Classificació de les fonts de llum. Part 2. Làmpades de descàrrega per a alta i baixa pressió

Classificació de les fonts de llum. Part 1. Llums incandescents i làmpades halògenes

Làmpades fluorescents

Les làmpades fluorescents són làmpades de descàrrega de gas de baixa pressió en les quals, com a resultat d'una descàrrega de gas, la radiació ultraviolada invisible per a l'ull humà es converteix en llum visible mitjançant un recobriment de fòsfor.

Les làmpades fluorescents són un tub cilíndric amb elèctrodes als quals es bombeja vapor de mercuri. Sota l'acció d'una descàrrega elèctrica, el vapor de mercuri emet raigs ultraviolats, que al seu torn fan que el fòsfor dipositat a les parets del tub emeti llum visible.

Les làmpades fluorescents proporcionen una llum suau i uniforme, però la distribució de la llum a l'espai és difícil de controlar a causa de la gran superfície de radiació. Les làmpades fluorescents lineals, d'anell, en forma d'U i compactes es diferencien en forma. Els diàmetres de canonades sovint es comenten en vuitens de polzada (per exemple, T5 = 5/8 « = 15,87 mm). En els catàlegs de làmpades, els diàmetres es donen normalment en mil·límetres, per exemple 16 mm per a les làmpades T5.La majoria de les làmpades són d'estàndard internacional. La indústria produeix unes 100 mides estàndard diferents de làmpades fluorescents d'ús general. Les làmpades més habituals amb una potència de 15, 20,30 W per a una tensió de 127 V i 40,80,125 W per a una tensió de 220 V. La durada mitjana de combustió de la làmpada és de 10.000 hores.

Les característiques físiques de les làmpades fluorescents depenen de la temperatura ambient. Això es deu al règim de temperatura característic de la pressió de vapor de mercuri a la làmpada. A baixes temperatures, la pressió és baixa, de manera que hi ha massa pocs àtoms que poden participar en el procés de radiació. A una temperatura massa elevada, l'alta pressió de vapor condueix a una autoabsorció cada cop més gran de la radiació UV produïda. A una temperatura de la paret del matràs d'aprox. Les làmpades a 40 °C aconsegueixen la màxima tensió de descàrrega d'espurna inductiva i, per tant, la màxima eficiència lumínica.

Avantatges de les làmpades fluorescents:

1. Alta eficiència lluminosa, arribant als 75 lm/W

2. Llarga vida útil, fins a 10.000 hores per a làmpades estàndard.

3. La capacitat de tenir fonts de llum de composició espectral diferent amb una millor representació del color per a la majoria dels tipus de làmpades incandescents

4. Lluminositat relativament baixa (tot i que crea enlluernament), que en alguns casos és un avantatge

Els principals desavantatges de les làmpades fluorescents:

1. Potència unitat limitada i grans dimensions per a una potència determinada

2. Complexitat relativa d'inclusió

3. Impossibilitat d'alimentar llums amb corrent continu

4. Dependència de les característiques de la temperatura ambient. Per a les làmpades fluorescents convencionals, la temperatura ambient òptima és de 18-25 C.Quan la temperatura es desvia de l'òptima, el flux lluminós i l'eficiència lluminosa es redueixen. A temperatures inferiors a +10 C no es garanteix l'encesa.

5. Pulsacions periòdiques del seu flux lumínic amb una freqüència igual al corrent elèctric de doble freqüència. L'ull humà no pot notar aquestes oscil·lacions de la llum a causa de la inèrcia visual, però si la freqüència de moviment de la peça coincideix amb la freqüència dels polsos de llum, pot semblar estacionari o girar lentament en sentit contrari a causa d'un efecte estroboscòpic. Per tant, a les instal·lacions industrials, les làmpades fluorescents s'han d'encendre en diferents fases del corrent trifàsic (la pulsació del flux lumínic serà en diferents semiperíodes).

Quan es marquen les làmpades fluorescents, s'utilitzen les lletres següents: L - fluorescent, D - llum del dia, B - blanc, HB - blanc fred, TB - blanc càlid, C - transmissió de la llum millorada, A - amalgama.

Si "torceu" el tub d'una làmpada fluorescent en una espiral, obtindreu una CFL, una làmpada fluorescent compacta. En els seus paràmetres, les CFL estan a prop de les làmpades fluorescents lineals (eficiència lluminosa de fins a 75 lm/W). Estan dissenyats principalment per substituir les làmpades incandescents en una gran varietat d'aplicacions.

Llums de mercuri d'arc (DRL)

Marcatge: D — arc R — mercuri L — làmpada B — s'encén sense llast

Llums fluorescents de mercuri d'arc (DRL)

Les làmpades fluorescents de quars de mercuri (DRL) consisteixen en una bombeta de vidre recoberta de fòsfor a l'interior i un tub de quars col·locat dins de la bombeta que s'omple de vapor de mercuri a alta pressió. Per mantenir l'estabilitat de les propietats del fòsfor, el bulb de vidre s'omple de diòxid de carboni.

Sota la influència de la radiació ultraviolada generada al tub de quars de mercuri, el fòsfor brilla, donant a la llum una certa tonalitat blavosa, distorsionant els veritables colors. Per eliminar aquest inconvenient, s'introdueixen components especials a la composició del fòsfor, que corregeixen parcialment el color; aquestes làmpades s'anomenen làmpades DRL amb correcció de crominància. La vida útil de les làmpades és de 7500 hores.

