Газоразрядные лампы высокого давления | Натриевые лампы ДНаТ

Газоразрядные натриевые лампы высокого давления — ДНАТ

Натриевые лампы высокого давления – одни из самых долговечных и эффективных источников света. Средняя продолжительности их рабочего времени превышает 25 тыс. часов.

Натриевые газоразрядные лампы зажигаются с помощью пускорегулирующих аппаратов (ПРА) за 3-4 минуты. Их приятный желтый свет нашел свое применение в областях, где важна экономическая целесообразность – они освещают парки, дороги, памятники архитектуры. С развитием отрасли появились новые виды ламп с улучшенной цветопередачей и сфера их применения значительно расширилась.

Натриевые лампы очень популярны у садоводов, которые разводят растения в теплицах и оранжереях – в пасмурный день их теплый свет вполне может заменить солнечный, это повышает плодоносность растений.

Также важной особенностью использования является произвольное рабочее положение. Благодаря этому свойству трубчатые натриевые лампы с цоколем Е27 и Е40 широко используют на железных дорогах, трассах и в уличном освещении. С соответствующим ПРА в некоторых лампах производства компании Philips возможно диммирование, регулировка яркости света. Прочная конструкция обеспечивает высокую устойчивость к вибрации и внешним воздействиям. Однако применение ламп несколько ограничивается в холодную погоду – их эффективность сильно зависит от температуры окружающей среды.

Лампы с цоколем Fc2 и RX7s применяются в светильниках закрытого типа и чаще всего используются для внутреннего освещения в выставочных и торговых помещениях. В течение всего срока службы световое излучение сохраняет большую интенсивность.

Для подсвечивания продуктов в мясных лавках, цветочных магазинах и пекарнях используют лампы с цоколем PG12-1 и GX12-1, имеющие теплую цветовую температуру и хорошую светопередачу.

Форма одноцоколевых натриевых ламп может быть и эллипсовидной, с колбами из матового стекла, которое убирает слепящий эффект. Компания Osram выпускает экземпляры со встроенным устройством зажигания, а также вариант NAV-E Plug-in для ртутного дросселя.

Еще один тип ламп – натриевые с двумя горелками и цоколем Е40. Основное отличие от стандартных ламп подобного типа – это более длительный срок службы, так как при зажигании обычно загораются обе горелки, которые затем работают по очереди.

В нашем интернет-магазине www.shop220.ru представлен широкий ассортимент дуговых натриевых ламп, вы легко найдёте лампу идеально подходящую под ваши требования её использования.

Газоразрядные лампы

Продолжая тему энергосберегающего освещения, стоит упомянуть такие распространенные источники света как газоразрядные лампы.

К разрядным источникам света относятся: ртутные лампы, натриевые лампы низкого и высокого давления, металлогалогенные, а так же люминесцентные и ксеноновые лампы. Непосредственно, к энергосберегающим лампам относятся: НЛВД, МГЛ и ЛЛ.

Что касается ксеноновых ламп, в данной статье они затронуты не будут, в виду узкой направленности их применения (ксеноновые лампы широко распространены в автомобильном свете и шоу-освещении).

Далее, более подробно остановимся на самых востребованных газоразрядных лампах:

Люминесцентные лампы

Благодаря обилию геометрических форм, разнообразию цоколей и большого диапазона мощностных характеристик, данный вид лампы является самым распространенным источником искусственного света.

Многие даже и не знают, что данные лампы были изобретены более 150-ти лет назад, а окончательный внешний вид, лампа приобрела 70 лет назад. Развитие технического прогресса позволило многократно увеличить эффективность данного источника света. На сегодняшний день светоотдача люминесцентных ламп достигает 80 Лм/Вт, что ставит их в один ряд по энергоэффективности со светодиодными источниками света. К сожалению, только одного показателя светоотдачи не достаточно чтобы назвать их самыми экономичными источниками света. Основной минус люминесцентных ламп – это громоздкая конструкция, что не позволяет создавать люминесцентные световые приборы с высоким КПД (более 70%), однако, в виду широчайшей распространенности данного типа источников света они обладают самой низкой на рынке себестоимостью. Благодаря этому, люминесцентное освещение, как правило, на порядок дешевле светодиодного.

Люминесцентные источники света широко применяются в промышленном, административном освещении и везде, где необходимо осветить максимальные площади при минимальных начальных затратах.

Купить люминесцентные лампы

Натриевые лампы

В процессе развития люминесцентных ламп, в 30-е годы 20-го века был изобретен один из самых эффективных источников света – натриевая лампа высокого давления (НЛВД). Данный вид ламп обладает очень высокой светоотдачей 150 Лм/Вт, что ставит их в один ряд с самыми современными светодиодами. Низкая себестоимость, большой срок службы (до 20000 часов), широкий диапазон мощностей — делает эти источники света идеальными для освещения улиц, магистралей и промышленного освещения больших открытых площадей. К основным минусам натриевых источников света можно отнести специфичные условия работы (длительное время запуска, невозможность мгновенного перезажигания) и плохую цветопередачу, что делает недопустимым их применение для освещения магазинов, административных учреждений, выставочных галерей, спортивных объектов и транспортных терминалов (аэропорты, вокзалы, порты).

Купить натриевые лампы

Металлогалогенные лампы

В процессе решения проблемы низкой цветопередачи натриевых ламп, но сохранения при этом их остальных преимуществ были созданы металлогалогенные источники света. Светоотдача МГЛ достигает 110 Лм/Вт, они обладают великолепной цветопередачей в 95% (Ra 90) и производятся в широком диапазоне мощностей от 20 до 3500 Вт.

Металлогалогенные источники света являются лидерами в области создания профессиональных систем освещения технического назначения. К таким системам можно отнести как объекты закрытого типа, например: торговые помещения, конференц-залы, гостиничные холлы, помещения промышленного назначения, так и открытые объекты: стадионы и спортивные площадки, фасады зданий, логистические терминалы и производственные комплексы, а так же другие открытые площади, где важно решить задачу по яркому и качественному освещению, сохранив при этом великолепную цветопередачу освещаемых пространств.

Купить металлогалогенные лампы

Если вас интересует дополнительная информация по созданию или модернизации системы освещения на вашем объекте, а также оптовая поставка металлогалогенных, люминесцентных или натриевых ламп отправьте нам заявку и мы в кратчайшие сроки решим любую из этих задач.

Натриевые лампы: история и область применения

Мощные осветительные приборы требуют применения долговечных, эффективных и нетребовательных в обслуживании источников света. Натриевая газоразрядная лампа — устройство, обладающее всеми перечисленными достоинствами. В этой статье Вы узнаете об истории появления изделий, а также ознакомитесь с принципом действия и особенностями эксплуатации.

История возникновения натриевых ламп

Непрерывное развитие дорожной инфраструктуры в первой половине 20 века поставило инженеров перед необходимостью разработки мощных источников света с высоким КПД, не требующих частой замены. Подобным требованиям в полной мере удовлетворяли натриевые лампы низкого давления (НЛНД), активное внедрение которых в Европе и США пришлось на 1930-е годы.

Несмотря на относительную простоту конструкции, изготовление устройств потребовало пересмотра ряда существующих технологий. Натриевые пары, используемые в лампах, агрессивны к обыкновенному стеклу, что потребовало использования колб из стекла на основе боросиликата. Другой особенностью стала повышенная чувствительность НЛНД к окружающей температуре. Проблема была решена помещением основной стеклянной колбы в дополнительную, с образованием своеобразного «термоса» с двумя оболочками, эффективно удерживающего тепло.

Применение натриевых ламп

Традиционные лампы НЛНД излучают яркий свет с оранжево-желтым оттенком, что несколько ограничивает область их применения. Изделия используются преимущественно для уличного, архитектурного, декоративного освещения. В некоторых случаях допускается применение в помещениях.

Выпускаемые сегодня натриевые лампы отличаются более широкой сферой применения и достаточно часто устанавливаются в помещениях для создания световых акцентов. Следует учитывать повышенные требования изделий к качеству электроснабжения и склонность к снижению ресурса при нестабильном питании.

Технологии, применяемые в новых натриевых лампах

Современные лампы имеют высокое давление газа в колбе и отличаются от НЛНД лучшей световой отдачей и долговечностью. Также следует отметить минимальный спад светового потока на протяжении всего срока службы. Последние поколения натриевых ламп лишены большинства недостатков цветопередачи НЛНД. Это достигается увеличением температуры «холодной зоны», повышением содержания натрия, а также изменением размера колбы. Также на внешнюю колбу могут наноситься люминофоры и интерференционные покрытия.

Растущей популярностью пользуются натриевые лампы высокого давления, содержащие сниженное количество ртути и других тяжелых металлов. Данная особенность повышает безопасность эксплуатации, а также уменьшает затраты на утилизацию изделий. Безртутные натриевые лампы выпускаются несколькими производителями, наиболее крупные из которых — Sylvania (США) и Matsushita Electric (Япония). Следует учесть, что изделия склонны к изменению цветового оттенка в конце срока службы. Причина — изменение состава амальгамы, содержащейся в колбе натриевой лампы. Остальные характеристики (включая световую отдачу, ресурс и КПД) близки к аналогам с нормальным содержанием ртути.

Получить профессиональную помощь в подборе натриевых ламп и других источников света можно у наших специалистов. В каталоге компании постоянно представлена продукция общепризнанных лидеров индустрии.

что это такое и где применяется?

06.04.2018

Газоразрядные лампы – это искусственный источник света, который генерируют свет, послав электрический разряд через ионизированный газ. Как правило, такие светильники используют инертный газ (аргон, неон, криптон и ксенон) или смеси этих газов. Большинство ламп заполнены дополнительными материалами, такими, как ртуть, натрий. В эксплуатации газ ионизируется, и свободные электроны, разогнанные электрическим полем в трубке, сталкиваются с газом и атомами металла. Когда возбужденный атом возвращается в более низкое энергетическое состояние, он испускает фотон с характерной энергией, в результате инфракрасного, видимого света или ультрафиолетового излучения.

Газоразрядные лампы обеспечивают длительный срок службы и высокую эффективность, но они более сложны в изготовлении.

Существует три группы газоразрядных лам, а именно:

— натриевые лампы высокого давления;

— натриевые лампы низкого давления;

— галогенные металлизированные.

Натриевые лампы низкого давления

Лампы низкого давления имеют рабочее давление значительно меньше атмосферного давления. Они включают в себя:

• Люминесцентные лампы.

• Низкого давления натриевые лампы, наиболее эффективные газоразрядные лампы производительностью до 200 люмен на ватт, но с очень плохой цветопередачей. Почти монохроматический желтый свет является единственным приемлемым для уличного освещения. Такие лампы также имеют длительный срок службы.

Натриевые лампы высокого давления

Лампы высокого давления работают при чуть большем давлении, чем атмосферное.

Галогенные металлизированные лампы
Металлизированные лампы дают яркий, белый свет с лучшей цветопередачей среди высокоинтенсивных видов освещения. Они используются для освещение больших помещений, таких, как спортзалы и спортивные арены, а так же на открытых площадках, таких как паркинги.

Эти лампы аналогичны по конструкции и внешнему виду ртутным лампам. 

Утилизация газоразрядных ламп

Важно также отметить, что все виды газоразрядных ламп в обязательном порядке должны быть переработаны.

В магазинах ООО «ЭлектроАвтоматика» всегда в наличии газоразрядные лампы ДРЛ, ДРВ и ДНаТ по очень привлекательным ценам!

разновидности и принцип действия + особенности работы

Вы хотите приобрести газоразрядные лампы, чтобы создать в помещении особую атмосферу? Или ищите лампочки для стимуляции роста растений в теплице? Оснащение экономичными источниками света не только сделает более выигрышным интерьер и поможет в растениеводстве, но и позволит экономить электроэнергию. Ведь верно?

Мы поможем вам разобраться с ассортиментом осветительных приборов газоразрядного типа. В статье рассмотрены их особенности, характеристики и сфера применения лампочек высокого и низкого давления. Подобраны иллюстрации и видеоролики, которые помогут найти оптимальный вариант энергосберегающих ламп.

Содержание статьи:

Устройство и характеристики разрядных ламп

Все основные детали лампы заключены в стеклянную колбу. Здесь происходит разряд электрических частиц. Внутри могут находиться как пары натрия или ртути, так и какой-либо из инертных газов.

В качестве газового наполнения применяют такие варианты, как аргон, ксенон, неон, криптон. Более популярны изделия, наполненные парообразной ртутью.

Основные узлы газоразрядной лампы это: конденсатор (1), стабилизатор тока (2), транзисторы переключающие (3), устройство подавления помех (4), транзистор (5)

Конденсатор отвечает за работу без мигания. Транзистор владеет положительным температурным коэффициентом, который обеспечивает мгновенный запуск ГРЛ без мерцания. Работа внутренней конструкции начинается после того, как в газоразрядной трубке пройдет генерация электрического поля.

В процессе в газе появляются свободные электроны. Соударяясь с атомами металла, они его ионизируют. При переходе отдельных из них, появляется избыточная энергия, порождающая источники свечения — фотоны. Электрод, являющийся источником свечения, находится в центре ГРЛ. Всю систему объединяет цоколь.

Лампа может излучать разные световые оттенки, которые может видеть человек — от ультрафиолетовых до инфракрасных. Чтобы это стало возможным, внутреннюю часть колбы покрывают люминесцентным раствором.

Сферы применения ГРЛ

Газоразрядные лампы востребованы в самых разных областях. Наиболее часто их можно встретить на городских улицах, в производственных цехах, магазинах, офисах, вокзалах, больших торговых центрах. Применяют их и для подсвечивания щитов с рекламой, фасадов зданий.

ГРЛ используют и в фарах автомобилей. Наиболее часто это лампы, отличающиеся высокой светоотдачей — . Некоторые автомобильные фары наполняют металлогалоидными солями, ксеноном.

Первые газоразрядные осветительные приборы для транспортных средств имели обозначение D1R, D1S. Следующие — D2R и D2S, где S указывает на прожекторную оптическую схему, а R — рефлекторную. Применяют лампочки ГР и при фотосъемках.

На фото импульсные ГРЛ, применяемые при фотосъемках: ИФК120 (а), ИКС10 (б), ИФК2000 (в), ИФК500 (г), ИСШ15 (д), ИФП4000 (г)

В процессе фотографирования эти лампы позволяют держать под контролем световой поток. Они компактные, яркие и экономичные. Отрицательным моментом является неумение визуально управлять светотенями, которые образует сам источник света.

В сельскохозяйственной сфере ГРЛ используют для облучения животных, растений, для стерилизации и обеззараживания продуктов. Для этой цели лампы должны иметь длину волн соответствующего диапазона.

Концентрация мощности излучения в этом случае также имеет большое значение. По этой причине наиболее подходящими являются изделия мощные.

Виды газоразрядных ламп

Делят ГРЛ на виды по типу свечения, такому параметру, как давление, применительно к цели использования. Все они образуют конкретный световой поток. Исходя из этого признака, они подразделяются на:

• ;
• газосветные разновидности;
• .

В первых из них источником света являются атомы, молекулы или их комбинации, возбуждаемые разрядом в газовой среде.

Во вторых – люминофоры, газовый разряд активизирует покрывающий колбу фотолюминесцентный слой, в итоге осветительный прибор начинает источать свет. Лампы третьего вида функционируют за счет свечения электродов, раскаленные от газового разряда.

Ксеноновые лампы, предназначенные для автомобильных фар, по светоотдаче и яркости превышают галогенные аналоги более чем в два раза

В зависимости от наполнения делят на ртутные, натриевые, ксеноновые, и другие. Исходя из давления внутри колбы происходит их дальнейшее разделение.

Начиная от значения давления от 3х10⁴ и до 10⁶ Па их относят к лампам высокого давления. В категории низкого приборы попадают при величине параметра от 0,15 до 10⁴ Па. Больше чем 10⁶ Па — сверхвысокого.

Вид #1 — лампы высокого давления

Отличаются РЛВД тем, что содержимое колбы подвержено высокому давлению. Для них характерно наличие значительного светового потока в сочетании с небольшими энергозатратами. Обычно это ртутные образцы, поэтому их наиболее часто применяют для уличного освещения.

Такие разрядные лампы обладают солидной светоотдачей и эффективной работой в условиях плохой погоды, но низкие температуры они переносят плохо.

Есть несколько базовых категорий ламп высокого давления: ДРТ и ДРЛ (ртутные дуговые), ДРИ — такие же, как и ДРЛ, но с йодидами и ряд модификаций, созданных на их основе. В этот же ряд входят также дуговые натриевые (ДНаТ) и ДКсТ — дуговые ксеноновые.

Первая разработка — модель ДРТ. В маркировке Д обозначает дуговая, символ Р — ртутная, на то, что эта модель трубчатая, указывает буква Т в маркировке. Визуально это прямая трубка, изготовленная из кварцевого стекла. С двух ее сторон — вольфрамовые электроды. Используют ее в облучательных установках. Внутри — немного ртути и аргона.

По краям лампы ДРТ есть хомутики с держателями. Объединяет их металлическая полоска, предназначенная для более легкого зажигания лампы

Подсоединение лампы в сеть выполняют последовательно с с использованием резонансной схемы. Световой поток лампы ДРТ состоит на 18% из ультрафиолетового излучения и на 15% — из инфракрасного. Такой же процент составляет видимый свет. Остальное — потери (52%). Основное применение — как надежный источник ультрафиолетового излучения.

