Газоразрядная лампа принцип работы: что это, виды, схемы подключения, достоинства и недостатки газовых лампочек высокого и низкого давления

Содержание

Газоразрядные лампы. Что такое и как работают

Искусственное освещение – тот элемент, без которого практически невозможно обустройство многих квартир, офисов, торговых центров. На современном рынке существует множество различных приборов и устройств для освещения, которые создают направленный световой поток различной силы. Это делает их эффективным средством для освещения во многих промышленных сферах.

Газоразрядные лампы активно используются во многих сферах. Их можно встретить как дома, так и в обустройстве искусственного света автомобиля. Поэтому следует знать достоинства газоразрядных ламп и ключевые свойства, а также особенности функционирования.

Описание

Эти источники освещения производят свет путем переработки постоянного электрического тока и отображаются в спектр, видимом для человека. Если вас заинтересовала данная тема, то здесь при желании вы сможете узнать подробнее про газоразрядные лампы https://www.toledonn.ru/catalog/gazorazryadnye-lampy/. Внешне изделие напоминает сферическую колбочку. В нее помещается газ путем воздействия высокого уровня давления. Также внутри размещаются металлические электроды для подачи заряда электричества.

Работоспособность лампочки возможна благодаря подобному строению. Источник света получает энергию посредством прохождения электрического заряд по всей длине электродов.

У основания конструкции располагается главный электрод, под которым размещается резистор для регулировки силы тока. Это позволяет проходить электрическому току, из-за чего формируется свечение.

Помимо перечисленных выше составляющих в основании колбочки размещается цоколь. Это дает возможность легко вкрутить лампочку без лишних усилий, так как она универсальна. Следует обратить внимание, что чаще всего данные типы лампочек применяются для создания системы наружного освещения. Свечение создается благодаря электрическому разряду.

Принцип работы

Чтобы правильно оценить достоинства и недостатки газоразрядных ламп, следует более подробно остановиться на принципе работы. Световой поток генерируется в результате прохождения электрического тока по электродам трубки. То есть газ, располагающийся внутри устройства, под воздействием электрического импульса начинает ионизироваться. Это формирует эффект свечения.

Предполагается, что внутрь приспособления направляется газовая субстанция под определенным уровнем давления. Для этого обычно используется неон, ксенон, аргон, криптон и другие.

Для домашнего освещения, а также в квартирах используются источники света с примесью других газообразных веществ. Например, в состав некоторых изделий может входить ртуть или натрий.

На рынке сейчас чаще всего встречаются именно ртутные лампочки. Они активно используются для обеспечения бесперебойного освещения на улице или отдельно для подсветки.

Когда на лампочку поставляется питание, начинает формироваться электрическое поле. Вследствие этого ионы начинаются ионизироваться и хаотично двигаться. Из-за этого электроны начинают хаотично двигаться и создавать новые соединения. По этой причине получившиеся атомы переходят на внешний уровень. Из-за избытка образовавшейся энергии происходит свечение.

Следует заметить, что свет от такой лампы может находиться в разном цветовом спектре. Для того, чтобы добиться такого результата, на колбочку наносятся специальные растворы определенных оттенков. С их помощью получается преобразовать световой поток для того, чтобы его увидел человек.

Разновидности

Данные устройства активно применяются на улице, в автомобилях, рекламе. Конструкция может отличаться, что определяет разделение изделие на разные типы.

Сейчас выделяют несколько типов газоразрядных ламп:

  1. С высоким уровнем давления. Для их работы не нужно использовать пускорегулирующие устройства. Именно поэтому они активно используются для обустройства уличных систем освещения, машин или наружной рекламы. Активно применяются для подсветки на улице. При этом будет сложно различить цвета.
  2. С низким уровнем давления. Используются вместо ламп накаливания. Чаще всего используются для создания подсветки в домах, на улицах или в автомобилях. Наиболее распространенные – люминесцентные лампы, которые обычно вкручиваются в уличные фонари.

Перечисленные выше разновидности получили широкое распространение, поэтому что предоставляют ряд достоинств при сравнительно небольшом списке недостатков.

Преимущества и недостатки газоразрядных ламп

К главным плюсам газоразрядных ламп можно отнести следующие:

  • высокий уровень освещения – распространяемый свет сохраняет яркость и интенсивность даже в тех случаях, когда плафон затемнен;
  • долгий срок службы – считается, что эти лампы могут непрерывно светить до десяти тысяч часов, что делает их лучшим выбором для обустройства уличного или автомобильного освещения;
  • стойкость к неблагоприятным климатическим факторам – поэтому они идеальны для подсветки на улице, многие модели способным работать в сильную жару или холод;
  • невысокие цены;
  • экономия – не нужно покупать дорогостоящее оборудование и дополнительные материалы.

Среди минусов стоит выделить:

  • при таком освещении сложно различать цвета, поэтому газоразрядные лампы редко применяются для домашнего использования;
  • работает только от сети переменного тока;
  • включается при помощи специального устройства;
  • необходимо время для разогрева;
  • некоторые пары газа могут быть опасными при поломке;
  • световой поток передается с заметной пульсацией.

Где применяются?

Данные лампочки широко используются в различных сферах деятельности. Они наиболее распространены для:

  • обустройства систем уличного освещения – они используются в парках и скверах;
  • освещения территорий, которые находятся рядом с магазинами, строительными площадками, кафе и ресторанами;
  • используя различные цветовые решения, можно создать декоративное освещение местности;
  • освещения сцены и кинотеатров, для чего используется специальное оборудование.

Выводы

Газоразрядные лампы – современный источник света, который активно используется во многих сферах, а также соответствует всем стандартам. Лампочки характеризуются рядом преимуществ и недостатков. Они идеальны для уличного освещения, но не рекомендуются для домашнего использования.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Газоразрядная лампа: история, виды, современное положение

Газоразрядная лампа – осветительный прибор, принцип действия базируется на горении дуги ионизированного газа. Это обширное семейство, в начале XXI века захватившее в мире едва ли не три четверти сегмента иллюминации. Сюда входят популярные люминесцентные лампы дневного света, лампы ДРЛ. Ещё до внедрения в обиход осветительные устройства, работающие за счёт газового разряда, встречаются в романе Жюля Верна «Путешествие к центру Земли» (1864 год).

История развития электростатической ионизации газов

Принято считать годом рождения газоразрядных ламп 1675. Однажды ночью французский учёный Жан-Феликс Пикар заметил свечение ртутного барометра, когда переносил его из обсерватории в порт святого Майкла. Чтобы читатели представили явление, нужно учесть особенности конструкции. В ртутном барометре имеется трубка, запаянная с конца. Вдобавок наличествует чаша. Оба предмета заполнены металлической ртутью.

Для определения давления трубку резко переворачивают и опускают в чашу. Тогда ртуть под действием земного тяготения стекает вниз, образуя выше себя вакуум. В результате запаянный конец трубки остаётся полым, и протяжённость пустого пространства зависит от атмосферного давления, которое, действуя на ртуть в чаше, призвано уравновесить силу тяжести.

Барометр Пикара

Барометр Пикара

При транспортировке барометра Пикар спешил и сильно растряс прибор. В результате произошла электризация стекла трением о ртуть, и статический заряд вызвал ионизацию металлических паров. Процесс сильно облегчался, благодаря созданному вакууму. Пары ртути и сегодня используются в отдельных газоразрядных источниках света. К примеру, ультрафиолетовая составляющая свечения активизирует люминофор лампы дневного света.

Пикар не смог объяснить обнаруженного явления, но немедленно доложил о произошедшем в научных кругах. Позднее изучением занялся известный швейцарский математик Иоганн Бернулли. Ему задача оказалась также не по зубам, но сей учёный муж активно практиковал опыт со свечением, дал представление французской академии наук. В 1700 году на демонстрации явление лицезрел английский механик, по совместительству учёный, Фрэнсис Хоксби. На базе Королевского научного общества Британии Хоксби принимается активно ставить опыты.

За основу решающего эксперимента Хоксби берет модель электростатического генератора Герике (1660 год). По описаниям машина представляла солидных размеров шар из серы, вращающийся на железном стержне. Трением о ладони оператора объект приобретал при вращении значительный заряд. Дальнейший ход мыслей Хоксби понятен. В инструкции Герике фигурировало предложение залить серу в стеклянный шар, потом разбить. Английский учёный пропустил указанный шаг. К сожалению, неизвестно, имели ли ранние работы (к примеру, трактат Гильберта 1600 года) представление об электризации стекла, но Хоксби выдвинул соответствующее предположение.

Модель электростатического генератора Герике

Модель электростатического генератора Герике

В результате экспериментальная установка содержала вместо серного шара стеклянный с каплями ртути на дне, а внутри по возможности создали вакуум. При вращении сферы на железном стержне и электризации путём трения ладонями наблюдалось свечение, чтобы читать книгу в непосредственной близости. В 1705 году английское научное общество продемонстрировало первую газоразрядную лампу. Предоставлялось верное объяснение, что к обнаруженному явлению причастны пары ртути. Потом – ход работ замер на целый век. Не находилось практического применения вновь открытому явлению.

Первые газоразрядные лампы

Нельзя сказать, чтобы XVIII век прошёл бесполезно для исследований в сфере электричества, несмотря на фразу, оброненную выше. Значимыми считаются работы Дюфе, в 1733 году предположившего наличие двух родов зарядов с целью теоретического обоснования наблюдаемого явления. Он их назвал смоляными и стеклянными. Речь идёт об объяснении феномена, рассмотренного Гильбертом в 1600 году:

  1. Наэлектризованный шар притягивает тела.
  2. Соприкоснувшись с шаром, тела начинают от предмета отталкиваться.

В понимании Дюфе объект приобретал заряд аналогичного знака при соприкосновении. Чем объясняется рассмотренное явление. Но истинный прогресс в науке начался, когда государства отменяли наказание за занятие колдовством. В результате на свет появилась Лейденская банка, а Бенджамин Франклин доказал электрическую природу молнии, Вольта изобрёл первый электрохимический источник энергии. В 1729 году произошло революционное открытие, ставшее основой для прочих: Стивен Грей додумался собрать проводники воедино и получил первую в мире электрическую цепь. С тех пор ток стали передавать на расстояние.

Изобретённая в 1746 году Вильямом Ватсоном электрическая машина сплавляла заряд по шёлковым шнурам, что позволило Жану-Антуану Нолле продемонстрировать эффектную дугу в среде разряженного газа. В указанное Готфрид Груммерт высказал предположение, что подобное освещение подойдёт для использования в шахтах и местах, где открытое пламя повышает вероятность взрыва. Иоганн Винклер заметил, что неплохо вместо шаров использовать длинные колбы, согнутые по форме букв алфавита, предвосхитив появление на свет трубок Гейслера и экрана телевизора.

Чуть позднее, в 1752 году, Ватсон частично реализовал перечисленные задумки (первый дисплей запатентован в 1893 году). К примеру, демонстрируя опыт с горением дуги в трубке длиной 32 дюйма. Благодаря столь блистательным открытиям, в 1802 году произошло сразу два значимых для рассматриваемой темы события:

  • Англичанин Хампфри Дэви открыл явление свечения накаливаемой электричеством платиновой проволоки.
  • Наш соотечественник, В. Петров при помощи вольтова столба, состоящего из 4200 (по другим данным – 2100) пар медных и цинковых пластин. Для сравнения – источник энергии сэра Хампфри Дэви показывал вдвое меньшую мощность (2000 пластин).

Достижения Петрова оказались забыты под влиянием событий Отечественной войны 1812 года и в силу российского наплевательства. В Англии к электричеству подошли серьёзно. Заслуга Хампфри Дэви немалая. Он, будучи химиком, повторяя опыты зарубежного коллеги, начал экспериментировать с различными газовыми средами. Конечно, член Королевского научного общества был знаком с опытами Фрэнсиса Хоксби и захотел проверить, не стало ли новое открытие повторением ранних попыток создать искусственные источники света.

Опыты Фрэнсиса Хоксби

Опыты Фрэнсиса Хоксби

Эти эксперименты привели к открытию линейных спектров газовых разрядов. Попутно замеченные Волластоном и Фраунгофером особенности излучения Солнца в последующем позволили Кирхгофу и Бунзену высказывать предположения о составе атмосферы светила. Это тесно связно с рассматриваемой темой, спектр разряда также линейчатый. К примеру, натриевые лампы дают оранжевый свет, и при помощи люминофора приходится распределение частот корректировать (лампы ДРЛ). Потом эстафету принял Майкл Фарадей (с середины 30-х годов XIX века), показал процесс возникновения дуги в среде разреженных газов. Внёс лепту и Генрих Румкорф, предоставив в руки физиков инструмент для получения импульсов высокого напряжения (катушка Румкорфа, 1851 год). В 1835 году Чарльз Уитстон зарегистрировал спектр разряда дуги в парах ртути, попутно отметив ультрафиолетовую составляющую.

Газоразрядные лампы Гейслера

Первыми коммерчески успешными считаются творения Гейслера. Датой рождения принято считать 1857 год. Упомянутый стеклодув и по совместительству физик догадался в колбу с разряженным газов вставить 2 электрода. Подавая на них напряжение, лицезрел красочный разряд дуги. Гейслер соединил воедино открытия Петрова и Хоксби. Дуга тлеет в колбе с атмосферой из паров газа. А дальнейшее – выбор цвета – уже не составило труда, опираясь на наработки сэра Хампфри Дэви и Майкла Фарадея.

С 80-х годов трубки Гейслера широко выпускаются для целей развлечения населения. Сегодня неоновые огни считаются лицом США. Примечательно, что будучи помещены рядом с источниками сильного электромагнитного излучения – катушки Тесла – лампы Гейслера загораются самопроизвольно. Выполняются условия ионизации разреженной газовой среды. Исследования, сопряжённые с поиском технических решений для целей освещения привели учёных к открытию электрона, измерению его заряда и массы, появлению на свет электронных ламп.

Лампа Гейслера

Лампа Гейслера

Тем временем в России

Возможность розжига порохового заряда электрической искрой известна примерно с 1745 года. Но едва ли сапер мог унести лейденскую банку или терпеливо натирать шерстью янтарь в любых погодных условиях. Долгое время военное дело не брало во внимание подобные мелочи. В 1812 году российский офицер Шиллинг сумел через электрический элемент питания произвести подводный взрыв. Считается, что военное дело дало толчок к развитию исследований электричества в России. Первая дуговая лампа установлена в 1849 году изобретателем (Якоби) на башне Адмиралтейства Санкт-Петербурга. Ее свет оказался столь ярок, что сравнивался обывателями с солнечным.

