Газоразрядни лампи: видове, дизайн, как да изберем най-добрите

Искате ли да закупите газоразрядни лампи, за да създадете специална атмосфера в стаята си? Или търсите луковици, които да стимулират растежа на растенията във вашата оранжерия? Оборудването с икономични източници на светлина не само ще направи интериора по-привлекателен и ще помогне за отглеждането на растения, но и ще спести енергия. не е ли така

Ще ви помогнем да разберете гамата от газоразрядни осветителни тела. Статията разглежда техните характеристики, характеристики и обхват на приложение на електрически крушки с високо и ниско налягане. Подбрани са илюстрации и видеоклипове, за да ви помогнат да намерите най-добрия вариант за енергоспестяващи лампи.

Устройство и характеристики на газоразрядни лампи

Всички основни части на лампата са затворени в стъклена колба. Това е мястото, където възниква разрядът на електрически частици. Вътре може да има натриеви или живачни пари или някой от инертните газове.

Като газово пълнене се използват опции като аргон, ксенон, неон и криптон. По-популярни са продуктите, пълни с изпарен живак.

Основните компоненти на газоразрядна лампа са: кондензатор (1), стабилизатор на ток (2), превключващи транзистори (3), устройство за потискане на шума (4), транзистор (5)

Кондензаторът е отговорен за работата без мигане. Транзисторът има положителен температурен коефициент, което осигурява мигновено стартиране на GRL без трептене. Работата на вътрешната структура започва след генерирането на електрическо поле в газоразрядната тръба.

По време на процеса в газа се появяват свободни електрони. Сблъсквайки се с метални атоми, те го йонизират. При преминаване на отделни от тях се появява излишна енергия, генерираща източници на луминесценция - фотони. Електродът, който е източник на блясък, се намира в центъра на GRL. Цялата система е обединена от основа.

Лампата може да излъчва различни нюанси на светлината, които човек може да види – от ултравиолетова до инфрачервена. За да стане това възможно, вътрешността на колбата е покрита с луминисцентен разтвор.

Области на приложение на GRL

Газоразрядните лампи са търсени в различни области. Най-често те могат да бъдат намерени по улиците на града, в производствени цехове, магазини, офиси, гари и големи търговски центрове. Използват се и за осветяване на рекламни билбордове и фасади на сгради.

GRL се използват и в автомобилните фарове. Най-често това са лампи с висока светлинна ефективност - неонови модели. Някои автомобилни фарове са пълни с метални халогенни соли, ксенон.

Бяха определени първите газоразрядни осветителни устройства за превозни средства D1R, D1S. Следващия - D2R И D2S, Където С показва оптичен дизайн на прожектор и Р - рефлекс. GR крушки се използват и за фотография.

На снимката импулсни GRL, използвани за фотография: IFK120 (a), IKS10 (b), IFK2000 (c), IFK500 (d), ISSh15 (d), IFP4000 (d)

По време на снимане тези лампи ви позволяват да контролирате светлинния поток. Те са компактни, светли и икономични. Отрицателната точка е невъзможността за визуален контрол на светлината и сенките, които самият източник на светлина създава.

В селскостопанския сектор GRL се използват за облъчване на животни и растения и за стерилизиране и дезинфекция на продукти.За тази цел лампите трябва да имат дължини на вълните в подходящия диапазон.

Концентрацията на мощност на излъчване в този случай също е от голямо значение. Поради тази причина мощните продукти са най-подходящи.

Видове газоразрядни лампи

GRL са разделени на типове според вида на блясъка, такъв параметър като налягане, във връзка с целта на употреба. Всички те образуват специфичен светлинен поток. Въз основа на този признак те се разделят на:

• флуоресцентни устройства;
• газови разновидности;
• опции за индукция.

В първия от тях източникът на светлина са атоми, молекули или комбинации от тях, възбудени от разряд в газова среда.

Второ, луминофорите, газовият разряд активира фотолуминесцентния слой, покриващ колбата, в резултат на което осветителното устройство започва да излъчва светлина. Лампите от третия тип работят поради блясъка на електродите, нагрявани от газов разряд.

