Gazowe lampy wyładowcze: rodzaje, konstrukcja, jak wybrać najlepsze

Chcesz kupić lampy wyładowcze, które stworzą wyjątkową atmosferę w Twoim pomieszczeniu? A może szukasz cebul, które pobudzą wzrost roślin w Twojej szklarni? Wyposażenie w ekonomiczne źródła światła nie tylko uatrakcyjni wnętrza i pomoże w uprawie roślin, ale także pozwoli zaoszczędzić energię. Czy to nie prawda?

Pomożemy Państwu zapoznać się z asortymentem opraw oświetleniowych wyładowczych. W artykule omówiono ich cechy, charakterystykę oraz zakres zastosowania żarówek wysokociśnieniowych i niskociśnieniowych. Ilustracje i filmy zostały wybrane, aby pomóc Ci znaleźć najlepszą opcję dla lamp energooszczędnych.

Budowa i charakterystyka lamp wyładowczych

Wszystkie główne części lampy zamknięte są w szklanej bańce. W tym miejscu następuje wyładowanie cząstek elektrycznych. Wewnątrz mogą znajdować się pary sodu, rtęci lub dowolny gaz obojętny.

Jako wypełnienie gazem stosowane są takie opcje, jak argon, ksenon, neon i krypton. Coraz większą popularnością cieszą się produkty wypełnione rtęcią w postaci lotnej.

Głównymi elementami lampy wyładowczej są: kondensator (1), stabilizator prądu (2), tranzystory przełączające (3), urządzenie tłumiące hałas (4), tranzystor (5)

Kondensator odpowiada za pracę bez mrugania. Tranzystor ma dodatni współczynnik temperaturowy, co zapewnia natychmiastowy rozruch GRL bez migotania. Praca konstrukcji wewnętrznej rozpoczyna się po wygenerowaniu pola elektrycznego w rurze wyładowczej.

Podczas tego procesu w gazie pojawiają się wolne elektrony. Zderzając się z atomami metalu, jonizują go. Kiedy poszczególne z nich przechodzą, pojawia się nadmiar energii, generujący źródła luminescencji - fotony. Elektroda będąca źródłem świecenia znajduje się w środku GRL. Cały system jest połączony podstawą.

Lampa może emitować różne odcienie światła, które widzi człowiek - od ultrafioletu po podczerwień. Aby było to możliwe, wnętrze kolby pokryte jest roztworem luminescencyjnym.

Obszary zastosowania GRL

Gazowe lampy wyładowcze są poszukiwane w różnych dziedzinach. Najczęściej można je spotkać na ulicach miast, w warsztatach produkcyjnych, sklepach, urzędach, dworcach kolejowych i dużych centrach handlowych. Stosowane są także do oświetlania billboardów reklamowych oraz elewacji budynków.

GRL są również stosowane w reflektorach samochodowych. Najczęściej są to lampy o dużej skuteczności świetlnej - modele neonowe. Niektóre reflektory samochodowe są wypełnione solami metalohalogenkowymi i ksenonem.

Wyznaczono pierwsze gazowo-wyładowcze urządzenia oświetleniowe pojazdów D1R, D1S. Następny - D2R I D2S, Gdzie S wskazuje konstrukcję optyczną reflektora, oraz R - refleks. Żarówki GR są również używane w fotografii.

Na zdjęciu impulsowe GRL użyte w fotografii: IFK120 (a), IKS10 (b), IFK2000 (c), IFK500 (d), ISSh15 (d), IFP4000 (d)

Podczas fotografowania lampy te pozwalają kontrolować strumień świetlny. Są kompaktowe, jasne i ekonomiczne. Negatywnym punktem jest niemożność wizualnej kontroli światła i cieni wytwarzanych przez samo źródło światła.

W sektorze rolniczym GRL wykorzystuje się do napromieniania zwierząt i roślin oraz sterylizacji i dezynfekcji produktów.W tym celu lampy muszą mieć długość fali w odpowiednim zakresie.

Duże znaczenie ma w tym przypadku także koncentracja mocy promieniowania. Z tego powodu najbardziej odpowiednie są produkty o dużej mocy.

