Valonlähteiden luokittelu. Osa 2. Purkauslamput korkealle ja matalalle paineelle
Valonlähteiden luokittelu. Osa 1. Hehkulamput ja halogeenilamput
Loistelamput
Loistelamput ovat matalapaineisia kaasupurkauslamppuja, joissa ihmissilmälle näkymätön ultraviolettisäteily muuttuu kaasupurkauksen seurauksena näkyväksi valoksi fosforipinnoitteen avulla.
Loistelamput ovat sylinterimäinen putki, jossa on elektrodeja, joihin pumpataan elohopeahöyryä. Sähköpurkauksen vaikutuksesta elohopeahöyry säteilee ultraviolettisäteitä, jotka puolestaan saavat putken seinämiin kertyneen loisteaineen säteilemään näkyvää valoa.
Loistelamput tuottavat pehmeää, tasaista valoa, mutta valon jakautumista tilassa on vaikea hallita suuren säteilypinnan vuoksi. Lineaariset, rengas-, U-muotoiset ja pienloistelamput eroavat muodoltaan. Putkien halkaisijat ilmoitetaan usein tuuman kahdeksasosina (esim. T5 = 5/8 « = 15,87 mm). Lamppuluetteloissa halkaisijat ilmoitetaan yleensä millimetreinä, esimerkiksi T5-lampuilla 16 mm.Suurin osa lampuista on kansainvälistä standardia. Teollisuus tuottaa noin 100 eri vakiokokoista yleisloistelamppua. Yleisimmät lamput, joiden teho on 15, 20,30 W jännitteellä 127 V ja 40,80,125 W jännitteellä 220 V. Lampun keskimääräinen palamisaika on 10 000 tuntia.
Loistelamppujen fyysiset ominaisuudet riippuvat ympäristön lämpötilasta. Tämä johtuu lampun elohopeahöyrynpaineen ominaisesta lämpötilajärjestelmästä. Matalissa lämpötiloissa paine on alhainen, joten säteilyprosessiin osallistuvia atomeja on liian vähän. Liian korkeassa lämpötilassa korkea höyrynpaine johtaa jatkuvasti lisääntyvään syntyvän UV-säteilyn itseabsorptioon. Pullon seinämän lämpötilassa n. Lamput 40 °C:ssa saavuttavat suurimman induktiivisen kipinäpurkausjännitteen ja siten suurimman valotehokkuuden.
Loistelamppujen edut:
1. Korkea valotehokkuus, jopa 75 lm/W
2. Pitkä käyttöikä, jopa 10 000 tuntia vakiolampuilla.
3. Mahdollisuus käyttää valonlähteitä, joilla on erilainen spektrinen koostumus ja parempi värintoisto useimmille hehkulampputyypeille
4. Suhteellisen alhainen (vaikkakin häikäisyä aiheuttava) kirkkaus, mikä joissakin tapauksissa on etu
Loistelamppujen tärkeimmät haitat:
1. Rajoitettu yksikköteho ja suuret mitat tietyllä teholla
2. Sisällön suhteellinen monimutkaisuus
3. Mahdottomuus kytkeä lamppuja tasavirralla
4. Ominaisuuksien riippuvuus ympäristön lämpötilasta. Perinteisille loistelampuille optimaalinen ympäristön lämpötila on 18-25 C.Kun lämpötila poikkeaa optimaalisesta, valovirta ja valotehokkuus pienenevät. Alle +10 C lämpötiloissa syttymistä ei taata.
5. Niiden valovirran jaksolliset pulsaatiot taajuudella, joka on yhtä suuri kuin kaksitaajuinen sähkövirta. Ihmissilmä ei pysty havaitsemaan näitä valon värähtelyjä visuaalisen inertian vuoksi, mutta jos osan liiketaajuus vastaa valopulssien taajuutta, se voi näyttää paikallaan pysyvältä tai pyöriä hitaasti vastakkaiseen suuntaan stroboskooppisen vaikutuksen vuoksi. Siksi teollisuustiloissa loistelamput on kytkettävä päälle kolmivaihevirran eri vaiheissa (valovirran pulsaatio on eri puolijaksoissa).
Loistelamppujen merkinnässä käytetään seuraavia kirjaimia: L - loisteputki, D - päivänvalo, B - valkoinen, HB - kylmä valkoinen, TB - lämmin valkoinen, C - parannettu valonläpäisy, A - amalgaami.
Jos "kierrät" loistelampun putken spiraaliksi, saat CFL - kompaktin loistelampun. Parametreiltaan pienloistelamput ovat lähellä lineaarisia loistelamppuja (valotehokkuus jopa 75 lm / W). Ne on ensisijaisesti suunniteltu korvaamaan hehkulamppuja monenlaisissa sovelluksissa.
Mercury-kaarilamput (DRL)
Merkintä: D — kaari R — elohopea L — lamppu B — syttyy ilman liitäntälaitetta
Arc Mercury -loistelamput (DRL)
Elohopea-kvartsiloistelamput (DRL) koostuvat lasikumpusta, joka on päällystetty fosforilla sisäpuolella, ja kvartsiputkesta, joka on sijoitettu lampun sisään ja joka on täytetty korkeapaineisella elohopeahöyryllä. Loisteaineen ominaisuuksien stabiilisuuden säilyttämiseksi lasikupu täytetään hiilidioksidilla.
Elohopea-kvartsiputkessa syntyvän ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta fosfori hehkuu antaen valolle tietyn sinertävän sävyn, mikä vääristää todellisia värejä. Tämän haitan poistamiseksi fosforin koostumukseen lisätään erityisiä komponentteja, jotka korjaavat osittain värin; näitä lamppuja kutsutaan DRL-lampuiksi krominanssikorjauksella. Lamppujen käyttöikä on 7500 tuntia.
