Razvrstitev svetlobnih virov. Del 2. Razelektritvene sijalke za visok in nizek tlak

Razvrstitev svetlobnih virov. Del 1. Žarnice z žarilno nitko in halogenske žarnice

Fluorescentne sijalke

Fluorescentne sijalke so nizkotlačne sijalke na električni princip, v katerih se zaradi razelektritve v plinu ultravijolično sevanje, nevidno človeškemu očesu, pretvori v vidno svetlobo s fosfornim premazom.

Fluorescentne sijalke so valjaste cevi z elektrodami, v katere se črpajo hlapi živega srebra. Hlapi živega srebra pod delovanjem električne razelektritve oddajajo ultravijolične žarke, ti pa povzročijo, da fosfor, nanesen na stene cevi, oddaja vidno svetlobo.

Fluorescentne sijalke dajejo mehko, enakomerno svetlobo, vendar je porazdelitev svetlobe v prostoru zaradi velike površine sevanja težko nadzorovati. Linearne, obročne, U-oblike in kompaktne fluorescenčne sijalke se razlikujejo po obliki. Premeri cevi so pogosto navedeni v osminah palca (npr. T5 = 5/8 « = 15,87 mm). V katalogih sijalk so premeri običajno navedeni v milimetrih, na primer 16 mm za sijalke T5.Večina svetilk je mednarodnih standardov. Industrija proizvaja približno 100 različnih standardnih velikosti fluorescenčnih sijalk za splošno uporabo. Najpogostejše svetilke z močjo 15, 20,30 W za napetost 127 V in 40.80.125 W za napetost 220 V. Povprečno trajanje gorenja svetilke je 10.000 ur.

Fizikalne lastnosti fluorescentnih sijalk so odvisne od temperature okolja. To je posledica značilnega temperaturnega režima parnega tlaka živega srebra v žarnici. Pri nizkih temperaturah je tlak nizek, zato je premalo atomov, ki bi lahko sodelovali v procesu sevanja. Pri previsoki temperaturi vodi visok parni tlak do vedno večje lastne absorpcije proizvedenega UV sevanja. Pri temperaturi stene bučke pribl. Sijalke pri 40 °C dosegajo največjo napetost induktivne iskre in s tem največji svetlobni izkoristek.

Prednosti fluorescentnih sijalk:

1. Visoka svetlobna učinkovitost, ki doseže 75 lm / W

2. Dolga življenjska doba, do 10.000 ur za standardne sijalke.

3. Možnost svetlobnih virov različne spektralne sestave z boljšim barvnim upodabljanjem za večino vrst žarnic z žarilno nitko

4. Relativno nizka (čeprav ustvarja bleščanje) svetlost, kar je v nekaterih primerih prednost

Glavne pomanjkljivosti fluorescentnih sijalk:

1. Omejena moč enote in velike dimenzije za določeno moč

2. Relativna kompleksnost vključitve

3. Nezmožnost napajanja svetilk z enosmernim tokom

4. Odvisnost značilnosti od temperature okolja. Za običajne fluorescenčne sijalke je optimalna temperatura okolja 18-25 C.Ko temperatura odstopa od optimalne, se zmanjšata svetlobni tok in svetlobni izkoristek. Pri temperaturah pod +10 C vžig ni zagotovljen.

5. Periodična nihanja njihovega svetlobnega toka s frekvenco, ki je enaka dvojni frekvenci električnega toka. Človeško oko teh svetlobnih nihanj ne more opaziti zaradi vizualne inercije, če pa se frekvenca gibanja dela ujema s frekvenco svetlobnih impulzov, se lahko zaradi stroboskopskega učinka zdi, da miruje ali se počasi vrti v nasprotno smer. Zato je treba v industrijskih prostorih fluorescenčne sijalke vklopiti v različnih fazah trifaznega toka (pulzacija svetlobnega toka bo v različnih polčasih).

Pri označevanju fluorescentnih sijalk se uporabljajo naslednje črke: L - fluorescentna, D - dnevna svetloba, B - bela, HB - hladno bela, TB - topla bela, C - izboljšana prepustnost svetlobe, A - amalgam.

Če cev fluorescenčne sijalke "zavijete" v spiralo, dobite CFL - kompaktno fluorescenčno sijalko. Po svojih parametrih so CFL blizu linearnim fluorescenčnim sijalkam (svetlobna učinkovitost do 75 lm / W). Zasnovani so predvsem za zamenjavo žarnic z žarilno nitko v najrazličnejših aplikacijah.

Obločne živosrebrne sijalke (DRL)

Oznaka: D — lok R — živo srebro L — žarnica B — vklopi se brez predstikalne naprave

Obločne živosrebrne fluorescenčne sijalke (DRL)

Živosrebrno-kvarčne fluorescenčne sijalke (DRL) so sestavljene iz steklene balone, prevlečene s fosforjem na notranji strani, in kremenčeve cevi, nameščene znotraj žarnice, ki je napolnjena z visokotlačnimi živosrebrovimi hlapi. Za ohranitev stabilnosti lastnosti fosforja je steklena žarnica napolnjena z ogljikovim dioksidom.

Pod vplivom ultravijoličnega sevanja, ki nastane v živosrebrno-kremenčevi cevi, fosfor sveti, kar daje svetlobi modrikast odtenek, ki popači prave barve. Za odpravo te pomanjkljivosti se v sestavo fosforja vnesejo posebne komponente, ki delno popravijo barvo; te sijalke imenujemo sijalke DRL s korekcijo barvnosti. Življenjska doba svetilk je 7500 ur.