Применение прожекторов с разрядными лампами ограничивается военным делом, за малым исключением, когда источники указывают путь кораблям с маяка. Нас в теме интересуют наработки Джона Томаса Рея, датированные 1860 годом, догадавшимся объединить электрическую дугу (Петров и Якоби) с атмосферой паров ртути (Майкл Фарадей) при нормальном давлении.

От Эдисона до современных газоразрядных ламп

Несмотря на явные преимущества, газоразрядные лампы Гейслера демонстрировали существенные недостатки. К примеру, малый срок службы. С 90-х годов XIX века некто Дэниэл МакФарлен Мур работал в компании Эдисона и вскоре после поступления на службу стал изучать историю. Его заинтересовали газоразрядные лампы Гейслера. Что не так с моим светом? – вопрошал Эдисон. Мур ответил: он слишком тусклый, слишком горячий и чересчур красный. Это вся правда о лампах накаливания того времени.

Современная лампа

Современная лампа

В 1892 году ртутная газоразрядная лампа усовершенствована Мартином Лео Аронсом. Наработка в 1901 году усовершенствована Петером Купером Хьюиттом и обрела коммерческий успех.

С 1894 Мур организовывает две собственные компании, занимающиеся проблемами освещения. Главной особенностью ламп (1896 год) стало то, что газ по мере расходования возобновлялся. В результате устройство работало сколь угодно долго. Первое коммерческое использование зарегистрировано в 1904 году. Лампа с отдачей 10 люменов на 1 Вт осветила магазин оборудования и приборов. Как писали очевидцы, несмотря на сложность и громоздкость (50 ярдов длиной) отдача того стоила. КПД новых газоразрядных ламп в 3 раза превышал аналогичные цифры для ламп накаливания.

Отличительной особенностью стало использование в лампах Мура паров азота и углекислого газа. В результате получался дневной свет. А пары азота давали мягкое свечение и низкую цветовую температуру. Появление на свет вольфрамовых нитей сделало невыгодным дальнейшее производство, компании поглощены (1912 год) Дженерал Электрик, а патенты скуплены. Но Мур не остался без работы, перейдя в лаборатории своего преемника в бесконечной эстафете. Позже изобрёл неоновую лампу.

Желающие узнать больше могут заглянуть в разделы про лампы ДРЛ и люминесцентные лампы.

Виды и принцип работы современных электрических бытовых ламп освещения

 

Виды ламп освещенияСовременные виды ламп, которые применяются для освещения жилых, офисных, хозяйственно-бытовых помещений на сегодняшний день впечатляют своим разнообразием. Отличаются они друг от друга не только мощностью освещения, но и принципом действия, как следствие – разнообразием оттенков света, долговечностью и потребляемым количеством электроэнергии.

 

Соответственно, бывают виды ламп освещения, которые потребляют небольшое количество электроэнергии и при этом излучают яркое освещение и минимум тепла – эти лампы классифицируются, как энергосберегающие лампы, виды их по конструкции также разнообразны.

 

Нового поколения виды электрических ламп бывают таковыми, которые являются устойчивыми к перепадам напряжения в сети и имеют большее количество часов работы и циклов включения/выключения, что в сочетании с низким энергопотреблением значительно отличает их от традиционных ламп накаливания.

 

Однако, современные лампы освещения не ограничиваются этим, они имеют не только показатели светоотдачи, потребления электроэнергии и количество часов работы, существует и множество и других нюансов, как частота мерцания, экологичность, наличие/отсутствие встроенных выпрямителей тока, и многое другое.

 

Посему рассмотрим, какие бывают виды ламп на сегодняшний день, в первую очередь – основные положения, затем — рассмотрим принцип действия электрических ламп освещения из такого существующего их перечня:

 

  • лампы накаливания;
  • газоразрядные лампы;
  • светодиодные лампы.

 

Лампы накаливания являются наиболее распространенными на территории стран СНГ, и, пожалуй, самым древним видом ламп. Они не имеют ни каких особенных преимуществ, выделяют много тепла, потребляют много электричества, не имеют защиты от перепадов напряжения.

 

Единственное преимущество – теплое, подобное натуральному, солнечное освещение, которое, по мнению многих, не сравнится с явно искусственным освещением других видов ламп. Кроме того, они являются экологически чистыми в отличие от следующего вида ламп.

 

Мощности современных ламп освещения

Газоразрядные лампы, а также их разновидность — люминесцентные лампы хороши тем, что имеют множество разновидностей, каждая из которых имеет определенное лучшее качество.

 

Ранее на территории СНГ были распространены классические, ртутные лампы дневного освещения, но на сегодня они в большей степени ушли в небытие и на их место пришли новые их разновидности.

 

Виды современных газоразрядных ламп применяются не только как обыкновенные источники электрического освещения в быту; они имеют декоративные разновидности, приемлемые для подсветки потолков, ниш и т. д.

 

Светодиодные лампы являются ничем иным, как современной альтернативой предыдущим двум видам ламп. Эти лампы – нового поколения энергосберегающие, экологичные и долговечные (стойкие к перепадам напряжения) осветительные электрические элементы.

 

Они имеют явное преимущество перед остальными видами ламп, но единственный недостаток – стоимость, так как технология их производства на сегодня новая и довольно дорогостоящая. Но их долговечность и экономичность, по мнению производителей, окупит разовые затраты на их приобретение.

 

Виды и принцип работы современных ламп накаливания

 

Принцип работы современных ламп накаливанияПринцип работы лампы накаливания основан на нагреве металлической спирали, находящейся в вакууме (лампы мощностью до 25Вт) или газе аргон или аргон+азот (средней мощности и высокомощные лампы) в герметично запаянной стеклянной колбе.

 

При прохождении через спираль, ток разогревает ее до температуры, равной впредь до 3000 градусов по Цельсию, вместе с этим происходит и излучение света, инфракрасных лучей.

 

Сама спираль выполнена из особо прочного и весьма тугоплавкого металла – вольфрама, а степень яркости освещения прямо пропорционально зависит от температуры нагрева; кроме того, газовая среда, в которой находится спираль, может содержать в себе частицы галогенов – соединений 17-ой гр. Таб. Менделеева (F, Cl, Br, I).

 

Современные лампы накаливания производятся из стекла с металлическим плафоном, имеющим резьбу, по средствам которой происходит фиксация в патроне, но имеются разновидности с контактно-зажимными и штыревыми типами соединений.

 

Виды ламп накаливания могут иметь четыре модификации, четыре условных обозначения, указывающих на тип спирали и окружающей ее среды в лампе накаливания: В (вакуумная), Б (биспиральная с аргоновым напылением), БО (биспиральная с аргоновым наполнением в опаловой колбе), Г (моноспиральная с аргоновым напылением).

 

Виды современных ламп накаливания

 

Отдельным видом наиболее современных ламп накаливания являются галогенные лампы накаливания, отличие которых от вышеописанных обусловлено содержанием галогенных частиц в газовой среде лампы накаливания (частиц йода, хлора, брома), которые вступают в реакцию с испарившемся металлом с поверхности спирали.

 

После этого процесса металл возвращается на поверхность спирали по средствам температурного разложения получившегося соединения. Таким образом, они имеют больший КПД, срок годности и другие характеристики.

 

Что касается бытового назначения ламп накаливания, то они являются лампы общего назначения и обозначаются аббревиатурой ЛОН.

 

Виды и принцип работы современных газоразрядных ламп

 

Принцип работы современных газоразрядных ламп освещенияПринцип работы газоразрядных ламп состоит в том, что видимое излучение света происходит вследствие возникновения разряда электричества в герметичной среде газа (неон, аргон, криптон, ксенон) или пара металлов (натрий, ртуть).

 

Таким образом, среда газа/пара металла – это и есть проводник тока, который от вольфрамового электрода с большим потенциалом (фазы, «+») проводит его к вольфрамовому электроду с меньшим потенциалом (нуля, «-»), излучая минимум тепла при высокой степени светоотдачи.

 

Ртутные, люминесцентные лампыПри этом в составе среды газа/пара могут применяться и галогены (фтор/F, хлор/Cl, бром/Br, йод/I), которые улучшают светоотдачу и остальные показатели газоразрядных ламп.

 

Существует также и газоразрядные люминесцентные лампы – лампы, в которых в результате разряда в парах ртути образуется невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение (тепловое излучение), которое преобразуется в видимый свет при помощи находящегося на внутренних стенках колбы напыления люминофора (соединений галофосфата).

 

Виды газоразрядных ламп подразделяются на лампы низкого и высокого давления – по давлению внутри колбы.

 

Лампы высокого давления имеют в качестве основного преимущества высшую степень светоотдачи, и подразделяются в свою очередь по типу наполнителя на:

 

  • ртутные;
  • натриево-ртутные;
  • иодидо-металло-ртутные;
  • инертно-газовые.

 

Ртутные газоразрядные лампы высокого давления имеют напыление люминофора, является Люминесцентной лампой высокого давления и обозначается аббревиатурой ДРЛ.

 

Натриево-ртутные газоразрядные лампы высокого давления именуются также как просто натриевые и обозначаются аббревиатурой ДНаТ.

 

Виды газоразрядных лампИодидо-металло-ртутные газоразрядные лампы, а точнее лампы высокого давления с наполнителем — иодидами редкоземельных металлов с вмещением ртутных паров, именуются как металлогалогенные лампы и носят аббревиатуру ДРИ.

 

Инертно-газовые газоразрядные лампы высокого давления являются сугубо газовыми лампами, в которых применяются аргон, ксенон, неон, криптон или же их смеси и носят названия соответственно содержания газа.

Лампы низкого давления имеют преимущества только при освещении помещений, не нуждающихся в высокой мощности осветительных приборов; чаще всего – это декоративного освещения источники света, которые в зависимости от наполнителя бывают такие:

 

  • ртутные с инертным газом;
  • натриевые.

 

Лампы низкого давления с наполнителем паров ртути с примесью разновидностей инертного газа, именуемые как обыкновенные люминесцентные лампы (ЛЛ) и содержат еще слой люминесцена (см. принцип работы газоразрядных ламп).

 

Лампы низкого давления с наполнителем паров натрия – не являются таковыми, как предыдущие из-за совсем иного принципа действия, обозначаются аббревиатурой ДнаС.

 

Прочитав вышеописанные виды и принцип работы, Вы уже догадались, что по источнику света эти лампы подразделяются на газоразрядные и люминесцентные, а что касается низкого давления таких ламп, он на сегодняшний день их производят в качестве энергосберегающих.

 

Виды и принцип работы современных светодиодных ламп

 

Принцип работы современных светодиодных лампПринцип работы светодиодных ламп состоит в излучении света от находящихся в этих лампах одиночных светодиодов или групп светодиодов, связанных специальной микросхемой, вмещающей в себе преобразователь сетевого тока в рабочий ток, на котором работают данные элементы.

 

Сам же светодиод представляет собой полупроводниковый аналоговый элемент, ранее использовавшийся для индикации в микроэлектронике. Этот элемент семейства диодов перерабатывает электрический ток в свет по средствам прохождения его (тока) через полупроводниковый кристалл. Кроме того, он имеет свойство пропускать ток только в одном направлении.

 

Если подробнее о принципе действия светодиода лампы, то он состоит из анода и катода, которые расположены по противоположным сторонам светоизлучающего кристалла, который легирован с этих сторон примесями: с одной – акцепторными, со второй — донорскими. В свою очередь кристалл находится на подложке из различного материала: кремния, силикона или находится в стеклянной оболочке.

 

Виды современных светодиодных лампПри прохождении электрического тока от источника с большим потенциалом (анода, «+»), он движется через кристалл в направлении электрода с меньшим потенциалом (катод, «-»). Эту область перехода тока называют p-n переходом, в котором, собственно и возникает свечение при рекомбинации электронов и дырок в его области.

 

Виды светодиодных ламп как таковые, различные по конструкции, по составу внутренней среды и остальным техническим параметрам, присущим лампам накаливания и газоразрядным лампам, не существуют.

 

Имеются различия по форме плафонов (стандарты соответствуют остальным лампам), цветовой отдаче, и по рабочему питанию, что мы рассмотрим подробнее. Касаемо последнего, светодиодные лампы различают:

 

  • питание 4В;
  • питание 12В;
  • питание 220В.

 

Светодиодные лампы с питанием 4В применяются для слабомощных источников освещения, часто применяются в декоративных светильниках — «свечках». Соответственно, применяются как вспомогательное локальное, часто-густо декоративное освещение.

 

Светодиодные лампы 12В являются заменой современных ламп накаливания, также и галогенных ламп, а также разновидностей газоразрядных/люминесцентных ламп. Они имеют достойную мощность освещения при невысокой теплоотдачи, что делает их не только хорошими источниками общего, но и мебельного встроенного освещения.

 

Светодиодные лампы 220В – используются для высокомощного освещения, входное питание 220В преобразуется в меньшее по средствам встроенного трансформатора и питает светоизлучающие элементы (светодиоды). Единственный вид светодиодных ламп, которые не требуют отдельного подключения трансформатора.

 

 

Газоразрядная лампа — это… Что такое Газоразрядная лампа?

Газоразря́дная ла́мпа — источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Физическая основа — электрический разряд в газах. В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами.

По источнику света, выходящего наружу и используемого человеком, газоразрядые лампы делятся на:

  • люминесцентные лампы (ЛЛ), в которых в основном наружу выходит свет от покрывающего лампу слоя люминофора, возбуждаемого излучением газового разряда;
  • газосветные лампы, в которых наружу выходит сам свет от газового разряда;
  • электродосветные лампы, в которых используется свечение электродов, возбуждённых газовым разрядом.

По величине давления разрядные лампы делятся на:

  • газоразрядные лампы высокого давления — ГРЛВД, подробнее см. — лампа ДРЛ.
  • газоразрядные лампы низкого давления — ГРЛНД, подробнее см. — люминесцентная лампа.

Разрядные лампы обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. Эффективность измеряется отношением люмен/Ватт.

В разрядных лампах могут использоваться разные газы: пары металлов (ртути или натрия), инертные газы (неон, ксенон и другие), а также их смеси. Наибольшей эффективностью, на сегодняшний день, обладают натриевые лампы (ДНаТ), они работают в парах натрия и имеют эффективность 150 лм/Вт. Подавляющее большинство разрядных ламп — это ртутные лампы, они работают в парах ртути. Среди ртутных ламп можно упомянуть дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ). Кроме этого, широко распространены металлогалогенные лампы (МГЛ или ДРИ) — в них используется смесь паров ртути, инертных газов и галогенидов металлов. Меньше распространены безртутные разрядные лампы, содержащие инертные газы: ксеноновые лампы (ДКсТ), неоновые лампы и другие.