Rodzaje lamp wyładowczych

GRL dzielimy na typy ze względu na rodzaj świecenia, taki parametr jak ciśnienie, w zależności od celu zastosowania. Wszystkie tworzą specyficzny strumień świetlny. W oparciu o tę funkcję dzieli się je na:

• urządzenia fluorescencyjne;
• odmiany gazowe;
• opcje indukcyjne.

W pierwszym z nich źródłem światła są atomy, cząsteczki lub ich kombinacje, wzbudzone wyładowaniem w ośrodku gazowym.

Po drugie, w przypadku luminoforów wyładowanie gazowe aktywuje warstwę fotoluminescencyjną pokrywającą kolbę, w wyniku czego urządzenie oświetleniowe zaczyna emitować światło. Lampy trzeciego typu działają dzięki świeceniu elektrod podgrzewanych przez wyładowanie gazowe.

Lampy ksenonowe przeznaczone do reflektorów samochodowych są ponad dwukrotnie jaśniejsze od swoich halogenowych odpowiedników pod względem skuteczności świetlnej i jasności.

W zależności od wypełnienia urządzenia wyładowcze łukowe dzieli się na rtęć, sód, ksenon, lampy metalohalogenkowe i inni. Na podstawie ciśnienia wewnątrz kolby następuje ich dalsze rozdzielanie.

Zaczynając od wartości ciśnienia 3x10⁴ i do 10⁶ Zalicza się je do lamp wysokociśnieniowych. Urządzenia należą do kategorii niskiej o wartości parametru od 0,15 do 10⁴ Rocznie. Więcej niż 10⁶ Pa - bardzo wysoki.

Typ nr 1 – lampy wysokociśnieniowe

RLVD różnią się tym, że zawartość kolby poddawana jest działaniu wysokiego ciśnienia. Charakteryzują się obecnością znacznego strumienia świetlnego w połączeniu z niskim zużyciem energii. Są to zazwyczaj próbki rtęci, dlatego najczęściej wykorzystuje się je do oświetlenia ulicznego.

Tego typu lampy wyładowcze charakteryzują się solidnym strumieniem świetlnym i sprawnie działają w złych warunkach pogodowych, jednak źle znoszą niskie temperatury.

Istnieje kilka podstawowych kategorii lamp wysokociśnieniowych: DRT I DRL (łuk rtęciowy), DRI - taki sam jak DRL, ale z jodkami i szeregiem modyfikacji stworzonych na ich bazie. Seria ta obejmuje również sód łukowy (DNAT) I DKsT — łuk ksenonowy.

Pierwszym rozwinięciem jest model DRT. W oznaczeniu D oznacza łuk, symbol P oznacza rtęć, a fakt, że model ten jest rurowy, sygnalizowany jest literą T w oznaczeniu. Wizualnie jest to prosta tuba wykonana ze szkła kwarcowego. Po obu stronach znajdują się elektrody wolframowe. Stosowany jest w instalacjach napromieniania. Wewnątrz znajduje się trochę rtęci i argonu.

Na krawędziach lampy DRT znajdują się obejmy z uchwytami. Łączy je metalowy pasek zaprojektowany tak, aby ułatwić rozpalanie lampy.

Lampa jest podłączona szeregowo do sieci przepustnica za pomocą obwodu rezonansowego. Strumień świetlny lampy DRT składa się z 18% promieniowania ultrafioletowego i 15% promieniowania podczerwonego. Taki sam procent stanowi światło widzialne. Reszta to straty (52%). Główne zastosowanie to niezawodne źródło promieniowania ultrafioletowego.

Do oświetlania miejsc, w których jakość odwzorowania kolorów nie jest zbyt istotna, stosuje się urządzenia oświetleniowe typu DRL (łuk rtęciowy). Praktycznie nie ma tu promieniowania ultrafioletowego. Podczerwień wynosi 14%, widzialność 17%. Straty ciepła stanowią 69%.

Cechy konstrukcyjne lamp DRL pozwalają na ich zapłon od 220 V bez użycia impulsowego urządzenia zapłonowego wysokiego napięcia.Dzięki temu, że obwód zawiera dławik i kondensator, wahania strumienia świetlnego są zmniejszone, a współczynnik mocy wzrasta.