Ксеноновите лампи, предназначени за автомобилни фарове, са повече от два пъти по-ярки от техните халогенни аналогове по отношение на светлинна ефективност и яркост.

В зависимост от пълнежа устройства за електродъгов разряд разделени на живак, натрий, ксенон, металхалогенни лампи и други. Въз основа на налягането вътре в колбата се извършва тяхното по-нататъшно разделяне.

Започвайки от стойност на налягането 3x10⁴ и до 10⁶ Те се класифицират като лампи с високо налягане. Устройствата попадат в ниската категория със стойност на параметъра от 0,15 до 10⁴ татко Повече от 10⁶ Pa - изключително високо.

Тип #1 - лампи с високо налягане

RLVD се различават по това, че съдържанието на колбата е подложено на високо налягане. Те се характеризират с наличието на значителен светлинен поток, съчетан с ниска консумация на енергия. Обикновено това са живачни проби, така че най-често се използват за улично осветление.

Такива газоразрядни лампи имат солидна светлинна мощност и работят ефективно при лоши метеорологични условия, но не понасят добре ниските температури.

Има няколко основни категории лампи за високо налягане: DRT И DRL (живачна дъга), DRI - същото като DRL, но с йодиди и редица модификации, създадени на тяхна основа. Тази серия също включва натриева дъга (DNAT) И ДКсТ — дъгов ксенон.

Първата разработка е моделът DRT. В маркировката D означава дъга, символът P означава живак, а фактът, че този модел е тръбен, се обозначава с буквата T в маркировката. Визуално това е права тръба от кварцово стъкло. От двете страни има волфрамови електроди. Използва се в инсталации за облъчване. Вътре има малко живак и аргон.

По краищата на DRT лампата има скоби с държачи. Те са обединени от метална лента, предназначена да улесни запалването на лампата.

Лампата е свързана към мрежата последователно с дросел използвайки резонансна верига. Светлинният поток на DRT лампа се състои от 18% ултравиолетово лъчение и 15% инфрачервено лъчение. Същият процент е видимата светлина. Останалото са загуби (52%). Основното приложение е като надежден източник на ултравиолетова радиация.

За осветяване на места, където качеството на цветния изход не е много важно, се използват осветителни устройства DRL (живачна дъга). Тук практически няма ултравиолетова радиация. Инфрачервеното е 14%, видимото е 17%. Топлинните загуби са 69%.

Конструктивните характеристики на DRL лампите им позволяват да се запалват от 220 V без използване на импулсно запалително устройство с високо напрежение.Поради факта, че веригата съдържа дросел и кондензатор, колебанията в светлинния поток намаляват и факторът на мощността се увеличава.

Когато лампата е свързана последователно с индуктора, възниква тлеещ разряд между допълнителните електроди и основните съседни. Разрядната междина се йонизира и в резултат на това се появява разряд между основните волфрамови електроди. Работата на електродите за запалване спира.

DRL лампата включва: крушка (1), основни електроди (2), спомагателни електроди (3), резистори (4), горелка (кварцова тръба) (5), основа (6)

Горелките DRL обикновено имат четири електрода - два работещи, два запалващи. Вътрешността им е пълна с инертни газове с добавено количество живак към сместа им.

Металхалогенните лампи DRI също принадлежат към категорията на устройствата за високо налягане. Тяхната цветова ефективност и качество на цветопредаване са по-високи от предишните. Видът на емисионния спектър се влияе от състава на добавките. Формата на крушката, липсата на допълнителни електроди и фосфорно покритие са основните разлики между DRI лампите и DRL лампите.

Веригата, чрез която DRL е свързан към мрежата, съдържа IZU - устройство за импулсно запалване. Ламповите тръби съдържат компоненти, принадлежащи към халогенната група. Те подобряват качеството на видимия спектър.

Инертният газ в MGL колбата служи като буфер. Поради тази причина електрическият ток преминава през горелката дори когато тя е с ниска температура

Докато се затопля, както живакът, така и добавките се изпаряват, като по този начин се променя съпротивлението на лампата, светлинният поток, излъчващ спектъра. На базата на устройства от този тип са създадени DRIZ и DRISH. Първата от лампите се използва в прашни, влажни помещения, както и в сухи. Втората е покрита с цветни телевизионни кадри.