Industrija proizvaja sijalke z močjo 80,125,250,400,700,1000 in 2000 W s svetlobnim tokom od 3200 do 50.000 lm.

Prednosti svetilk DRL:

1. Visoka svetlobna učinkovitost (do 55 lm / W)

2. Dolga življenjska doba (10000 ur)

3. Kompaktnost

4. Ni kritično za okoljske pogoje (razen zelo nizkih temperatur)

Slabosti svetilk DRL:

1. Prevlada modro-zelenega dela v spektru žarkov, kar vodi do nezadovoljive barvne reprodukcije, kar izključuje uporabo svetilk v primerih, ko so predmeti diskriminacije človeški obrazi ali pobarvane površine.

2. Sposobnost delovanja samo na izmenični tok

3. Potreba po vklopu skozi balastno dušilko

4. Trajanje vžiga ob vklopu (približno 7 minut) in začetek ponovnega vžiga že po zelo kratki prekinitvi napajanja sijalke šele po ohladitvi (približno 10 minut)

5. Pulzirajoči svetlobni tok, večji od svetlobnega toka fluorescentnih sijalk

6. Občutno zmanjšanje svetlobnega toka proti koncu storitve

Metalhalogene sijalke

Metalhalogenidne obločne sijalke (DRI, MGL, HMI, HTI)

Oznaka: D — lok, R — živo srebro, I — jodid.

Metalhalogene sijalke -to so visokotlačne živosrebrne sijalke z dodatki kovinskih jodidov ali jodidov redkih zemelj (disprozij (Dy), holmij (Ho) in tulij (Tm) ter kompleksne spojine s cezijem (Cs) in kositrovimi halidi (Sn). Te spojine se razgradijo v osrednjem razelektritvenem obloku in kovinski hlapi lahko spodbudijo emisijo svetlobe, katere intenziteta in spektralna porazdelitev sta odvisni od parnega tlaka kovinskih halogenidov.

Navzven se metalogene sijalke razlikujejo od žarnic DRL po odsotnosti fosforja na žarnici. Odlikuje jih visoka svetlobna učinkovitost (do 100 lm/W) in bistveno boljša spektralna sestava svetlobe, vendar je njihova življenjska doba bistveno krajša od sijalk DRL, preklopna shema pa je bolj zapletena, saj poleg balastna dušilka, vsebuje vžigalno napravo.

Pogosto kratkotrajno prižiganje visokotlačnih svetilk skrajša njihovo življenjsko dobo. To velja za hladne in vroče zagone.

Svetlobni tok praktično ni odvisen od temperature okolja (zunaj svetilke). Pri nizkih temperaturah okolja (do -50 ° C) je treba uporabiti posebne naprave za vžig.

HMI svetilke

HTI kratkoobločne sijalke — metalhalogenidne sijalke s povečano obremenitvijo stene in zelo kratko razdaljo med elektrodama imajo še večjo svetlobno učinkovitost in barvno upodabljanje, kar pa omejuje njihovo življenjsko dobo. Glavno področje uporabe svetilk HMI je odrska razsvetljava, endoskopija, kino in snemanje pri dnevni svetlobi (barvna temperatura = 6000 K). Moč teh svetilk se giblje od 200 W do 18 kW.

Za optične namene so bile razvite kovinske halogenidne žarnice HTI s kratkim oblokom in majhnimi medelektrodnimi razdaljami. So zelo svetle. Zato se uporabljajo predvsem za svetlobne učinke, kot so pozicijski viri svetlobe in v endoskopiji.

Visokotlačne natrijeve (HPS) sijalke

Označevanje: D — lok; Na - natrij; T - cevasto.

Visokotlačne natrijeve sijalke (HPS) so ena najučinkovitejših skupin vidnih virov sevanja: imajo najvišjo svetlobno učinkovitost med vsemi znanimi plinskimi sijalkami (100-130 lm / W) in rahlo zmanjšanje svetlobnega toka z dolgim življenjska doba. V teh žarnicah je razelektrilna cev iz polikristalnega aluminija nameščena v cilindrično stekleno bučko, ki je inertna na natrijeve pare in dobro prepušča njihovo sevanje. Tlak v cevi je približno 200 kPa. Trajanje dela - 10-15 tisoč ur. Izjemno rumena svetloba in temu primerno nizek indeks barvne reprodukcije (Ra = 25) omogočata uporabo v prostorih, kjer se zadržujejo ljudje, le v kombinaciji z drugimi vrstami svetilk.

Xenon žarnice (DKst)

Obločne ksenonske cevne sijalke DKstT z nizkim svetlobnim izkoristkom in omejeno življenjsko dobo odlikujeta spektralna sestava svetlobe, ki je najbližja naravni dnevni svetlobi, in največja enotska moč od vseh svetlobnih virov. Prva prednost se praktično ne uporablja, saj se svetilke ne uporabljajo znotraj zgradb, druga pa določa njihovo široko uporabo za osvetlitev velikih odprtih prostorov, ko so nameščene na visokih jamborih. Slabosti svetilk so zelo velike pulzacije svetlobnega toka, presežek spektra ultravijoličnih žarkov in zapletenost vezja vžiga.