Gdy lampa jest połączona szeregowo z cewką indukcyjną, pomiędzy dodatkowymi elektrodami a głównymi sąsiednimi elektrodami następuje wyładowanie jarzeniowe. Szczelina wyładowcza jest zjonizowana, w wyniku czego pomiędzy głównymi elektrodami wolframowymi pojawia się wyładowanie. Działanie elektrod zapłonowych zostaje zatrzymane.

W skład lampy DRL wchodzą: żarówka (1), elektrody główne (2), elektrody pomocnicze (3), rezystory (4), palnik (rura kwarcowa) (5), podstawa (6)

Palniki DRL mają zazwyczaj cztery elektrody – dwie pracujące, dwie zapalające. Ich wnętrze wypełnione jest gazami obojętnymi, do których dodana jest pewna ilość rtęci.

Lampy metalohalogenkowe DRI również należą do kategorii urządzeń wysokociśnieniowych. Ich wydajność barwowa i jakość oddawania barw są wyższe niż w przypadku poprzednich. Na rodzaj widma emisyjnego wpływa skład dodatków. Kształt żarówki, brak dodatkowych elektrod i powłoki fosforowej to główne różnice między lampami DRI i DRL.

Obwód, za pomocą którego DRL jest podłączony do sieci, zawiera IZU - pulsacyjne urządzenie zapłonowe. Rurki lamp zawierają elementy należące do grupy halogenów. Poprawiają jakość widma widzialnego.

Gaz obojętny w kolbie MGL służy jako bufor. Z tego powodu prąd elektryczny przepływa przez palnik nawet wtedy, gdy ma on niską temperaturę

Gdy się nagrzewa, zarówno rtęć, jak i dodatki odparowują, zmieniając w ten sposób opór lampy, strumień świetlny emitujący widmo. Na bazie urządzeń tego typu powstały DRIZ i DRISH. Pierwszą z lamp można stosować zarówno w pomieszczeniach zakurzonych, wilgotnych, jak i suchych. Drugie nagranie jest objęte kolorowym materiałem telewizyjnym.

Najskuteczniejsze są lampy sodowe HPS. Wynika to z długości emitowanych fal – 589 – 589,5 nm. Wysokociśnieniowe urządzenia sodowe pracują przy wartości tego parametru około 10 kPa.

Do lamp wyładowczych takich lamp stosuje się specjalny materiał - ceramikę przepuszczającą światło. Szkło krzemianowe nie nadaje się do tego celu, ponieważ pary sodu są dla niego bardzo niebezpieczne. Robocze pary sodu wprowadzone do kolby mają ciśnienie od 4 do 14 kPa. Charakteryzują się niskim potencjałem jonizacji i wzbudzenia.

Charakterystyka elektryczna lamp sodowych zależy od napięcia sieciowego i czasu pracy. W przypadku długotrwałego spalania wymagane są stateczniki

Aby zrekompensować utratę sodu, która nieuchronnie następuje w procesie spalania, niezbędny jest jego pewien nadmiar. Powoduje to proporcjonalną zależność wskaźników ciśnienia od rtęci, sodu i temperatury punktu zimnego. W tym ostatnim następuje kondensacja nadmiaru amalgamatu.

Kiedy lampa się pali, na jej końcach osadzają się produkty parowania, co prowadzi do ciemnienia końcówek żarówki. Procesowi towarzyszy wzrost temperatury katody oraz wzrost ciśnienia sodu i rtęci. W rezultacie wzrasta potencjał i napięcie lampy. Podczas instalowania lamp sodowych stateczniki z DRL i DRI są nieodpowiednie.

Typ nr 2 – lampy niskociśnieniowe

W wewnętrznej wnęce takich urządzeń znajduje się gaz pod ciśnieniem niższym niż zewnętrzne. Dzielą się na LL i CFL i służą nie tylko do oświetlania punktów sprzedaży detalicznej, ale także do majsterkowania. Największą popularnością cieszą się świetlówki z tej serii.