La indústria produeix làmpades amb una capacitat de 80.125.250.400.700.1000 i 2000 W amb un flux lluminós de 3200 a 50.000 lm.

Avantatges de les làmpades DRL:

1. Alta eficiència lluminosa (fins a 55 lm/W)

2. Llarga vida útil (10.000 hores)

3. Compactetat

4. No és crític per a les condicions ambientals (excepte temperatures molt baixes)

Desavantatges de les làmpades DRL:

1. El predomini de la part blava-verda en l'espectre de raigs, que comporta una reproducció cromàtica insatisfactòria, que exclou l'ús de làmpades en els casos en què els objectes de discriminació siguin rostres humans o superfícies pintades.

2. Capacitat de funcionar només amb corrent altern

3. La necessitat d'encendre a través d'un estrany de llast

4. Durada de l'encesa quan està encès (uns 7 minuts) i l'inici de la re-encesa, fins i tot després d'una interrupció molt curta de l'alimentació del llum només després de refredar-se (uns 10 minuts)

5. Flux lluminós polsant, superior al de les làmpades fluorescents

6. Reducció important del flux lumínic cap al final del servei

Làmpades d'halogenurs metàl·lics

Làmpades d'halogenur metàl·lic d'arc (DRI, MGL, HMI, HTI)

Marcatge: D - arc, R - mercuri, I - iodur.

Làmpades d'halogenurs metàl·lics -es tracta de làmpades de mercuri d'alta pressió amb addicions de iodurs metàl·lics o iodurs de terres rares (disprosi (Dy), holmi (Ho) i tuli (Tm), així com compostos complexos amb cesi (Cs) i halogenurs d'estany (Sn). Aquests compostos es descomponen a l'arc de descàrrega central i els vapors metàl·lics poden estimular l'emissió de llum la intensitat i la distribució espectral de la qual depenen de la pressió de vapor dels halogenurs metàl·lics.

Externament, les làmpades metal·logèniques es diferencien de les làmpades DRL en absència de fòsfor a la bombeta. Es caracteritzen per una alta eficiència lluminosa (fins a 100 lm / W) i una composició espectral significativament millor de la llum, però la seva vida útil és significativament més curta que la de les làmpades DRL i l'esquema de commutació és més complicat, ja que a més de asfixia de llast, conté un dispositiu d'encesa.

L'encesa freqüent a curt termini de làmpades d'alta pressió escurçarà la seva vida útil. Això s'aplica tant a l'arrencada en fred com en calent.

El flux lluminós pràcticament no depèn de la temperatura de l'entorn (fora de la llum). A temperatures ambient baixes (fins a -50 °C) s'han d'utilitzar dispositius d'encesa especials.

Làmpades HMI

Làmpades d'arc curt HTI: les làmpades d'halogenurs metàl·lics amb una càrrega de paret augmentada i una distància molt curta entre els elèctrodes tenen una eficiència lumínica i una reproducció del color encara més altes, cosa que, tanmateix, limita la seva vida útil. L'àrea d'aplicació principal de les làmpades HMI és la il·luminació escènica, l'endoscòpia, el cinema i el rodatge a la llum del dia (temperatura de color = 6000 K). La potència d'aquestes làmpades varia de 200 W a 18 kW.

S'han desenvolupat llums d'halogenur metàl·lic d'arc curt HTI amb petites distàncies entre elèctrodes amb finalitats òptiques. Són molt brillants. Per tant, s'utilitzen principalment per a efectes d'il·luminació, com ara fonts de llum posicionals i en endoscòpia.

Làmpades de sodi d'alta pressió (HPS).

Marcatge: D — arc; Na - sodi; T — tubular.

Les làmpades de sodi d'alta pressió (HPS) són un dels grups més eficients de fonts de radiació visible: tenen la major eficiència lluminosa entre totes les làmpades de descàrrega de gas conegudes (100-130 lm/W) i una lleugera reducció del flux lluminós amb un llarg vida útil. En aquestes làmpades, un tub de descàrrega d'alumini policristalí es col·loca dins d'un matràs cilíndric de vidre, que és inert al vapor de sodi i transmet bé la seva radiació. La pressió a la canonada és d'uns 200 kPa. Durada del treball - 10-15 mil hores. La llum extremadament groga i el corresponent índex de reproducció cromàtica baix (Ra = 25) permeten utilitzar-los en habitacions on hi hagi gent, només en combinació amb altres tipus de llums.

Làmpades de xenó (DKst)

Les làmpades de tub de xenó d'arc DKstT amb baixa eficiència lluminosa i vida útil limitada es distingeixen per la composició espectral de la llum més propera a la llum natural i la potència unitària més alta de totes les fonts de llum. El primer avantatge pràcticament no s'utilitza, ja que els llums no s'utilitzen a l'interior dels edificis, el segon determina el seu ampli ús per il·luminar grans espais oberts quan es munten sobre pals alts. Els inconvenients de les làmpades són pulsacions molt grans del flux de llum, un excés en l'espectre de raigs ultraviolats i la complexitat del circuit d'encesa.