Teollisuus tuottaa lamppuja, joiden kapasiteetti on 80 125 250 400 700 1000 ja 2000 W valovirralla 3200 - 50 000 lm.
DRL-lamppujen edut:
1. Korkea valotehokkuus (jopa 55 lm / W)
2. Pitkä käyttöikä (10000 tuntia)
3. Kompakti
4. Ei kriittinen ympäristöolosuhteille (paitsi erittäin alhaisissa lämpötiloissa)
DRL-lamppujen haitat:
1. Sinivihreän osan hallitsevuus säteiden spektrissä, mikä johtaa epätyydyttävään värintoistoon, mikä sulkee pois lamppujen käytön tapauksissa, joissa syrjinnän kohteina ovat ihmisten kasvot tai maalatut pinnat
2. Kyky toimia vain vaihtovirralla
3. Tarve käynnistää liitäntäkuristimen kautta
4. Sytytyksen kesto kytkettynä (noin 7 minuuttia) ja uudelleensytytyksen alkaminen jopa erittäin lyhyen lampun virrankatkoksen jälkeen vasta jäähtymisen jälkeen (noin 10 minuuttia)
5. Sykkivä valovirta, suurempi kuin loistelamppujen valovirta
6. Valovirran merkittävä väheneminen palvelun loppua kohti
Metallihalogenidilamput
Valokaarimetallihalogenidilamput (DRI, MGL, HMI, HTI)
Merkinnät: D — kaari, R — elohopea, I — jodidi.
Metallihalogenidilamput -Nämä ovat korkeapaineelohopealamppuja, joihin on lisätty metallijodideja tai harvinaisten maametallien jodideja (dysprosiumia (Dy), holmiumia (Ho) ja tuliumia (Tm) sekä kompleksisia yhdisteitä cesiumin (Cs) ja tinahalogenidien (Sn) kanssa. Nämä yhdisteet hajoavat keskipurkauskaaressa ja metallihöyryt voivat stimuloida valon säteilyä, jonka intensiteetti ja spektrijakauma riippuvat metallihalogenidien höyrynpaineesta.
Ulkoisesti metallogeeniset lamput eroavat DRL-lampuista siinä, että polttimossa ei ole loisteainetta. Niille on ominaista korkea valotehokkuus (jopa 100 lm / W) ja huomattavasti parempi valon spektrikoostumus, mutta niiden käyttöikä on huomattavasti lyhyempi kuin DRL-lamppujen ja kytkentäkaavio on monimutkaisempi, koska sen lisäksi painolastin kuristin, sisältää sytytyslaitteen.
Korkeapainelamppujen toistuva lyhytaikainen kytkeminen päälle lyhentää niiden käyttöikää. Tämä koskee sekä kylmä- että kuumakäynnistystä.
Valovirta ei käytännössä riipu ympäristön lämpötilasta (valaisimen ulkopuolella). Matalissa ympäristön lämpötiloissa (jopa -50 ° C) on käytettävä erityisiä sytytyslaitteita.
HMI lamput
HTI lyhytkaarilamput — metallihalogenidilamput, joissa on suurempi seinäkuormitus ja erittäin lyhyt elektrodien välinen etäisyys, ovat vieläkin korkeampia valotehokkuutta ja värintoistoa, mikä kuitenkin rajoittaa niiden käyttöikää. HMI-lamppujen pääkäyttöalue on lavavalaistus, endoskopia, elokuva- ja päivänvalokuvaus (värilämpötila = 6000 K). Näiden lamppujen teho vaihtelee 200 W - 18 kW.
HTI:n lyhytkaareisia metallihalogenidilamppuja, joiden elektrodien välinen etäisyys on pieni, on kehitetty optisiin tarkoituksiin. Ne ovat erittäin kirkkaita. Siksi niitä käytetään ensisijaisesti valaistustehosteissa, kuten paikkavalonlähteissä ja endoskopiassa.
Korkeapaineiset natriumlamput (HPS).
Merkintä: D — kaari; Na - natrium; T - putkimainen.
Korkeapaineiset natriumlamput (HPS) ovat yksi tehokkaimmista näkyvän säteilyn lähteiden ryhmistä: niillä on kaikista tunnetuista kaasupurkauslampuista korkein valotehokkuus (100-130 lm / W) ja valovirta pienenee hieman pitkällä valolla. käyttöikä. Näissä lampuissa monikiteisestä alumiinista valmistettu purkausputki on sijoitettu sylinterimäiseen lasipulloon, joka on inertti natriumhöyrylle ja siirtää hyvin sen säteilyä. Paine putkessa on noin 200 kPa. Työn kesto - 10-15 tuhatta tuntia. Äärimmäisen keltainen valo ja vastaavasti alhainen värintoistoindeksi (Ra = 25) mahdollistavat niiden käytön huoneissa, joissa on ihmisiä, vain yhdessä muuntyyppisten lamppujen kanssa.
Xenon-lamput (DKst)
DKstT kaariksenonputkilamput, joilla on alhainen valotehokkuus ja rajoitettu käyttöikä, erottuvat luonnollista päivänvaloa lähinnä olevan valon spektrikoostumuksesta ja kaikista valonlähteistä suurimmasta yksikkötehosta. Ensimmäistä etua ei käytännössä käytetä, koska lamppuja ei käytetä rakennusten sisällä, toinen määrittää niiden laajan käytön suurten avoimien tilojen valaistukseen, kun ne on asennettu korkeisiin mastoihin. Lamppujen haittoja ovat valovirran erittäin suuret pulsaatiot, ultraviolettisäteilyn spektrin ylimäärä ja sytytyspiirin monimutkaisuus.