Лампа накаливания и металлгалогеновая лампа Балласты для люминесцентных ламп

Разрядные источники света (газоразрядные лампы) постепенно вытесняют привычные ранее лампы накаливания, однако недостатками остаются линейчатый спектр излучения, утомляемость от мерцания света, шум пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), вредность паров ртути в случае попадания в помещение при разрушении колбы, невозможность мгновенного перезажигания для ламп высокого давления.

В условиях продолжающегося роста цен на энергоносители и удорожания осветительной арматуры, ламп и комплектующих всё более насущной становится потребность во внедрении технологий, позволяющих сократить непроизводственные затраты. В условиях же удорожания рабочей силы возникает потребность в снижении затрат на замену вышедших из строя ламп, особенно если они установлены в труднодоступных местах.

Характеристики

  • Срок службы от 3000 часов до 20000.
  • Эффективность от 40 до 220 лм/Вт.
  • Цвет излучения: от 2200 до 20000 К
  • Цветопередача: хорошая (3000 K: Ra>80), отличная (4200 K: Ra>90)
  • Компактные размеры излучающей дуги, позволяют создавать световые пучки высокой интенсивности

Необходимо знать

Области применения

Преимущества

  • Высокая эффективность ламп.
  • Длительный срок службы по сравнению лампами накаливания.
  • Экономичность.

Недостатки

  • высокая стоимость
  • большие размеры
  • необходимость пускорегулирующей аппаратуры
  • долгий выход на рабочий режим
  • высокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
  • наличие токсичных компонентов и как следствие необходимость в инфраструктуре по сбору и утилизации
  • невозможность работы на любом роде тока
  • невозможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
  • наличие мерцания и гудения при работе на переменном токе промышленной частоты
  • прерывистый спектр излучения
  • непривычный в быту спектр

Газы для них

См. также

Ссылки

Газоразрядная лампа в автомобиле. Устройство и работа лампы

Газоразрядная лампа — источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Физическая основа — электрический разряд в газах. В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами.

Сейчас на транспортные средства устанавливаются фары с газоразрядными лампами (gas discharge headlamps — GDL). Они позволяют обеспечить более эффективное освещение и предоставляют новые возможности для конструктивного оформления передней части автомобиля. Конфликт между аэродинамическим моделированием и подходящим положением ламп освещения — компромисс между экономией и безопасностью — крайне нежелателен. Новые фары вносят существенный вклад в улучшение этой ситуации, потому что они могут быть относительно малыми по своим размерам. Система GDL состоит из трех основных компонентов.

Газоразрядная лампа

Газоразрядная лампа работает не так, как обычные лампы. Дня нее необходимо намного более высокое напряжение. На рисунке показан принцип действия газоразрядной лампы.

Принцип действия газоразрядной лампы

Рис. Принцип действия газоразрядной лампы

Балластная система

Система содержит блок зажигания и управления и преобразует электрическое напряжение источника питания системы в рабочее напряжение, необходимое газоразрядной лампе. Блок управляет стадией воспламенения и начала работы лампы, осуществляет ее регулировку в течение цикла непрерывной работы и, наконец, контролирует работу лампы с точки зрения безопасности. На рисунке показана схема лампы и связанные с ней компоненты.

Балластная система для управления газоразрядной лампой

Рис. Балластная система для управления газоразрядной лампой

Фара

Конструкция фары в целом подобна обычным модулям. Однако чтобы удовлетворить ограничениям в отношении ослепления других участников движения, в данной случае необходимо выдерживать большую точность параметров, что влечет дополнительные издержки производства.

Источником света в газоразрядной лампе является электрическая дуга. Поперечник колбы газоразрядной лампы всего 10 мм. Колба изготовлена из кварцевого стекла, в ней расположены два электрода, промежуток между которыми составляет 4 мм. Расстояние между концом электрода и опорной поверхностью лампы составляет 25 мм, это соответствует размерам стандартной галогенной лампы.

При комнатной температуре лампа содержит смесь ртути, солей различных металлов и ксенона под давлением. Когда лампа включается, ксенон сразу начинает светиться и испаряет ртуть и металлические соли. Высокая световая эффективность возникает за счет смеси паров металлов. Ртуть производит большую часть света, а металлические соли определяют цветовой спектр. На рисунке показан спектр излучения, создаваемого газоразрядной лампой в сравнении со спектром галогенной лампы. В таблице приведены различия между газоразрядной (DI) и галогенной (HI) лампами (цифры приблизительные и даны только для сравнения).

Спектр излучения газоразрядной лампы (вверху) в сравнении со спектром галогенной лампы

Рис. Спектр излучения газоразрядной лампы (вверху) в сравнении со спектром галогенной лампы

Таблица. Сравнение HI и DI ламп

Тип лампыВидимый свет, %Тепло, %УФ излучение, %
HI8921
DI285814

Высокий уровень ультрафиолетового излучения от газоразрядной лампы означает, что по соображениям безопасности требуется использовать специальные фильтры. На рисунке еще раз показана светимость газоразрядной лампы в сравнении с галогенной. Отдача газоразрядной лампы примерно в три раза больше.

Светимость газоразрядной лампы (DI) в сравнении с галогенной (HI)

Рис. Светимость газоразрядной лампы (DI) в сравнении с галогенной (HI)

Чтобы зажечь газоразрядную лампу необходимо последовательно пройти следующие четыре стадии:

  1. Воспламенение — высокий импульс напряжения создает искру между электродами, что вызывает ионизацию промежутка, — создается трубчатая дорожка разряда.
  2. Мгновенное свечение — ток, текущий по дорожке разряда, возбуждает ксенон, который далее испускает свет в количестве 20% от максимального значения лампы.
  3. Разгон — лампа теперь работает при возрастающей мощности, температура быстро повышается, ртуть и металлические соли испаряются. Давление в лампе увеличивается по мере увеличения светового потока, и происходит смешение спектра от синего цвета к белому.
  4. Непрерывный режим — теперь лампа работает при стабилизированной мощности около 35 Вт. Такой режим гарантирует, что поддерживается горение дуги и световой выходной поток не мерцает. К этому моменту достигается световой поток порядка 28 000 лм и цветовая температура 4500 °К.

Чтобы управлять описанными выше стадиями работы лампы, требуется балластная система. Для создания дуги необходимо высокое напряжение, которое может достигать 20 кВ. В течение разгона балластная система ограничивает ток, а затем ограничивает также и напряжение. Контроль потребляемой мощности позволяет световому потоку расти очень быстро, но предохраняет от превышения заданного уровня, которое уменьшило бы срок службы лампы. Балластная система также включает в себя схемы подавления радиоизлучения и схемы обеспечения безопасности.

Полный модуль фары может быть сконструирован различными способами, поскольку газоразрядная лампа производит в 2,5 раза больший световой поток при температуре, вдвое меньшей, чем у обычных галогенных ламп. Это предоставляет большие возможности в моделировании фары и, следовательно, в дизайне передней части автомобиля.

Если система GDL используется как луч ближнего света, требуются модули фар с автоматическим выравниванием потока света из-за высоких интенсивностей свечения. Однако использование её для дальнего света может создавать проблему вследствие природы процесса включения и выключения лампы. Подходящим решением может быть система GDL с непрерывным лучом ближнего света, снабженная дополнительно обычными фарами дальнего света (система с четырьмя фарами).

Ртутная газоразрядная лампа — Википедия

Ртутная лампа высокого давления

Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Ртутные лампы являются разновидностью газоразрядных ламп. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включённый в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Этим термином следует пользоваться в технической литературе и документации.

В зависимости от давления наполнения, различают РЛ низкого давления (РЛНД), высокого давления (РЛВД) и сверхвысокого давления (РЛСВД).

К РЛНД относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для РЛВД эта величина составляет порядка 100 кПа, а для РЛСВД — 1 МПа и более.

Ртутные лампы низкого давления (РЛНД)
Ртутные лампы высокого давления (РЛВД)

РЛВД подразделяются на лампы общего и специального назначения. Первые из них, к числу которых относятся, в первую очередь, широко распространённые лампы ДРЛ, активно применяются для наружного освещения, однако они постепенно вытесняются более эффективными натриевыми, а также металлогалогенными лампами. Лампы специального назначения имеют более узкий круг применения, используются они в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Спектр излучения

Видимый спектр ртутной лампы

Пары ртути излучают следующие спектральные линии, использующиеся в газоразрядных лампах[1][2][3]:

Длина волны, нмНазваниеЦвет
184.9499Жёсткий ультрафиолет (тип С)
253.6517Жёсткий ультрафиолет (тип С)
365.0153линия «I»Мягкий ультрафиолет (тип A)
404.6563линия «H»Фиолетовый
435.8328линия «G»Синий
546.0735Зелёный
578.2Жёлто-оранжевый

Наиболее интенсивные линии — 184.9499, 253.6517, 435.8328 нм. Интенсивность остальных линий зависит от режима (параметров) разряда.

Виды

Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ

Лампа ДРЛ 250 на самодельном испытательном стенде

ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная) — принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы. Для получения света в ДРЛ используется принцип постоянного горения разряда в атмосфере, насыщенной парами ртути.[4]

Применяется для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи и помещений без постоянного пребывания людей.

Устройство
Устройство лампы ДРЛ: 1.Колба
2.Цоколь
3.Горелка
4.Основной электрод
5.Поджигающий электрод
6.Токоограничительный резистор Лампа ДРЛ со снятой колбой

Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времён не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использовании пускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включённый последовательно с лампой.

Четырёхэлектродная лампа ДРЛ (смотреть рисунок справа) состоит из внешней стеклянной колбы 1, снабжённой резьбовым цоколем 2. На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка, РТ) 3, наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды 4 и расположенные рядом с ними вспомогательные (зажигающие) электроды 5. Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце РТ основным электродом через токоограничивающее сопротивление 6. Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной. Проводники в лампе изготавливаются из толстой никелевой проволоки.

В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродные лампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.

Принцип действия

Горелка (РТ) лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики), и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика, или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости РТ достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10-15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды — чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового цвета, а также, мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает изменение светового потока: отклонение питающего напряжения на 10-15 % допустимо и сопровождается соответствующим изменением светового потока лампы на 25-30 %. При уменьшении напряжения питания менее 80 % номинального, лампа может не зажечься, а горящая — погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы, поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления: даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Традиционные области применения ламп ДРЛ

Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

Довольно оригинальной конструкцией отличаются РЛВД Osram серии HWL (аналог ДРВ), имеющие в качестве встроенного балласта обычную нить накала, размещённую в вакуумированном баллоне, рядом с которой в том же баллоне помещена отдельно загерметизированная горелка. Нить накала стабилизирует напряжение питания из-за бареттерного эффекта, улучшает цветовые характеристики, но, очевидно, весьма заметно снижает как общий КПД, так и ресурс из-за износа этой нити. Такие РЛВД применяются и в качестве бытовых, так как имеют улучшенные спектральные характеристики и включаются в обычный светильник, особенно в больших помещениях (самый маломощный представитель этого класса создаёт световой поток в 3100 Лм).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Лампы ДРИ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками) конструктивно схожа с ДРЛ, однако в её горелку дополнительно вводятся строго дозированные порции специальных добавок — галогенидов некоторых металлов (натрия, таллия, индия и др.), за счёт чего значительно увеличивается световая отдача (порядка 70 — 95 лм/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы, внутри которой размещается кварцевая или керамическая горелка. Срок службы — до 8 — 10 тыс. ч.

В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.

Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.

Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и т. п.) Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ с индексом «12» (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Лампы ДРИЗ (Дуговая Ртутная с Излучающими добавками и Зеркальным слоем) представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создаёт направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счёт уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы. Так же получается высокая точность фокусировки горелки. Для того, чтобы после вворачивания лампы в патрон направление излучения её можно было изменить, лампы ДРИЗ снабжают специальным цоколем.

Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)

Лампы ДРШ (Дуговые Ртутные Шаровые) представляют собой дуговые ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением. Имеют шарообразную форму и дают сильное ультрафиолетовое излучение.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)

Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Дуговые Ртутные Трубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Первые разработки ламп ДРТ, носивших первоначальное название ПРК (Прямая Ртутно-Кварцевая), были выполнены Московским электроламповым заводом в 1950-х гг. В связи с изменением нормативно-технической документации в 1980-х гг. обозначение ПРК было заменено на ДРТ.

Существующая номенклатура ламп ДРТ имеет широкий диапазон мощностей (от 100 до 12000 Вт). Лампы используются в медицинской аппаратуре (ультрафиолетовые бактерицидные и эритемные облучатели), для обеззараживания воздуха, пищевых продуктов, воды, для фотополимеризации лаков и красок, экспонирования фоторезистов и иных фотофизических и фотохимических технологических процессов. Лампы мощностью 400 и 1000 Вт применялись в театральной практике для освещения декораций и костюмов, расписанных флуоресцентными красками. В этом случае осветительные приборы оснащались светофильтрами из ультрафиолетового стекла УФС-6, срезающими жёсткое ультрафиолетовое и практически всё видимое излучение ламп.

Важным недостатком ламп ДРТ является интенсивное образование озона в процессе их горения. Если для бактерицидных установок это явление обычно оказывается полезным, то в других случаях концентрация озона вблизи светового прибора может существенно превышать допустимую по санитарным нормам. Поэтому помещения, в которых используются лампы ДРТ, должны иметь соответствующую вентиляцию, обеспечивающую удаление избытка озона. В небольших количествах изготавливаются безозонные лампы ДРТ, колба которых имеет внешнее покрытие из кварца, легированного диоксидом титана. Такое покрытие практически не пропускает озонообразующую линию резонансного излучения ртути 184,9 нм.

Вывод из эксплуатации после 2020 года

24 сентября 2014 г, Россия подписала Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно данной конвенции, с 2020 г. будет запрещено производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение Минаматской конвенции попадают лампы общего освещения ртутные высокого давления паросветные (РВДП), в частности лампы ДРЛ и ДРИ.

Примечания

Ссылки

устройство, принцип работы, схема подключения, технические характеристики, разновидности

Лампы ДРЛ.