Для освещения мест, где качество цветоотдачи не очень важно, применяют осветительные устройства ДРЛ (дуговые ртутные). Здесь практически нет ультрафиолетового излучения. Инфракрасное составляет 14%, видимое — 17%. На тепловые потери приходится 69%.

Особенности конструкции ламп ДРЛ позволяют зажигать их от 220 В без применения высоковольтного импульсного поджигающего устройства. Из-за того, что в схеме есть дроссель и конденсатор, колебания светового потока уменьшаются, коэффициент мощности возрастает.

Когда лампа подключена последовательно с дросселем, происходит тлеющий разряд между дополнительными электродами и основными соседними. Разрядный промежуток ионизируется в результате появляется разряд между главными вольфрамовыми электродами. Работа поджигающих электродов прекращается.

В состав лампы ДРЛ входит: колба (1), электроды главные (2), вспомогательные электроды (3), резисторы (4), горелка (кварцевая трубка) (5), цоколь (6)

Горелки ДРЛ в основном имеют четыре электрода — два рабочих, два поджигающих. Внутренность их наполнена инертными газами с добавкой в их смесь определенного количества ртути.

Металлогалогенные лампы ДРИ также относятся к разряду приборов высокого давления. Их цветовой КПД и качество цветопередачи выше, чем у предыдущих. На вид спектра излучения влияет состав добавок. Форма колбы, отсутствие дополнительных электродов и люминофорного покрытия — главные отличия ламп ДРИ от ДРЛ.

Схема, по которой включают ДРЛ в сеть, содержит ИЗУ — импульсное зажигающее устройство. В трубках ламп присутствуют составляющие, входящие в галогенную группу. Они повышают качество спектра видимого излучения.

Инертный газ в колбе МГЛ служит буфером. По этой причине электрический ток проходит через горелку даже тогда, когда она имеет небольшую температуру

По мере прогревания как ртуть, так и добавки испаряются, изменяя тем самым сопротивление лампы, световой поток, излучающий спектр. На основе приборов этого типа созданы ДРИЗ и ДРИШ. Первую из ламп используют в запыленных влажных помещениях, а также в сухих. Второй — освещают цветные телевизионные съемки.

Наиболее эффективными являются лампы ДНаТ— натриевые . Связано это с длиной излучаемых волн — 589 – 589,5 нм. Приборы натриевые высокого давления функционируют при величине этого параметра около 10 кПа.

Для разрядных трубок таких ламп применяется специальный материал — светопропускающая керамика. Силикатное стекло для этой цели непригодно, т. к. пары натрия очень опасны для него. Рабочие пары натрия, вводимого в колбу, обладают давлением от 4 до 14 кПа. Для них характерны небольшие потенциалы ионизации и возбуждения.

Электрические характеристики натриевых ламп зависимы от напряжения сети, продолжительности эксплуатации. Для продолжительного горения необходима пускорегулирующая аппаратура

Чтобы возместить потери натрия, неизбежно возникающие в процессе горения, необходим некоторый его избыток. Это порождает пропорциональную зависимость показателей давления ртути, натрия и температуры холодной точки. В последней происходит конденсация излишка амальгамы.

Когда лампа горит, на ее торцах оседают продукты испарения, что приводит к потемнению концов колбы. Процесс сопровождается изменением в сторону роста температуры катода, повышением давления натрия и ртути. В результате увеличивается потенциал и напряжение лампы. При монтаже ламп натриевых балласты от ДРЛ и ДРИ непригодны.

Вид #2 — лампы низкого давления

Во внутренней полости таких приборов находится газ под давлением более низким, чем внешнее. Разделяют их на ЛЛ и КЛЛ и применяют не только для освещения торговых точек, но и для домашнего обустройства. Люминесцентные лампы в этом ряду — наиболее популярны.

Преобразование энергии электричества в световую происходит в два этапа. Ток между электродами провоцирует излучение в ртутных парах. Основным составляющим лучистой энергии, появляющейся при этом, является коротковолновое УФ излучение. Видимый свет составляет близко 2%. Далее излучение дуги в люминофоре трансформируется в световое.

Маркировка люминесцентных ламп содержит как буквы, так и цифры. Первый символ — это характеристика спектра излучения и конструктивные признаки, второй — мощность в ваттах.

Расшифровка букв:

• ЛД — люминесцентная дневного света;
• ЛБ — белого света;
• ЛХБ — так же белого, но холодного;
• ЛТБС — теплого белого.

У некоторых приборов освещения спектральный состав излучения улучшен с целью получения более совершенной светопередачи. В их маркировке присутствует символ «Ц». Люминесцентные лампы снабжают помещения равномерным, мягким светом.

Преимущество ЛЛ ламп заключается в том, что они для создания одинакового с ЛН светового потока требуют мощности в несколько раз меньшей. Больший у них и срок эксплуатации, а спектр излучения намного благоприятнее

Поверхность излучения ЛЛ довольно большая, поэтому сложно управлять пространственным рассредоточением света. В нестандартных условиях, в частности, при большой запыленности, применяют лампы рефлекторные. В этом случае внутреннюю площадь колбы не полностью закрывает диффузный отражающий слой, а только на две третьих ее.

Люминофором покрывают 100% внутренней поверхности. Часть колбы, не имеющая рефлекторного покрытия, пропускает световой поток намного больший, чем такая же по объему трубка обычной лампы — около 75%. Распознать такие лампы можно по маркировке — в нее включена буква «Р».

В отдельных случаях основной характеристикой ЛЛ выступает Тц. Приравнивают ее к температуре черного тела, выдающего ту же цветность. По очертаниям ЛЛ бывают линейными, U-образными, в форме символа W, кольцевыми. В обозначение таких ламп входит соответствующая буква.

Наиболее популярны приборы, имеющие мощность 15 – 80 Вт. При светоотдаче 45 – 80 лм/Вт горение ЛЛ длится минимум 10 000 часов. На качество работы ЛЛ очень влияет окружающая среда. Рабочей для них считается наружная температура от 18 до 25⁰.

При отклонениях уменьшается как световой поток, так и эффективность светоотдачи, и напряжение зажигания. При низкой температуре шанс на зажигание приближается к нулю.

Пускорегулирующий аппарат КЛЛ намного компактней, чем у люминесцентной лампы. С помощью ЭПРА свечение стало более ровным, а гудение исчезло

К лампам низкого давления принадлежат и люминесцентные компактные — КЛЛ.

Устройство их аналогично обычным ЛЛ:

1. Проходит высокое напряжение между электродами.
2. Воспламеняются пары ртути.
3. Возникает ультрафиолетовое свечение.

Люминофор внутри трубки делает ультрафиолетовые лучи невидимыми для человеческого зрения. Доступным становится только видимое свечение. Компактное исполнение прибора стало возможным после изменения состава люминофора. КЛЛ, как и обычные ЛН, имеют разную мощность, но показатели первых значительно ниже.

Данные о мощности КЛЛ заложены в маркировку светового прибора. Там же есть сведения о виде цоколя, цветовой температуре, виде ЭПРА (встроенный или внешний), индексе цветопередачи

Измерение цветовой температуры происходит в кельвинах. Значение 2700 – 3300 К указывает на цвет теплый желтого оттенка. 4200 – 5400 — белый обычный, 6000 – 6500 — белый холодный с синевой, 25000 — сиреневый. Регулировку цветности осуществляют путем изменения составляющих люминофора.

Индекс цветопередачи дает характеристику такому параметру, как идентичность естественности цвета со стандартом, приближенным по максимуму к солнечному. Абсолютно черный — 0 Rа, наибольшая величина — 100 Rа. Осветительные приборы КЛЛ входят в диапазон от 60 до 98 Rа.

Лампы натриевые, относящиеся к группе низкого давления, обладают высокой температурой максимально холодной точки — 470 К. Более низкая не сможет способствовать сохранению требуемого уровня концентрации паров натрия.

К своему пику резонансное излучение натрия подходит при температуре 540 – 560 К. Эта величина соизмерима с давлением испарений натрия 0,5 – 1,2 Па. Светоотдача ламп этой категории самая высокая по сравнению с другими осветительными приборами общего применения.

Положительные и отрицательные стороны ГРЛ

Встречаются ГРЛ как в профессиональной аппаратуре, так и в приборах, предназначенных для научных исследований.

Как главные преимущества осветительных приборов этого вида обычно называют такие их характеристики:

• Уровень светоотдачи высокий. Этот показатель не очень снижает даже толстое стекло.
• Практичность, выражающаяся в долговечности, что позволяет применять их для уличного освещения.
• Устойчивость в сложных климатических условиях. До первого понижения температуры их используют с применением обычных плафонов, а зимой — со специальными фонарями и фарами.
• Доступная стоимость.

Минусов у этих ламп не очень много. Неприятной особенностью является довольно высокий уровень пульсирования светового потока. Вторым веским недостатком является сложность включения. Для устойчивого горения и нормальной работы им просто необходим балласт, ограничивающий напряжение для необходимых приборам пределов.

Третий минус заключается в зависимости параметров горения от достигаемой температуры, которая опосредованно влияет на давление рабочего пара в колбе.

Поэтому большинство газоразрядных приборов набирает стандартные характеристики горения спустя некоторый временной период после включения. Излучающий спектр у них ограничен, поэтому цветопередача как у ламп высокого напряжения, так и низкого неидеальна.

В таблице представлены основные сведения о самых популярных лампах ДРЛ (дуговых ртутных люминесцентных) и осветительном приборе натриевом. ДРЛ с четырьмя электродами имеет большую светоотдачу, чем с двумя

Работа приборов возможна только в условиях переменного тока. Активируют их при помощи балластного дросселя. Для разогрева необходимо какое-то время. Из-за содержания ртутных паров, они не совсем безопасны.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Сведения о ГЛ. Что это такое, принцип работы, плюсы и минусы в следующем видеоролике:

Видео #2. Популярно о люминесцентных лампах:

Несмотря на появление все более совершенных осветительных приборов, газоразрядные лампы не теряют своей актуальности. В некоторых сферах они просто незаменимы. Со временем ГРЛ обязательно найдут новые области применения.

Расскажите о том, как выбирали газоразрядную лампочку для установки в дачный уличный или домашний светильник. Поделитесь тем, что лично для вас стало решающим фактором приобретения. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы и размещайте фото по теме статьи.

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Сравнение, достоинство и недостатки газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

В этой статье мы расскажем все о газоразрядных и светодиодных ламп для улиц и промышленных помещений

Для освещения улиц и промышленных помещений всегда необходимы очень сложные, емкие, часто довольно мощные, осветительные системы. В связи с данным, ставшим уже традиционным положением дел, встает закономерный вопрос: возможно ли сделать эти системы менее энергоемкими, более экономичными, и чтобы при всем при этом они оставались бы достаточно долговечными.  

Ответ на этот вопрос логичен: да, такое возможно, если обеспечить переход на на более современные, более совершенные и экономичные источники света. Уже понятно (на основе как минимум 15 летнего опыта), что эти новые источники света обладают весьма высоким рабочим ресурсом, причем их оптические характеристики сохраняются на протяжении как минимум 10 лет. Речь идет о светодиодных источниках света. 

До недавнего времени для уличного и промышленного освещения всюду традиционно применялись разнообразные газоразрядные лампы, однако в последние годы усилилась тенденция к переходу на светильники именно светодиодной технологии, отвечающей всем требованиям касательно как энергоэффективности, так и оптических параметров, и, что особенно важно, экологичности и долговечности. 

Наиболее популярные в прошлые годы газоразрядные лампы, такие как ДРЛ — дуговая ртутная лампа высокого давления, ДРИ — дуговая ртутная металлогалогенная лампа и ДНАТ-натриевая газоразрядная трубчатая лампа низкого и высокого давления, — хотя и обладают рядом достоинств, тем не менее сегодня они вынуждены уступать место светодиодам.  

Давайте вспомним, чем же замечательны эти лампы, почему они так долго и успешно использовались, кроме того обратим внимание на их недостатки, и подведем для лампы каждого типа резюме. 

Дуговые ртутные лампы высокого давления до сих пор можно встретить во многих фонарях на территориях заводов, в промышленных помещениях этих заводов, во дворах, на открытых площадках, на складах, в системах освещения периметров — короче говоря там, где требования к цветопередаче и цветовой температуре в общем то не критичны. 

Лампы ДРЛ обладают достаточно приемлемой для обычного освещения цветопередачей, легко устанавливаются, и не требуют регулярного обслуживания в условиях соблюдения правил их эксплуатации. Однако внутри такой ламы содержится ртуть, ибо пары ртути являются неотъемлемой составляющей лампы ДРЛ, где давление внутри колбы доходит примерно до 100000 Па. 

Выглядит лампа достаточно просто: резьбовой цоколь, стеклянная колба, внутри находится трубчатая ртутная горелка с аргоном, в этой трубке присутствует ртуть. Электрический разряд в парах ртути создает излучение, почти половина спектра которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра. Преобразованием ультрафиолета в видимый свет «занимается» люминофор, которым колба лампы покрыта изнутри. 

Световой поток такой лампы сильно зависит от напряжения сети, и стоит напряжению питания упасть на 10%, как световой поток понизится на 25%, а если по какой-нибудь причине напряжение в питающей сети понизится до 80% и ниже, лампа ДРЛ просто не зажжется или погаснет. 

Резюме: лампа ДРЛ имеет хорошую цветопередачу, не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 30 до 60 Лм/Вт, экономичность ее низкая, период гарантийной эксплуатации составляет примерно 6000 часов, лампа ДРЛ долго запускается и перезапускается, в ней присутствует токсичная ртуть. 

Дуговая ртутная металлогалогенная лампа также использует для получения света электрический разряд в газе. Здесь в прах внутри колбы наряду со ртутью используются светоизлучающие добавки: бромиды и иодиды металлов. Йодид индия, таллия, натрия — позволяют увеличить световой поток до 95 и более люмен на 1 ватт. 

Цветопередача у ламп типа ДРИ лучше чем у ДРЛ, свет белый с небольшими различиями в цветовой температуре. Внутри лампы горелка, в которой во время работы лампы протекает электрический разряд в парах ртути с добавками. 

В зависимости от состава паров, изменяется цвет света лампы ДРИ, по этой причине именно лампы ДРИ в свое время приобрели популярность в качестве источников света для решения архитектурных задач цветового оформления. Часто лампы ДРИ можно встретить в системах подсветки рекламных щитов и витрин, в прожекторах на больших стадионах, в освещении коммерческих сооружений и просто улиц. 

Резюме: лампа ДРИ обладает отличной цветопередачей, но не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 80 до 110 Лм/Вт, экономичность лампы средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 9000 часов, лампа ДРИ долго запускается и перезапускается, внутри есть ртуть.  

В основе работы дуговой натриевой трубчатой лампы — электрический разряд в парах натрия. Лампы данного типа производят характерный оранжевый свет. Их можно встретить в уличных фонарях наравне со ртутными, однако в последние годы замечалась тенденция к замене ртутных ламп — на натриевые лампы низкого давления, более эффективные и менее вредные по составу газа внутри колбы. 

Натриевые лампы отличаются наибольшей светоотдачей из всех газоразрядных ламп промышленного применения. Однако натриевые лампы низкого давления восприимчивы к температуре окружающей среды — чем ниже температура окружающего воздуха — тем меньше световой поток. А в натриевых лампах высокого давления все же содержится значительное количество соединения натрия со ртутью. По этой причине нельзя назвать натриевые лампы высокого давления экологически безопасными. 

Итак, натриевые лампы низкого давления (НЛНД) имеют светоотдачу порядка 100 люмен на 1 ватт, они подходят для уличного освещения во дворах, где не важен цвет освещения, здесь он оранжевый, и о качестве цветопередачи судить просто не приходится, ибо предмет белого цвета будет казаться оранжевым или желтоватым, а зеленый — синим. По этой причине натриевые лампы низкого давления не особо востребованы в качестве светильников для архитектурных целей. 

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), в отличие от натриевых ламп низкого давления, обладают высокой цветопередачей, позволяющей различать цвета почти во всем видимом спектре. Различные добавки к смеси газов в колбе, а также разнообразные люминофоры, плюс варьирование давления внутри лампы — эти меры позволяют несколько корректировать параметры цветопередачи НЛВД, но снижают КПД лампы. 

Вообще КПД натриевых ламп высокого давления находится в районе 30%, а светоотдача — около 75 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. Добавление в натриевую лампу высокого давления натриевой амальгамы позволило повысить световой поток и цветопередачу, но от этого лампа стала экологически небезопасной. Кроме того любой натриевой лампе важна стабильность питающего напряжения. 

Резюме по натриевым лампам: лампы ДНАТ имеют плохую цветопередачу, не имеют возможности плавного регулирования светового потока, светоотдача лежит в широком диапазоне от 75 до 120 Лм/Вт, экономичность натриевых ламп средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 15000 часов, лампы долго запускаются и перезапускаются, в них в том или ином количестве присутствует ртуть.  

Светодиоды (LED – расшифровывается как Light-emitting diode — светоизлучающий диод) в современных установках промышленного и уличного освещения значительно превосходят любые газоразрядные лампы как по энергоэффективности, так и по эксплуатационным и экологическим характеристикам. 