Най-ефективни са натриевите лампи HPS. Това се дължи на дължината на излъчваните вълни - 589 - 589,5 nm. Натриевите устройства с високо налягане работят при стойност на този параметър от около 10 kPa.

За газоразрядните тръби на такива лампи се използва специален материал - светлопропусклива керамика. Силикатното стъкло е неподходящо за тази цел, т.к натриевите пари са много опасни за него. Работните пари на натрий, въведени в колбата, имат налягане от 4 до 14 kPa. Характеризират се с нисък потенциал на йонизация и възбуждане.

Електрическите характеристики на натриевите лампи зависят от мрежовото напрежение и продължителността на работа. За продължително горене са необходими баласти

За да се компенсира загубата на натрий, която неизбежно възниква по време на процеса на горене, е необходим известен излишък от него. Това води до пропорционална зависимост на показателите за налягане на живака, натрия и температурата на студената точка. При последния се получава кондензация на излишната амалгама.

Когато лампата гори, продуктите от изпарението се утаяват по краищата й, което води до потъмняване на краищата на крушката. Процесът е придружен от повишаване на температурата на катода и повишаване на налягането на натрия и живака. В резултат на това потенциалът и напрежението на лампата се увеличават. При инсталиране на натриеви лампи баластите от DRL и DRI са неподходящи.

Тип #2 - лампи с ниско налягане

Във вътрешната кухина на такива устройства има газ под налягане, по-ниско от външното. Те са разделени на LL и CFL и се използват не само за осветление на търговски обекти, но и за подобряване на дома. Флуоресцентните лампи от тази серия са най-популярни.

Преобразуването на електрическата енергия в светлина става на два етапа.Токът между електродите провокира радиация в живачните пари. Основният компонент на лъчистата енергия, появяваща се в този случай, е късовълновата UV радиация. Видимата светлина е близо 2%. След това излъчването на дъгата във фосфора се трансформира в светлина.

Маркировките на луминесцентните лампи съдържат както букви, така и цифри. Първият символ е характеристиката на радиационния спектър и конструктивните характеристики, вторият е мощността във ватове.

Декодиране на букви:

• LD — флуоресцентна дневна светлина;
• LB - Бяла светлина;
• LHB - също бяло, но студено;
• LTBS - топло бяло.

Някои осветителни устройства са подобрили спектралния състав на излъчването, за да получат по-усъвършенствано светлинно предаване. Техните маркировки съдържат символа „° С" Флуоресцентните лампи осигуряват стаите с равномерна, мека светлина.

Предимството на LL лампите е, че изискват няколко пъти по-малко мощност, за да създадат същия светлинен поток като LN. Освен това имат по-дълъг експлоатационен живот, а емисионният спектър е много по-благоприятен

Емисионната повърхност на LL е доста голяма, така че е трудно да се контролира пространствената дисперсия на светлината. При нестандартни условия, по-специално, когато има много прах, се използват рефлекторни лампи. В този случай вътрешната част на крушката не е изцяло покрита от дифузно отразяващия слой, а само две трети от него.

100% от вътрешната повърхност е покрита с фосфор. Частта от крушката, която няма отразяващо покритие, пропуска светлинен поток, много по-голям от тръбата на конвенционална лампа със същия обем - около 75%. Можете да разпознаете такива лампи по техните маркировки - те включват буквата „P“.

В някои случаи основната характеристика на LL е Цветна температура TC.Тя се равнява на температурата на черно тяло, произвеждащо същия цвят. Според очертанията си ЛЛ могат да бъдат линейни, U-образни, W-образни или кръгли. Обозначението на такива лампи включва съответната буква.

Най-популярните устройства са с мощност от 15 - 80 W. Със светлинна мощност от 45 – 80 lm/W, горенето на LL продължава най-малко 10 000 часа. Качеството на работата на LL е силно повлияно от околната среда. Работната температура за тях се счита от 18 до 25⁰.

При отклонения се намалява както светлинният поток, така и ефективността на светлинния поток и напрежението на запалване. При ниски температури вероятността от възпламеняване се доближава до нула.