Konwersja energii elektrycznej na światło zachodzi w dwóch etapach.Prąd między elektrodami wywołuje promieniowanie w parach rtęci. Głównym składnikiem energii promieniowania występującej w tym przypadku jest krótkofalowe promieniowanie UV. Światło widzialne jest bliskie 2%. Następnie promieniowanie łuku w luminoforze przekształca się w światło.

Oznaczenia świetlówek zawierają zarówno litery, jak i cyfry. Pierwszy symbol to charakterystyka widma promieniowania i cechy konstrukcyjne, drugi to moc w watach.

Dekodowanie liter:

• LD — fluorescencyjne światło dzienne;
• FUNT - białe światło;
• LHB - też biały, ale zimny;
• LTBS - ciepły biały.

Niektóre urządzenia oświetleniowe poprawiły skład widmowy promieniowania, aby uzyskać bardziej zaawansowaną transmisję światła. Na ich oznaczeniach znajduje się symbol „C" Świetlówki zapewniają pomieszczeniom równomierne, miękkie światło.

Zaletą lamp LL jest to, że do wytworzenia takiego samego strumienia świetlnego jak LN wymagają kilkukrotnie mniejszej mocy. Mają też dłuższą żywotność, a widmo emisyjne jest znacznie korzystniejsze

Powierzchnia emisyjna LL jest dość duża, dlatego trudno jest kontrolować przestrzenne rozproszenie światła. W niestandardowych warunkach, zwłaszcza gdy występuje duże zapylenie, stosuje się lampy reflektorowe. W tym przypadku wewnętrzna powierzchnia żarówki nie jest całkowicie pokryta rozproszoną warstwą odblaskową, ale tylko w jej dwóch trzecich.

100% powierzchni wewnętrznej pokryte jest fosforem. Część żarówki, która nie posiada powłoki odblaskowej, przepuszcza strumień świetlny znacznie większy niż tuba konwencjonalnej lampy o tej samej objętości - około 75%. Takie lampy można rozpoznać po oznaczeniu - zawierają literę „P”.

W niektórych przypadkach główną cechą LL jest Kolorowa temperatura współwłaściciel.Jest ona równa temperaturze ciała doskonale czarnego wytwarzającego ten sam kolor. Zgodnie z ich zarysami LL mogą być liniowe, w kształcie litery U, w kształcie litery W lub okrągłe. Oznaczenie takich lamp zawiera odpowiednią literę.

Najpopularniejsze urządzenia mają moc 15 – 80 W. Przy strumieniu świetlnym na poziomie 45 – 80 lm/W spalanie LL trwa co najmniej 10 000 godzin. Na jakość pracy LL duży wpływ ma środowisko. Uważa się, że temperatura robocza dla nich wynosi od 18 do 25⁰.

Przy odchyleniach zmniejsza się zarówno strumień świetlny, jak i wydajność strumienia świetlnego oraz napięcie zapłonu. W niskich temperaturach ryzyko zapłonu jest bliskie zeru.

Statecznik CFL jest znacznie bardziej kompaktowy niż statecznik świetlówki. Dzięki statecznikom elektronicznym blask stał się bardziej równomierny, a szum zniknął

Do lamp niskociśnieniowych zalicza się także świetlówki kompaktowe – świetlówki kompaktowe.

Ich konstrukcja jest podobna do konwencjonalnych LL:

1. Pomiędzy elektrodami przepływa wysokie napięcie.
2. Zapalają się pary rtęci.
3. Pojawia się poświata ultrafioletowa.

Fosfor znajdujący się wewnątrz tuby sprawia, że ​​promienie ultrafioletowe są niewidoczne dla ludzkiego wzroku. Dostępny będzie tylko widoczny blask. Kompaktowa konstrukcja urządzenia stała się możliwa po zmianie składu luminoforu. Świetlówki kompaktowe, podobnie jak konwencjonalne FL, mają różną moc, ale wydajność tych pierwszych jest znacznie niższa.