Лампа ДРЛ является электрическим газоразрядным светотехническим устройством для искусственного освещения. Аббревиатура расшифровывается – Дуговые Ртутные Лампы. Термин «ртутная лампа» или «РЛ» – общепризнанный. Он используется в технической документации.

  • Д – дуга.
  • Р – ртуть.
  • Л – люминофор (источник света).

Физическим принципом работы является электрический разряд в ртутных парах.

При маркировке присутствует еще и цифра, обозначающая мощность. К примеру, ДРЛ-250 – 250 Ватт, Дуговая Ртутная Лампа.

В СССР, в России существуют регламентирующие документы на изготовление ртутных осветителей ГОСТ 27682-88 и 53074-2008.

Устройство дуговой ртутной лампы

Первые горелки, которые применялись в этом типе световых источников имели 2 электрода, это требовало наличия дополнительного устройства, которое генерирует мощные импульсы для зажигания дуги. Напряжения горения ламп ниже, чем напряжение запуска. Первым устройством было ПУРЛ-220 – Пусковое Устройство Ртутных Ламп. 220 – это рабочее напряжение в вольтах. ПУРЛ-220 было недолговечным, так как базировалось на газовом разряднике. В семидесятые годы двухэлектродные лампы были сняты с производства. На смену пришли горелки с четырьмя электродами. Им не требовалось внешнего устройства для запуска. Запуск происходит намного проще.

1 – основной электрод.

2 – поджигающий электрод.

3 – выводы электродов из горелки.

4 – аргон.

5 – резистор (сопротивление).

6 – ртуть.

В основе работы лежит два процесса:

  • Электрическая дуга между электродами.
  • Процесс люминесценции.

Внешний корпус изготавливают из специального жаропрочного стекла. Из колбы – внешнего корпуса откачан воздух. Вместо него закачан азот, либо инертный газ.  Его предназначение – предотвращение теплообмена между горелкой и колбой. Тем не менее температура баллона может достигать 120 градусов. Цоколь предназначен для фиксации в патроне подключения. Внутренняя часть колбы покрыта изнутри люминофорным слоем. Люминофор – вещество, которое способно светиться в видимом нами спектре при облучении ультрафиолетом, либо при бомбардировке электронами. В случае с ДРЛ лампами – ультрафиолетовым излучением. Светящимся телом является электрическая дуга между электродами. Из-за наличия люминофорного покрытия колба непрозрачная.

В момент, когда лампа не подключена и холодная, ртуть может быть либо в виде шарика, может быть в виде тонкого слоя на стенках горелки.

Горелка представляет собой трубку из кварцевого стекла (либо специальной тугоплавкой прозрачной керамики), так как оно термостойкое и пропускает ультрафиолетовое излучение. Внутри находится строго дозированные порции инертного газа. Ультрафиолет вызывает свечение люминофорного слоя. Это самая главная часть – излучатель.

Резисторы необходимы для ограничения пусковых токов.

Виды ламп ДРЛ

Этот тип осветителей классифицируется по давлению паров внутри горелки:

  • Низкого давления – РЛНД, не более 100 Па.
  • Высокого давления – РЛВД, около 100 кПа.
  • Сверхвысокого давления – РЛСВД, около 1МПа.

У ДРЛ есть несколько разновидностей:

  • ДPИ – Дуговая Ртутная с излучающими добавками. Разница только в примененных материалах и наполнении газом.
  • ДРИЗ – ДРИ с добавлением зеркального слоя.
  • ДРШ – Дуговая Ртутная Шаровая.
  • ДРT – Дуговая Ртутная трубчатая.
  • ПРК – Прямая Ртутно-Кварцевая.

Западная маркировка отличается от российской. Этот тип маркируется как QE (если следовать ILCOS – общепринятой международной маркировке), по дальнейшей части можно узнать производителя:

HSB\HSL – Sylvania,

HPL – Philips,

HRL – Radium,

MBF – GE,

HQL – Osram.

Принцип работы и схемы подключения ДРЛ

Схема подключения двухэлектродной ДРЛ в статье не рассматривается, так как этот тип ламп морально устарел и более не производится.

На принципиальной схеме изображены:

EL – ДРЛ.

C – конденсатор (не является обязательным элементом).

LL – дроссель (катушка индуктивности).

FU – плавкий предохранитель.

При подаче напряжения, происходит ионизация газа между парами основных и поджигающих электродов. Так как они расположены в непосредственной близости, то ионизация газа происходит легко между ними. После ионизации газа происходит пробой между основными электродами – образуется дуговой разряд. Свет от самого разряда имеет голубой, либо фиолетовый оттенок.

Сам люминофор дает красноватый оттенок, таким образом, происходит смешивание основных цветов и синтезируется холодный белый свет. Видимый оттенок может незначительно меняться в зависимости от приложенного напряжения.

Разряд в горелке набирает яркость в течение семи-восьми минут. Это связано с тем, что изначально ртуть находится в виде шарика в жидком состоянии. При росте температуры происходит постепенное испарение ртути и разряд улучшается. Как только жидкий металл полностью перейдет в состояние пара, яркость достигнет максимума. При этом повышается и давление. Максимальная яркость достигается за десять-пятнадцать минут. Температура окружающей среды влияет на время выхода источника света на штатный режим.

Дроссель необходим, он является простейшим ПРА – пускорегулирующим аппаратом. Также он ограничивает ток, проходящий через электроды. Если ДРЛ-лампу подключить напрямую в сеть, то ее выход из строя неминуем. Обычно это происходит мгновенно. Полярность подключения дросселя не играет никакой роли. Его главное предназначение – стабилизация работы осветителя.

Подбор дросселя для конкретной ДРЛ лампы рассмотрен в таблице

 

ДРЛ 125 Вт

ДРЛ 250 Вт

ДРЛ 400 Вт

ДРЛ 700 Вт

Номинальный ток дросселя (ПРА)

Iн=1,15 А

Iн=2,15 А

Iн=3,25 А

Iн=5,45 А

Подбор определенного дросселя по току

Подробно изучить конструкцию  и принцип работы дросселя вы можете – тут

Используемая емкость конденсатора выбирается исходя из мощности лампы. Рекомендации представлены в таблице.

Тип лампы ДРЛ

Емкость конденсатора

ДРЛ-125 1.15 А

12мкФ

ДРЛ-250 2.15 А

18мкФ

ДРЛ-400 3.25 А

25мкФ

ДРЛ-700 5.25 А

40мкФ

При нынешнем развитии электроники, дроссель – архаичный элемент. Сейчас в продаже можно найти блоки электронной стабилизации дуги. Эти устройства могут выдержать точные параметры питания, которые необходимы для запуска и поддержания горения вне зависимости от изменения напряжения в осветительной сети.

Если не удается приобрести электронный балласт, его можно изготовить самостоятельно. Здесь Ф – фаза, 0 – ноль.

Сфера применения

ДРЛ предназначены для освещения больших площадей. Обычно они применяются в уличном освещении, на автозаправках, дорогах. Часто их используют на складах. Т.е. там, где не нужно высокое качество цветопередачи.

Для постоянного использования в жилом помещении их не применяют. Это объясняется малым коэффициентом цветопередачи и долгим выходом на штатный режим. В домашних условиях, как минимум, неудобно ждать около десяти минут после щелчка выключателем.

Очень часто они встречаются в осветительных установках для выставочных комплексов. Здесь их преимущества раскрываются в полной мере – максимальный мощность может составлять 1кВт, при этом световой поток достигает 52000 люмен.  Свечение у них, как правило, одного цвета – 5500 кельвинов.

Утилизация

Рассматриваемые световые приборы отнесены к первому классу опасности. Поэтому, сейчас растет количество мест, где эти они запрещены к применению. Возможно, что через несколько лет ртутные лампы будут сняты с производства повсеместно, так как политика государств направлена на снижение количества оборудования, содержащего ртуть. Выполняя государственный приказ, коммунальное хозяйство сокращает применение ДРЛ.

К сожалению, не все задумываются о вопросах вывода таких источников света из эксплуатации. Этим они вредят не только себя, но и окружающим.

В скором времени их продажа будет полностью прекращена. Приборы, содержащие ртуть, будут оставлены только в медицинском оборудования до того момента, пока не будет найдет безопасный аналог.

В настоящее время утилизация ртутных ламп является лицензируемой услугой. 3 сентября 2010 года было принято соответствующее постановление правительства РФ. Документ описывает требования к процессу утилизации, содержит информацию о порядке действий при заражении ртутью. Описан процесс демеркуризации – удаления ртути.

Сейчас все юридические лица РФ обязаны формировать паспорт отходов на люминесцентные лампы и вести строгий учет ртутьсодержащих отходов. Наличие ртути – это уже потенциальная опасность.

Под переработкой и утилизацией понимаются восстановление отслуживших свой срок металлов из приборов их содержащих. Ртути в том числе. Поврежденная колба обеспечит выход жидкого металл в окружающую среду.

В России действует закон ФЗ-187 (статья 139). Согласно нему, за неправильную утилизацию или размещение контейнера для опасных отходов в ненадлежащем месте взыскивается штраф. Несанкционированный вывоз за территорию хранения также наказуем.

Выбор и характеристики ДРЛ

Среди зарекомендовавших с положительной точки зрения поставщиков можно упомянуть: GE, Philips, Osram, Sylvanya, Radium, DELUX, Лисма, Евросвет, E.NEXT.

Имеются модели с уже встроенным балластом. Таким внешний дроссель не требуется.

Для того, чтобы выбрать необходимый тип осветительного прибора потребуется ответить на такие вопросы:

  • Какой срок службы необходим?
  • Какая яркость будет достаточная для освещаемой площади?
  • Патрон под какой цоколь будет использоваться?
  • Какая потребуется мощность?

Особенностью этого типа ламп является требование к их размещению. Они должны быть расположены высоко. К примеру, осветитель мощностью 125 Вт должен быть поднят на высоту 4 метра, а мощностью 1 кВт – уже на 8 метров.

Маркировка

ДРЛ-

125

ДРЛ-

250

ДРЛ-

400

ДРЛ-

700

ДРЛ-

1000

HM-ED

125W

HQL-

125W

HPL-N

125W/542

Мощность

125Вт

250Вт

400Вт

700Вт

1000Вт

125Вт

125Вт

125Вт

Диаметр

76мм

91мм

122мм

152мм

167мм

76мм

70мм

76 мм

Длина, мм

178

228

292

357

411

177

170

173

Цоколь, тип

Е27

Е40

Е27

Напряжение горения, В

125

130

135

140

145

125

125

125

Эксплуатация, час

12000

15000

20000

18000

20000

24000

16000

Поток света, Лм

5900

13500

24000

41000

59000

6200

6300

6200

Встроенный балласт

нет

 

нет

Производитель

Лисма – г. Саранск \ ГРЛ – г. Полтава

Phoenix

Osram

Philips

Из таблицы видно, что существуют аналоги иностранного производства. И произвести замену – не проблема, так как основные характеристики и габариты сходны. Обычно зарубежные ДРЛ имеют чуть больший световой поток и время службы.

Маркировка

ДРЛ-

125

ДРЛ-

250

ДРЛ-

400

ДРЛ-

700

ДРЛ-

1000

Мощность

125 Вт

250 Вт

400 Вт

700 Вт

1000 Вт

Диаметр*

76 мм

91 мм

122 мм

152 мм

167 мм

Длинна*

178 мм

228 мм

292 мм

357 мм

411 мм

Цоколь,тип

E27

E40

Срок службы*

12000

15000

20000

18000

Световой поток*

5900

13500

24000

41000

59000

*Характеристики могут меняться в зависимости от производителя. В данной таблице представлена наиболее популярная марка (Лисма)

Достоинства и недостатки

Как и любой источник света, ДРЛ имеют свои положительные стороны. Но негативных сторон, к сожалению, больше.

Плюсы

  • Большая светоотдача.
  • Большая мощность (основной плюс).
  • Малые габариты корпуса.
  • Малая цена (в сравнении со светодиодной продукцией).
  • Небольшое энергопотребление.
  • Срок эксплуатации – до 12 тысяч часов. Этот параметр определяется качеством изготовления. Не все компании-изготовители тщательно контролируют процесс. Особенно это касается новых китайских фирм.

Минусы

  • Наличие ртути.
  • Долгое время выхода на режим.
  • Прогретую лампу не запустить до остывания. Это примерно пятнадцать минут.
  • Чувствительность к броскам напряжения (отклонение напряжения на 15 процентов вызывает изменение яркости до 30 процентов).
  • Чувствительность к температуре окружающей среды. Чем холоднее, тем больше время выхода на штатный режим работы.
  • Пульсация света и низкая цветопередача (Ra не более 50, комфортно от 80).
  • Очень сильный нагрев.
  • Необходимость специальных термостойких проводов и патронов.
  • Необходимость ПРА.
  • Осветитель ДРЛ издает жужжащий звук.
  • При работе формируется озон. По санитарным нормам должна присутствовать вентиляция.
  • Все дуговые лампы несовместимы с димерами – устройствами плавной регулировки освещенности.
  • В процессе эксплуатация люминофорный слой деградирует, световой поток ослабевает, спектр свечения отклоняется от эталонного. К концу срока эксплуатации теряют до пятидесяти процентов светового потока.
  • При работе возможно мерцание.
  • На постоянном токе работа невозможна.

Если Вы еще планируете использовать ДРЛ для освещения, то желательно воздержаться от приобретения дешевых ламп неизвестного происхождения.

В странах Европы лидирующие позиции по качеству изготовления осветительных приборов по-прежнему удерживают Osram и Philips.

Развитие технологии

Технология также совершенствовалась. Сейчас выпускаются металлогалоидные лампы. В них добавлены соединения йода и других металлов для улучшения видимого излучения и цвета.

Были создана новая разновидность – ДРВ. Это гибрид классической лампы накаливания и ДРЛ. В них добавлена нить из вольфрама. Она играет роль ограничивающего резистора и источника излучения одновременно. Резистор, как правило, угольный. Здесь – из тугоплавкого вольфрама. Такое конструкторское решение позволило отказаться от использования дросселя. Эту лампу подключают как обычную лампу накаливания – дополнительной пускорегулирующей аппаратуры она не требует.

Выводы

Так как скоро ДРЛ будет повсеместно запрещено, уже пришло время выбрать им альтернативу.

Эти лампы довольно долго использовались, но их история уже завершается.

В настоящее время, они активно вытесняются светодиодной продукцией. Экономически светодиодное освещение окупается в первый же год эксплуатации. Применение ДРЛ можно обосновать только сомнительной экономической целесообразностью – низкой ценой на момент приобретения.