Они преобразуют электрический ток в свет без каких бы то ни было электрических разрядов в газе, требующих ртути, определенного давления в колбе, часто даже колба светодиодам не нужна. Световой поток светодиодного источника создается на полупроводниковом переходе, от состава которого зависит длина волны (по сути — цвет) света, оттенок которого немного корректируется применяемым люминофором. 

Светодиоды очень экономичны, их светоотдача достигает 120 люмен на 1 ватт, в них нет никаких вредных веществ, таких как ртуть, отсутствует стекло. При непрерывном использовании светодиодного светильника на протяжении 80000 часов, его световой поток через это время снизится лишь вдвое, тогда как газоразрядные лампы теряют пятую часть светового потока уже в первый год эксплуатации. При том даже через это длительное время цветовая температура у светодиодного светильника сохранится. 

Для питания светодиодного светильника используется собственный стабилизированный блок питания, которому не страшны колебания напряжения в сети вплоть до 20%, кроме того в блок питания светодиодного светильника легко может быть заложена возможность плавной регулировки мощности, и соответственно — светового потока. 

Резюме: светодиодные светильники имеют отличную цветопередачу, имеют возможность плавного регулирования светового потока, их нормальная светоотдача около 120 Лм/Вт, экономичность всегда высокая, период гарантийной эксплуатации доходит до 80000 часов, при этом светильник не приходит в негодность. Светодиоды мгновенно запускаются и перезапускается, в них отсутствует ртуть. 

Таким образом именно светодиодные светильники по всем показателям (энергоэффективность, качество света, экологичность, долговременная надежность) превосходят любые газоразрядные лампы.  

Ранее ЭлекитроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Натриевая газоразрядная лампа

Пользователи также искали:

форд фокус 2 1.6 tdci горит лампа зарядки,

горит лампа подушки безопасности ниссан альмера классик,

как работают лампы днат,

лампа заднего хода рено сандеро,

mercedes w203 лампа ближнего света,

натриевая лампа высокого давления подключение,

натриевые лампы для дома,

натриевые лампы для растений,

натриевые лампы вредны,

натриевые лампы,

sodium lamp,

светоотдача натриевой лампы,

загорается лампа давления масла мерседес вито,

лампы,

лампа,

натриевые,

натриевая,

газоразрядная,

газоразрядные,

натриевые лампы,

лампы натриевые,

натриевой,

газоразрядной,

натриевые газоразрядные,

газоразрядных,

натриевая лампа,

ламп,

газоразрядная лампа,

лампа натриевая,

газоразрядная лампа натриевая,

лампе,

натрия,

высокого давления подключение,

натриевой лампы,

натрий,

газоразрядную,

газоразрядные лампы,

натриевые газоразрядные лампы,

высокого,

лампу,

натриевую,

подключение,

давления,

Как подключить натриевую лампу Строительный портал. НАТРИЕВАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света, в котором оптическое излучение возникает при дуговом электрическом разряде в парах натрия.. .. днат с русского на все языки. За почти полувековой период внедрения газоразрядных ламп они стали стандартом на более экологически чистые натриевые газоразрядные лампы Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия,. .. Обзор рынка ламп, использующихся в установках наружного. ДНаТ Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко оранжевый свет. Натриевые. .. Натриевая газоразрядная лампа wand. Ртутные газоразрядные лампы высокого давления применяются для освещения улиц и площадей. Натриевые лампы днат как правильно светятся золотисто розовым Лампа WLS 100W TC E40 NATRIUM натрий цилиндр.. .. НЛВД это Что такое НЛВД?. Выберите Натриевая лампа высокого давления типа SON Philips.. .. лампы натриевые, ртутные, дрл, дрв, днат ГК Светотехника. Газоразрядная натриевая лампа Филипс SON T мощностью 400 Ватт с света, светящееся тело которого является газовым разрядом в парах натрия. . .. ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Семейство компактных. Газоразрядная лампа лампа, в которой свечение создается непосредственно или Натриевая лампа высокого давления лампа с парами натрия,. .. влияние структуры оболочки разрядной трубки натриевой. Натриевые газоразрядные лампы Именно это свойство паров натрия и позволяет их использовать для Натриевые лампы делятся на два типа.. .. Купить Лампа натриевая Philips SON T 400W E40. используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко оранжевый свет. Натриевые газоразрядные лампы широко применяются. .. Натриевая лампа это Что такое Натриевая лампа?. ДНАТ. Лампа ДНAТ представляет собой натриевую газоразрядную лампу высокого давления. Ее свечение вызвано образованием в парах натрия.

Уличное противостояние: натрий против диодов. Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия, Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия. .. натриевые лампы. Натриевые лампы обозначаются аббревиатурой ДНаТ дуговая световой отдачей среди газоразрядных ламп и незначительным. .. Натриевая лампа высокого давления типа SON Газоразрядные. Натриевые лампы высокого давления НЛВД являются одним из наиболее благодаря повышению давления паров натрия в горелке при увеличении Вт. На Полтавском заводе газоразрядных ламп освоен выпуск маломощных. .. Глоссарий.ru: Газоразрядные лампы. В процессе эксплуатации натриевых ламп высокого давления НЛВД происходит диффузионная утечка натрия из газоразрядного. .. Натриевые лампы. Виды и устройство. Работа и применение. Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте и Facebook Натриевая лампа. .. ДНАТ. Лампы ДНАТ. Лампа ДНАТ 100. Лампа ДНАТ 150.. Натриевые лампы – это электрические осветительные приборы, Пары натрия формируют газоразрядную среду в лампе и светятся цветами красного. .. Натриевые газоразрядные лампы это Что такое Натриевые. Натриевая газоразрядная лампа НЛ электрический источник света, светящимся телом которого служат пары натрия с газовым разрядом в них. . .. Современные натриевые лампы высокого давления Школа для. Натриевые лампы по сравнению с прочими источниками искусственного Пары натрия, которые служат газоразрядной средой в натриевых лампах,. .. Натриевая лампа YouTube. Натриевая газоразрядная лампа НЛ электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому. .. Газоразрядные лампы. Общая характеристика. Область. НЛВД Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко оранжевый свет. Натриевые.

Газоразрядная лампа

— обзор

1.8.3 Газоразрядные лампы

Газоразрядные лампы были произведены еще в 1856 году, но коммерчески разрядные лампы появились на рынке только в 1930-х годах. Газоразрядные лампы — это семейство искусственных источников света, которые излучают свет, посылая электрический разряд через ионизированный газ, то есть плазму. Обычно такие лампы наполнены благородным газом (аргон, неон, криптон и ксенон) или смесью этих газов. Большинство ламп заполнены дополнительными материалами, такими как ртуть, натрий и галогениды металлов.Когда газ ионизируется, свободные электроны ускоряются электрическим полем в трубке и сталкиваются с атомами газа и металлов. Некоторые электроны на атомной орбитали этих атомов возбуждаются этими столкновениями до более высокого энергетического состояния. Когда возбужденный атом возвращается в состояние с более низкой энергией, он испускает фотон с характерной энергией, в результате чего возникает инфракрасное, видимое или ультрафиолетовое излучение. Некоторые лампы преобразуют ультрафиолетовое излучение в видимый свет с помощью флуоресцентного покрытия на внутренней стороне стеклянной поверхности лампы.Люминесцентная лампа, пожалуй, самая известная газоразрядная лампа. Спектральное распределение энергии электроразрядной лампы зависит, прежде всего, от типа пара или газа, давления пара, природы электрода и электрической энергии.

Газоразрядные лампы отличаются долгим сроком службы и высокой эффективностью, но их сложнее производить. Из-за большей эффективности газоразрядные лампы заменяют лампы накаливания во многих осветительных приборах. Газоразрядные лампы можно разделить на три большие группы:

1.

Газоразрядные лампы низкого давления

2.

Газоразрядные лампы высокого давления

3.

Газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID).

Газоразрядные лампы низкого давления работают при давлении намного ниже атмосферного. Обычные люминесцентные лампы в офисном освещении и других бытовых устройствах работают при давлении около 0,3% от атмосферного. Эти лампы производят до 100 лм ^–1 Вт. Натриевые лампы низкого давления, наиболее эффективный тип газоразрядных ламп, производят до 200 лм Вт ^–1 , но их цветопередача очень плохая.Эти лампы излучают почти монохроматический желтый свет, который приемлем только для уличного освещения и подобных приложений. В то время как люминесцентные лампы большего размера в основном используются в коммерческих или институциональных зданиях, компактные люминесцентные лампы тех же самых популярных размеров, что и лампы накаливания, теперь доступны в качестве энергосберегающей альтернативы в домах. Агентство по охране окружающей среды США классифицирует люминесцентные лампы как опасные отходы и рекомендует отделять их от обычных отходов для вторичной переработки или безопасной утилизации.

В люминесцентных лампах, выпускаемых с конца 1930-х годов, используются ртутные лампы низкого давления с люминофорным покрытием для изменения излучения. Обычно это длинные трубки, внутренняя часть которых покрыта люминофором, с электродами на двух концах. Трубки наполнены инертным газом, который несет электрический разряд до тех пор, пока капля жидкой ртути в трубке не испарится. В этих лампах используются пары ртути, излучающие свет в видимом и ультрафиолетовом диапазонах. Часть видимого света проходит через полупрозрачное покрытие из флуоресцентного порошка внутри стеклянной трубки. Ультрафиолетовый свет, в основном с длиной волны 253,7 нм, излучаемый парами ртути, возбуждает флуоресцентное покрытие, генерируя дополнительный и более непрерывный в спектральном отношении свет в видимом диапазоне.

Люминесцентные лампы изготавливаются в соответствии с выбранной цветовой температурой путем изменения смеси люминофоров внутри трубки. Тёпло-белые флуоресцентные лампы имеют цветную температуру 2700 К. Они популярны для освещения жилых помещений. Нейтрально-белые флуоресцентные лампы имеют CCT 3000 K или 3500 K. Холодно-белые флуоресцентные лампы имеют CCT 4100 K и популярны для офисного освещения.Флуоресцентные лампы дневного света имеют CCT 5000–6500 K, что означает голубовато-белый цвет. Люминофоры представляют собой неорганические соединения высокой химической чистоты, и иногда некоторые металлы добавляются в качестве активаторов для повышения их эффективности. Часть наименее приятного света исходит от трубок, содержащих более старые галогенфосфатные люминофоры (химическая формула Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (F, Cl): Sb ^{3 +} , Mn ^{2 +} ). Этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного.В отсутствие эталона эта смесь кажется глазам белой, но свет имеет неполный спектр. Индекс цветопередачи (CRI) (см. Раздел 1.11.1) таких ламп составляет около 60. Другие люминофоры включают вольфраматы металлов, силикаты, бораты и арсенаты. В люминесцентных лампах дневного света в качестве люминофора используется вольфрамат магния, который излучает свет с длиной волны 480 нм. Галофосфат кальция в качестве люминофора и сурьма / марганец в качестве активатора используются в холодно-белых люминесцентных лампах без красного света и в модифицированных более красных люминесцентных лампах теплого белого цвета.С 1990-х годов в люминесцентных лампах более высокого качества используется галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи или смесь трифосфоров на основе ионов европия и тербия, полосы излучения которых более равномерно распределены по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи придают человеческому глазу более естественную цветопередачу. CRI таких ламп обычно составляет 82–100.

Лампы высокого давления работают при несколько более высоком давлении, чем лампы низкого давления — давление может быть меньше или выше атмосферного.Например, натриевая лампа высокого давления работает при давлении 100–200 торр — примерно 14–28% от атмосферного давления (стандартное атмосферное давление составляет ровно 1 бар, 100 кПа или ≈ 750,01 торр). Некоторые автомобильные HID-фары работают под давлением до 50 бар, что в 50 раз превышает атмосферное.

HID лампы излучают свет с помощью электрической дуги между вольфрамовыми электродами, помещенными внутри полупрозрачной или прозрачной дуговой трубки из плавленого кварца или плавленого оксида алюминия. По сравнению с другими типами ламп, в этих лампах используется относительно большая мощность дуги.Лампы HID могут быть одного из следующих типов:

1.

Лампы на парах ртути

2.

Металлогалогенные лампы

3.

Керамические газоразрядные металлогалогенные лампы

4.

Натриевые лампы

5.

Ксеноновые дуговые лампы

6.

Сверхвысокие характеристики (UHP).

В ртутной лампе электрическая дуга пропускается через испаренную ртуть для получения света.Лампы на парах ртути и газоразрядные лампы более энергоэффективны, чем лампы накаливания. Большинство люминесцентных ламп имеют световую отдачу примерно 35–65 лм ^–1 Вт. Эти лампы имеют длительный срок службы (24 000 часов) и высокую интенсивность яркого белого света. Они используются для верхнего освещения больших площадей, например, на заводах, складах и спортивных площадках, а также для уличных фонарей. Прозрачные ртутные лампы излучают белый свет с голубовато-зеленым оттенком. Это не льстит цвету кожи человека, поэтому в розничных магазинах такие лампы не используются.Более приемлемы ртутные лампы с «коррекцией цвета» с люминофорным покрытием внутри внешней колбы, излучающим белый свет. Они обеспечивают лучшую цветопередачу, чем более эффективные натриевые лампы высокого или низкого давления.

Лампы на парах ртути высокого давления — это самые старые типы ламп высокого давления, которые в большинстве случаев заменяются металлогалогенными лампами и натриевыми лампами высокого давления. Он дает характерный сине-зеленый свет из-за излучения на выбранных длинах волн. Длины волн спектрального излучения различных газов за счет электрических разрядов показаны в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Длины волн испускания различных газов / паров металлов

Спектральные линии излучения расширяются с увеличением рабочего давления внутри трубки. И ртутные, и натриевые лампы в основном используются для наружного освещения. Им не хватает излучения на некоторых длинах волн, что приводит к искажению цвета некоторых объектов, видимых под этим светом. С увеличением рабочего давления линейный спектр расширяется, а цветовые искажения уменьшаются. В настоящее время разработаны более белые натриевые лампы высокого давления, которые можно использовать для внутреннего освещения, но цветопередача все еще может быть плохой из-за недостатка синего света.Дефицит ртутных ламп в красном конце спектра можно уменьшить, покрывая внутреннюю часть трубки люминофором, излучающим красный цвет.

В металлогалогенных лампах йодиды различных элементов включены в ртутную лампу, которая излучает свет с длинами волн, характерными для этого конкретного элемента. Комбинации различных йодидов заполняют пробелы в излучении ртутных ламп. Металлогалогенные лампы обеспечивают высокую светоотдачу для своего размера, что делает их компактными, мощными и эффективными источниками света. Световая отдача повышается за счет добавления солей редкоземельных металлов в ртутную лампу, и достигается цвет света. Металлогалогенные лампы излучают почти белый свет и имеют световой поток 100 лм Вт ⁻¹ . Металлогалогенные лампы, изначально созданные в конце 1960-х годов для промышленного использования, теперь доступны во многих размерах и конфигурациях для коммерческих и жилых помещений. Поскольку лампа мала по сравнению с люминесцентной лампой или лампой накаливания с таким же уровнем освещенности, относительно небольшие отражающие светильники могут использоваться для направления света для различных целей (уличное освещение или освещение складов или промышленных зданий).Помимо паров ртути, лампа содержит иодиды, а иногда и бромиды различных металлов. Скандий и натрий используются в некоторых типах, таллий, индий и натрий — в европейских моделях Tri-Salt, а в более поздних типах используется диспрозий для высокой цветовой температуры и олово для более низкой цветовой температуры. Гольмий и тулий используются в некоторых очень мощных моделях освещения для кино. Галлий или свинец используются в специальных моделях с высоким УФА. Цвет лампы определяется составом смеси металлов.

Керамическая разрядно-металлическая (CDM) галогенидная лампа или металлокерамическая галогенидная лампа (CMH) — это относительно новый источник света и улучшенная версия лампы с высоким содержанием ртути. Лампа помещена в керамическую трубку, которая может нагреваться до температуры выше 1200 К. Керамическая трубка заполнена солями ртути, аргона и галогенидов металлов. Из-за высокой температуры стенки галогениды металлов частично испаряются. Внутри горячей плазмы эти соли диссоциируют на атомы металла и йода.

Металлические атомы являются основным источником света в этих лампах, создавая голубоватый свет, близкий к дневному, с индексом цветопередачи до 96.Точные значения CCT и CRI зависят от конкретной смеси солей галогенидов металлов. Существуют также теплые белые лампы CDM с несколько более низким индексом цветопередачи (78–82), которые по-прежнему дают более чистый и естественный свет, чем старые ртутные и натриевые лампы при использовании в качестве уличных фонарей, кроме того, что они более экономичны для использовать. Лампы CDM используют одну пятую мощности сопоставимых вольфрамовых ламп накаливания для такой же светоотдачи (80–117 лмВт ^–1 ) и сохраняют стабильность цвета лучше, чем большинство других газоразрядных ламп.Эти лампы применяются в телевидении и кинопроизводстве, а также в освещении магазинов, цифровой фотографии, уличном и архитектурном освещении.