CFL баластът е много по-компактен от този на флуоресцентната лампа. С помощта на електронни баласти светенето стана по-равномерно и бръмченето изчезна

Към лампите с ниско налягане спадат и компактните луминесцентни лампи - CFL.

Техният дизайн е подобен на конвенционалните LL:

1. Между електродите преминава високо напрежение.
2. Живачните пари се запалват.
3. Появява се ултравиолетово сияние.

Луминофорът вътре в тръбата прави ултравиолетовите лъчи невидими за човешкото зрение. Става наличен само видим блясък. Компактният дизайн на устройството стана възможен след промяна на състава на луминофора. CFL, подобно на конвенционалните FL, имат различни мощности, но производителността на първите е много по-ниска.

Данните за мощността на CFL са включени в етикета на осветителното устройство. Има и информация за вида на основата, цветовата температура, вида на електронния баласт (вграден или външен), индекс на цветопредаване

Цветната температура се измерва в Келвин. Стойност от 2700 – 3300 К показва топъл жълт цвят. 4200 – 5400 – обикновено бяло, 6000 – 6500 – студено бяло със синьо, 25000 – люляк.Корекцията на цвета се извършва чрез промяна на компонентите на луминофора.

Индексът на цветопредаване характеризира такъв параметър като идентичността на естествеността на цвета със стандарт, който е възможно най-близък до слънцето. Абсолютно черно - 0 Ra, най-голямата стойност - 100 Ra. CFL осветителните тела варират от 60 до 98 Ra.

Натриевите лампи, принадлежащи към групата с ниско налягане, имат висока температура на максималната студена точка - 470 K. По-ниска няма да може да поддържа необходимото ниво на концентрация на натриеви пари.

Резонансното излъчване на натрия достига своя връх при температура 540 - 560 K. Тази стойност е сравнима с налягането на изпаряване на натрия от 0,5 - 1,2 Pa. Светлинната ефективност на лампите в тази категория е най-висока в сравнение с други осветителни тела с общо предназначение.

Положителни и отрицателни страни на GRL

GRL се намират както в професионално оборудване, така и в инструменти, предназначени за научни изследвания.

Основните предимства на осветителните устройства от този тип обикновено се наричат ​​следните характеристики:

• Висока светлинна ефективност. Този индикатор не се намалява значително дори от дебело стъкло.
• Практичност, изразяваща се в дълготрайност, което позволява да се използват и за улично осветление.
• Устойчивост при трудни климатични условия. Преди първото понижение на температурата те се използват с обикновени абажури, а през зимата - със специални фенери и фарове.
• Достъпна цена.

Тези лампи нямат много недостатъци. Неприятна особеност е доста високото ниво на пулсация на светлинния поток. Вторият съществен недостатък е сложността на включването.За стабилно изгаряне и нормална работа те просто се нуждаят от баласт, който ограничава напрежението до границите, изисквани от устройствата.

Третият недостатък е зависимостта на параметрите на горене от постигнатата температура, което косвено влияе върху налягането на работната пара в колбата.

Поради това повечето газоразрядни устройства постигат стандартни характеристики на горене след определен период от време след включване. Техният излъчващ спектър е ограничен, така че цветопредаването както на лампите с високо напрежение, така и на лампите с ниско напрежение е несъвършено.

Таблицата предоставя основна информация за най-популярните DRL (живачни дъгови флуоресцентни) лампи и натриеви осветителни тела. DRL с четири електрода има по-голяма светлинна мощност, отколкото с два

Устройствата могат да работят само при условия на променлив ток. Те се активират с помощта на баластен дросел. Отнема известно време за загряване. Поради съдържанието на живачни пари те не са напълно безопасни.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Информация за GL. Какво представлява, как работи, плюсове и минуси в следното видео:

Видео #2. Популярна информация за флуоресцентни лампи:

Въпреки появата на все по-модерни осветителни устройства, газоразрядните лампи не губят своята актуалност. В някои области те са просто незаменими. С течение на времето GRL със сигурност ще намерят нови области на приложение.

Разкажете ни как сте избрали газоразрядна крушка за монтаж в селска улица или домашна лампа. Споделете какво е било решаващият фактор за покупка лично за вас. Моля, оставете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси и публикувайте снимки по темата на статията.