24 сентября 2014 года Российская Федерация подписала Минаматскую конвенцию по ртути. С 2020 года законодательно запрещен импорт, экспорт ртутьсодержащих приборов. Ртутные лампы подпадают под действие этого документа.

 

Газоразрядные лампы, балласты и светильники

Для многих натриевых ламп требуется только пусковой импульс высокого напряжения при условии балластами для питания таких ламп.

Работа газоразрядных ламп на постоянном токе

Иногда можно запустить газоразрядную лампу на постоянном токе. Есть два Возможные причины:
  • Доступен только источник постоянного тока.
  • Для уменьшения мерцания. Иногда лампа работает по-разному для электричество течет в одном направлении, чем в другом. В дополнение положительные и отрицательные концы дуги могут составлять различное количество свет, в результате чего частота мерцания равна частоте переменного тока, а не удвоенная частота переменного тока.

    Тем не менее, конец мерцания обычно не имеет значения. В HID лампах Общий размер дуги, как правило, небольшой. Только если у светильника есть отражатель что заставляет некоторые области получать свет только с одного конца дуги должно закончиться мерцание быть значительным. В большинстве люминесцентных ламп светильники, трубки, как правило, в последовательных парах с двумя трубками в любом пара ориентирована в противоположных направлениях. Как правило, это уменьшает мерцание конца эффекты, особенно в светильниках с рассеивающими линзами.

    Луковицы должны работать достаточно близко, чтобы одинаково в обоих направлениях, если лампочка близится к концу своей жизни. В таком случае один электрод достаточно ухудшается, чтобы повлиять на производительность раньше, чем другие. Тем не мение, как правило, это указывает на необходимость замены лампы, а не пытаться чтобы оно мерцало меньше.

Если вы хотите выпрямить переменный ток, чтобы обеспечить лампу постоянным током, используйте мост выпрямитель после балласта. Большинство балластов, включая все «железные» типы, для работы требуется переменный ток с надлежащим напряжением и частотой.Делайте это только если только два провода питают лампочку. В противном случае диоды в мостовом выпрямителе могут короткие части балласта друг к другу, по крайней мере, для половины цикла переменного тока. Проблемы могут также возникнуть с люминесцентными балластами с нитью намотки. Только полностью изолированные обмотки накала или отдельные трансформаторы накаливания следует использовать, если вы исправите выход балласта с обмотками накаливания. Кроме того, мостовой выпрямитель должен выдерживать пиковое напряжение, обеспечиваемое балласт.

Если источник питания постоянного тока адекватного напряжения, вам нужен резисторный балласт или электронный балласт, специально предназначенный для запуска вашей лампы от доступное напряжение постоянного тока.«Железные» балласты ограничивают ток только при использовании с AC. Люминесцентные лампы подогрева работают от источников постоянного тока и без специальные балласты нужны как обычный «железный» балласт, чтобы обеспечить пусковой «кик» и резистор для ограничения тока.

Кроме того, большинство газоразрядных ламп только частично совместимы с постоянным током, и некоторые не совместимы вообще.

Ртутные и флуоресцентные лампы обычно работают на постоянном токе. Однако жизнь может быть несколько укорочен из-за неравномерного износа электрода.

Люминесцентные лампы могут стать тусклыми на одном конце с постоянным током. Так как пары ртути ионизируется легче, чем аргон, часть его существует в виде положительных ионов. это может привести к вытягиванию ртути к отрицательному концу трубки, в результате чего в нехватке ртути в положительном конце. Это больше проблема с трубы большей длины и меньшего диаметра.

Некоторые люминесцентные приборы, предназначенные для использования в местах с постоянным током, имеют специальные переключатели для изменения полярности при каждом запуске прибора.это уравновешивает износ электродов и уменьшает проблемы с распределением ртути.

Ртутные лампы обычно работают нормально с постоянным током, но некоторые могут только надежно работать правильно, если кончик основания отрицателен, а оболочка основания положительны. Это потому, что пусковой электрод делает свою работу лучше всего, когда он положительно.

Кроме того, если соседний основной электрод положительный, это может привести к пленка металлического конденсата, которая замыкает пусковой электрод к ближайшему главный электрод.Это может сделать некоторые бренды, модели и размеры ртути лампы не могут включиться после некоторого использования. Отрицательный главный электрод не будет выпустить столько испаренного материала электрода, так как материал электрода легко образует положительные ионы, заставляя пары материала электрода стремиться к конденсировать на электроде, а не конденсировать на соседних участках дуги труба.

Металлогалогенные и натриевые лампы не должны попадать на постоянный ток. Используйте их только с балласты, которые дают лампы переменного тока. В металлогалогенных лампах ионы от расплавленные галогенидные соли могут выщелачиваться в горячий кварц в присутствии постоянного тока электрическое поле.Это может вызвать деформации в кварцевой дуговой трубке. На на концах дуговой трубки может произойти электролиз, выделив химически компоненты реактивной галогенидной соли, которые могут повредить дуговую трубку или электроды. В результате дуговая трубка может треснуть.

Есть несколько специализированных металлогалогенных ламп, которые предназначены для работы на постоянном токе. Они часто имеют асимметричные электроды и / или короткие дуги. Эти Лампы часто также должны работать только в определенных положениях, и только с тип тока, для которого они были предназначены для достижения надлежащего распределение активных ингредиентов внутри дуговой трубки и для достижения надлежащего использование электрода.Например, некоторые из этих ламп могут работать неправильно или другой с AC.

В натриевых лампах высокого давления, которые содержат как натрий, так и ртуть, натрий образует положительные ионы легче, чем ртуть, и дрейфует к отрицательному электроду. Положительный конец может померкнуть от недостатка натрия. Кроме того, если какая-либо часть дуговой трубки заполнена смесь, содержащая избыток натрия и недостаток ртути, теплопроводность от этой части дуги до дуговой трубки будет увеличиваться.Кроме того, Горячая дуговая трубка может испытывать проблемы с электролизом с течением времени в присутствии ионы натрия и электрическое поле постоянного тока.

Натриевые лампы низкого давления не должны получать постоянный ток по тем же причинам. Натрий может дрейфовать к отрицательному концу дуговой трубки, и горячее стекло почти наверняка испытывают деструктивные проблемы электролиза при воздействии горячие ионы натрия или натрия и электрическое поле постоянного тока.

Ксеноновые лампы специального назначения, такие как ксеноновые и HMI

Обычные газоразрядные лампы общего назначения — это пары ртути, металлогалогенные лампы и натрий высокого давления.Вы можете получить их в домашних центрах, хотя обычно только в мощностях до 400 ватт. Эти версии HID ламп оптимизирован для высокой эффективности, длительного срока службы и минимизации производства Стоимость.

Тем не менее, яркость поверхности дуги этих ламп примерно равна яркость поверхности ламп накаливания и общего назначения галогенные лампы накаливания. Для некоторых приложений, таких как эндоскопия и кино проекция, необходимо иметь гораздо более концентрированный источник света. Это где специализированные лампы HID, такие как лампы с короткой дугой и лампы HMI заходи.

Короткие дуговые лампы состоят из примерно сферической кварцевой колбы с двумя тяжелыми Рабочие электроды располагались на концах всего в нескольких миллиметрах. Лампочка может содержать ксенон или ртуть или оба. Ртутные лампы с короткой дугой имеют Заполнение аргоном для дуги, чтобы начать.

В лампе с короткой дугой дуга мала и чрезвычайно интенсивна. Сила вход составляет не менее нескольких сотен и более, как правило, несколько тысяч ватт на сантиметр длины дуги. Рабочее давление в колбе очень высокий — иногда до 20 атмосфер, чаще от 50 до более 100 атмосфер.Эти лампы представляют опасность взрыва!

Ртутные лампы с короткой дугой используются, когда компактный интенсивный источник необходимо или там, где нельзя получить пусковые импульсы высокого напряжения, необходимые для ксеноновых ламп с короткой дугой. Ртутные лампы с короткой дугой немного больше эффективнее ксеноновых. Давление в ртутной короткой дуговой лампе не должны быть такими же высокими для хорошей эффективности, как в ксеноновом, но все еще огромно.

Ксеноновые лампы с короткой дугой встречаются чаще, чем ртутные, так как они не требуется время, чтобы нагреться, как это делают ртутные лампы, и иметь дневной свет спектр.Недостатком ксенона является требование очень высокого Напряжение пускового импульса — иногда около 30 кВ!

Ксеноновые лампы с короткой дугой используются для кинопроекции, а иногда и для прожекторы. Меньше мощности используются в специализированных устройствах, таких как эндоскопы.

Лампы HMI — это металлогалогенные лампы с более компактной и интенсивной дугой. Дуга больше и менее интенсивна, чем у лампы с короткой дугой. типичный потребляемая мощность составляет сотни ватт на сантиметр длины дуги, но достигает несколько киловатт на сантиметр в самых больших.

Лампы HMI используются в некоторых прожекторах. Они используются в некоторых эндоскопах и проекционные приложения, где интенсивность дуги HMI является адекватной так как они стоят меньше и служат дольше и более эффективны, чем правда лампы с короткой дугой.

Существуют все виды HMI и аналогичные лампы, в том числе лампы HTI и лампы используются в спрятанных авто фарах.

HID Автомобильные фары

Сначала были газовые лампы, затем были электрические лампочки, затем загерметизированные луч, затем галоген.Теперь, будьте готовы к — барабанная дробь, пожалуйста! — высокая интенсивность газоразрядные лампы со сложными контроллерами. Высококачественные автомобили от такие производители, как BMW, Porsche, Audi, Lexus, а теперь и Lincoln, будут оснащены с новой технологией фар. Без сомнения, такие технологии будут постепенно найти свой путь в массовых автомобилях, а также в других областях применения для смертных.

Среди потенциальных преимуществ HID фар являются более высокая интенсивность, длительный срок службы, превосходный цвет и лучшая направленность:

  • Интенсивность света — Ксеноновые лампы примерно в 3 раза эффективнее галогенных лампы.Таким образом, даже когда эффективность преобразователя постоянного тока принимается принимая во внимание, что более низкая потребляемая мощность может привести к более яркие фары, чем это возможно с галогенными лампами. Это уменьшено питание также приводит к более прохладной работе и меньшему расходу заряда аккумулятора и генератор переменного тока.
  • Срок службы — срок службы лампы HID рассчитан на 2700 часов и более, и Таким образом, под бампером распространяется гарантия на бампер на 100 000 миль. Так как На практике HID лампа может пережить автомобиль.поскольку гарантийная замена фар оказывается значительным расходом, есть сильный стимул увидеть, как эта долгоживущая технология взлетела.
  • Спектральный выход — свет от лампы HID насыщен синим (и более как дневной свет) чем галогеновые лампочки. Оказывается, для повышения отражательной способности знаков и дорожной разметки.
  • Схема луча — небольшой размер дуги лампы HID позволяет оптическим система должна быть оптимизирована для более эффективного направления света туда, где он есть необходимо и не допустить его перетекания туда, где он не нужен.
Чтобы сделать это практичным — даже для Lexus за 40 000 $ — специальный DC-DC Конвертер чипов был разработан специально для автомобильной промышленности в уме. Они, наряду с горсткой других основных электронных компонентов, внедрить полную HID систему управления фарами.

Сама лампа HID по своей конструкции похожа на традиционные лампы HID: Два электрода запечатаны в кварцевую оболочку вместе со смесью твердых веществ, жидкости и газы. Когда холодно, эти материалы находятся в своем родном состоянии (при комнатной температуре), но в основном это газы, когда лампа горячая.начало из этих ламп может потребоваться до 20 кВ для зажигания дуги, но только от 50 до 150 В поддерживать это. Лампы могут быть рассчитаны на работу от переменного или постоянного тока. в зависимости от различных факторов, включая размер и форму электродов. Уникальный набор рабочих параметров балласта должен соответствовать каждой модели Спрятал лампочку.

Из всех проблем, которые нужно было решить, чтобы HID фары стали практичным (кроме стоимости) самым значительным было время прогрева. Как отмечено в разделе: «Технология ламп с высокой интенсивностью разряда (HID)», обычные HID лампы требуют периода прогрева за несколько минут до получается практически полная светоотдачаЭто, конечно, полностью неприемлемо для автомобильных фар как для холодного старта (представьте: «Дорогая, я должен идти готовить фары»), а также, когда они должны быть моргнула. Проблема прогрева была решена путем программирования контроллера обеспечить постоянную мощность лампы, а не более постоянный ток, который будет обеспечиваться традиционным балластом. С участием этот поворот наряду со специальной конструкцией лампы, лампа подходит как минимум 75% полной интенсивности менее чем за 2 секунды.Контроллер также обеспечивает возможность «горячего удара» для мигания (напомним, что лампы HID обычно не может быть перезапущен в горячем состоянии). Таким образом, перезапуск горячей лампы абсолютно мгновенная.

Пока эта технология только начинает появляться, ожидайте вторжения (без каламбура предназначен) в домашнем хозяйстве, офисе, магазине, фабрике и других областях и на работе освещение. Сочетание высокой эффективности, долгой жизни, желаемого спектрального характеристики, небольшой размер и надежность в твердом состоянии должны приводить к еще много приложений в ближайшем будущем.Почти мгновенный старт Эта возможность устраняет один из основных недостатков небольших HID-ламп.

Если у вас есть время и деньги, чтобы сэкономить:

(От: Деклан Хьюз ([email protected]).)

Проверьте: OSRAM Sylvania Products Inc.

У них есть «образец» для продажи по цене 250 долларов за одну лампу, включая 12 В постоянного тока. Электронный балласт. Общая мощность 42 Вт, мощность света 35 Вт, выходная мощность 3200/2800 лм (есть два типа, D2S и D2R), 2000 часов номинального срока службы, 91/80 лм / Вт световая отдача, 4250/4150 К, цветовая температура, 6500 кд / см ^ 2 в среднем яркость, 4.Длина дуги 2 мм, горизонтальное положение горения +/- 10 град., Светящийся поток через 1 сек. = 25%, макс. температура гнезда = 180 градусов C, любые ошибки мои.

Замена металлогалогенных ламп?

Следующее было вызвано запросом информации о замене (дорого) 250 Вт металлогалогенная лампа в видеопроекторе с чем-то еще.