В натриевой лампе для получения света используется возбужденный натрий. Есть две разновидности таких ламп: натриевые низкого давления (ЛПС) и высокого давления. Поскольку натриевые лампы вызывают меньшее световое загрязнение, чем ртутные лампы, они используются во многих городах, где есть большие астрономические обсерватории. Лампы LPS являются наиболее эффективными источниками света с электрическим приводом при измерении в условиях фотопического освещения — до 200 лмВт ^–1 — в первую очередь потому, что на выходе получается свет с длиной волны, близкой к максимальной чувствительности человеческого глаза.В результате они широко используются для наружного освещения, например для уличных фонарей и освещения безопасности, где цветопередача когда-то считалась неважной. Однако недавно было обнаружено, что в мезопических условиях, типичных для вождения в ночное время, более белый свет может обеспечить лучшие результаты при более низкой мощности. Натриевые лампы высокого давления дают мощность до 150 лм ^–1 Вт. Эти лампы производят более широкий световой спектр, чем натриевые лампы низкого давления. Они также используются для уличного освещения и для искусственной фотоассимиляции при выращивании растений.

Ксеноновая дуговая лампа — это особый тип газоразрядной лампы, электрический свет, который излучает свет, пропуская электричество через ионизированный газообразный ксенон под высоким давлением, чтобы произвести яркий белый свет, который очень похож на естественный солнечный свет. Ксеноновые дуговые лампы используются в кинопроекторах, в кинотеатрах, в прожекторах, для специального использования в промышленности и исследованиях для имитации солнечного света, а также в ксеноновых фарах автомобилей. Ксеноновые дуги высокого давления излучают широкий спектр, охватывающий ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазон длин волн. Используя фильтры, можно сделать спектры близкими к среднему дневному свету. Эти лампы широко используются в кинематографии и в научных целях.

Ртутная дуговая лампа UHP была разработана Philips в 1995 году для использования в коммерческих проекционных системах, проекторах для домашних кинотеатров, MD-PTV и видеостенах. В отличие от других распространенных ртутных ламп, используемых в проекционных системах, эта лампа не является металлогалогенной, а использует только ртуть. Philips утверждает, что срок службы ламп превышает 10 000 часов. Эти лампы очень эффективны по сравнению с другими проекционными лампами — одна лампа UHP мощностью 132 Вт используется производителями DLP, такими как Samsung и RCA, для питания своих телевизионных линий обратной проекции DLP.HID-лампы обычно используются, когда требуется высокий уровень света и энергоэффективность.

Газоразрядные лампы, балласты и приспособления

Для многих натриевых ламп требуется только пусковой импульс высокого напряжения.
балластами, предназначенными для питания таких ламп.

Работа газоразрядных ламп на постоянном токе

Иногда может потребоваться запустить газоразрядную лампу на постоянном токе. Есть два
возможные причины:

• Доступно только питание постоянного тока.
• Для уменьшения мерцания. Иногда лампа работает иначе для
  электричество течет в одном направлении, чем в другом.В дополнение
  положительные и отрицательные концы дуги могут составлять разное количество
  света, в результате чего частота мерцания равна частоте переменного тока, а не
  удвоенная частота переменного тока.

  Однако конечное мерцание обычно незначительно. В лампах HID
  общий размер дуги обычно невелик. Только если в светильнике есть отражатель
  что заставляет некоторые области получать свет только с одного конца дуги
  должен закончиться мерцание быть значительным. В большинстве многоламповых люминесцентных
  светильники, трубки обычно находятся в паре последовательно с двумя трубками в любом
  пара ориентирована в противоположных направлениях. Обычно это снижает конечное мерцание.
  эффекты, особенно в светильниках с рассеивающими линзами.

  Лампы должны работать достаточно близко или одинаково в обоих направлениях, если только
  срок службы лампы подходит к концу. В таком случае один электрод
  ухудшается достаточно, чтобы повлиять на производительность раньше другого. Тем не мение,
  это обычно указывает на необходимость замены лампы, а не на попытки
  чтобы он меньше мерцал.

Если вы хотите исправить переменный ток, чтобы обеспечить лампу постоянным током, используйте перемычку.
выпрямитель после балласта.Большинство балластов, включая все «железные» типы,
для работы требуется переменный ток соответствующего напряжения и частоты. Сделайте 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, на половину цикла переменного тока.
Проблемы также могут возникнуть с люминесцентными балластами с нитевыми обмотками.
Только полностью изолированные обмотки накала или отдельные трансформаторы накала
следует использовать, если вы исправляете выход балласта с помощью нитей накала.
Кроме того, мостовой выпрямитель должен выдерживать пиковое напряжение, обеспечиваемое
балласт.

Если источник питания постоянного тока адекватного напряжения, вам понадобится балласт резистора.
или электронный балласт, специально разработанный для работы вашей лампы от
доступное постоянное напряжение. «Железные» балласты ограничивают ток только при использовании с
AC. Подогрейте люминесцентные лампы, работающие от источников постоянного тока и без
специальные балласты нуждаются как в обычном «железном» балласте для обеспечения
пусковой «пинок» и резистор для ограничения тока.

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

Пары ртути и люминесцентные лампы обычно работают на постоянном токе. Однако жизнь
может несколько сокращаться из-за неравномерного износа электродов.

Люминесцентные лампы могут тускнеть с одной стороны от постоянного тока. Поскольку пары ртути
ионизируется легче, чем аргон, часть его существует в виде положительных ионов. Этот
может привести к попаданию ртути на отрицательный конец трубки, что приведет к
в нехватке ртути в положительном конце. Это больше проблема с
трубы большей длины и меньшего диаметра.

Некоторые люминесцентные светильники, предназначенные для использования в условиях постоянного тока, имеют
специальные переключатели для изменения полярности каждый раз, когда прибор запускается. Этот
балансирует износ электродов и уменьшает проблемы с распределением ртути.

Лампы на парах ртути обычно работают с постоянным током, но некоторые могут только надежно.
работать правильно, если кончик основания отрицательный, а оболочка основания
положительный. Это потому, что стартовый электрод лучше всего работает, когда он
положительный.

Кроме того, если ближайший основной электрод положительный, это может вызвать тонкую
пленка металлического конденсата, замыкающая пусковой электрод на ближайший
главный электрод. Это может привести к появлению ртути некоторых марок, моделей и размеров.
лампы не включаются после некоторого использования. Отрицательный главный электрод не
выпустить как можно больше испаренного материала электрода, так как материал электрода
легко образует положительные ионы, заставляя пары материала электрода
конденсироваться на электроде, а не на близлежащих частях дуги
трубка.

Металлогалогенные и натриевые лампы не должны получать постоянного тока. Используйте их только с
балласты, которые дают лампочке переменный ток. 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
концы дуговых трубок, может произойти электролиз с выделением химического
компоненты реакционной галогенидной соли, которые могут повредить дугогасительную трубку или
электроды. В результате дуговая трубка может треснуть.

Есть несколько специализированных металлогалогенных ламп, которые предназначены для работы от постоянного тока.
Они часто имеют асимметричные электроды и / или короткие дуги. Эти
лампы часто также должны работать только в определенных положениях и только с
тип тока, на который они были рассчитаны, чтобы добиться надлежащего
распределение активных ингредиентов в дуговой трубке и для достижения надлежащего
использование электродов.Например, некоторые из этих ламп могут каким-то образом выйти из строя.
или другой с AC.

В натриевых лампах высокого давления, содержащих как натрий, так и ртуть,
натрий образует положительные ионы легче, чем ртуть, и дрейфует
к отрицательному электроду. Положительный конец может потускнеть из-за недостатка
натрия. Кроме того, если какая-либо часть дуговой трубки заполнена
смесь, содержащая избыток натрия и недостаток ртути, теплопроводность
от этой части дуги к дуговой трубке будет увеличиваться.Кроме того,
В трубке с горячей дугой со временем могут возникнуть проблемы с электролизом при наличии
ионы натрия и постоянное электрическое поле.

Натриевые лампы низкого давления не должны получать постоянный ток по тем же причинам. Натрий
скорее всего, дрейфует к отрицательному концу дуги, и горячее стекло будет
почти наверняка возникнут проблемы с разрушающим электролизом при воздействии
горячие ионы натрия или натрия и постоянное электрическое поле.

Лампы HID специального назначения, такие как ксеноновые и HMI

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

Однако яркость поверхности дуги этих ламп примерно равна
поверхностная яркость нитей накаливания и общего назначения
нити галогенных ламп. Для некоторых приложений, таких как эндоскопия и кино
проекции необходим более концентрированный источник света.
Здесь специализированные лампы HID, такие как лампы с короткой дугой и лампы HMI
Войдите.

Лампы с короткой дугой состоят из кварцевой колбы примерно сферической формы с двумя тяжелыми
рабочие электроды разнесены на кончиках всего на несколько миллиметров. Лампочка
может содержать ксенон, ртуть или и то, и другое. Лампы с короткой дугой ртути имеют
Заполнение аргоном для зажигания дуги.

В лампе с короткой дугой дуга небольшая и очень интенсивная. Сила
потребляемая мощность не менее нескольких сотен, а чаще несколько тысяч ватт
на сантиметр длины дуги. Рабочее давление в баллоне равно
чрезвычайно высокая — иногда до 20 атмосфер, чаще от 50 до
более 100 атмосфер.Эти лампы представляют собой опасность взрыва!

Ртутные лампы с короткой дугой используются, когда компактный интенсивный источник УФ-излучения
или там, где нет необходимых пусковых импульсов высокого напряжения
для ксеноновых ламп с короткой дугой. Лампы с короткой дугой ртутные немного больше
эффективнее, чем ксеноновые. Давление в ртутной лампе с короткой дугой
не обязательно должен быть таким высоким для хорошей эффективности, как у ксенонового, но все же
огромный.

Ксеноновые лампы с короткой дугой встречаются чаще, чем ртутные, поскольку они не
требуется время, чтобы прогреться, как ртутные лампы, и иметь дневной свет
спектр. Недостатком ксенона является требование очень высокой
напряжение пускового импульса — иногда около 30 киловольт!

Ксеноновые лампы с короткой дугой используются для проецирования фильмов, а иногда и для
прожекторы. Меньшие по мощности используются в специализированных устройствах, таких как
эндоскопы.

Лампы HMI — это металлогалогенные лампы с более компактной и более 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.

В некоторых прожекторах используются лампы HMI. Они используются в некоторых эндоскопах.
и проекционные приложения, где интенсивность дуги HMI достаточна
поскольку они стоят меньше, служат дольше и более эффективны, чем правда
лампы с короткой дугой.

Существуют всевозможные HMI и аналогичные лампы, включая лампы HTI и
лампы, используемые в автомобильных фарах HID.

HID Автомобильные фары

Сначала были газовые лампы, потом электрические лампочки, потом герметичные
балка, потом галоген. А теперь приготовьтесь к барабанной дроби, пожалуйста! — высокая интенсивность
газоразрядные лампы со сложными контроллерами. Элитные автомобили от
такие производители, как BMW, Porsche, Audi, Lexus, а теперь и Lincoln, будут оснащены
с новой технологией фар. Несомненно, такая технология будет постепенно
найти свой путь в основных автомобилях, а также в других приложениях
для смертных.

Среди потенциальных преимуществ HID-фар — более высокая интенсивность,
более долгий срок службы, превосходная цветопередача и лучшая направленность:

• Интенсивность света — лампы HID примерно в 3 раза эффективнее галогенных
  лампы.Таким образом, даже если принять КПД DC-DC преобразователя
  во внимание, более низкая потребляемая мощность может фактически привести к большому
  более яркие фары, чем это возможно с галогенными лампами. Это уменьшило
  мощность также приводит к более прохладной работе и меньшему расходу заряда батареи и
  генератор.
• Срок службы — ожидается, что лампа HID прослужит 2700 часов или более и
  таким образом покрывается гарантия от бампера до бампера на 100 000 км. В качестве
  На практике лампа HID может прослужить дольше автомобиля.С
  гарантийная замена фар оказывается значительными расходами,
  есть сильный стимул к взлету этой долгоживущей технологии.
• Спектральный выход — свет от HID-лампы богаче синего (и более
  нравится дневной свет), чем галогенные лампы. Оказывается, это улучшает отражательную способность.
  знаков и дорожной разметки.
• Форма луча — небольшой размер дуги лампы HID позволяет
  система должна быть оптимизирована для более эффективного направления света туда, где он находится
  необходимо и не дать ему перетечь туда, где он не нужен.

Чтобы сделать это практичным — даже для Lexus за 40000 долларов — специальные DC-DC
микросхемы преобразователей были разработаны специально для автомобильных приложений
в уме. Они, наряду с несколькими другими основными электронными компонентами,
реализовать полную систему управления HID фарами.

Сама лампа HID похожа по базовой конструкции на традиционные лампы HID:
Два электрода запечатаны в кварцевой оболочке вместе со смесью твердых частиц,
жидкости и газы. В холодном состоянии эти материалы находятся в исходном состоянии.
(при комнатной температуре), но в основном это газы, когда лампа горячая.Запуск
из этих ламп может потребоваться до 20 кВ для зажигания дуги, но только от 50 до 150 В.
поддерживать это. Лампы могут быть предназначены для работы от переменного или постоянного тока.
в зависимости от различных факторов, включая размер и форму электродов.
Каждой модели должен соответствовать уникальный набор рабочих параметров балласта.
HID лампочка.

Из всех проблем, которые нужно было решить, чтобы HID-фары стали
практично (не считая стоимости), самым важным было время прогрева.
Как отмечено в разделе: «Технология разрядных ламп высокой интенсивности (HID)»,
обычные лампы HID требуют периода прогрева в течение нескольких минут перед
создается практически полный световой поток.Это, конечно, полностью
неприемлемо для автомобильной фары как для холодного запуска (представьте:
«Дорогая, мне надо фары приготовить») а также когда они должны быть
моргнул. Проблема прогрева решалась программированием контроллера на
подавать на лампу постоянную мощность, а не
постоянный ток, который обеспечивал бы традиционный балласт. С
эта изюминка вкупе с особой конструкцией лампы, лампа подходит как минимум
75% полной интенсивности менее чем за 2 секунды.Контроллер также предоставляет
возможность «горячего удара» для мигания (напомним, что лампы HID обычно
не может быть перезапущен в горячем состоянии). Таким образом, перезапуск горячей лампы абсолютно необходим.
мгновенно.

Пока эта технология только начинает появляться, ожидайте вторжения (без слов
предназначено) в дом, офис, магазин, фабрику и другие области и работу
освещение. Сочетание высокой эффективности, долгого срока службы, желаемого спектрального
характеристики, малый размер и надежность твердого тела должны привести к
еще много приложений в ближайшем будущем.Почти мгновенный запуск
Возможность устраняет один из основных недостатков небольших HID ламп.

Если у вас есть свободное время и деньги:

(От: Деклан Хьюз (hughes@aero. 2
яркость, 4.Длина дуги 2 мм, положение горения горизонтальное +/- 10 град., Светящийся
поток через 1 сек. = 25%, макс. розетка темп. = 180 ° C, любые ошибки мои.

Более подробную информацию смотрите в Дон
Файл автомобильной HID лампы Klipstein.

Замена металлогалогенных ламп?

Следующее было вызвано запросом информации о замене (дорогого)
Металлогалогенная лампа 250 ватт в видеопроекторе с чем-то еще.

Я бы не стал заменять эту лампу по следующим причинам:

Металлогалогенная лампа требует балласта.Балласт должен работать только
Металлогалогенная лампа 250 Вт с таким же напряжением дуги. Тебе придется
самостоятельно измерить напряжение дуги после прогрева лампы, и сделать это
не подвергая себя неприятному ультрафиолетовому излучению, которое излучает некоторые из этих вещей
но который не проходит сквозь стекло. Напряжения дуги многих специализированных
металлогалогенные лампы широко не публикуются и могут или не могут
доступны от производителя лампы.

ВНИМАНИЕ: напряжение зажигания на них может составлять несколько кВ, что, вероятно,
уничтожьте мультиметр, если дуга погаснет, и попытайтесь перезапустить
пока вы его измеряете! Рабочее напряжение или напряжение удара могут
уничтожьте вас, если вы войдете в контакт с токоведущими терминалами!
(Специальные галогениды металлов, вероятно, обычно требуют от пары до нескольких кВ.Ксеноновым металлогалогенным автомобильным лампам для зажигания требуется от 6 до 12 кВ и от 15 до 20 кВ.
для горячего перезапуска. Наихудшими являются ксеноновые лампы с короткой дугой, которые могут потреблять до 30 кВ или
более.)

Большинство металлогалогенных ламп относятся к типу переменного тока, а некоторые — к постоянному току, 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 также.

Если вы сопоставите напряжение дуги, тип переменного / постоянного тока, и балласт запустит
лампа, возможно, вы занимаетесь делом, но, скорее всего, нет. Многие лампы для проекторов
имеют особые требования к охлаждению, а некоторые имеют особое положение горения
требования. Металлогалогенные лампы могут преждевременно выйти из строя (возможно, сильно!)
если они перегреваются, помимо того, что они блеклые. При переохлаждении они
больше похожи на ртутные лампы, они будут блеклыми и будут иметь пониженный световой поток.
Кроме того, в некоторых металлогалогенных лампах есть галогеновый цикл, чтобы
внутренняя поверхность колбы чистая, и это может не работать, если лампа
переохлажден и испаряется недостаточное количество химикатов в колбе.Это также могло привести к выходу лампы из строя.

