочки и наблюдаются общие черты тлеющего разряда. Третья фаза — увеличение интенсивности света плазменного столба до тех пор, пока лампа не перейдет в устойчивый режим работы. Неудачные зажигания представляют собой только первую фазу, когда первая волна начинает свое распространение, но гаснет в лампе, что приводит к эффекту памяти заряда.Установлено, что полное распространение этой первой волны является условием успешного зажигания лампы. Наблюдались различия в свойствах волн в зависимости от полярности напряжения, и было оценено, что фотоэлектрический эффект на стенке является наиболее вероятным источником электронов для волны ионизации положительной полярности. Наконец, простая модель первой волны ионизации разработана и используется для анализа фундаментальных различий между процессами, происходящими при отрицательной и положительной полярности.На основе этого исследования разработаны три условия для успешного однополярного зажигания ламп и выведены отношения между ними. 2

Натриевые лампы низкого давления Philips SOX | Газоразрядные лампы

  1. Дом
  2. Philips
  3. Лампы Philips High Intensity Discharge (HID)
  4. Натриевые лампы низкого давления Philips SOX

Газоразрядные лампы Philips SOX — это эффективные лампы с U-образной газоразрядной трубкой, заполненной натрием.Вокруг этой газоразрядной трубки находится чистый вакуумный внешний баллон, в котором натрий в газоразрядной трубке равномерно распределен. Это создает стабильный разряд, поэтому лампа достигает более высокой эффективности и лучше сохраняет световой поток. Со средним сроком службы 18 000 часов работы газоразрядной лампы Philips Sox вы будете наслаждаться долгое время. Лампа SOX, среди прочего, подходит для освещения дорог или аэропортов и кузниц.

1-11 из 11 результаты найдены

Фильтр

Сортировать по

Самые продаваемыеСамая низкая ценаСамая высокая ценаНовые вначале

Газоразрядные лампы Philips SOX — это эффективные лампы с U-образной газоразрядной трубкой, заполненной натрием.Вокруг этой газоразрядной трубки находится чистый вакуумный внешний баллон, в котором натрий в газоразрядной трубке равномерно распределен. Это создает стабильный разряд, поэтому лампа достигает более высокой эффективности и лучше сохраняет световой поток. Со средним сроком службы 18 000 часов работы газоразрядной лампы Philips Sox вы будете наслаждаться долгое время. Лампа SOX, среди прочего, подходит для освещения дорог или аэропортов и кузниц.

Показать больше
Ваш запрос успешно отправлен!

В ближайшее время с вами свяжется наш отдел продаж.Вместе с вами мы будем собирать ваши данные и рассказывать о ваших личных преимуществах. Спасибо за ваше доверие!

Сожалеем

К сожалению, вы можете запросить коммерческое предложение только в том случае, если вы установщик или компания. Вы всегда можете воспользоваться специальными скидками на нашу продукцию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.