Dane dotyczące mocy świetlówek kompaktowych znajdują się na etykiecie urządzenia oświetleniowego. Znajdują się tam także informacje o rodzaju podłoża, temperaturze barwowej, rodzaju statecznika elektronicznego (wbudowanego lub zewnętrznego), współczynniku oddawania barw

Temperaturę barwową mierzy się w Kelvinach. Wartość 2700 – 3300 K oznacza ciepłą żółtą barwę. 4200 – 5400 – biała zwykła, 6000 – 6500 – biała zimna z niebieskim, 25000 – liliowy.Regulacja koloru odbywa się poprzez zmianę składników luminoforu.

Wskaźnik oddawania barw charakteryzuje taki parametr, jak zgodność naturalności koloru ze standardem jak najbardziej zbliżonym do słońca. Absolutnie czarny - 0 Ra, największa wartość - 100 Ra. Oprawy oświetleniowe CFL wahają się od 60 do 98 Ra.

Lampy sodowe należące do grupy niskociśnieniowej charakteryzują się wysoką temperaturą maksymalnego punktu zimnego - 470 K. Niższa nie będzie w stanie utrzymać wymaganego poziomu stężenia par sodu.

Promieniowanie rezonansowe sodu osiąga swój szczyt w temperaturze 540 - 560 K. Wartość ta jest porównywalna z ciśnieniem parowania sodu wynoszącym 0,5 - 1,2 Pa. Skuteczność świetlna lamp tej kategorii jest najwyższa w porównaniu do innych urządzeń oświetleniowych ogólnego przeznaczenia.

Pozytywne i negatywne aspekty GRL

GRL spotyka się zarówno w profesjonalnym sprzęcie, jak i przyrządach przeznaczonych do badań naukowych.

Główne zalety urządzeń oświetleniowych tego typu są zwykle nazywane następującymi cechami:

• Wysoka skuteczność świetlna. Wskaźnik ten nie ulega znacznemu zmniejszeniu nawet przy grubym szkle.
• Praktyczność, wyrażoną trwałością, która pozwala na zastosowanie ich w oświetleniu ulicznym.
• Odporność w trudnych warunkach klimatycznych. Przed pierwszym spadkiem temperatury stosuje się je ze zwykłymi abażurami, a zimą ze specjalnymi latarniami i reflektorami.
• Przystępna cena.

Lampy te nie mają wielu wad. Nieprzyjemną cechą jest dość wysoki poziom pulsacji strumienia świetlnego. Drugą istotną wadą jest złożoność włączenia.Do stabilnego spalania i normalnej pracy potrzebny jest im po prostu statecznik, który ogranicza napięcie do granic wymaganych przez urządzenia.

Trzecią wadą jest zależność parametrów spalania od osiąganej temperatury, co pośrednio wpływa na ciśnienie pary roboczej w kolbie.

Dlatego większość urządzeń wyładowczych osiąga standardowe właściwości spalania po pewnym czasie od włączenia. Ich widmo emisji jest ograniczone, dlatego oddawanie barw zarówno w przypadku lamp wysokiego, jak i niskiego napięcia jest niedoskonałe.

Tabela zawiera podstawowe informacje na temat najpopularniejszych lamp DRL (rtęciowych) oraz opraw sodowych. DRL z czterema elektrodami ma większy strumień świetlny niż z dwoma

Urządzenia mogą pracować wyłącznie przy zasilaniu prądem przemiennym. Są one aktywowane za pomocą przepustnicy balastowej. Rozgrzanie zajmuje trochę czasu. Ze względu na zawartość par rtęci nie są one całkowicie bezpieczne.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Informacje o GL. Co to jest, jak to działa, zalety i wady w poniższym filmie:

Wideo nr 2. Popularne informacje na temat świetlówek:

Pomimo pojawiania się coraz bardziej zaawansowanych urządzeń oświetleniowych, lampy wyładowcze nie tracą na znaczeniu. W niektórych obszarach są po prostu niezastąpione. Z biegiem czasu GRL z pewnością znajdą nowe obszary zastosowań.

Opowiedz nam o tym, jak wybrałeś żarówkę wyładowczą do montażu w wiejskiej lampie ulicznej lub domowej. Podziel się tym, co było dla Ciebie osobiście decydującym czynnikiem zakupu. Proszę o pozostawienie komentarzy w bloku poniżej, zadawanie pytań i zamieszczanie zdjęć na temat artykułu.