Если альтернативная лампа работает нормально, дуга может погаснуть.
в месте, отличном от места оригинальной лампы. Дуга может быть
другой формы или размера, чем у оригинальной лампы. Это может
повлиять на вашу проекцию. Ваша проекция может не пропускать много света или
имеют подсветку только части изображения.

Дуга может иметь другой цвет или спектр, что может повлиять на
цветопередача проецируемого изображения. Металлогалогенные дуги часто
неоднородного цвета, и если запасная лампа имеет менее однородный цвет
дуги, чем оригинальная лампа, тогда ваши фотографии могут иметь странные оттенки
в них.

А что насчет использования галогена вместо галогенида металла? Вы получите меньше
свет, а также проблемы из-за нити другой формы или
размер, чем у исходной металлогалогенной дуги. Скорее всего, нить
больше или длиннее дуги, и это уменьшит процент
свет используется.Если вы попробуете взломать галогенную лампу, вы
почти наверняка придется обходить балласт галогенидов металлов. И галоген
лампы излучают больше инфракрасного излучения, чем металлогалогенные лампы той же мощности — вы
может привести к перегреву источника вашего изображения (например, ЖК-панели или прозрачной пленки).

Я бы не рекомендовал заменять все эти лампы на проектор.
причины. Это следует делать только на свой страх и риск и только
которые хорошо знакомы со всеми характеристиками ламп в
вопрос — в том числе знакомство с требованиями горящей позиции,
требования к охлаждению, форма и размер светоизлучающей области и т. д.

Лампы для проекторов в целом и особенно специализированные лампы HID должны
использоваться только в оборудовании, специально предназначенном для использования определенных ламп в
вопрос, или теми, кто знает об этом достаточно хорошо, чтобы сделать
их собственные балласты и знать другие неприятные вещи об этих лампах. И
можно не сильно сэкономить, используя другую лампу — специализированную металлогалогенную
лампы все дорогие.

А для тех, кто покупает проектор любого типа — обратите внимание на цену,
доступность и продолжительность жизни ламп!

Назад к содержанию часто задаваемых вопросов о разрядной лампе.

Натриевые лампы низкого давления

(Части от: 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 на каждый.
ватт.

Натриевая лампа низкого давления состоит из трубки, изготовленной из специальной натрийостойкой
стекло, содержащее натрий и газовую смесь неон-аргон. Поскольку трубка
довольно большой и должен достигать температуры около 300 градусов Цельсия, трубка
изогнута в U-образную форму и заключена в вакуумированную внешнюю колбу, чтобы
для сохранения тепла.В качестве дополнительной меры по сохранению тепла внутренний
поверхность внешней колбы покрыта материалом, который отражает инфракрасное излучение, но
пропускает видимый свет. Этим материалом традиционно был оксид олова или
оксид индия.

Электроды представляют собой намотанную вольфрамовую проволоку с термоэмиссионным покрытием.
материала, и чем-то напоминают электроды люминесцентных ламп. В отличие от
большинство люминесцентных ламп, натриевые лампы низкого давления имеют только один электрический
подключение к каждому электроду и электроды не могут быть предварительно нагреты.

Газовая смесь представляет собой смесь «Пеннинга», состоящую в основном из неона с небольшой
количество аргона. В зависимости от того, кого вы слушаете, эта смесь от 0,5 до 2.
процентов аргона, от 98 до 99,5 процентов неона. Более богатые аргоном смеси около 98-2
сегодня может быть предпочтительнее, так как горячее стекло обладает некоторой способностью поглощать аргон из
электрический разряд низкого давления. В идеале смеси должно быть всего несколько
десятые доли процента аргона, чтобы ионизировать легче всего и делать гораздо больше
легче, чем чистый неон или чистый аргон.

Значительный избыток натрия содержится в стеклянной дуговой трубке, поскольку
стекло может абсорбировать или вступать в реакцию с некоторым количеством натрия. Давление паров натрия
контролируется температурой самых холодных частей дуговой трубки. Когда
дуговая трубка достигает нужной температуры, дальнейший нагрев снижается за счет
эффективность лампы при производстве света вместо тепла.

На дуговой трубке есть углубления, которые обычно немного холоднее, чем дуговая трубка.
остальная часть дуговой трубки. Это заставляет металлический натрий собираться в ямках.
вместо того, чтобы закрывать большую часть дуговой трубки и блокировать свет.

Натриевой лампе низкого давления обычно требуется от 5 до 10 минут для прогрева.

Натриевая лампа низкого давления почти полностью состоит из оранжево-желтого цвета.
Линии натрия 589,0 и 589,6 нМ. Этот свет в основном монохроматический
оранжево-желтый. 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
становятся более похожими по цвету.

Некоторые в основном красные и красноватые флуоресцентные чернила, красители и краски могут
флуоресцируют от красного до красно-оранжевого от желтого натриевого света, и они будут стоять
в натриевом свете с цветом, отличным от цвета натриевого света.

Еще один недостаток натриевого светильника низкого давления заключается в том, что многие объекты
выглядят темнее, чем при таком же количестве другого света. Красный зеленый,
а синие объекты выглядят темными под натриевым светом низкого давления. Большинство других
источники света натриевого цвета, такие как «лампочки от насекомых», имеют значительный красный цвет.
и зеленый вывод и будет отображать красные и зеленые объекты, по крайней мере, несколько
обычно.

Светодиод против натрия высокого давления / низкого давления

15 минут чтения

Вы когда-нибудь задумывались, что лучше: натриевые лампы высокого давления (и соответствующие натриевые лампы низкого давления) или светоизлучающие диоды (светодиоды)? Итак, вот прямое сравнение этих двух технологий, за которым следует подробное обсуждение каждой технологии по очереди.

Натрий высокого давления

Что такое натриевая лампа высокого давления?

Лампы на парах натрия высокого давления (HPS), аналогичные лампам LPS, представляют собой особый тип газоразрядных ламп (также известных как разрядные лампы высокой интенсивности, HID или дуговые лампы). Принципиальная разница между натриевыми лампами низкого и высокого давления заключается в рабочем давлении внутри лампы.Как видно из названия, натриевые лампы высокого давления работают при более высоком внутреннем давлении. Дуговая трубка сделана из оксида алюминия, а металлический натрий объединен с несколькими другими элементами, такими как ртуть, которая уравновешивает желтое свечение с некоторыми выбросами от белого до голубого.

Натрий низкого давления

Что такое натриевая лампа низкого давления?

Лампы на парах натрия низкого давления (LPS) представляют собой особый тип газоразрядных ламп (также известных как разрядные лампы высокой интенсивности, HID или дуговые лампы).Колба в основном содержит твердый металлический натрий внутри трубки из боросиликатного стекла, которая испаряется при включении лампы. Во время запуска (пока натрий все еще находится в твердой форме) лампа излучает тусклое красноватое / розовое свечение. Как только металл испаряется, выбросы приобретают характерный ярко-желтый цвет, характерный для натриевых ламп. Спектр видимого излучения LPS-света на самом деле очень близок (589 и 589,6 нм, практически монохроматический), в результате чего цвета освещенных объектов почти неразличимы.

Общие черты LPS и HPS Lights:

Натриевые лампы низкого и высокого давления требуют зажигания, которое обычно обеспечивается импульсом напряжения или третьим электродом (дополнительной металлической частью) внутри колбы. Запуск относительно прост для небольших ламп, но может потребоваться значительное напряжение для более крупных ламп. Для освещения на парах натрия обычно требуется период «прогрева», чтобы испарить внутренний газ в плазму. Кроме того, когда свет нагревается, для его работы требуется дополнительное напряжение, которое уравновешивается балластом (магнитное или электрическое устройство, предназначенное для обеспечения постоянного тока света). По мере старения ламп на парах натрия требуется все больше и больше напряжения для получения того же количества света, пока в конечном итоге напряжение не превысит фиксированное сопротивление, обеспечиваемое балластом, и свет погаснет (не сработает). Световые эффекты со временем становятся менее эффективными, потому что они должны использовать все больше и больше напряжения для обеспечения того же светового потока, что и свет. Тем не менее, фары HPS, в частности, поддерживают довольно хорошую светоотдачу (примерно 80%) при обычном окончании срока службы (24 000 часов работы).

Что такое Upside до натриевых ламп низкого (LPS) и высокого давления (HPS)?

Натриевые паровые светильники используются с середины 20-го века (в коммерческом производстве с 1930-х годов) и обычно представляют собой высокоэффективный способ освещения обширных территорий.Натриевые лампы работают в диапазоне, в котором человеческий глаз очень чувствителен, поэтому для достижения такого же светового эффекта требуется меньше энергии. По этой причине они очень эффективны. Кроме того, несмотря на длительный период прогрева (5-10 минут), натриевые лампы низкого давления немедленно повторно воспламеняются в случае отключения электроэнергии. Это особенно полезно для наружного освещения, где энергоэффективность имеет первостепенное значение (например, когда муниципалитеты освещают улицы или другие места общего пользования, такие как парковки.) Лампы LPS и HPS намного эффективнее и дольше служат, чем лампы накаливания, многие люминесцентные лампы и большинство газоразрядных ламп высокой интенсивности в целом. Лишь недавно, с появлением доступного и распространенного светодиодного освещения, их постоянно превосходят с точки зрения энергоэффективности и срока службы.

Какие основные недостатки в натриевых лампах низкого (LPS) и высокого давления (HPS)?

Среди недостатков данного освещения можно выделить следующие:

1. Натриевые лампы на парах имеют худшую цветопередачу на рынке. Лампы LPS, в частности, монохроматические, что означает, что освещаемые ими объекты выглядят темно-черными, а не того цвета, который вы бы видели при дневном свете. Лампы HPS лучше, но по-прежнему превосходят практически все другие светильники на рынке.
2. Натриевые лампы требуют кратковременного прогрева . Как только дуга зажигается, она плавится и испаряет соли металлов (натрия) внутри устройства. Свет не достигает полной мощности, пока соли полностью не испарятся в плазму (что иногда может занять до 10 минут).При первом зажигании (включении) свет будет красноватым / розовым, а по достижении нормальной рабочей температуры он перейдет в свой характерный желтый цвет.

Каковы Незначительные недостатки в натриевых лампах низкого (LPS) и высокого давления (HPS)?

Среди незначительных недостатков натриевого освещения можно выделить следующие:

1. Натриевые лампы высокого давления содержат небольшое количество токсичной ртути. Ртуть внутри ламп — опасный материал, который может стать проблемой при утилизации отходов в конце срока службы лампы. Разбитые лампы выделяют небольшое количество токсичной ртути в виде газа, а остальная часть содержится в самом стекле.
2. Натриевые лампы всенаправленные. Всенаправленный свет излучает свет на 360 градусов. Это большая системная неэффективность, потому что по крайней мере половина света должна отражаться и перенаправляться в желаемую освещаемую область.Необходимость отражения и перенаправления света означает, что выходная мощность для всенаправленных огней гораздо менее эффективна из-за потерь, чем для того же света, если бы он был направленным по своей природе. Это также означает, что в самом осветительном приборе требуется больше дополнительных деталей, чтобы отражать или фокусировать световой поток лампы (что увеличивает стоимость единицы).

Где обычно используются натриевые лампы низкого и высокого давления ?

Общие области применения натриевого освещения включают уличное освещение и парковки, а также освещение туннелей, где цветопередача не является серьезной проблемой. Он обычно используется на открытом воздухе в таких организациях, как школы, большие коммерческие здания, такие как больницы, или муниципалитеты, управляющие городским освещением с ограниченным бюджетом.

Светодиод:

Что такое светоизлучающий диод (светодиод)?

LED — светодиод. Диод — это электрическое устройство или компонент с двумя электродами (анодом и катодом), через которые протекает электричество — обычно только в одном направлении (внутрь через анод и через катод).Диоды обычно изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как кремний или селен — твердые вещества, которые проводят электричество в одних обстоятельствах и не проводят в других (например, при определенных напряжениях, уровнях тока или интенсивности света). Когда ток проходит через полупроводниковый материал, устройство излучает видимый свет. Это полная противоположность фотоэлементу (устройство, преобразующее видимый свет в электрический ток).

Если вас интересуют технические подробности работы светодиода, вы можете прочитать об этом здесь.

Что такое Major Upside для светодиодных ламп?

У светодиодного освещения четыре основных преимущества:

1. Светодиоды имеют чрезвычайно долгий срок службы по сравнению с любой другой осветительной техникой. Срок службы новых светодиодов составляет от 50 000 до 100 000 часов и более. Для сравнения, типичный срок службы люминесцентной лампы составляет в лучшем случае 10-25% (примерно 10 000 часов).

Светодиоды

2. чрезвычайно энергоэффективны по сравнению с любой другой коммерчески доступной осветительной техникой.Для этого есть несколько причин, включая тот факт, что они тратят очень мало энергии в виде инфракрасного излучения (сильно отличается от большинства обычных ламп, включая люминесцентные), и они излучают свет направленно (более 180 градусов по сравнению с 360 градусами, что означает гораздо меньше потерь из-за необходимости перенаправлять или отражать свет).
3. Очень высокое качество света
4. Очень низкие эксплуатационные расходы и хлопоты

Что такое Незначительные преимущества для светодиодных ламп?

Помимо основных преимуществ, светодиодные фонари также предлагают несколько небольших преимуществ.К ним относятся следующие:

1. Аксессуары: Светодиоды требуют гораздо меньше дополнительных деталей лампы.
2. Цвет: Светодиоды могут быть разработаны для генерации всего спектра цветов видимого света без использования традиционных цветовых фильтров, необходимых для традиционных световых решений.
3. Направленность: светодиоды имеют естественную направленность (по умолчанию они излучают свет на 180 градусов).
4. Размер: Светодиоды могут быть намного меньше других фонарей.
5. Прогрев: светодиоды переключаются быстрее (без периода прогрева или охлаждения).

Что такое Даунсайд для светодиодных фонарей?

Принимая во внимание положительные стороны, можно подумать, что светодиодные фонари — это простая задача. Хотя это становится все более актуальным, при выборе светодиода все же необходимо пойти на несколько компромиссов:

В частности, светодиодные фонари относительно дороги. Первоначальные затраты на проект светодиодного освещения обычно выше, чем у большинства альтернатив.Это, безусловно, самый большой недостаток, который необходимо учитывать. Тем не менее, цены на светодиоды стремительно снижаются, и, поскольку они продолжают массово применяться, цена будет продолжать падать. (Не сдавайтесь, если вы получили дорогостоящее предложение по переходу на светодиоды. Наша служба оптимизации стоимости может помочь.)

Где обычно используется светодиод ?

Первое практическое применение светодиодов было в печатных платах компьютеров. С тех пор они постепенно расширили свои области применения, включив светофоры, световые указатели, а с недавних пор — внутреннее и внешнее освещение.Как и люминесцентные лампы, современные светодиодные лампы — прекрасное решение для спортзалов, складов, школ и коммерческих зданий. Они также могут быть адаптированы для больших общественных мест (которые требуют мощного и эффективного освещения на большой площади), дорожного освещения (которое дает значительные преимущества в цвете по сравнению с натриевыми лампами высокого и низкого давления) и парковок. Чтобы узнать больше об истории уличного освещения в Соединенных Штатах, читайте здесь.

Качественное сравнение светодиодов и LPS / HPS

В чем разница между натриевыми парами и светодиодными лампами?

Две разные технологии — это совершенно разные методы получения света.Лампы на парах натрия содержат металлы, которые испаряются в инертный газ внутри стеклянного корпуса, в то время как светодиоды являются твердотельной технологией. Обе технологии очень эффективны. Разница в том, что натриевые лампы были самой эффективной технологией 1970-х годов, а светодиоды — их эквивалентом в наши дни. Хотя натриевое освещение превосходит практически все другие технологии с точки зрения энергоэффективности (именно поэтому оно было выбрано для освещения улиц во многих городах), оно уступает светодиодам.И светодиоды, и лампы на парах натрия излучают электромагнитное излучение в небольшой части спектра видимого света, однако светодиоды тратят гораздо меньше энергии, производя отходящее тепло, и они также предоставляют пользователю невероятно лучший выбор вариантов с высоким индексом цветопередачи (что устраняет необходимость в монохромный черный вид объектов, освещаемых лампами LPS и HPS).

Почему светодиоды вытеснят натриевые лампы с парами?

Натриевые лампы имеют худшую цветопередачу среди ламп.Они излучают темно-желтое свечение, что обычно является светом очень низкого качества. Кроме того, с натриевыми лампами возникают серьезные проблемы с утилизацией отходов. В частности, известно, что они могут вызвать возгорание в случае, если лампа сломается и обнажится металлический натрий. Натрий может загореться даже в том случае, если лампа разбита о землю. По этой причине безопаснее всего разбить натриевые лампы под водой, а затем утилизировать разрушенную лампочку. Наконец, лампы HPS и LPS являются монохроматическими, поэтому они могут испортить ваше цветовое зрение, если вы будете смотреть на них в течение длительного периода времени.