Я не стал бы заменять эту лампу по многим причинам ниже:

Металлогалогенная лампа требует балласта. Балласт должен только запустить 250 Вт металлогалогенная лампа того же напряжения дуги.Тебе придется измерьте напряжение дуги самостоятельно после того, как лампа прогреется, и сделайте это не подвергая себя противному ультрафиолету, который излучают некоторые из этих вещей но который не проходит сквозь стекло. Напряжение дуги многих специализированных металлогалогенные лампы широко не публикуются и могут или не могут быть доступны от производителя лампы.

ВНИМАНИЕ: Напряжение удара на них может составлять несколько кВ, что, вероятно, сотрите свой мультиметр, если дуга выпадет, и попытайтесь перезапустить пока вы измеряете это! Либо рабочее, либо ударное напряжение может стирать, если вы вступаете в контакт с живыми терминалами! (Для специальных галогенидов металлов обычно требуется всего пара к нескольким кВ.Для ксеноновых металлогалогенных автомобильных ламп требуется от 6 до 12 кВ для удара и от 15 до 20 кВ для горячего перезапуска. Наихудшими являются ксенон с короткой дугой, который может использовать до 30 кВ или Больше.)

Большинство металлогалогенных ламп являются типами переменного тока, а некоторые — постоянного тока, и вы можете только используйте лампы переменного тока на выходных балластах переменного тока и лампы постоянного тока на выходных балластах постоянного тока. Различные металлогалогенные лампы могут иметь разные требования к пусковое напряжение тоже.

Если вы соответствуете напряжению дуги, типу AC / DC, и балласт запустит лампа, вы можете быть в бизнесе, но хорошие шансы нет.Много ламп проектора имеют особые требования к охлаждению, а некоторые имеют особую позицию горения требования. Металлогалогенные лампы могут преждевременно выйти из строя (возможно, насильственно!) если они перегреваются, кроме того, что не в цвете. Если они переохлаждены, они больше похож на ртутные лампы и будет не в цвете и будет иметь меньшую светоотдачу. Кроме того, некоторые металлогалогенные лампы имеют галогенный цикл в них, чтобы сохранить внутренняя поверхность колбы чистая, и это может не сработать, если лампа переохлаждение и нехватка химических веществ в колбе испаряется.Это также может привести к выходу лампы из строя.

Если альтернативная лампа работает удовлетворительно, дуга может быть в другом месте, чем у оригинальной лампы. Дуга может быть другая форма или размер, чем у оригинальной лампы. Это может повлиять на вашу проекцию. Ваша проекция может не получить много света или может есть подсветка только части картины.

Дуга может иметь другой цвет или спектр, который может повлиять на цветопередача того, что проецируется.Металлогалогенные дуги часто не однородного цвета, и если альтернативная лампа имеет менее однородный цвет дуги, чем оригинальная лампа, тогда ваши фотографии могут иметь странные цветовые оттенки в них.

Что касается использования галогена вместо галогенида металла? Вы получите меньше свет, а также проблемы с нитью, имеющей другую форму или размер, чем оригинальная металлогалогенная дуга. Скорее всего, накаливания больше или длиннее, чем дуга, и это уменьшит процент свет используется.Если вы попробуете взломать галогеновую лампу, вы почти наверняка придется обходить металлогалогенный балласт. И галоген лампы излучают больше инфракрасного излучения, чем металлогалогенные лампы одинаковой мощности — вы может привести к перегреву источника вашего изображения (например, ЖК-панели или прозрачности).

Я не рекомендовал бы заменять лампу проектора для всех этих причины. Это следует делать только на свой страх и риск и только теми, кто которые хорошо знакомы со всеми характеристиками ламп в вопрос — в том числе быть знакомым с требованиями позиции горения, требования к охлаждению, форма и размер области излучения света и т. д.

Лампы для проекторов в целом, и особенно специальные лампы HID, должны использоваться только в оборудовании, специально предназначенном для использования вопрос, или тех, кто знает об этих вещах достаточно хорошо, чтобы сделать их собственные балласты и знать другие грязные вещи об этих лампах. И Вы не можете сэкономить много, используя другую лампу — специализированный металлогалогенный лампы все дорогие.

И для любого, кто покупает любой проектор — посмотрите на цену, наличие и продолжительность жизни ламп!

Инвертор Джонатана 12 В для HID-ламп

Посмотрите Электронный Балласт Джонатана, чтобы Власть HID Лампы от 12 В постоянного тока для описания и схемы инвертора который будет управлять различными газоразрядными лампами высокой интенсивности от низкого напряжения ОКРУГ КОЛУМБИЯ.Или просто схема в схеме Джонатана Электронный балласт для питания ксеноновых ламп от 12 В постоянного тока.

Назад к FAQ по газоразрядной лампе Содержание.

Натриевые лампы низкого давления

(Отрывки из: Брюс Поттер ([email protected]))

Натриевые лампы низкого давления являются наиболее эффективными источниками видимого света в общего пользования. Эти лампы имеют световую отдачу до 180 люмен ватт.

Натриевая лампа низкого давления состоит из трубки, изготовленной из специальной устойчивой к натрию стекло, содержащее натрий и неоново-аргонную газовую смесь.Так как труба довольно большой и должен достигать температуры около 300 градусов по Цельсию, трубки согнут в плотную U-образную форму и заключен в вакуумную наружную колбу для сохранить тепло. В качестве дополнительной меры по сохранению тепла, внутренний поверхность внешней колбы покрыта материалом, который отражает инфракрасное излучение, но пропускает видимый свет Этот материал традиционно был оксидом олова или оксид индия.

Электроды намотаны вольфрамовой проволокой с термоэмиссионным излучением материал и чем-то напоминает электроды люминесцентных ламп.в отличие В большинстве люминесцентных ламп натриевые лампы низкого давления имеют только одну электрическую подключение к каждому электроду и электроды не могут быть предварительно нагреты.

Газовая смесь представляет собой смесь «Пеннинга», состоящую в основном из неона с небольшим количество аргона. В зависимости от того, кого вы слушаете, эта смесь составляет от 0,5 до 2 процент аргона, 98-99,5% неона. Более богатые аргоном смеси около 98-2 может быть предпочтительным сегодня, так как горячее стекло имеет некоторую способность поглощать аргон из электрический разряд низкого давления.В идеале смесь должна быть всего несколько десятые доли процента аргона, чтобы наиболее легко ионизироваться и делать гораздо больше легче, чем чистый неон или чистый аргон.

Значительный избыток натрия содержится в стеклянной дуговой трубке, так как стекло может поглощать или реагировать с некоторым количеством натрия. Давление паров натрия контролируется температура самых холодных частей дуговой трубки. когда дуговая трубка достигает надлежащей температуры, дальнейшее нагревание уменьшается эффективность лампы в производстве света вместо тепла.

Дуговая трубка имеет углубления, которые обычно немного холоднее, чем Остальная часть дуговой трубки. Это заставляет металлический натрий накапливаться в ямочках вместо того, чтобы покрывать большую часть дуговой трубки и блокировать свет.

Для разогрева натриевой лампы низкого давления обычно требуется от 5 до 10 минут.

Свет низкого давления натрия состоит почти полностью из оранжево-желтого Натриевые линии 589,0 и 589,6 нм. Этот свет в основном однотонный оранжево-желтый цвет.Этот монохроматический свет вызывает резкое отсутствие цвета исполнение — все выходит в оранжево-желтой версии черное и белое! Это может вызвать путаницу на парковках, так как автомобили стать более похожим по цвету.

Некоторые в основном красные и красноватые цвета флуоресцентных чернил, красителей и красок могут флуоресцентный красный до красно-оранжевого от желтого натриевого света, и они будут стоять в натриевом свете с цветом, отличным от цвета в натриевом свете.

Еще один недостаток света натрия низкого давления в том, что многие объекты выглядеть темнее, чем с таким же количеством другого света.Красный зеленый, и синие объекты выглядят темными под натриевым светом низкого давления. Большинство других источники света цвета, подобного натрию, такие как «жучки», имеют значительный красный цвет и зеленый вывод и будет визуализировать красные и зеленые объекты, по крайней мере, несколько как обычно.



Газоразрядные лампы, балласты и светильники

Для многих натриевых ламп требуется только пусковой импульс высокого напряжения при условии балластами для питания таких ламп.

Работа газоразрядных ламп на постоянном токе

Иногда можно запустить газоразрядную лампу на постоянном токе. Есть два Возможные причины:
  • Доступен только источник постоянного тока.
  • Для уменьшения мерцания. Иногда лампа работает по-разному для электричество течет в одном направлении, чем в другом. В дополнение положительные и отрицательные концы дуги могут составлять различное количество свет, в результате чего частота мерцания равна частоте переменного тока, а не удвоенная частота переменного тока.

    Тем не менее, конец мерцания обычно не имеет значения. В HID лампах Общий размер дуги, как правило, небольшой. Только если у светильника есть отражатель что заставляет некоторые области получать свет только с одного конца дуги должно закончиться мерцание быть значительным. В большинстве люминесцентных ламп светильники, трубки, как правило, в последовательных парах с двумя трубками в любом пара ориентирована в противоположных направлениях. Как правило, это уменьшает мерцание конца эффекты, особенно в светильниках с рассеивающими линзами.

    Луковицы должны работать достаточно близко, чтобы одинаково в обоих направлениях, если лампочка близится к концу своей жизни. В таком случае один электрод достаточно ухудшается, чтобы повлиять на производительность раньше, чем другие. Тем не мение, как правило, это указывает на необходимость замены лампы, а не пытаться чтобы оно мерцало меньше.

Если вы хотите выпрямить переменный ток, чтобы обеспечить лампу постоянным током, используйте мост выпрямитель после балласта. Большинство балластов, включая все «железные» типы, для работы требуется переменный ток с надлежащим напряжением и частотой.Делайте это только если только два провода питают лампочку. В противном случае диоды в мостовом выпрямителе могут короткие части балласта друг к другу, по крайней мере, для половины цикла переменного тока. Проблемы могут также возникнуть с люминесцентными балластами с нитью намотки. Только полностью изолированные обмотки накала или отдельные трансформаторы накаливания следует использовать, если вы исправите выход балласта с обмотками накаливания. Кроме того, мостовой выпрямитель должен выдерживать пиковое напряжение, обеспечиваемое балласт.

Если источник питания постоянного тока адекватного напряжения, вам нужен резисторный балласт или электронный балласт, специально предназначенный для запуска вашей лампы от доступное напряжение постоянного тока.«Железные» балласты ограничивают ток только при использовании с AC. Люминесцентные лампы подогрева работают от источников постоянного тока и без специальные балласты нужны как обычный «железный» балласт, чтобы обеспечить пусковой «кик» и резистор для ограничения тока.

Кроме того, большинство газоразрядных ламп только частично совместимы с постоянным током, и некоторые не совместимы вообще.

Ртутные и флуоресцентные лампы обычно работают на постоянном токе. Однако жизнь может быть несколько укорочен из-за неравномерного износа электрода.

Люминесцентные лампы могут стать тусклыми на одном конце с постоянным током. Так как пары ртути ионизируется легче, чем аргон, часть его существует в виде положительных ионов. это может привести к вытягиванию ртути к отрицательному концу трубки, в результате чего в нехватке ртути в положительном конце. Это больше проблема с трубы большей длины и меньшего диаметра.

Некоторые люминесцентные приборы, предназначенные для использования в местах с постоянным током, имеют специальные переключатели для изменения полярности при каждом запуске прибора.это уравновешивает износ электродов и уменьшает проблемы с распределением ртути.

Ртутные лампы обычно работают нормально с постоянным током, но некоторые могут только надежно работать правильно, если кончик основания отрицателен, а оболочка основания положительны. Это потому, что пусковой электрод делает свою работу лучше всего, когда он положительно.

Кроме того, если соседний основной электрод положительный, это может привести к пленка металлического конденсата, которая замыкает пусковой электрод к ближайшему главный электрод.Это может сделать некоторые бренды, модели и размеры ртути лампы не могут включиться после некоторого использования. Отрицательный главный электрод не будет выпустить столько испаренного материала электрода, так как материал электрода легко образует положительные ионы, заставляя пары материала электрода стремиться к конденсировать на электроде, а не конденсировать на соседних участках дуги труба.

Металлогалогенные и натриевые лампы не должны попадать на постоянный ток. Используйте их только с балласты, которые дают лампы переменного тока. В металлогалогенных лампах ионы от расплавленные галогенидные соли могут выщелачиваться в горячий кварц в присутствии постоянного тока электрическое поле.Это может вызвать деформации в кварцевой дуговой трубке. На на концах дуговой трубки может произойти электролиз, выделив химически компоненты реактивной галогенидной соли, которые могут повредить дуговую трубку или электроды. В результате дуговая трубка может треснуть.

Есть несколько специализированных металлогалогенных ламп, которые предназначены для работы на постоянном токе. Они часто имеют асимметричные электроды и / или короткие дуги. Эти Лампы часто также должны работать только в определенных положениях, и только с тип тока, для которого они были предназначены для достижения надлежащего распределение активных ингредиентов внутри дуговой трубки и для достижения надлежащего использование электрода.Например, некоторые из этих ламп могут работать неправильно или другой с AC.

В натриевых лампах высокого давления, которые содержат как натрий, так и ртуть, натрий образует положительные ионы легче, чем ртуть, и дрейфует к отрицательному электроду. Положительный конец может померкнуть от недостатка натрия. Кроме того, если какая-либо часть дуговой трубки заполнена смесь, содержащая избыток натрия и недостаток ртути, теплопроводность от этой части дуги до дуговой трубки будет увеличиваться.Кроме того, Горячая дуговая трубка может испытывать проблемы с электролизом с течением времени в присутствии ионы натрия и электрическое поле постоянного тока.

Натриевые лампы низкого давления не должны получать постоянный ток по тем же причинам. Натрий может дрейфовать к отрицательному концу дуговой трубки, и горячее стекло почти наверняка испытывают деструктивные проблемы электролиза при воздействии горячие ионы натрия или натрия и электрическое поле постоянного тока.

Ксеноновые лампы специального назначения, такие как ксеноновые и HMI

Обычные газоразрядные лампы общего назначения — это пары ртути, металлогалогенные лампы и натрий высокого давления.Вы можете получить их в домашних центрах, хотя обычно только в мощностях до 400 ватт. Эти версии HID ламп оптимизирован для высокой эффективности, длительного срока службы и минимизации производства Стоимость.

Тем не менее, яркость поверхности дуги этих ламп примерно равна яркость поверхности ламп накаливания и общего назначения галогенные лампы накаливания. Для некоторых приложений, таких как эндоскопия и кино проекция, необходимо иметь гораздо более концентрированный источник света. Это где специализированные лампы HID, такие как лампы с короткой дугой и лампы HMI заходи.

