Компактные люминесцентные лампы
Первоначальной целью выпуска компактных люминесцентных ламп являлась необходимость создания энергоэффективных ламп с относительно небольшим световым потоком для применения в бытовых осветительных приборах. Выпускаемые в настоящее время компактные люминесцентные лампы отличаются меньшими мощностями со шкалой мощностей от 5 до 105 Вт, с диапазоном светового потока от 200 лм и выше.
Конструктивно компактные (фигурные) лампы выпускаются для работы с выносным электромагнитным ПРА и с встроенным электронным ПРА и резьбовым цоколем типа Е27,Е40 что позволяет, непосредственно заменять лампы накаливания, не заменяя существующий осветительный прибор.
4. Разрядные лампы высокого давления Ртутные лампы высокого давления
Ртутные лампы высокого давления представляют собой трубку из кварцевого стекла. В торцы трубки впаяны активированные самокалящиеся вольфрамовые электроды (рис. 4.1). Внутрь трубки после тщательного удаления воздуха вводится строго дозированное количество ртути и аргон при давлении 1,5…3,0 кПа. Аргон служит для облегчения зажигания разряда и защиты электродов от распыления в начальной стадии разгорания лампы, так как при комнатной температуре давление паров ртути очень низкое (около 1 Па). В некоторых типах ламп кварцевая трубка помещается в стеклянную колбу.
Рис. 4.1. Лампа типа ДРЛ (в разрезе):
1 – внешняя стеклянная колба; 2 – слой люминофора; 3 – разрядная трубка из прозрачного кварцевого стекла; 4 – рабочий электрод; 5 – зажигающий электрод; 6 – ограничительные резисторы в цепи зажигающих электродов; 7– экран
После зажигания дугового разряда происходит нагревание разрядной трубки и испарение ртути. Давление паров ртути повышается, вместе с тем изменяются все характеристики разряда: растут напряжение на лампе, мощность, поток излучения и КПД. Этот процесс продолжается в течение 5…7 минут до тех пор, пока не испарится вся ртуть, после чего все характеристики стабилизируются.
Лампы типа ДРЛ (Д – дуговая, Р – ртутная, Л люминесцентная). Они представляют собой ртутную горелку в виде трубки из прозрачного кварцевого стекла, смонтированную в колбе из тугоплавкого стекла (рис. 4.1). Внутренняя поверхность стеклянной колбы покрыта тонким слоем порошкообразного люминофора. В качестве люминофора применяют главным образом фосфат-ванадат иттрия, активированный европием.
Колба лампы снабжена резьбовым цоколем.
Лампы типа ДРЛ выпускаются с горелками, имеющими кроме двух основных электродов еще два зажигающих электрода, служащих для облегчения зажигания разряда. Лампы включаются в электрическую сеть через дроссель.
Лампы ДРЛ характеризуется высокой светоотдачей и сроком службы в среднем 10000 ч. Световая отдача ламп ДРЛ составляет примерно для ДРЛ 250 - 54, ДРЛ400 – 60, ДРЛ700 – 58, ДРЛ1000 - 59 лм/Вт.
Спектр видимого излучения смещен в сторону ультрафиолетового излучения и поэтому эти лампы непригодны для освещения тех помещений, где работа связана с высокими требованиями по цветопередаче.
Металлогалогенные лампы
Устройство и принцип действия металлогалогенных ламп основан на том, что галогениды многих металлов испаряются легче, чем сами металлы, и не разрушают кварцевое стекло. Поэтому внутрь колб металлогалогенных ламп кроме ртути и аргона дополнительно вводятся различные химические элементы в виде их галоидных соединений, например, йод, бром, хлор. После зажигания разряда, когда достигается рабочая температура колбы, галогениды металлов частично переходят в парообразное состояние. Попадая в центральную зону разряда с температурой несколько тысяч градусов Кельвина, молекулы галогенидов диссоциируют на галоген и металл. Атомы металла возбуждаются и излучают характерные для них спектры. Диффундируя за пределы разрядного канала и попадая в зону с более низкой температурой вблизи стенок колбы, они воссоединяются в галогениды, которые вновь испаряются. Такой замкнутый цикл обеспечивает некоторые преимущества перед лампами ДРЛ: во-первых в разряде создается концентрация атомов металлов, дающих требуемый спектр излучения , так как при рабочей температуре кварцевой колбы 800…900С давление паров галогенидов многих металлов значительно выше, чем самих металлов, таких как таллий, индий, скандий, диспрозий и др. и во-вторых появляется возможность вводить в разряд щелочные металлы натрий, литий, цезий и другие агрессивные металы (например, кадмий, цинк), которые в чистом виде вызывают быстрое разрушение кварцевого стекла, а в виде галогенидов не вызывают такого разрушения.
Для общего освещения в настоящее время наиболее широкое распространение получили металлогалогенные лампы со следующими составами металлогалогенных добавок (кроме ртути и зажигающего газа): 1) иодиды натрия, таллия и индия; 2) иодиды натрия, скандия и тория. Лампы имеют спектр, состоящий из отдельных линий ртути и линий добавок, расположенных в различных областях спектра, благодаря чему удается сочетать высокую световую отдачу с приемлемым качеством цветопередачи.
а) б)
Рис. 4.2. Общий вид металлогалогенных ламп общего освещения:
а) – лампа 400 Вт в эллипсоидальной прозрачной колбе; б) – в цилиндрической прозрачной колбе
Металлогалогенные лампы для общего освещения типа ДРИ: Д – дуговая, Р – ртутная, И – с излучающими добавками. Лампы типа ДРИ по конструкции подобны лампам типа ДРЛ. В качестве внешней колбы обычно применяется стандартная внешняя колба ламп типа ДРЛ, но без люминофорного покрытия или специальная колба цилиндрической формы (рис. 4.2 а, б).
У ламп ДРИ Световая отдача и цветопередача дугового разряда ртути и световой спектр значительно улучшаются. Светоотдача ламп составляет примерно ДРИ 250 – 76, ДРИ400 – 87, ДРИ700 – 85, ДРИ1000 - 90 лм/Вт.
Световая отдача и более высокий индекс цветопередачи чем ламп ДРЛ, но срок службы ниже.