Возможно, что более важно, за последние несколько лет эффективность светодиодов превзошла эффективность даже ламп LPS и HPS, и повышение эффективности их работы продвигается гораздо более быстрыми темпами. Самым большим преимуществом светильников LPS и HPS является дешевая цена продажи, высокая энергоэффективность (низкие эксплуатационные расходы) и относительно долгий срок службы. LPS и HPS по-прежнему сохраняют эти преимущества перед большинством обычных ламп, но они проигрывают светодиодам по всем трем параметрам. В некоторых областях (например, по сроку службы) они значительно уступают светодиодам.Чрезвычайно низкие затраты на обслуживание и замену светодиодов на самом деле являются основным преимуществом затрат в долгосрочной перспективе. Срок службы светодиода может превышать 100 000 часов (более чем в четыре раза больше, чем у LPS или HPS). Необходимость покупать одну лампочку вместо трех или четырех с течением времени является важным аргументом в пользу светодиодов. Суть в том, что, утратив свое традиционное преимущество быть самой энергоэффективной лампой на рынке, очень мало причин использовать натриевую лампу, когда доступно светодиодное освещение.

Прочтите все сообщения о сравнении освещения!

Физика: Газоразрядная лампа — HandWiki

Бактерицидные лампы представляют собой простые разрядники паров ртути низкого давления в оболочке из плавленого кварца.

Газоразрядные лампы — это семейство искусственных источников света, которые генерируют свет, посылая электрический разряд через ионизированный газ, плазму. Обычно в таких лампах используется благородный газ (аргон, неон, криптон и ксенон) или смесь этих газов.Некоторые из них содержат дополнительные вещества, такие как ртуть, натрий и галогениды металлов, которые испаряются во время запуска и становятся частью газовой смеси. В процессе работы некоторые электроны вынуждены покинуть атомы газа около анода электрическим полем, приложенным между двумя электродами, в результате чего эти атомы остаются ионизированными. Освобожденные таким образом свободные электроны текут на анод, в то время как образованные таким образом катионы ускоряются электрическим полем и текут к катоду. Обычно после прохождения очень короткого расстояния ионы сталкиваются с атомами нейтрального газа, которые передают свои электроны ионам.Атомы, потеряв электрон во время столкновений, ионизируются и ускоряются к катоду, в то время как ионы, получив электрон во время столкновений, возвращаются в более низкое энергетическое состояние, высвобождая энергию в виде фотонов. Таким образом излучается свет характерной частоты. Таким образом, электроны передаются через газ от катода к аноду. Цвет излучаемого света зависит от спектров излучения атомов, составляющих газ, а также от давления газа, плотности тока и других переменных.Газоразрядные лампы могут иметь широкий диапазон цветов. Некоторые лампы производят ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет за счет флуоресцентного покрытия на внутренней стороне стеклянной поверхности лампы. Люминесцентная лампа, пожалуй, самая известная газоразрядная лампа.

По сравнению с лампами накаливания газоразрядные лампы имеют более высокий КПД, ^{[1] [2]} , но они более сложны в производстве и в большинстве случаев имеют отрицательное сопротивление, что приводит к снижению сопротивления в плазме по мере увеличения тока .Поэтому для них обычно требуется дополнительное электронное оборудование, такое как балласты, для управления током, протекающим через газ, и предотвращения утечки тока (вспышки дуги). Некоторые газоразрядные лампы также имеют заметное время запуска для достижения полной светоотдачи. Тем не менее, из-за их большей эффективности газоразрядные лампы были предпочтительнее ламп накаливания во многих осветительных приборах до недавних улучшений в технологии светодиодных ламп.

История

История газоразрядных ламп началась в 1675 году, когда французский астроном Жан-Феликс Пикард заметил, что пустое пространство в его ртутном барометре светится, когда ртуть трясется, пока он нес барометр.Следователи, в том числе Фрэнсис Хоксби, пытались установить причину явления. Хоксби впервые продемонстрировал газоразрядную лампу в 1705 году. Он показал, что вакуумированный или частично вакуумированный стеклянный шар, в который он поместил небольшое количество ртути, заряженный статическим электричеством, может производить свет, достаточно яркий для чтения. Явление электрической дуги было впервые описано Василием В. Петровым в 1802 году; В том же году сэр Хамфри Дэви продемонстрировал электрическую дугу в Королевском институте Великобритании.С тех пор были изучены разрядные источники света, поскольку они создают свет от электричества значительно более эффективно, чем лампы накаливания.

Отцом газоразрядной трубки низкого давления был немецкий стеклодув Генрих Гайсслер, который в 1857 году сконструировал красочные художественные лампы с холодным катодом с разными газами в них, которые светились разными цветами, называемые трубками Гейсслера. Было обнаружено, что инертные газы, такие как благородные газы неон, аргон, криптон или ксенон, а также диоксид углерода, хорошо работают в трубках.Эта технология была коммерциализирована французским инженером Жоржем Клодом в 1910 году и стала неоновым освещением, используемым в неоновых вывесках.

Введение лампы на парах металлов, включая различные металлы внутри газоразрядной трубки, было более поздним достижением. Тепло газового разряда испарило часть металла, и в этом случае разряд создается почти исключительно парами металла. Обычными металлами являются натрий и ртуть из-за их излучения в видимой области спектра.

Спустя сто лет исследований были получены лампы без электродов, которые вместо этого получают энергию от микроволновых или радиочастотных источников.Кроме того, были созданы источники света с гораздо меньшей мощностью, что расширило область применения разрядного освещения до домашнего и внутреннего использования.

Цвет

Каждый газ, в зависимости от его атомной структуры, излучает определенные длины волн, его 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 индекс цветопередачи, что означает, что цвета, которые они освещают, существенно отличаются от того, как они выглядят при солнечном свете или другом освещении с высоким индексом цветопередачи.

Типы

Лампы делятся на семейства в зависимости от давления газа и от того, нагревается катод или нет.Лампы с горячим катодом имеют электроды, которые работают при высокой температуре и нагреваются током дуги в лампе. Тепло выбивает электроны из электродов за счет термоэлектронной эмиссии, что помогает поддерживать дугу. Во многих типах электроды состоят из электрических нитей, сделанных из тонкой проволоки, которые при запуске нагреваются отдельным током для зажигания дуги. Лампы с холодным катодом имеют электроды, работающие при комнатной температуре. Чтобы в лампе появилась проводимость, необходимо приложить достаточно высокое напряжение (напряжение зажигания) 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. Например, обычные люминесцентные лампы работают при давлении около 0,3% от атмосферного.

Люминесцентные лампы, лампа с подогревом катода, самая распространенная лампа в офисном освещении и многих других областях, производят до 100 люмен на ватт.

Неоновое освещение, широко используемая форма специального освещения с холодным катодом, состоящая из длинных трубок, заполненных различными газами при низком давлении, возбуждаемых высоким напряжением, используемое в качестве рекламы в неоновых вывесках.

Натриевые лампы низкого давления, наиболее эффективный тип газоразрядных ламп, производящий до 200 люмен на ватт, но за счет очень плохой цветопередачи. Почти монохроматический желтый свет приемлем только для уличного освещения и других подобных применений.

Маленькая газоразрядная лампа с биметаллическим переключателем используется для запуска люминесцентной лампы. В этом случае для срабатывания переключателя используется тепло разряда; стартер заключен в непрозрачный корпус, и малый световой поток не используется.

Лампы непрерывного накаливания производятся для специальных применений, когда электроды могут быть вырезаны в форме буквенно-цифровых знаков и фигур. ^[3]

Лампа с мерцанием, лампочка с мерцающим пламенем или лампа с мерцанием накаливания — это газоразрядная лампа, которая производит свет путем ионизации газа, обычно неона, смешанного с гелием и небольшим количеством газообразного азота, электрическим ток, проходящий через два пламенных электродных экрана, покрытых частично разложившимся азидом бария.Ионизированный газ беспорядочно перемещается между двумя электродами, что создает эффект мерцания, часто рекламируемый как напоминающий пламя свечи (см. Изображение). ^[4]

Газоразрядные лампы высокого давления

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

Металлогалогенные лампы излучают почти белый свет со светоотдачей 100 люмен на ватт. Применения включают внутреннее освещение высотных зданий, парковок, магазинов, спортивных площадок.

Натриевые лампы высокого давления, производящие до 150 люмен на ватт, производят более широкий спектр света, чем натриевые лампы низкого давления. Также используется для уличного освещения и для искусственной фотоассимиляции при выращивании растений.

Ртутные лампы высокого давления являются старейшими типами ламп высокого давления и в большинстве случаев заменены металлогалогенными и натриевыми лампами высокого давления.Они требуют меньшей длины дуги.

Газоразрядные лампы высокой интенсивности

Ксеноновая лампа с короткой дугой мощностью 15 кВт, используемая в проекторах IMAX

Основная статья: Физика: Газоразрядная лампа высокой интенсивности

Разрядная лампа высокой интенсивности (HID) — это тип электрической лампы, которая излучает свет посредством электрической дуги между вольфрамовыми электродами, размещенными внутри полупрозрачного или прозрачного дуговая трубка из плавленого кварца или плавленого оксида алюминия. По сравнению с другими типами ламп для длины дуги существует относительно высокая мощность дуги.Примеры HID-ламп включают ртутные лампы, металлогалогенные лампы, керамические газоразрядные металлогалогенные лампы, натриевые лампы и ксеноновые дуговые лампы.

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

Другие примеры

Ксеноновая лампа-вспышка производит одиночную вспышку света в диапазоне миллисекунды-микросекунды и обычно используется в кино, фотографии и театральном освещении. Особо прочные версии этой лампы, известные как стробоскопы, могут производить 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

Список литературы

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Типы освещения: разрядник высокой интенсивности

Лампы разрядки высокой интенсивности (HID) похожи на люминесцентные в том, что между двумя электродами возникает дуга. Дуга в источнике HID короче, но при этом генерирует гораздо больше света, тепла и давления в дуговой трубке.

Ниже приведены источники HID, перечисленные в порядке возрастания эффективности (люмен на ватт):

• пары ртути
• галогенид металла
• натрий высокого давления
• натрий низкого давления

Как и люминесцентные лампы, для HID также требуются балласты, и им требуется несколько секунд для получения света при первом включении, поскольку балласту требуется время для образования электрической дуги.

Изначально разработанные для наружного и промышленного применения, сейчас HID-лампы используются в офисах, розничной торговле и других помещениях.Их характеристики цветопередачи были улучшены, и недавно стали доступны более низкие мощности (всего 18 Вт).

Когда HID лампы достигают времени «повторного зажигания», газы внутри лампы слишком горячие для ионизации, и требуется время, чтобы газы остыли и давление упало, прежде чем дуга возобновится. Этот процесс перезапуска занимает от 5 до 15 минут, в зависимости от того, какой источник HID используется.Таким образом, лампы HID хорошо применяются в областях, где лампы не включаются и не выключаются периодически.

Типы газоразрядных ламп высокой интенсивности

Лампы ртутные

Ртутные лампы широко используются для освещения как внутренних, так и наружных территорий, таких как спортзалы, фабрики, универмаги, банки, шоссе, парки и спортивные площадки.

Лампы на парах ртути состоят из внутренней газоразрядной трубки из кварца, окруженной внешней оболочкой из твердого боросиликатного стекла.Коротковолновое УФ-излучение, являющееся результатом распада электронов атомов ртути из возбужденного состояния в стабильное, легко проходит через внутреннюю кварцевую трубку, но практически блокируется внешней стеклянной оболочкой во время нормальной работы.

Ртутно-паровая лампа

Металлогалогенные лампы

Металлогалогенные лампы похожи на ртутные лампы, но в дуговой трубке используются металлогалогенные добавки вместе с ртутью и аргоном. Эти добавки позволяют лампе производить больше видимого света на ватт с улучшенной цветопередачей.

Диапазон мощности от 32 до 2000, что позволяет использовать его как в помещении, так и на улице. Эффективность металлогалогенных ламп колеблется от 50 до 115 люмен на ватт, что примерно вдвое больше, чем у паров ртути.

Благодаря хорошей цветопередаче и высокому световому потоку эти лампы подходят для использования на спортивных аренах и стадионах. Внутреннее использование включает большие аудитории и конференц-залы. Эти лампы иногда используются для общего наружного освещения, например, на парковках, но натриевая система высокого давления обычно является лучшим выбором.

Натриевая лампа высокого давления (HPS)

Натриевая лампа высокого давления (HPS) широко используется для наружного и промышленного применения. Его более высокая эффективность делает его лучшим выбором, чем галогенид металла для этих применений, особенно когда хорошая цветопередача не является приоритетом.

Лампы

HPS отличаются от ртутных и металлогалогенных ламп тем, что не содержат пусковых электродов; В схему балласта входит высоковольтный электронный стартер.Дуговая трубка изготовлена ​​из керамического материала, который выдерживает температуру до 2372 ° F. Он заполнен ксеноном для зажигания дуги, а также газовой смесью натрий-ртуть.

Эффективность лампы HPS очень высока (140 люмен на ватт). Например, натриевая лампа высокого давления мощностью 400 Вт дает 50 000 начальных люменов. Металлогалогенная лампа той же мощности дает 40 000 начальных люменов, а ртутная лампа мощностью 400 Вт дает только 21 000 первоначально.

Натрий, основной используемый элемент, дает «золотой» цвет, характерный для ламп HPS.Хотя лампы HPS обычно не рекомендуются для приложений, где важна цветопередача, свойства цветопередачи HPS улучшаются. Некоторые лампы HPS теперь доступны в цветах «люкс» и «белый», которые обеспечивают более высокую цветовую температуру и улучшенную цветопередачу. Эффективность «белых» ламп HPS малой мощности ниже, чем у металлогалогенных ламп (люмен на ватт у металлогалогенных ламп низкой мощности составляет 75-85, а у белых HPS — 50-60 LPW).

Газоразрядная лампа высокой интенсивности — Энциклопедия Нового Света

Ксеноновая лампа с короткой дугой мощностью 15 кВт, используемая в проекторах IMAX.

Разрядные лампы (HID) высокой интенсивности включают в себя несколько типов электрических ламп: ртутные, металлогалогенные (также HQI), натриевые высокого давления, натриевые лампы низкого давления и, реже, ксеноновые лампы с короткой дугой. Светообразующий элемент этих типов ламп представляет собой хорошо стабилизированный дуговый разряд, заключенный в огнеупорную оболочку (дуговую трубку) с нагрузкой на стенку более 3 Вт на квадратный сантиметр (Вт / см²) (19,4 Вт на квадратный дюйм). (Вт / дюйм²)).

По сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания, HID-лампы излучают гораздо большее количество света на единицу площади лампы.

Строительство

Схема натриевой лампы высокого давления.
Лампы

HID излучают свет, зажигая электрическую дугу через вольфрамовые электроды, размещенные внутри специально разработанной внутренней трубки из плавленого кварца или плавленого оксида алюминия. Эта трубка заполнена как газом, так и металлами. Газ помогает зажигать лампы. Затем металлы излучают свет, когда они нагреваются до точки испарения, образуя плазму.

Типы HID-ламп включают:

• Пары ртути (индекс цветопередачи (CRI) 15-55)
• Металлогалогенид (диапазон CRI 65-80, керамика MH может достигать 90-х годов)
• Натрий низкого давления (CRI 0 из-за их монохроматического света)
• Натрий высокого давления (диапазон CRI 22-75)
• Ксеноновые дуговые лампы.

Лампы на парах ртути, которые изначально давали голубовато-зеленый свет, были первыми коммерчески доступными HID лампами. Сегодня они также доступны в более белом свете с коррекцией цвета. Но их все еще часто заменяют более новые, более эффективные натриевые и металлогалогенные лампы высокого давления. Стандартные натриевые лампы низкого давления имеют самый высокий КПД среди всех ламп HID, но излучают желтоватый свет. Сейчас доступны натриевые лампы высокого давления, излучающие более белый свет, но эффективность несколько снижается.Металлогалогенные лампы менее эффективны, но дают еще более белый и естественный свет. Также доступны цветные металлогалогенные лампы.

Вспомогательные устройства

Как и люминесцентные лампы, HID-лампы требуют пускорегулирующего устройства и поддержания их дуги. Метод, используемый для первоначального зажигания дуги, варьируется: ртутные лампы и некоторые металлогалогенные лампы обычно запускаются с использованием третьего электрода рядом с одним из основных электродов, в то время как другие типы ламп обычно запускаются с использованием импульсов высокого напряжения.

Приложения

Лампы

HID обычно используются, когда требуется высокий уровень света на больших площадях, а также когда требуется энергоэффективность и / или интенсивность света. Эти области включают спортзалы, большие общественные зоны, склады, кинотеатры, зоны активного отдыха, проезжие части, автостоянки и пешеходные дорожки. В последнее время лампы HID, особенно металлогалогенные, стали использоваться в небольших магазинах и жилых помещениях. Лампы HID сделали домашнее садоводство практичным, особенно для растений, которым требуется много солнечного света высокой интенсивности, таких как овощи и цветы.Они также используются для воспроизведения солнечного света тропической интенсивности в закрытых аквариумах.

Некоторые лампы HID, такие как ртутные газоразрядные лампы, производят большое количество ультрафиолетового излучения и поэтому нуждаются в диффузорах для блокировки этого излучения. За последние несколько лет было несколько случаев неисправных диффузоров, из-за которых люди страдали серьезными солнечными ожогами и дуговыми глазами. Теперь правила могут требовать наличия охраняемых ламп или ламп, которые быстро перегорят, если их внешняя оболочка будет повреждена.

В последнее время лампы HID стали использоваться в автомобильных фарах.Это приложение вызвало неоднозначную реакцию автомобилистов, в основном из-за количества бликов, которые могут вызывать HID-огни. У них часто есть автоматическая система самовыравнивания, чтобы свести к минимуму эту проблему, и поэтому они обычно являются дорогостоящим дополнительным оборудованием для большинства автомобилей. Однако многие автомобилисты по-прежнему предпочитают эти фары, поскольку они излучают более четкий, яркий и естественный свет, чем обычные фары.

HID лампы используются в велосипедных фарах высокого класса. Они желательны, потому что излучают намного больше света, чем галогенная лампа той же мощности.Галогенные лампы кажутся желтоватыми; HID велосипедные фары выглядят слабо сине-фиолетовыми.

HID лампы также используются на многих самолетах авиации общего назначения для посадки и руления.

Лампа ртутно-паровая

Ртутная лампа — это газоразрядная лампа, в которой ртуть в возбужденном состоянии используется для получения света. Дуговый разряд обычно ограничивается небольшой дуговой трубкой из плавленого кварца, установленной внутри большой колбы из боросиликатного стекла. Внешняя колба может быть прозрачной или покрытой люминофором; в любом случае внешняя колба обеспечивает теплоизоляцию, защиту от ультрафиолетового излучения и удобный монтаж дуговой трубки из плавленого кварца.

Лампы на ртутных парах (и их родственники) часто используются, потому что они относительно эффективны. Лампы с люминофорным покрытием обеспечивают лучшую цветопередачу, чем натриевые лампы высокого или низкого давления. Они также обладают очень долгим сроком службы, а также обеспечивают интенсивное освещение для нескольких областей применения.

Теория и отношения

Ртутная лампа представляет собой устройство с отрицательным сопротивлением и требует вспомогательных компонентов (например, балласта) для предотвращения чрезмерного тока.Вспомогательные компоненты по существу аналогичны балластам, используемым в люминесцентных лампах. Часто используется для наружного освещения (вывески), а также для зрительных залов и сцен.

Также, как и люминесцентные лампы, ртутные лампы обычно требуют стартера, который обычно находится внутри самой ртутной лампы. Третий электрод установлен рядом с одним из основных электродов и подключен через резистор к другому основному электроду. При подаче питания напряжение достаточно для зажигания дуги между пусковым электродом и соседним основным электродом.В результате дугового разряда образуется достаточно ионизированной ртути для зажигания дуги между основными электродами. Иногда также устанавливается термовыключатель, чтобы закоротить стартовый электрод на соседний основной электрод, полностью подавляя стартовую дугу после ее возникновения.

Операция

При первом включении лампы ртутные лампы излучают темно-синее свечение, потому что ионизируется лишь небольшое количество ртути и давление газа в дуговой трубке очень низкое (большая часть света производится в ультрафиолетовые полосы ртути).Когда зажигается основная дуга, и газ нагревается и давление увеличивается, свет смещается в видимый диапазон, а высокое давление газа приводит к некоторому расширению полос излучения ртути, производя свет, который человеческому глазу кажется более белым (хотя это все еще не непрерывный спектр). Даже при полной интенсивности свет от ртутной лампы без люминофора имеет отчетливо голубоватый цвет.

Рекомендации по цвету

Чтобы исправить голубоватый оттенок, многие ртутные лампы покрывают внутреннюю часть внешней колбы люминофором, который преобразует часть ультрафиолетового излучения в красный свет.Это помогает заполнить дефицитный красный конец электромагнитного спектра. Эти лампы обычно называют лампами с коррекцией цвета. Это покрытие имеет большинство современных ртутных ламп. Одна из первоначальных претензий к ртутным огням заключалась в том, что они делали людей похожими на «бескровные трупы» из-за недостатка света красного конца спектра. Также наблюдается усиление красного цвета (например, из-за непрерывного излучения) в ртутных лампах сверхвысокого давления (обычно более 200 атм.).), нашедший применение в современных компактных проекционных устройствах.

излучает длины волн — 253,7, 365,4, 404,7, 435,8, 546,1 и 578,0 нм.

Опасности ультрафиолета

Все лампы на парах ртути (включая металлогалогенные лампы) должны содержать элемент (или быть установлен в приспособлении, в котором есть элемент), предотвращающий выход ультрафиолетового излучения. Обычно эту функцию выполняет внешняя колба лампы из боросиликатного стекла, но следует проявлять особую осторожность, если лампа устанавливается в ситуации, когда эта внешняя оболочка может быть повреждена.Были задокументированы случаи повреждения ламп в спортзалах, в результате чего возникали солнечные ожоги и воспаление глаз. ^[1] При использовании в таких местах, как спортивные залы, светильник должен иметь прочную внешнюю защиту или внешнюю линзу для защиты внешней колбы лампы. Также делаются специальные «предохранительные» лампы, которые намеренно перегорают при разбивании внешнего стекла. Обычно это достигается с помощью тонкой углеродной полосы, используемой для подключения одного из электродов, который сгорает в присутствии воздуха.

Даже при использовании этих методов часть ультрафиолетового излучения все еще может проходить через внешнюю колбу лампы. Это приводит к ускорению процесса старения некоторых пластиков, используемых в конструкции светильников, в результате чего они ужасно обесцвечиваются уже через несколько лет эксплуатации. Поликарбонат особенно страдает от этой проблемы; и нередко можно увидеть довольно новые поверхности из поликарбоната, расположенные рядом с лампой, которые через короткое время приобрели тусклый, похожий на ушную серу цвет. Некоторые полироли, такие как Brasso, можно использовать для удаления части желтизны, но обычно с ограниченным успехом.

Металлогалогенная лампа

Пример источника света с использованием металлогалогенной лампы широкого спектра, направленной вверх, в небо. Местоположение: Гауда, Нидерланды.

Металлогалогенные лампы , входящие в семейство ламп с высокоинтенсивным разрядом (HID), обеспечивают высокую светоотдачу для своих размеров, что делает их компактными, мощными и эффективными источниками света. Металлогалогенные лампы, изначально созданные в конце 1960-х годов для промышленного использования, теперь доступны во многих размерах и конфигурациях для коммерческих и жилых помещений.Как и большинство HID-ламп, металлогалогенные лампы работают при высоком давлении и температуре, и для их безопасной работы требуются специальные приспособления. Они также считаются «точечными» источниками света, поэтому отражающие светильники часто требуются для концентрирования света для целей освещения.

использует

Металлогалогенные лампы используются как для общепромышленных целей, так и для очень специфических применений, требующих определенного ультрафиолетового или синего света. Они используются для выращивания в помещении, потому что могут обеспечивать такой спектр и температуру света, которые способствуют общему росту растений.Чаще всего они используются в спортивных сооружениях.

Пример металлической опоры для освещения на бейсбольном поле (см. Рисунок).

Операция

Как и другие газоразрядные лампы, такие как очень похожие ртутные лампы, металлогалогенные лампы излучают свет, пропуская электрическую дугу через смесь газов. В металлогалогенной лампе компактная дуговая трубка содержит смесь аргона, ртути и различных галогенидов металлов под высоким давлением. Смесь галогенидов будет влиять на природу производимого света, влияя на коррелированную цветовую температуру и интенсивность (например, делая свет более синим или красным).Газ аргон в лампе легко ионизируется и облегчает зажигание дуги между двумя электродами, когда на лампу впервые подается напряжение. Тепло, генерируемое дугой, затем испаряет ртуть и галогениды металлов, которые производят свет при повышении температуры и давления.

Как и все другие газоразрядные лампы, металлогалогенные лампы требуют дополнительного оборудования для обеспечения надлежащего пускового и рабочего напряжения и регулирования тока в лампе.

Около 24 процентов энергии, потребляемой металлогалогенными лампами, производят свет (65-115 лм / Вт ^[2] ), что делает их в целом более эффективными, чем люминесцентные лампы, и значительно более эффективными, чем лампы накаливания.

Компоненты

Металлогалогенные лампы состоят из следующих основных компонентов. У них есть металлическое основание (в некоторых случаях они двусторонние), обеспечивающее электрическое соединение. Они покрыты внешним стеклянным экраном (или стеклянной колбой) для защиты внутренних компонентов и защиты от УФ-излучения, генерируемого парами ртути. Внутри стеклянного экрана ряд опорных и выводных проводов удерживает внутреннюю дуговую трубку из плавленого кварца и встроенные в нее вольфрамовые электроды.Фактически свет создается внутри дуговой трубки.
Помимо паров ртути, лампа содержит иодиды, а иногда и бромиды различных металлов и благородный газ. Состав используемых металлов определяет цвет лампы.

Многие типы имеют дуговую трубку из оксида алюминия вместо кварцевой, как у натриевых ламп высокого давления. Их обычно называют галогенидами металлов или КМГ.

Некоторые лампы имеют люминофорное покрытие на внутренней стороне внешней лампы для рассеивания света.

Балласты

Для металлогалогенных ламп требуются электрические балласты для регулирования тока дуги и подачи на дугу надлежащего напряжения. Металлогалогенные лампы для запуска зонда содержат специальный «пусковой» электрод внутри лампы для зажигания дуги при первом зажигании лампы (который вызывает легкое мерцание при первом включении лампы). Металлогалогенные лампы с импульсным запуском не требуют пускового электрода, а вместо этого используют специальную пусковую схему, называемую зажигающим устройством, для генерации импульса высокого напряжения на рабочие электроды.Стандарты системы балласта для ламп Американского национального института стандартов (ANSI) устанавливают параметры для всех металлогалогенных компонентов (за исключением некоторых более новых продуктов).

Сейчас доступно несколько электронных балластов для металлогалогенных ламп. Преимущество этих балластов — более точное управление мощностью лампы, что обеспечивает более стабильный цвет и более длительный срок службы лампы. Сообщается, что в некоторых случаях электронные балласты повышают эффективность (т. Е. Сокращают потребление электроэнергии). Однако, за некоторыми исключениями, высокочастотный режим не увеличивает эффективность лампы, как в случае люминесцентных ламп высокой (HO) или очень высокой мощности (VHO).Однако высокочастотная электроника позволяет использовать специально разработанные металлогалогенные балластные системы с затемнением.

Цветовая температура

Металлогалогенные лампы изначально предпочитались ртутным лампам в тех случаях, когда требовалось естественное освещение из-за генерируемого более белого света (ртутные лампы, генерирующие гораздо более синий свет). Однако сегодня различие не так велико. Некоторые металлогалогенные лампы могут излучать очень чистый «белый» свет, имеющий индекс цветопередачи (CRI) в 1980-х годах.С появлением специализированных смесей галогенидов металлов теперь доступны металлогалогенные лампы, которые могут иметь коррелированную цветовую температуру от 3000K (очень желтый) до 20000K (очень синий). Некоторые специализированные лампы были созданы специально для потребностей в спектральном поглощении растений (гидропоника и комнатное садоводство) или животных (комнатные аквариумы). Возможно, наиболее важным моментом, о котором следует помнить, является то, что из-за допусков в процессе производства цветовая температура может незначительно отличаться от лампы к лампе, а цветовые свойства металлогалогенных ламп невозможно предсказать со 100-процентной точностью.Более того, в соответствии со стандартами ANSI цветовые характеристики металлогалогенных ламп измеряются после того, как колба была прокалина в течение 100 часов (выдержана). Цветовые характеристики металлогалогенной лампы не будут соответствовать спецификациям, пока колба не будет правильно выдержана. Наибольшее изменение цветовой температуры наблюдается в лампах с технологией «запуск зонда» (+/- 300 К). Более новая технология галогенидов металлов, называемая «импульсным запуском», улучшила цветопередачу и более контролируемую дисперсию Кельвина (+/- 100-200 Кельвинов).На цветовую температуру металлогалогенной лампы также могут влиять электрические характеристики электрической системы, питающей лампу, и производственные различия в самой лампе. Подобно лампе накаливания, если у металлогалогенной лампы недостаточно мощности, она будет иметь более низкую физическую температуру и, следовательно, ее световой поток будет более теплым (более красным). Обратное верно для лампы с избыточным током. Более того, цветовые свойства металлогалогенных ламп часто меняются в течение срока службы колбы.

Запуск и прогрев

Холодная металлогалогенная лампа не может сразу начать производить свою полную световую мощность, потому что температура и давление во внутренней дуговой камере требуют времени для достижения полного рабочего уровня. Запуск начальной аргоновой дуги иногда занимает несколько секунд, а период прогрева может достигать пяти минут (в зависимости от типа лампы). В это время лампа приобретает разные цвета, так как различные галогениды металлов испаряются в дуговой камере.

Если питание прервется, даже на короткое время, дуга лампы погаснет, а высокое давление в трубке с горячей дугой предотвратит повторное зажигание дуги; перед повторным запуском лампы потребуется 5-10 минут для охлаждения.Это серьезная проблема в некоторых осветительных приборах, где длительное прерывание освещения может вызвать остановку производства или создать угрозу безопасности. Некоторые металлогалогенные лампы изготавливаются с возможностью «мгновенного повторного зажигания», в которых используется балласт с очень высокими рабочими напряжениями (30 000 вольт) для перезапуска горячей лампы.

Натриевая лампа

Уличный фонарь LPS / SOX на полной мощности

Натриевая лампа — газоразрядная лампа, в которой для получения света используется возбужденный натрий.Есть две разновидности таких ламп: низкого давления и высокого давления .

Натрий низкого давления (LPS или SOX)

Лампы

LPS (натриевые лампы низкого давления), также известные как лампы SOX (оксид натрия), состоят из внешней вакуумной оболочки из стекла, покрытого отражающим инфракрасное излучение слоем оксида индия-олова, полупроводникового материала, который пропускает длины волн видимого света и сохраняет инфракрасная (тепловая) спинка. Он имеет внутреннюю боросиликатную 2-слойную стеклянную U-образную трубку, содержащую металлический натрий и небольшое количество смеси Пеннинга неона и аргона для запуска газового разряда, поэтому, когда лампа включена, она излучает тусклый красный / розовый свет, чтобы нагреть натрий. металл, и в течение нескольких минут он превращается в обычный ярко-оранжевый / желтый цвет по мере испарения металлического натрия.Эти лампы излучают практически монохроматический свет с длиной волны 590 нм. В результате объекты не имеют цветопередачи под светом LPS и видны только при отражении света 590 нм (оранжевый).

Лампы LPS являются наиболее эффективными источниками света с электрическим приводом при измерении в условиях фотопического освещения — до 200 лм / Вт. ^[3] . В результате они широко используются для наружного освещения, такого как уличные фонари и охранное освещение, где цветопередача рассматривается многими как менее важная.Лампы LPS доступны с номинальной мощностью от 10 Вт до 180 Вт, однако длина значительно увеличивается с увеличением мощности, что создает проблемы для дизайнеров.

Лампы LPS более близки к люминесцентным лампам, чем к газоразрядным лампам высокой интенсивности, поскольку они имеют источник разряда низкого давления, низкой интенсивности и линейную форму лампы. Кроме того, как и люминесцентные лампы, они не излучают яркую дугу, как другие лампы HID. Скорее, они излучают более мягкое яркое свечение, в результате чего блики меньше.

Еще одним уникальным свойством ламп LPS является то, что, в отличие от ламп других типов, световой поток у них не снижается с возрастом.Например, лампы Mercury Vapor HID к концу своего срока службы становятся очень тусклыми, вплоть до того, что становятся неэффективными, при этом потребляя полную номинальную электрическую нагрузку. Однако лампы LPS увеличивают потребление энергии к концу своего срока службы, который обычно составляет около 18 000 часов для современных ламп.

Натрий высокого давления (HPS, SON)

Спектр натриевой лампы высокого давления. Желто-красная полоса слева — это эмиссия D-линии атомарного натрия, а синие и зеленые линии — линии натрия, которые в остальном довольно слабы при разряде низкого давления, но становятся интенсивными при разряде высокого давления.

Натриевые лампы высокого давления (HPS) меньше по размеру и содержат некоторые другие элементы (например, ртуть), которые при первом зажигании дают темно-розовое свечение, а при нагревании — розовато-оранжевый свет. (Некоторые лампы также на короткое время излучают чистый или голубовато-белый свет между ними. Вероятно, это происходит от ртути, светящейся до того, как натрий полностью нагреется). Натриевая линия D является основным источником света лампы HPS, и она сильно расширяется из-за высокого давления натрия в лампе, поэтому можно различать цвета объектов под ними.Это приводит к их использованию в областях, где важна или желательна хорошая цветопередача.

Натриевые лампы высокого давления достаточно эффективны — около 100 лм / Вт, до 150 лм / Вт при измерении в условиях освещения Photopic. Они широко используются для наружного освещения, например, уличных фонарей и освещения безопасности. Понимание изменения чувствительности цветового зрения человека с фотопиксельного на мезопический и скотопический важно для правильного планирования при проектировании освещения для дорог.

Из-за чрезвычайно высокой химической активности натриевой дуги высокого давления дуговая трубка обычно изготавливается из полупрозрачного оксида алюминия (оксида алюминия).Эта конструкция побудила General Electric использовать торговое название Lucalox для своей линейки натриевых ламп высокого давления.

Белый СЫН

Вариант натриевой лампы высокого давления White SON, представленный в 1986 году, имеет более высокое давление, чем типичная лампа HPS, обеспечивая цветовую температуру около 2700K с индексом цветопередачи 85; очень напоминающий цвет лампы накаливания. ^[4] Их часто используют в кафе и ресторанах для создания определенной атмосферы. Однако за эти лампы приходится платить более высокую стоимость покупки, более короткий срок службы и более низкую светоотдачу.

Принцип действия

Смесь металлического натрия и ртути находится в самой холодной части лампы и обеспечивает пары натрия и ртути, в которых возникает дуга. Для заданного напряжения обычно существует три режима работы:

1. лампа погасла и ток не течет
2. лампа работает с жидкой амальгамой в трубке
3. лампа работает со всей амальгамой в парообразном состоянии.

Первое и последнее состояния стабильны, а второе состояние нестабильно.Настоящие лампы не предназначены для работы с мощностью третьего состояния, это может привести к катастрофическому отказу. Точно так же аномальное падение тока приведет к гашению лампы. Это второе состояние, которое является желаемым рабочим состоянием лампы. В результате средний срок службы лампы превышает 20 000 часов.

На практике лампа питается от источника переменного напряжения, включенного последовательно с индуктивным «балластом», чтобы подавать на лампу почти постоянный ток, а не постоянное напряжение, тем самым обеспечивая стабильную работу.Балласт обычно индуктивный, а не просто резистивный, что сводит к минимуму резистивные потери. Кроме того, поскольку лампа эффективно гаснет в каждой точке нулевого тока в цикле переменного тока, индуктивный балласт способствует повторному зажиганию, создавая скачок напряжения в точке нулевого тока.

Неисправность лампы LPS не приводит к циклическому включению, скорее, лампа просто не зажигается и сохраняет тусклое красное свечение во время фазы запуска.

Ксеноновые дуговые лампы

Ксеноновые дуговые лампы используют ионизированный газ ксенон для получения яркого белого света, максимально имитирующего естественный дневной свет. Их условно можно разделить на три категории:

• Ксеноновые короткодуговые лампы непрерывного действия
• Ксеноновые длинодуговые лампы непрерывного действия
• Ксеноновые лампы-вспышки (которые обычно рассматриваются отдельно)

Каждая из них состоит из дуговых трубок из стекла или плавленого кварца с металлическими вольфрамовыми электродами на каждом конце.Стеклянная трубка сначала откачивается, а затем снова заполняется газообразным ксеноном. В ксеноновых лампах-вспышках третий «пусковой» электрод обычно окружает внешнюю часть дуговой лампы.

История и современное использование

Ксеноновые лампы с короткой дугой были изобретены в 1940-х годах в Германии и представлены в 1951 году компанией Osram. Впервые выпущенные в размере 2 киловатт (кВт) (XBO2001), эти лампы получили широкое распространение в кинопроекциях, где они успешно заменили старые угольные дуговые лампы. Белый непрерывный свет, излучаемый этой дугой, имеет качество дневного света, но имеет довольно низкую светоотдачу.Сегодня почти все кинопроекторы в кинотеатрах используют эти лампы мощностью от 900 Вт до 12 кВт. При использовании в проекционных системах Omnimax мощность одной лампы может достигать 15 кВт.

Конструкция светильника

Во всех современных ксеноновых лампах с короткой дугой используется оболочка из плавленого кварца с вольфрамовыми электродами, легированными торием. Плавленый кварц — единственный доступный в настоящее время с экономической точки зрения материал, который может выдерживать высокое давление и высокую температуру в операционной лампе, оставаясь при этом оптически прозрачным.Поскольку вольфрам и кварц имеют разные коэффициенты теплового расширения, вольфрамовые электроды привариваются к полоскам из чистого металлического молибдена или сплава инвара, которые затем плавятся в кварце, образуя уплотнение оболочки.

Из-за очень высоких уровней мощности лампы могут иметь водяное охлаждение. В лазерах (с непрерывной накачкой) лампа вставляется в неподвижный кожух лампы, и вода протекает между кожухом и лампой. Уплотнительное кольцо закрывает трубку так, чтобы оголенные электроды не контактировали с водой.В приложениях с низким энергопотреблением электроды слишком холодные для эффективной электронной эмиссии и не охлаждаются, в приложениях с высоким энергопотреблением необходим дополнительный контур водяного охлаждения для каждого электрода. Для экономии средств водяные контуры часто не разделены, и вода должна быть сильно деионизирована, что, в свою очередь, позволяет кварцу или некоторым лазерным средам растворяться в воде.

Для достижения максимальной эффективности газообразный ксенон внутри лампы с короткой дугой должен поддерживаться под очень высоким давлением.Для больших ламп это представляет серьезную проблему безопасности, потому что, если лампа упадет или сломается во время эксплуатации, части оболочки лампы могут быть выброшены с большой скоростью, что приведет к травмам или смерти. Чтобы снизить этот риск, большие ксеноновые лампы с короткой дугой поставляются внутри специальных защитных экранов (см. Фотографию), которые будут содержать фрагменты оболочки, если лампа упадет и взорвется. Когда срок службы лампы подходит к концу, на лампу снова надевается защитный экран, а отработанная лампа снимается с оборудования и утилизируется.Риск взрыва увеличивается по мере использования лампы.

Существует еще один тип лампы, известный как керамическая ксеноновая лампа (разработанная Perkin-Elmer как Cermax). В ней используется керамический корпус лампы со встроенным отражателем.

Механизм генерации света

Ксеноновые лампы с короткой дугой бывают двух различных разновидностей: чистый ксенон, содержащий только газообразный ксенон; и ксенон-ртуть, которые содержат газообразный ксенон и небольшое количество металлической ртути.

В чистой ксеноновой лампе большая часть света генерируется в крошечном плазменном облаке точечного размера, расположенном в том месте, где поток электронов выходит за поверхность катода.Объем генерации света имеет форму конуса, а сила света экспоненциально спадает при переходе от катода к аноду. Электроны, которым удается пройти через плазменное облако, сталкиваются с анодом, вызывая его нагрев. В результате анод в ксеноновой лампе с короткой дугой должен быть либо намного больше, чем катод, либо иметь водяное охлаждение для безопасного рассеивания тепла. Чистые ксеноновые лампы с короткой дугой имеют «почти дневной» спектр.

Даже в лампе высокого давления в ближней инфракрасной области видны очень сильные линии излучения.

В ксеноново-ртутных лампах с короткой дугой большая часть света генерируется в крошечном облаке плазмы точечного размера, расположенном на конце каждого электрода . Объем генерации света имеет форму двух пересекающихся конусов, а сила света экспоненциально спадает по направлению к центру лампы. Ксеноново-ртутные лампы с короткой дугой имеют голубовато-белый спектр и чрезвычайно высокую мощность УФ-излучения. Эти лампы используются в основном для УФ-отверждения, стерилизации предметов и генерации озона.

Очень маленький оптический размер дуги позволяет очень точно фокусировать свет от лампы. По этой причине ксеноновые дуговые лампы меньших размеров, мощностью до 10 Вт, используются в оптике и в точном освещении микроскопов и других инструментов. Лампы большего размера также используются в прожекторах, где должны генерироваться узкие лучи света, или в освещении кинопроизводства, где требуется имитация дневного света.

Все ксеноновые лампы с короткой дугой при работе генерируют значительное количество ультрафиолетового излучения.Ксенон имеет сильные спектральные линии в УФ-диапазоне, которые легко проходят через колбу лампы из плавленого кварца. В отличие от боросиликатного стекла, используемого в стандартных лампах, плавленый кварц не ослабляет УФ-излучение. Ультрафиолетовое излучение, испускаемое лампой с короткой дугой, может вызвать вторичную проблему образования озона. УФ-излучение поражает молекулы кислорода в воздухе вокруг лампы, вызывая их ионизацию. Некоторые из ионизированных молекул затем рекомбинируют как O ₃ , озон. Оборудование, в котором в качестве источника света используются лампы с короткой дугой, должно быть сконструировано таким образом, чтобы сдерживать УФ-излучение и предотвращать накопление озона.

Многие лампы имеют покрытие на оболочке, защищающее от ультрафиолетового излучения, и продаются как лампы без озона. Некоторые лампы имеют оболочки из сверхчистого синтетического плавленого кварца (торговое название «Suprasil»), что примерно удваивает стоимость, но позволяет им излучать полезный свет в так называемой вакуумной УФ-области. Эти лампы обычно работают в атмосфере чистого азота.

Требования к источнику питания

Ксеноновые короткодуговые лампы — это низковольтные, большие силы тока, устройства постоянного тока с отрицательным температурным коэффициентом.Им требуется импульс высокого напряжения в диапазоне 50 кВ для запуска лампы, а в качестве источника питания требуется чрезвычайно хорошо регулируемый постоянный ток. Кроме того, они по своей природе нестабильны, подвержены таким явлениям, как колебания плазмы и тепловой убегание. Из-за этих характеристик ксеноновые лампы с короткой дугой требуют сложного источника питания для обеспечения стабильной и долговечной работы. Обычный подход заключается в регулировании тока, протекающего в лампе, а не подаваемого напряжения.

Приложения

Использование ксеноновой технологии распространилось на потребительский рынок с появлением в 1991 году ксеноновых фар для автомобилей.В этой лампе стеклянная капсула небольшого размера, а длина дуги составляет всего несколько миллиметров. Добавки ртути и солей натрия и скандия значительно улучшают световой поток лампы, поскольку газообразный ксенон используется только для обеспечения мгновенного света при зажигании лампы.

Ксеноновые длинодуговые лампы

Конструктивно они аналогичны лампам с короткой дугой, за исключением того, что содержащая дугу часть стеклянной трубки значительно удлинена. При установке внутри эллиптического отражателя эти лампы часто используются для имитации солнечного света.Типичные области применения включают тестирование солнечных элементов, моделирование солнечного излучения для определения возраста материалов, быструю термическую обработку и контроль материалов.

Соображения о световом загрязнении

Для мест, где световое загрязнение имеет первостепенное значение (например, парковка при обсерватории), предпочтительнее использовать натрий низкого давления. Поскольку он излучает свет только на одной длине волны, его легче всего отфильтровать. На втором месте стоят ртутные лампы без люминофора; они образуют лишь несколько отчетливых линий ртути, которые необходимо отфильтровать.

Конец срока службы

В конце срока службы многие типы газоразрядных ламп высокой интенсивности демонстрируют явление, известное как циклическое изменение . Эти лампы можно запускать при относительно низком напряжении, но по мере их нагрева во время работы внутреннее давление газа внутри дуговой трубки возрастает, и для поддержания дугового разряда требуется все больше и больше напряжения. По мере того как лампа стареет, поддерживающее напряжение дуги в конечном итоге повышается и превышает напряжение, обеспечиваемое электрическим балластом.Когда лампа нагревается до этой точки, дуга гаснет, и лампа гаснет. В конце концов, когда дуга гаснет, лампа снова остывает, давление газа в дуговой трубке снижается, и балласт может снова вызвать зажигание дуги. В результате лампа некоторое время светится, а затем снова и снова гаснет.

Более сложные балластные конструкции обнаруживают цикличность и прекращают попытки запустить лампу после нескольких циклов. При отключении и повторном включении питания балласт сделает новую серию попыток запуска.

См. Также

Банкноты

Список литературы

• Уэймут, Джон (1971). Лампы газоразрядные . Кембридж, Массачусетс: M.I.T. Нажмите. ISBN 0262230488.

• de Groot, J.J. и J.A.J.M. ван Влит (1986). Натриевая лампа высокого давления . Антверпен: Kluwer Technische Bocken B.V .. ISBN

  19028.

• Flesch, P. 2006. Источники света и света: разрядные лампы высокой интенсивности .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 3540326847

Внешние ссылки

Все ссылки получены 24 декабря 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедии
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников и на самоотверженных добровольцев, вносящих вклад в Фонд Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Max Tech and Beyond: газоразрядные лампы высокой интенсивности (технический отчет)


Схоланд, Майкл. Max Tech and Beyond: газоразрядные лампы высокой интенсивности . США: Н. П., 2012.
Интернет. DOI: 10,2172 / 1047755.


Схоланд, Майкл. Max Tech and Beyond: газоразрядные лампы высокой интенсивности .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1047755


Схоланд, Майкл. Солнце .
«Max Tech и не только: разрядные лампы высокой интенсивности». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1047755. https://www.osti.gov/servlets/purl/1047755.

@article {osti_1047755,
title = {Max Tech and Beyond: высокоинтенсивные газоразрядные лампы},
author = {Scholand, Michael},
abstractNote = {Газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) чаще всего используются в промышленных и коммерческих целях и являются предпочтительным источником света для уличного и уличного освещения, а также освещения спортивных стадионов.HID-лампы выпускаются трех типов - ртутные (MV), натриевые (HPS) и металлогалогенные (MH). Из них MV и MH считаются источниками белого света (хотя MV демонстрирует плохую цветопередачу), а HPS дает свет желто-оранжевого цвета. Четвертая лампа, натриевая лампа низкого давления (LPS), по определению не является лампой HID, но используется в аналогичных приложениях и поэтому часто группируется с лампами HID. За заметным исключением MV, который сравнительно неэффективен и находится в упадке в США как с точки зрения продаж, так и с точки зрения установленных запасов; HPS, LPS и MH имеют эффективность более 100 люмен на ватт.На приведенном ниже рисунке представлены тенденции эффективности с течением времени для коммерчески доступных HID-ламп и LPS, начиная с MV и LPS в 1930-х годах, за которыми последовала разработка HPS и MH в 1960-х. В лампах HID свет генерируется путем создания электрической дуги между двумя электродами в дуговой трубке. Частицы в дуге частично ионизируются, что делает их электрически проводящими, и создается светоизлучающая «плазма». Эта дуга возникает внутри дуговой трубки, которая для большинства ламп HID заключена в вакуумированную внешнюю колбу, которая термически изолирует и защищает трубку с горячей дугой от окружающей среды.В отличие от люминесцентной лампы, которая излучает видимый свет за счет преобразования ультрафиолетового света с понижением частоты с помощью люминофоров, дуга сама по себе является источником света в HID лампе, излучающей видимое излучение, характерное для элементов, присутствующих в плазме. Таким образом, смесь элементов, включенных в дуговую трубку, является одним из критических факторов, определяющих качество света, излучаемого лампой, включая ее коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Подобно люминесцентным лампам, HID-лампы требуют пускорегулирующего устройства для запуска и поддержания стабильных рабочих условий, а это требует дополнительной мощности сверх той, которая используется самой лампой.Лампы HID обладают важными преимуществами по сравнению с другими технологиями освещения, что делает их подходящими для определенных применений. Лампы HID могут быть очень эффективными, иметь длительный срок службы, относительно нечувствительны к температуре и излучать большое количество света из небольшого корпуса. По этим причинам HID-лампы часто используются, когда требуется высокий уровень освещения на больших площадях и где эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание должны быть минимальными. Кроме того, если установка имеет значительную монтажную высоту, мощные HID-лампы могут предложить светильники с превосходными оптическими характеристиками, уменьшая количество ламп, необходимых для освещения данной области.Внутренние помещения, лучше всего подходящие для HID-ламп, - это помещения с высокими потолками, которые обычно встречаются в промышленных помещениях, складах, больших торговых площадях, спортивных залах и больших общественных местах. Исследования по повышению эффективности технологий HID-освещения в основном следовали за рыночным спросом на эти лампы, который снижается для MV и LPS, достиг плато для HPS и растет для MH. Несколько производителей, опрошенных для этого исследования, указали, что, хотя твердотельное освещение теперь получает основную часть инвестиций их компании в исследования и разработки, все еще существуют сильные исследовательские программы HID-ламп, которые сосредоточены на технологиях MH, с некоторым ограниченным объемом инвестиций в HPS для конкретной ниши приложения (e.г., сельскохозяйственные теплицы). Лампы LPS и MV больше не исследуются или не улучшаются с точки зрения эффективности или других характеристик производительности, хотя некоторые считают лампы MH HID лампами среднего напряжения следующего поколения. Таким образом, не ожидается, что значения эффективности коммерчески доступных ламп MV, LPS и HPS увеличатся в ближайшие 5-10 лет. Лампы MH, а точнее, керамические лампы MH, продолжают улучшаться по эффективности, а также по качеству света, технологичности и сроку службы ламп. Внутри HID-лампы излучающая свет плазма должна быть нагрета до достаточно высоких температур для достижения высокой эффективности без плавления электродов или изменения рабочих условий лампы.Исследования в области керамики MH были сосредоточены на дуговой трубке, электродах и плазме, что привело к инновации, объявленной Philips Lighting в 2009 году под названием «ненасыщенная лампа». Ненасыщенная лампа решает проблему, с которой сталкиваются стандартные керамические лампы MH, когда во время работы лампы в дуговой трубке образуется лужа жидкой соли. Этот резервуар жидкой соли ограничивает световые характеристики лампы, такие как эффективность и качество цвета, и сокращает срок службы лампы. Изменяя дуговую трубку, давление и рабочую температуру, ненасыщенная керамическая лампа MH решает эту проблему, сохраняя все галогенидные соли в газовой фазе, даже когда лампа тускнеет (до 50%).},
doi = {10.2172 / 1047755},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1047755},
journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2012},
месяц = ​​{4}
}


.