Короткие дуговые лампы состоят из примерно сферической кварцевой колбы с двумя тяжелыми Рабочие электроды располагались на концах всего в нескольких миллиметрах. Лампочка может содержать ксенон или ртуть или оба. Ртутные лампы с короткой дугой имеют Заполнение аргоном для дуги, чтобы начать.

В лампе с короткой дугой дуга мала и чрезвычайно интенсивна. Сила вход составляет не менее нескольких сотен и более, как правило, несколько тысяч ватт на сантиметр длины дуги. Рабочее давление в колбе очень высокий — иногда до 20 атмосфер, чаще от 50 до более 100 атмосфер.Эти лампы представляют опасность взрыва!

Ртутные лампы с короткой дугой используются, когда компактный интенсивный источник необходимо или там, где нельзя получить пусковые импульсы высокого напряжения, необходимые для ксеноновых ламп с короткой дугой. Ртутные лампы с короткой дугой немного больше эффективнее ксеноновых. Давление в ртутной короткой дуговой лампе не должны быть такими же высокими для хорошей эффективности, как в ксеноновом, но все еще огромно.

Ксеноновые лампы с короткой дугой встречаются чаще, чем ртутные, так как они не требуется время, чтобы нагреться, как это делают ртутные лампы, и иметь дневной свет спектр.Недостатком ксенона является требование очень высокого Напряжение пускового импульса — иногда около 30 кВ!

Ксеноновые лампы с короткой дугой используются для кинопроекции, а иногда и для прожекторы. Меньше мощности используются в специализированных устройствах, таких как эндоскопы.

Лампы HMI — это металлогалогенные лампы с более компактной и интенсивной дугой. Дуга больше и менее интенсивна, чем у лампы с короткой дугой. типичный потребляемая мощность составляет сотни ватт на сантиметр длины дуги, но достигает несколько киловатт на сантиметр в самых больших.

Лампы HMI используются в некоторых прожекторах. Они используются в некоторых эндоскопах и проекционные приложения, где интенсивность дуги HMI является адекватной так как они стоят меньше и служат дольше и более эффективны, чем правда лампы с короткой дугой.

Существуют все виды HMI и аналогичные лампы, в том числе лампы HTI и лампы используются в спрятанных авто фарах.

HID Автомобильные фары

Сначала были газовые лампы, затем были электрические лампочки, затем загерметизированные луч, затем галоген.Теперь, будьте готовы к — барабанная дробь, пожалуйста! — высокая интенсивность газоразрядные лампы со сложными контроллерами. Высококачественные автомобили от такие производители, как BMW, Porsche, Audi, Lexus, а теперь и Lincoln, будут оснащены с новой технологией фар. Без сомнения, такие технологии будут постепенно найти свой путь в массовых автомобилях, а также в других областях применения для смертных.

Среди потенциальных преимуществ HID фар являются более высокая интенсивность, длительный срок службы, превосходный цвет и лучшая направленность:

  • Интенсивность света — Ксеноновые лампы примерно в 3 раза эффективнее галогенных лампы.Таким образом, даже когда эффективность преобразователя постоянного тока принимается принимая во внимание, что более низкая потребляемая мощность может привести к более яркие фары, чем это возможно с галогенными лампами. Это уменьшено питание также приводит к более прохладной работе и меньшему расходу заряда аккумулятора и генератор переменного тока.
  • Срок службы — срок службы лампы HID рассчитан на 2700 часов и более, и Таким образом, под бампером распространяется гарантия на бампер на 100 000 миль. Так как На практике HID лампа может пережить автомобиль.поскольку гарантийная замена фар оказывается значительным расходом, есть сильный стимул увидеть, как эта долгоживущая технология взлетела.
  • Спектральный выход — свет от лампы HID насыщен синим (и более как дневной свет) чем галогеновые лампочки. Оказывается, для повышения отражательной способности знаков и дорожной разметки.
  • Схема луча — небольшой размер дуги лампы HID позволяет оптическим система должна быть оптимизирована для более эффективного направления света туда, где он есть необходимо и не допустить его перетекания туда, где он не нужен.
Чтобы сделать это практичным — даже для Lexus за 40 000 $ — специальный DC-DC Конвертер чипов был разработан специально для автомобильной промышленности в уме. Они, наряду с горсткой других основных электронных компонентов, внедрить полную HID систему управления фарами.

Сама лампа HID по своей конструкции похожа на традиционные лампы HID: Два электрода запечатаны в кварцевую оболочку вместе со смесью твердых веществ, жидкости и газы. Когда холодно, эти материалы находятся в своем родном состоянии (при комнатной температуре), но в основном это газы, когда лампа горячая.начало из этих ламп может потребоваться до 20 кВ для зажигания дуги, но только от 50 до 150 В поддерживать это. Лампы могут быть рассчитаны на работу от переменного или постоянного тока. в зависимости от различных факторов, включая размер и форму электродов. Уникальный набор рабочих параметров балласта должен соответствовать каждой модели Спрятал лампочку.

Из всех проблем, которые нужно было решить, чтобы HID фары стали практичным (кроме стоимости) самым значительным было время прогрева. Как отмечено в разделе: «Технология ламп с высокой интенсивностью разряда (HID)», обычные HID лампы требуют периода прогрева за несколько минут до получается практически полная светоотдачаЭто, конечно, полностью неприемлемо для автомобильных фар как для холодного старта (представьте: «Дорогая, я должен идти готовить фары»), а также, когда они должны быть моргнула. Проблема прогрева была решена путем программирования контроллера обеспечить постоянную мощность лампы, а не более постоянный ток, который будет обеспечиваться традиционным балластом. С участием этот поворот наряду со специальной конструкцией лампы, лампа подходит как минимум 75% полной интенсивности менее чем за 2 секунды.Контроллер также обеспечивает возможность «горячего удара» для мигания (напомним, что лампы HID обычно не может быть перезапущен в горячем состоянии). Таким образом, перезапуск горячей лампы абсолютно мгновенная.

Пока эта технология только начинает появляться, ожидайте вторжения (без каламбура предназначен) в домашнем хозяйстве, офисе, магазине, фабрике и других областях и на работе освещение. Сочетание высокой эффективности, долгой жизни, желаемого спектрального характеристики, небольшой размер и надежность в твердом состоянии должны приводить к еще много приложений в ближайшем будущем.Почти мгновенный старт Эта возможность устраняет один из основных недостатков небольших HID-ламп.

Если у вас есть время и деньги, чтобы сэкономить:

(От: Деклан Хьюз ([email protected]).)

Проверьте: OSRAM Sylvania Products Inc.

У них есть «образец» для продажи по цене 250 долларов за одну лампу, включая 12 В постоянного тока. Электронный балласт. Общая мощность 42 Вт, мощность света 35 Вт, выходная мощность 3200/2800 лм (есть два типа, D2S и D2R), 2000 часов номинального срока службы, 91/80 лм / Вт световая отдача, 4250/4150 К, цветовая температура, 6500 кд / см ^ 2 в среднем яркость, 4.Длина дуги 2 мм, горизонтальное положение горения +/- 10 град., Светящийся поток через 1 сек. = 25%, макс. температура гнезда = 180 градусов C, любые ошибки мои.

Замена металлогалогенных ламп?

Следующее было вызвано запросом информации о замене (дорого) 250 Вт металлогалогенная лампа в видеопроекторе с чем-то еще.

Я не стал бы заменять эту лампу по многим причинам ниже:

Металлогалогенная лампа требует балласта. Балласт должен только запустить 250 Вт металлогалогенная лампа того же напряжения дуги.Тебе придется измерьте напряжение дуги самостоятельно после того, как лампа прогреется, и сделайте это не подвергая себя противному ультрафиолету, который излучают некоторые из этих вещей но который не проходит сквозь стекло. Напряжение дуги многих специализированных металлогалогенные лампы широко не публикуются и могут или не могут быть доступны от производителя лампы.

ВНИМАНИЕ: Напряжение удара на них может составлять несколько кВ, что, вероятно, сотрите свой мультиметр, если дуга выпадет, и попытайтесь перезапустить пока вы измеряете это! Либо рабочее, либо ударное напряжение может стирать, если вы вступаете в контакт с живыми терминалами! (Для специальных галогенидов металлов обычно требуется всего пара к нескольким кВ.Для ксеноновых металлогалогенных автомобильных ламп требуется от 6 до 12 кВ для удара и от 15 до 20 кВ для горячего перезапуска. Наихудшими являются ксенон с короткой дугой, который может использовать до 30 кВ или Больше.)

Большинство металлогалогенных ламп являются типами переменного тока, а некоторые — постоянного тока, и вы можете только используйте лампы переменного тока на выходных балластах переменного тока и лампы постоянного тока на выходных балластах постоянного тока. Различные металлогалогенные лампы могут иметь разные требования к пусковое напряжение тоже.

Если вы соответствуете напряжению дуги, типу AC / DC, и балласт запустит лампа, вы можете быть в бизнесе, но хорошие шансы нет.Много ламп проектора имеют особые требования к охлаждению, а некоторые имеют особую позицию горения требования. Металлогалогенные лампы могут преждевременно выйти из строя (возможно, насильственно!) если они перегреваются, кроме того, что не в цвете. Если они переохлаждены, они больше похож на ртутные лампы и будет не в цвете и будет иметь меньшую светоотдачу. Кроме того, некоторые металлогалогенные лампы имеют галогенный цикл в них, чтобы сохранить внутренняя поверхность колбы чистая, и это может не сработать, если лампа переохлаждение и нехватка химических веществ в колбе испаряется.Это также может привести к выходу лампы из строя.

Если альтернативная лампа работает удовлетворительно, дуга может быть в другом месте, чем у оригинальной лампы. Дуга может быть другая форма или размер, чем у оригинальной лампы. Это может повлиять на вашу проекцию. Ваша проекция может не получить много света или может есть подсветка только части картины.

Дуга может иметь другой цвет или спектр, который может повлиять на цветопередача того, что проецируется.Металлогалогенные дуги часто не однородного цвета, и если альтернативная лампа имеет менее однородный цвет дуги, чем оригинальная лампа, тогда ваши фотографии могут иметь странные цветовые оттенки в них.

Что касается использования галогена вместо галогенида металла? Вы получите меньше свет, а также проблемы с нитью, имеющей другую форму или размер, чем оригинальная металлогалогенная дуга. Скорее всего, накаливания больше или длиннее, чем дуга, и это уменьшит процент свет используется.Если вы попробуете взломать галогеновую лампу, вы почти наверняка придется обходить металлогалогенный балласт. И галоген лампы излучают больше инфракрасного излучения, чем металлогалогенные лампы одинаковой мощности — вы может привести к перегреву источника вашего изображения (например, ЖК-панели или прозрачности).

Я не рекомендовал бы заменять лампу проектора для всех этих причины. Это следует делать только на свой страх и риск и только теми, кто которые хорошо знакомы со всеми характеристиками ламп в вопрос — в том числе быть знакомым с требованиями позиции горения, требования к охлаждению, форма и размер области излучения света и т. д.

Лампы для проекторов в целом, и особенно специальные лампы HID, должны использоваться только в оборудовании, специально предназначенном для использования вопрос, или тех, кто знает об этих вещах достаточно хорошо, чтобы сделать их собственные балласты и знать другие грязные вещи об этих лампах. И Вы не можете сэкономить много, используя другую лампу — специализированный металлогалогенный лампы все дорогие.

И для любого, кто покупает любой проектор — посмотрите на цену, наличие и продолжительность жизни ламп!

Инвертор Джонатана 12 В для HID-ламп

Посмотрите Электронный Балласт Джонатана, чтобы Власть HID Лампы от 12 В постоянного тока для описания и схемы инвертора который будет управлять различными газоразрядными лампами высокой интенсивности от низкого напряжения ОКРУГ КОЛУМБИЯ.Или просто схема в схеме Джонатана Электронный балласт для питания ксеноновых ламп от 12 В постоянного тока.

Назад к FAQ по газоразрядной лампе Содержание.

Натриевые лампы низкого давления

(Отрывки из: Брюс Поттер ([email protected]))

Натриевые лампы низкого давления являются наиболее эффективными источниками видимого света в общего пользования. Эти лампы имеют световую отдачу до 180 люмен ватт.

Натриевая лампа низкого давления состоит из трубки, изготовленной из специальной устойчивой к натрию стекло, содержащее натрий и неоново-аргонную газовую смесь.Так как труба довольно большой и должен достигать температуры около 300 градусов по Цельсию, трубки согнут в плотную U-образную форму и заключен в вакуумную наружную колбу для сохранить тепло. В качестве дополнительной меры по сохранению тепла, внутренний поверхность внешней колбы покрыта материалом, который отражает инфракрасное излучение, но пропускает видимый свет Этот материал традиционно был оксидом олова или оксид индия.

Электроды намотаны вольфрамовой проволокой с термоэмиссионным излучением материал и чем-то напоминает электроды люминесцентных ламп.в отличие В большинстве люминесцентных ламп натриевые лампы низкого давления имеют только одну электрическую подключение к каждому электроду и электроды не могут быть предварительно нагреты.

Газовая смесь представляет собой смесь «Пеннинга», состоящую в основном из неона с небольшим количество аргона. В зависимости от того, кого вы слушаете, эта смесь составляет от 0,5 до 2 процент аргона, 98-99,5% неона. Более богатые аргоном смеси около 98-2 может быть предпочтительным сегодня, так как горячее стекло имеет некоторую способность поглощать аргон из электрический разряд низкого давления.В идеале смесь должна быть всего несколько десятые доли процента аргона, чтобы наиболее легко ионизироваться и делать гораздо больше легче, чем чистый неон или чистый аргон.

Значительный избыток натрия содержится в стеклянной дуговой трубке, так как стекло может поглощать или реагировать с некоторым количеством натрия. Давление паров натрия контролируется температура самых холодных частей дуговой трубки. когда дуговая трубка достигает надлежащей температуры, дальнейшее нагревание уменьшается эффективность лампы в производстве света вместо тепла.

Дуговая трубка имеет углубления, которые обычно немного холоднее, чем Остальная часть дуговой трубки. Это заставляет металлический натрий накапливаться в ямочках вместо того, чтобы покрывать большую часть дуговой трубки и блокировать свет.

Для разогрева натриевой лампы низкого давления обычно требуется от 5 до 10 минут.

Свет низкого давления натрия состоит почти полностью из оранжево-желтого Натриевые линии 589,0 и 589,6 нм. Этот свет в основном однотонный оранжево-желтый цвет.Этот монохроматический свет вызывает резкое отсутствие цвета исполнение — все выходит в оранжево-желтой версии черное и белое! Это может вызвать путаницу на парковках, так как автомобили стать более похожим по цвету.

Некоторые в основном красные и красноватые цвета флуоресцентных чернил, красителей и красок могут флуоресцентный красный до красно-оранжевого от желтого натриевого света, и они будут стоять в натриевом свете с цветом, отличным от цвета в натриевом свете.

Еще один недостаток света натрия низкого давления в том, что многие объекты выглядеть темнее, чем с таким же количеством другого света.Красный зеленый, и синие объекты выглядят темными под натриевым светом низкого давления. Большинство других источники света цвета, подобного натрию, такие как «жучки», имеют значительный красный цвет и зеленый вывод и будет визуализировать красные и зеленые объекты, по крайней мере, несколько как обычно.



Электроразрядная лампа | прибор

Электрическая газоразрядная лампа , также называемая Vapor Lamp , осветительное устройство, состоящее из прозрачного контейнера, в котором газ находится под напряжением от приложенного напряжения и тем самым светится. Французский астроном Жан Пикард (1675) наблюдал слабое свечение в трубке ртутного барометра, когда она была взволнована, но причина свечения (статическое электричество) тогда не была понята. Трубка Гейсслера 1855 года, в которой газ под низким давлением светился при воздействии электрического напряжения, демонстрировала принцип работы газоразрядной лампы.После того, как практические генераторы были разработаны в 19 веке, многие экспериментаторы подали электрическую энергию на газовые трубки. Примерно с 1900 года в Европе и Соединенных Штатах использовались практичные электрические газоразрядные лампы. Французский изобретатель Жорж Клод был первым, кто использовал неоновый газ, около 1910 года. Пары ртути в неоновых лампах дают голубоватый свет; ртуть используется также в люминесцентных лампах и некоторых ультрафиолетовых лампах. Гелий в янтарном стекле светится золотом; синий свет в желтом стекле показывает зеленый цвет; комбинации газов дают белый свет.

Электрическая газоразрядная лампа Ксеноновая дуговая лампа с вольфрамовым анодом и катодом, окруженная ксеноновым газом в кварцевой оболочке, для создания яркого белого света для использования в кинопроекторах. Атлант

Британика Викторина

Электроника и гаджеты Викторина

Когда компакт-диск впервые появился на рынке?

Натриевая лампа, разработанная примерно в 1931 году в Европе, является хорошим источником света, если желтый цвет ее света приемлем.

Лампа накаливания, используемая в качестве индикатора или ночника, содержит небольшую лампу с высоким сопротивлением. Разница напряжений между пластинами на концах этой нити накала приводит к тому, что закрытый газ, обычно неон или аргон, слабо светится. Он потребляет мало энергии и длится долго. Поскольку тлеющий разряд имеет тенденцию поддерживать постоянное напряжение на лампе, его иногда используют в качестве регулятора напряжения. См. Также дуговая лампа; флюоресцентная лампа.

Газоразрядная лампа — Инфогалактика: планетарное ядро ​​знаний Бактерицидные лампы простые низкого давления разряды паров ртути в плавленый кварц конверт.

Газоразрядные лампы — это семейство искусственных источников света, которые генерируют свет, посылая электрический разряд через ионизированный газ — плазму. Как правило, такие лампы используют благородный газ; (аргон, неон, криптон и ксенон) или смесь этих газов. Некоторые включают дополнительные вещества, такие как галогениды ртути, натрия и металлов, которые испаряются во время запуска, чтобы стать частью газовой смеси.При работе газ ионизируется, и свободные электроны, ускоренные электрическим полем в трубке, сталкиваются с атомами газа. Некоторые электроны на атомных орбиталях этих атомов возбуждаются этими столкновениями в состояние с более высокой энергией. Когда возбужденный электрон возвращается в состояние с более низкой энергией, он излучает фотон света с характерной частотой. Цвет производимого света зависит от спектров излучения атомов, составляющих газ, а также от давления газа и других переменных.Газоразрядные лампы могут производить широкий спектр цветов. Некоторые лампы производят ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью флуоресцентного покрытия на внутренней стороне стеклянной поверхности лампы. Флуоресцентная лампа, пожалуй, самая известная газоразрядная лампа.

По сравнению с лампами накаливания газоразрядные лампы обладают более высокой эффективностью, чем [1] [2] , но они сложнее в изготовлении и требуют вспомогательного электронного оборудования, такого как балласты, для управления током, протекающим через газ.Некоторые газоразрядные лампы также имеют ощутимое время запуска для достижения полной светоотдачи. Тем не менее, благодаря своей большей эффективности, газоразрядные лампы заменяют лампы накаливания во многих применениях освещения.

История

История газоразрядных ламп началась в 1675 году, когда французский астроном Жан-Феликс Пикард заметил, что пустое пространство в его ртутном барометре светилось, когда ртуть колебалась, когда он нес барометр. [3] Следователи, включая Фрэнсиса Хоксби, пытались определить причину этого явления.Hauksbee впервые продемонстрировал газоразрядную лампу в 1705 году. Он показал, что эвакуированный или частично эвакуированный стеклянный шар, в который он поместил небольшое количество ртути, в то время как заряженный статическим электричеством, мог производить свет, достаточно яркий для чтения. Феномен электрической дуги был впервые описан русским ученым Василием Петровым в 1802 году; Сэр Хэмфри Дэви продемонстрировал в том же году электрическую дугу в Королевском институте Великобритании. С тех пор были исследованы разрядные источники света, потому что они создают свет из электричества значительно эффективнее, чем лампы накаливания.

Отцом газоразрядной трубки низкого давления был немецкий стеклодув Генрих Гайслер, который с 1857 года создавал красочные художественные трубки с холодным катодом, в которых различные газы светились разными цветами, называемые трубками Гайслера. Было обнаружено, что инертные газы, такие как благородные газы неон, аргон, криптон или ксенон, а также углекислый газ, хорошо работают в трубах. Эта технология была коммерциализирована французским инженером Жоржем Клодом в 1910 году и стала неоновым освещением, используемым в неоновых вывесках.

Введение лампы с металлическим паром, включая различные металлы внутри газоразрядной трубки, было более поздним достижением. Тепло газового разряда испаряло некоторую часть металла, и затем разряд производился почти исключительно за счет пара металла. Обычные металлы — это натрий и ртуть из-за их видимого спектрального излучения.

Сотни лет исследований привели к появлению ламп без электродов, которые вместо этого питаются от микроволновых или радиочастотных источников. Кроме того, были созданы источники света с гораздо меньшей мощностью, что расширяет возможности применения газоразрядного освещения для домашнего или внутреннего использования.

Цвет

Каждый газ, в зависимости от его атомной структуры, излучает определенные длины волн, свой спектр излучения, который определяет цвет света от лампы. В качестве способа оценки способности источника света воспроизводить цвета различных объектов, освещаемых источником, Международная комиссия по освещению (CIE) ввела индекс цветопередачи (CRI). Некоторые газоразрядные лампы имеют относительно низкий CRI, что означает, что цвета, которые они освещают, выглядят существенно отличающимися от того, как они делают под солнечным светом или другим освещением с высоким CRI.

Газ Цвет Spectrum Примечания Изображение
гелий от белого до оранжевого; при некоторых условиях может быть серым, синим или зелено-синим. Helium spectra.jpg Используется художниками для освещения специального назначения. Helium discharge tube.jpg
неон Красно-оранжевый Neon spectra.jpg Интенсивный свет. Часто используется в неоновых вывесках и неоновых лампах. Neon discharge tube.jpg
аргон Фиолетовый в бледно-лавандовый синий Argon Spectrum.png Часто используется вместе с парами ртути. Argon discharge tube.jpg
Криптон От серовато-белого до зеленого. При высоких пиковых токах, ярко-сине-белые. Krypton Spectrum.jpg Используется художниками для освещения специального назначения. Krypton discharge tube.jpg
ксенон Серый или сине-серый тусклый белый.При высоких пиковых токах очень ярко-зелено-синий. Xenon Spectrum.jpg Используется в фотовспышках, ксеноновых фарах HID и ксеноновых дуговых лампах. Xenon discharge tube.jpg
Азот Похож на аргон, но более тусклый, более розовый; при высоких пиковых токах ярко-сине-белый. Nitrogen Spectra.jpg Nitrogen discharge tube.jpg
Кислород Фиолетовый к лаванде, тусклее аргона Oxygen spectre.jpg Oxygen discharge tube.jpg
Водород Лаванда при слабых токах, от розового до пурпурного более 10 мА Hydrogen Spectra.jpg Hydrogen discharge tube.jpg
Водяной пар Аналог водорода, диммер
Углекислый газ От сине-белого до розового, при более низких токах ярче ксенона Используется в лазерах на углекислом газе. Carbon Dioxide Laser At The Laser Effects Test Facility.jpg
паров ртути Светло-синий, интенсивный ультрафиолет Mercury Spectra.jpg

Ультрафиолет не показан

В сочетании с люминофорами используется для создания множества цветов света. Широко используется в ртутных лампах. Mercury discharge tube.jpg
Пары натрия (низкое давление) Ярко-оранжево-желтый Sodium Spectra.jpg Широко используется в натриевых лампах. Lampe a vapeur de sodium.jpg

Типы

Лампы разделены на семейства в зависимости от давления газа в колбе ниже.Второе различие заключается в том, нагревается ли катод:

  • Лампы с горячим катодом имеют электроды, которые работают при высокой температуре, которые во время работы нагреваются током дуги в лампе. Тепло выбивает электроны из электродов за счет термоэлектронной эмиссии, которая помогает поддерживать дугу. Во многих типах электроды состоят из электрических нитей, изготовленных из тонкой проволоки, которые нагреваются отдельным током при запуске для запуска дуги.
  • Лампы с холодным катодом имеют электроды, которые работают при комнатной температуре.Чтобы запустить проводимость в лампе, необходимо приложить достаточно высокое напряжение (ударное напряжение) для ионизации газа, поэтому для запуска этих ламп требуется более высокое напряжение.

Газоразрядные лампы низкого давления

Лампы низкого давления имеют рабочее давление намного меньше атмосферного давления. Например, обычные люминесцентные лампы работают при давлении около 0,3% от атмосферного давления.

  • Люминесцентная лампа, лампа с подогревом и катодом, самая распространенная лампа для офисного освещения и многих других применений, вырабатывает до 100 люмен на ватт
  • Неоновое освещение, широко используемая форма специального освещения с холодным катодом, состоящее из длинных трубок, заполненных различными газами при низком давлении, возбуждаемых высоким напряжением, которое используется в качестве рекламы в неоновых вывесках.
  • Натриевые лампы низкого давления, наиболее эффективные газоразрядные лампы, производят до 200 люмен на ватт, но за счет очень плохой цветопередачи. Почти монохроматический желтый свет подходит только для уличного освещения и подобных применений.
  • Небольшая газоразрядная лампа, содержащая биметаллический переключатель, используется для запуска люминесцентной лампы. В этом случае тепло разряда используется для приведения в действие переключателя; стартер находится в непрозрачном корпусе, а малый выход света не используется.
  • Лампы непрерывного свечения производятся для специальных применений, где электроды могут быть обрезаны в форме буквенно-цифровых символов и фигурных форм. [4]
  • Мерцающая лампочка, мерцающая пламя или мерцающая лампа накаливания — это газоразрядная лампа, которая производит свет путем ионизации газа, обычно неона, смешанного с гелием и небольшим количеством газообразного азота, электрическим током, проходящим через два пламени в форме электродные экраны покрыты частично разложившимся азидом бария.Ионизированный газ перемещается случайным образом между двумя электродами, что создает эффект мерцания, часто продаваемый как наводящий на мысль о пламени свечи (см. Изображение). Патент США 3238408, Kayatt Philip J., «Flicker glow lights», выдан 1966-03-1

Газоразрядные лампы высокого давления

Лампы высокого давления имеют разряд, который происходит в газе при давлении немного ниже или выше атмосферного. Например, натриевая лампа высокого давления имеет дуговую трубку под давлением от 100 до 200 Торр, примерно от 14 до 28% от атмосферного давления; Некоторые автомобильные фары HID имеют атмосферное давление до 50 бар или в пятьдесят раз больше.

  • Металлогалогенные лампы. Эти лампы производят почти белый свет и достигают 100 люмен на ватт. Приложения включают внутреннее освещение высотных зданий, парковок, магазинов, спортивных площадок.
  • Натриевые лампы высокого давления, производящие до 150 люмен на ватт. Эти лампы производят более широкий спектр света, чем натриевые лампы низкого давления. Также используется для уличного освещения и для искусственной фотоассимиляции для выращивания растений
  • Ртутные лампы высокого давления.Этот тип лампы является самым старым типом лампы высокого давления, в большинстве случаев его заменяют металлогалогенные лампы и натриевые лампы высокого давления. Это требует меньшей длины дуги.

Газоразрядные лампы высокой интенсивности

Lampe a vapeur de sodium.jpg Основная статья: Высокоинтенсивная газоразрядная лампа

Лампа с высокой интенсивностью разряда (HID) — это тип электрической лампы, которая излучает свет посредством электрической дуги между вольфрамовыми электродами, помещенными в полупрозрачную или прозрачную плавленую кварцевую или плавленую дуговую трубку из оксида алюминия.По сравнению с лампами других типов для длины дуги существует относительно высокая мощность дуги. Примеры HID ламп включают в себя:

HID лампы обычно используются, когда требуется высокий уровень света и энергоэффективность.

Другие примеры

Основная статья: ксеноновая лампа

Ксеноновая импульсная лампа производит одну вспышку света в диапазоне миллисекунд-микросекунд и обычно используется в кино, фотографии и театральном освещении. Особенно надежные версии этой лампы, известные как стробоскопы, могут создавать длинные последовательности вспышек, что позволяет проводить стробоскопическое исследование движения.Это нашло применение при изучении механического движения, в медицине и при освещении танцевальных залов.

См. Также

Рекомендации

Дальнейшее чтение

  • Уэймут, Джон (1971). Электрические газоразрядные лампы . Кембридж, Массачусетс: М.И.Т. Нажмите. ISBN 0-262-23048-8 .
  • Национальное управление безопасности дорожного движения. «Блики от фар и других передних фонарей». Федеральный стандарт безопасности транспортных средств № 108 . Министерство транспорта США. Получено 2006-01-23.

Внешние ссылки

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *