Živine žarulje visokog pritiska. Shema spajanja, oznaka i oznaka živinih svjetiljki

Ultravisokotlačne lučne svjetiljke (LSVD) uključuju svjetiljke koje rade pri tlaku od 10 × 10 5 Pa i više. Pri visokim tlakovima plina ili metalne pare, uz snažno približavanje elektroda, područje pražnjenja blizu katode i blizu anoda se smanjuje. Pražnjenje je koncentrirano u uskom vretenastom području između elektroda, a njegova svjetlina, osobito u blizini katode, doseže vrlo visoke vrijednosti.

Ovo lučno pražnjenje je nezamjenjiv izvor svjetlosti za tipove projektora i projektora, kao i za brojne posebne primjene.

Korištenje živine pare ili inertnog plina u svjetiljkama daje im niz značajki. Dobivanje živine pare pri odgovarajućem tlaku, što je vidljivo iz ispitivanja visokog tlaka u članku "", postiže se doziranjem žive u žaruljicu. Pražnjenje se zapali kao niskotlačna živa na temperaturi okoline. Zatim, kako lampa gori i zagrijava, tlak se povećava. Radni tlak je određen stabilnom temperaturom žarulje, pri kojoj električna snaga dovedena u žarulju postaje jednaka snazi ​​koja se raspršuje u okolnom prostoru zračenjem i prijenosom topline. Dakle, prva značajka ultravisokotlačnih živinih svjetiljki je da se prilično lako zapaljuju, ali imaju relativno dugo razdoblje izgaranja. Kada se ugase, ponovno paljenje se u pravilu može provesti tek nakon potpunog hlađenja. Kada su svjetiljke napunjene inertnim plinovima, pražnjenje nakon paljenja gotovo trenutno ulazi u stabilno stanje. Paljenje pražnjenja u plinu pod visokim tlakom predstavlja određene poteškoće i zahtijeva upotrebu posebnih uređaja za paljenje. Međutim, nakon gašenja, lampa se može ponovno upaliti gotovo trenutno.

Druga značajka koja razlikuje ultravisokotlačno živino pražnjenje s kratkim lukom od odgovarajućeg plinskog pražnjenja je njegov električni način rada. Zbog velike razlike između gradijenata potencijala u živi i inertnim plinovima pri istom tlaku, napon izgaranja takvih žarulja je znatno veći nego kod punjenja plinom, zbog čega je, pri jednakim snagama, struja potonjih znatno veća.

Treća značajna razlika je emisijski spektar, koji u žaruljama punjenim plinom odgovara spektralnom sastavu dnevnom svjetlu.

Ove značajke dovele su do činjenice da se lučne svjetiljke često koriste za snimanje i filmsku projekciju, u simulatorima sunčevog zračenja i drugim slučajevima kada je potrebno ispravno prikazivanje boja.

Uređaj svjetiljke

Kuglasti oblik žarulje žarulje odabran je kako bi se osigurala visoka mehanička čvrstoća pri visokim pritiscima i malim razmacima između elektroda (slika 1 i 2). Kuglasta tikvica od kvarcnog stakla ima dvije dijametralno smještene dugačke cilindrične noge, u kojima su zapečaćeni ulazi spojeni na elektrode. Duga noga je neophodna za uklanjanje olova iz vruće žarulje i sprječavanje oksidacije. Neke vrste živinih svjetiljki imaju dodatnu elektrodu za paljenje u obliku volframove žice zalemljene u žarulju.

Slika 1. Opći prikaz ultravisokotlačnih živino-kvarcnih žarulja s kratkim lukom različite snage, W:
a - 50; b - 100; v - 250; G - 500; d - 1000

Slika 2. Opći prikaz ksenonskih kugličnih svjetiljki:
a- svjetiljka stalne struje snage 100 - 200 kW; b- 1 kW AC žarulja; v- AC lampa snage 2 kW; G- lampa konstantne struje snage 1 kW

Dizajn elektroda je različit ovisno o vrsti struje koja napaja svjetiljku. Pri radu na izmjeničnu struju, za koju su namijenjene živine žarulje, obje elektrode imaju isti dizajn (slika 3.). Od elektroda cjevastih svjetiljki iste snage razlikuju se po većoj masivnosti, zbog potrebe za smanjenjem njihove temperature.

Slika 3. Elektrode za AC živine žarulje kratkog luka:
a- za svjetiljke do 1 kW; b- za svjetiljke do 10 kW; v- čvrsta elektroda za žarulje velike snage; 1 - jezgra od torniranog volframa; 2 - zavojnica omotača volframove žice; 3 - oksidna pasta; 4 - dobivač; 5 - baza od sinteriranog volframovog praha s dodatkom torijevog oksida; 6 - kovani dio od volframa

Kada žarulje rade na istosmjernu struju, postaje važan položaj žarulje koja gori, koja bi trebala biti samo okomita, s anodom prema gore za plinske svjetiljke i po mogućnosti anodom prema dolje za živine svjetiljke. Položaj anode na dnu smanjuje stabilnost luka, što je važno, zbog protutoka elektrona usmjerenih prema dolje i vrućih plinova koji se dižu prema gore. Gornji položaj anode tjera na povećanje njezinih dimenzija, jer se osim zagrijavanja zbog veće snage raspršene na anodi, dodatno zagrijava strujom vrućih plinova. Za živine svjetiljke, anoda se postavlja na dno kako bi se osiguralo ravnomjernije zagrijavanje i, sukladno tome, smanjilo vrijeme izgaranja.

Zbog male udaljenosti između elektroda, živine kuglice mogu raditi na izmjeničnu struju iz mrežnog napona od 127 ili 220 V. Radni tlak živine pare u žaruljama snage 50 - 500 W (80 - 30) × 10 5, a u žaruljama snage 1 - 3 kW - (20 - 10) × 10 5 Pa.

Ultravisokotlačne svjetiljke s kugličnom žaruljom najčešće se pune ksenonom zbog praktičnosti njegovog doziranja. Udaljenost između elektroda je 3 - 6 mm za većinu svjetiljki. Tlak ksenona u hladnoj svjetiljci (1 - 5) × 10 5 Pa za žarulje snage od 50 W do 10 kW. Takvi pritisci čine ultravisokotlačne svjetiljke eksplozivnim čak i kada ne rade i zahtijevaju posebne kućice za njihovo skladištenje. Zbog jake konvekcije, lampe mogu raditi samo u uspravnom položaju, bez obzira na vrstu struje.

Zračenje svjetiljki

Visoka svjetlina živinih kugličnih svjetiljki s kratkim lukom postiže se povećanjem struje i stabilizacijom pražnjenja na elektrodama, koje sprječavaju širenje kanala za pražnjenje. Ovisno o temperaturi radnog dijela elektroda i njihovoj izvedbi, može se dobiti različita raspodjela svjetline. Kada je temperatura elektroda nedovoljna da osigura struju luka zbog termionske emisije, luk se skuplja na elektrodama u svijetle svjetleće točke male veličine i poprima oblik vretena. Svjetlina u blizini elektroda doseže 1000 Mcd / m² i više. Mala veličina ovih područja dovodi do činjenice da je njihova uloga u ukupnom protoku zračenja svjetiljki beznačajna.

Kada se pražnjenje skuplja na elektrodama, svjetlina se povećava s povećanjem tlaka i struje (snage) te sa smanjenjem udaljenosti između elektroda.

Ako temperatura radnog dijela elektroda osigurava prijam struje luka zbog termoionske emisije, tada se pražnjenje, takoreći, širi po površini elektroda. U ovom slučaju, svjetlina je ravnomjernije raspoređena duž pražnjenja i još uvijek raste s povećanjem struje i tlaka. Polumjer kanala za pražnjenje ovisi o obliku i dizajnu radnog dijela elektroda i gotovo ne ovisi o udaljenosti između njih.

Svjetlosna učinkovitost svjetiljki raste s povećanjem njihove gustoće snage. Kod pražnjenja u obliku vretena, izlaz svjetlosti ima maksimum na određenoj udaljenosti između elektroda.

Zračenje živinih kugličnih svjetiljki tipa DRSh ima linijski spektar sa snažno izraženom kontinuiranom pozadinom. Linije su jako proširene. Zračenja valnih duljina kraćih od 280 - 290 nm uopće nema, a zbog pozadine udio crvenog zračenja je 4 - 7%.

Slika 4. Raspodjela svjetline duž ( 1 ) i preko ( 2 ) os pražnjenja ksenonskih svjetiljki

Kabel za pražnjenje istosmjernih kugličnih ksenonskih žarulja, kada radi u okomitom položaju s anodom prema gore, ima oblik stošca, koji svojim vrhom leži na vrhu katode i širi se prema gore. U blizini katode nastaje mala katodna mrlja vrlo velike svjetline. Raspodjela svjetline u kabelu za pražnjenje ostaje ista pri promjeni gustoće struje pražnjenja u vrlo širokom rasponu, što omogućuje konstruiranje ujednačenih krivulja raspodjele svjetline duž i poprijeko pražnjenja (slika 4.). Svjetlina je izravno proporcionalna snazi ​​po jedinici duljine lučnog pražnjenja. Omjer svjetlosnog toka i svjetlosnog intenziteta u danom smjeru prema duljini luka proporcionalan je omjeru snage prema istoj duljini.

Spektar emisije ultravisokotlačnih ksenonskih kugličnih svjetiljki malo se razlikuje od spektra emisije.

Snažne ksenonske žarulje imaju rastuću strujno-naponsku karakteristiku. Nagib se povećava s povećanjem razmaka elektroda i pritiska. Pad potencijala anode i katode za ksenonske žarulje kratkog luka je 9-10 V, a katoda 7-8 V.

Moderne kuglaste svjetiljke ultravisokog tlaka proizvode se u različitim izvedbama, uključujući i one sa sklopivim elektrodama i vodenim hlađenjem. Razvijen je dizajn posebne metalne sklopive svjetiljke tipa DKsRM55000 i niza drugih izvora koji se koriste u posebnim instalacijama.

Živine svjetiljke različitih dizajna i danas se koriste, budući da su zauzele svoju nišu: koriste se u organizaciji rasvjetnih sustava za velike industrijske objekte, ulice. Opća oznaka najčešće visokotlačne izvedbe je DRL, što znači lučna živina fluorescentna svjetiljka. Ovaj tip predstavlja izvore svjetlosti s pražnjenjem u plinu i karakterizira ga 1 klasa opasnosti zbog činjenice da je, između ostalog, živa uključena u sastav.

Značajke uređaja

Dizajn predviđa nekoliko glavnih elemenata:

• baza je kontaktni dio, a rasvjetni elementi s držačem E40, E27 lako se ugrađuju u bilo koju modernu svjetiljku;
• kvarcna tikvica - sadrži inertni plin i nešto žive, spojene na elektrode;
• vanjska tikvica - izrađena od stakla otpornog na toplinu, po obliku nalikuje analogu sa žarnom niti, unutar se nalazi kvarcna tikvica (plamenik).

Izvori svjetlosti s pražnjenjem u plinu su s unutarnje strane obloženi fosforom. Lučna svjetiljka sadrži ugljični dioksid, koji ispunjava vanjsku žarulju. Većina ovih rasvjetnih elemenata funkcionira uz pomoć prigušnice (prigušnice), ali postoji i zasebna vrsta - žarulje s izravnim pražnjenjem u plinu, koje ne zahtijevaju ugradnju prigušnica, već su spojene izravno na mrežu.

Dizajn DRL lampe

Lukni izvori svjetlosti djeluju na temelju fenomena luminescencije. U ovom slučaju, sjaj se javlja pod utjecajem ultraljubičastog zračenja. Također se proizvodi parom žive, koja je dio plinovitog punjenja kvarcne tikvice. Ovi se procesi odvijaju pod uvjetom da električni pražnjenje prolazi kroz kvarcni plamenik.

Pregled postojećih vrsta

Visokotlačni izvori svjetlosti s plinskim pražnjenjem, koji uključuju lučne žarulje DRL, podijeljeni su u dvije glavne skupine: opće i visoko specijalizirane. Prva opcija je ugrađena u svjetiljku za uličnu rasvjetu. Druga skupina visokotlačnih izvora svjetlosti koristi se u medicini, određenim industrijama i poljoprivredi.

Osim toga, žarulje s plinskim pražnjenjem podijeljene su u vrste u skladu sa strukturnim i funkcionalnim razlikama. Raspon snage: 80 do 1000 vata. Češće se koriste snažnije inačice od 100 W, 250 W, 400 W itd. Štoviše, postoji podjela po broju elektroda: dvoelektrodne (snage od 80 do 1000 W); četveroelektrodni (250-1000 W).

Lučni metal-halogeni izvori svjetlosti (DRI)

Posebnost takvih svjetiljki je u emitiranju aditiva, pa otuda i oznaka: DRI (lučni živini rasvjetni elementi s emitujućim aditivima). Izvana je ovaj izvor svjetlosti sličan analognom DRL-u.

DRI živine svjetiljke

Razlika između njih je u tome što sastav DRI uključuje i specijalizirane komponente koje su strogo dozirane: natrij, indijev halid i neke druge. To pridonosi značajnom povećanju učinkovitosti zračenja.

Žarulja može biti u obliku elipsoida ili cilindra. Živine svjetiljke ovog tipa danas sve više sadrže keramički plamenik umjesto kvarcnog analoga. Također, izvori svjetlosti s plinskim pražnjenjem ove skupine imaju savršeniji dizajn, a posebno oblik unutarnje žarulje može biti sferičan. DRI živine žarulje zahtijevaju uključivanje prigušnice u krug.

Rasvjetni elementi ovog tipa koriste se za organiziranje vanjske rasvjete: parkova, ulica, trgova, koriste se kao osvjetljenje zgrada, trgovačkih i izložbenih dvorana, kao i velikih površina (sportska, nogometna igrališta).

Metalhalogenid sa zrcalnim slojem (DRIZ)

Živine žarulje ove vrste imaju sličan sastav s analozima DRI: glavno punjenje + aditivi koji emitiraju. No, osim toga, dizajn predviđa zrcalni sloj. Zahvaljujući ovoj osobini, DRIZ visokotlačne žarulje pružaju usmjereni snop svjetlosti.

Metalhalogeni izvori svjetlosti sa zrcalnim slojem (DRIZ)

Koriste se u uvjetima slabe vidljivosti, jer visoka razina snage, zajedno s dizajnerskim značajkama, doprinosi organizaciji učinkovitog osvjetljenja područja mjesta zbog usmjerenog sjaja.

Živa-kvarcni kuglični izvori svjetla (DSH)

Takve visokotlačne žarulje odskaču od brojnih analoga. To olakšavaju sljedeći čimbenici: sferni oblik žarulje, zračenje povećanog intenziteta. Uz to, živinu kvarcnu svjetiljku karakterizira ultravisok tlak.

Visokotlačne žarulje DRSH

Opseg - visokospecijalizirana područja, posebice projekcijski sustavi, laboratorijska oprema.

živa-kvarc (PRK, DRT)

Ova vrsta žarulja ima drugačiji oblik žarulje od gore navedenih analoga. Na primjer, PRK označava izravni živino-kvarcni rasvjetni element. Ovo je izvorna oznaka DRT žarulje (arc tube mercury).

Prijelaz na drugu markaciju dogodio se 80-ih godina. posljednje stoljeće. Živinu kvarcnu svjetiljku u ovom dizajnu karakterizira oblik žarulje u obliku cilindra, dok su elektrode smještene na krajnjim dijelovima žarulje.

Boja zračenja

Žarulje koje sadrže živu, zbog prisutnosti fosfora u izlazu, daju boju što je moguće bližu bijeloj. Miješanjem emisija plinovitih komponenti tikvice i fosfora dobiva se neutralna nijansa. Konkretno, živina para proizvodi sjaj različitih boja: plave, zelene, ljubičaste, narančaste. A osim toga, emitiraju ultraljubičasto svjetlo (meko, tvrdo).

Kombinirana luminescencija fosfora i plinovitog punjenja žarulje smještene unutar visokotlačne DRI svjetiljke omogućuje dobivanje različitih boja sjaja: zelene, ljubičaste itd. To se postiže promjenom sastava i omjera emitujućih aditiva.

Balastni uređaji

Živine fluorescentne svjetiljke su spojene na mrežu u većini slučajeva preko prigušnice (prigušnice). U suštini, ovaj sklop je ograničavač struje koji glatko dovodi visokotlačni izvor svjetlosti u rad. U nedostatku balasta, DRL svjetlo će pregorjeti zbog prolaska velike struje kroz elektrode.

Međutim, postoje i analozi izravnog uključivanja. Za njihov normalan rad nije potrebna prigušnica, u rasvjetno tijelo možete ugraditi visokotlačnu svjetiljku. Takvi izvori svjetlosti su označeni DRV (mercury arc volfram arc). Po karakteristikama su slični DRL varijanti. Izbor upravljačkog uređaja vrši se na temelju podataka o snazi ​​žarulje.

Opće specifikacije

Određivanje najprikladnije vrste svjetiljke provodi se uzimajući u obzir glavne parametre izvora svjetlosti:

• napon napajanja - obično je naznačen za izravno uključene rasvjetne elemente instalirane bez prigušnice (DRV);
• snaga - varira od 80 do 1000 W;
• svjetlosni tok izravno ovisi o razini generiranog opterećenja: varira od 1.900 do 59.000 lm;
• vrijeme gorenja: od 1.500 do 20.000 sati, s najkraćim radnim vijekom zabilježenim za žarulje od volframa s izravnim upaljanjem;
• tip baze: E27, E40;
• dimenzije proizvoda - razlikuju se ovisno o verziji svjetiljke.

Značajke i karakteristike različitih izvora svjetlosti

Za DRL izvore svjetlosti i druge analoge povezane s prigušivačem, može se naznačiti napon na svjetiljci.

Skladištenje i odlaganje

S obzirom da je živa (klasa opasnosti 1) uključena u sastav rasvjetnih elemenata kao što su DRL i druge slične izvedbe, zabranjeno je skladištenje proizvoda s oštećenim tikvicama u prostorijama koje nisu za to pripremljene. Pogotovo kada je riječ o količini opasnog otpada u industrijskim razmjerima. Organizacije koje imaju odgovarajuću licencu (UNEP) trebale bi se baviti skladištenjem, transportom i daljnjim zbrinjavanjem.

Stranica 1

Spektar emisije živine žarulje ima maksimum na valnoj duljini od 365 nm.

Spektar emisije živinih svjetiljki ima linearnu strukturu, a kada se izloži fotoosjetljivim slojevima koji sadrže diazo spoj, aktivno djeluje svjetlost valnih duljina 3650, 4050 i 4358 A. tlaka, pozadinska vrijednost doseže 0 1 - 0 25 intenziteta emisija glavnih vodova. Iz navedenog proizlazi da je čak i uz blagi pomak područja apsorpcije dijazotipa materijala u odnosu na položaj glavnih linija živinog spektra moguće smanjenje osjetljivosti materijala. Turner 77] uočio je, posebice, značajna odstupanja između eksperimentalno pronađenih i izračunatih vrijednosti izlazne energije pri zračenju diazo spoja monokromatskom svjetlošću valne duljine 3650 A i otkrio da je relativna osjetljivost na 3130 A samo 25 % osjetljivosti na 3650 A.

Spektar emisije srednjetlačnih živinih svjetiljki ima mnogo linija visokog intenziteta, ali intenzitet linije od 253 7 nm naglo opada.

U emisijskim spektrima živinih svjetiljki, zajedno s linijama s povećanjem tlaka, kontinuirani spektar, tzv. pozadinski, postaje sve intenzivniji. Pri vrlo visokim tlakovima (nekoliko desetaka atmosfera) spektri postaju kontinuirani s pojedinačnim maksimumima na mjestima gdje su linije pronađene pri niskim tlakovima.

Rezultati ovih eksperimenata i drugih zapažanja omogućuju, uz određenu aproksimaciju istine, zaključiti da heksakloran gasi onaj dio spektra zračenja živine svjetiljke, što doprinosi stvaranju γ-izomera.

Spektar emisije živinih svjetiljki ima linearnu strukturu, a kada je izložen slojevima osjetljivim na svjetlost koji sadrže diazo spojeve, aktivno djeluje svjetlost valnih duljina 3650, 4050 i 4358 A. U intervalima između ovih linija zračenje žarulje (pozadina kontinuiranog zračenja) je beznačajna i samo za izvore visokog i ultravisokog tlaka pozadinska vrijednost doseže 0 1 - 0 25 intenziteta emisije glavnih vodova. Iz navedenog proizlazi da je čak i uz blagi pomak područja apsorpcije dijazotipa materijala u odnosu na položaj glavnih linija živinog spektra moguće smanjenje osjetljivosti materijala. Turner je uočio, posebno, značajna odstupanja između eksperimentalno pronađenih i izračunatih vrijednosti izlazne energije pri zračenju diazo spoja monokromatskom svjetlošću valne duljine 3650 A i otkrio da je relativna osjetljivost na 3130 A samo 25% od osjetljivost na 3650 A.

Često se u instrumentima bubanj valne duljine povezan s mehanizmom rotacije prizme ili rešetke kalibrira u relativnim jedinicama. Emisioni spektar živine svjetiljke, koji se sastoji od malog broja intenzivnih linija, koristi se kao standardni spektar u vidljivom i ultraljubičastom području. Takvu kalibraciju sa standardnom tvari treba periodično ponavljati, budući da je utvrđena usklađenost narušena tijekom rada.

U tu svrhu, umjesto sunčeve svjetlosti, uzorak se osvjetljava lampama čiji se intenzitet može usporediti s izravnim sunčevim svjetlom. Obično su svjetiljke ugljične ili visokotlačne ksenonske svjetiljke; ponekad se koriste živine svjetiljke. U spektru zračenja živinih svjetiljki dominiraju ultraljubičaste zrake, koje su najaktivnija komponenta dnevnog svjetla tijekom procesa blijeđenja; stoga korištenje ovih svjetiljki doprinosi dodatnom ubrzanju ispitivanja. Ekstrapoliranje rezultata korelacije za nepoznate materijale može dovesti do pogrešaka.

Prije početka mjerenja, instalacija se kalibrira po valnim duljinama. Za to je ulazni dio spektrografa, YSP-51, osvijetljen izvorom svjetlosti koji ima linijski spektar sa široko razmaknutim linijama, čije su valne duljine dobro poznate. Zatim se bilježi i dekodira emisijski spektar živine svjetiljke, te se uspostavlja odnos između valnih duljina njenih pojedinačnih linija (vrhova na praznom zapisu) i podjela bubnja spojenog na motor koji rotira prizmatični dio spektrografa. . Na temelju tih podataka iscrtava se disperzijska krivulja instalacije.

DRL žarulje su visokotlačne fluorescentne živine žarulje s ispravljenim prikazom boja. Nemojte se pogriješiti oslanjajući se na definiciju. Prikaz boja DRL svjetiljki nije baš pristojan.

Priča

Povijesno gledano, prve su se pojavile niskotlačne svjetiljke, gdje se pražnjenje odvijalo u natrijevim parama. Ne misli se na proces izuma, već na industrijski razvoj rasvjetnih tijela. Općenito govoreći, komercijalni smisao korištenja žarulja na pražnjenje za rasvjetu u industriju je uveo Peter Cooper Hewitt. I to se dogodilo 1901. godine. Uz živino punjenje, svjetiljke su se tvorcu učinile toliko uspješnim da je istraživač u novoj godini organizirao tvrtku uz potporu Georgea Westinghousea. Poduzeća potonjeg bavila su se proizvodnjom proizvoda.

Potez se čini logičnim iz jednostavnog razloga što se George Westinghouse zajedno s Teslom borio za uvođenje izmjenične struje. I radovao se svakom razumnom izumu, za čiji rad je potrebna spomenuta vrsta struje. Natrijeva svjetiljka pojavila se 1919. zahvaljujući naporima Arthura Comptona. Godinu dana kasnije, u strukturu je uvedeno borosilikatno staklo. Sa svojim niskim koeficijentom toplinskog širenja, izvrsno se odupire agresivnom okruženju natrijeve pare. Praktična uporaba svjetiljki na gradskim ulicama datira još od ranih 30-ih godina (u Nizozemskoj - od 1. srpnja 1932.).

Snaga svjetlosnog toka natrijevih svjetiljki bila je 50 lm / W, što se smatralo pristojnim pokazateljem. Unatoč specifičnoj žuto-narančastoj boji zračenja. U SSSR-u razvoj niskotlačnih natrijevih svjetiljki nije dobro prošao. Merkur se smatrao prihvatljivijim. Osim toga, uvedene su visokotlačne natrijeve svjetiljke. Opisani modeli karakteriziraju netočna reprodukcija boja. Prethodno se odnosi na žive objekte i ljude. Nedostatak je djelomično prevladan 1938. uvođenjem niskotlačnih živinih svjetiljki u industrijsku proizvodnju. Ključne značajke:

1. Svjetlosna učinkovitost - 85 - 104 lm / W.
2. Vijek trajanja - do 60 tisuća sati.
3. Obećavajući spektar zračenja.

DRL svjetiljke pojavile su se početkom 50-ih. Njihove karakteristike rada ne dostižu gore navedene (izlaz 45 - 65 lm / W, vijek trajanja 10 - 20 tisuća sati), ali su prihvatljivi. DRL svjetiljke se koriste za vanjsku i unutarnju rasvjetu. Sljedeći korak u razvoju žarulja na pražnjenje bio je RLVI (visoki intenzitet). Ključna razlika je povećana učinkovitost. U prvim uzorcima indikator je već bio 100 lm / W. Visokotlačne natrijeve svjetiljke superiorne su u izvedbi u odnosu na DRL model.

Značajke rada svjetiljke za pražnjenje s ispravljenim prikazom boja

Svjetlina žarulje

Gore je rečeno da su neke žarulje s pražnjenjem (i fluorescentne) karakterizirane niskim prikazom boja. Svijet oko nas postaje malo iskrivljen, što brzo umara psihu. Dodatni čimbenik je fiziološka osjetljivost očiju. Nije isto u vidljivom spektru, neki ljudi mogu vidjeti auru. Ali za većinu pojedinaca, maksimalna osjetljivost je na 555 nm (zeleno). A prema rubovima se smanjuje osjetljivost očiju.

Stoga istraživači pozivaju na prilagodbu snage svjetiljki fiziološkim karakteristikama osobe. Kao rezultat toga, 1 W na 555 nm je ekvivalentan 10 na 700 nm. Ljudi ne percipiraju infracrveno zračenje. Svjetlina se procjenjuje svjetlosnim tokom, uzimajući u obzir učinak svake valne duljine. Jedinica mjerenja količine bio je lumen, što odgovara snazi ​​od 1/683 W za valnu duljinu od 555 nm. A svjetlosni učinak (lm / W) pokazuje koliko snage u žarulji postaje optičko zračenje. Maksimalna vrijednost doseže 683 lm / W i promatra se isključivo na 555 nm.

Ne može se zanemariti jedinica osvjetljenja - lux. Brojčano jednak 1 lm / m2. Poznavajući svjetlosni tok, visinu svjetiljke, kut njenog otvaranja, moguće je izračunati osvjetljenje. Parametar za sobe standardiziran je u skladu s GOST-om. U svjetlu navedenog, jasno je zašto se DRL svjetiljke s korigiranim prikazom boja još uvijek nalaze na tržištu, unatoč njihovim relativno nezavidnim karakteristikama.

Lokus se koristi za procjenu prikaza boja. To je lik koji podsjeća na obrnutu parabolu, blago nagomilanu s lijeve strane. U njemu boja pokazuje dvije koordinate od 0 do 1. Da bi svjetiljka pokazala dobar prikaz boja, položaj njenog integralnog zračenja teži središtu lokusa. Dodajmo da će povećanje temperature boje spojiti spektar od crvene do ljubičaste:

• 2880 - 3200 K - toplo žuta;
• 3500 K - neutralna bijela;
• 4100 K - hladno bijela;
• 5500 - 7000 K - dnevno svjetlo.

U tom smislu, niskotlačne žuto-narančaste natrijeve svjetiljke smatraju se lošim izborom. Od njih kemijska neravnoteža u mrežnici uzrokuje umor. Međutim, zapamtite da odlučujuću ulogu još uvijek igra spektar, a ne temperatura boje: svaka žarulja je inferiornija od Sunca. Stoga, u slabom spektru niskotlačne natrijeve svjetiljke (dva spektra u žutoj regiji), objekti izgledaju crno, sivo ili žuto. To se zove kvar u boji.

Prihvaćeno je karakterizirati parametar indeksom na temelju vizualne usporedbe uzoraka osvijetljenih žaruljom sa standardom. Vrijednost je u rasponu od 1 (najgori slučaj) do 100 (idealno). U praksi je maksimalno moguće pronaći lampu u rasponu od 95 - 98. To će vam pomoći da odaberete DRL svjetiljku na pultu (tipična vrijednost je 40 - 70).

Ispravljanje prikaza boja

Pražnjenje tinja u okruženju ioniziranog plina. Cijeli princip djelovanja. Ostalo se svodi na uvjete za dobivanje izgaranja luka između elektroda. Uvjeti ionizacije zahtijevaju povećan napon, koji više neće biti potreban u budućnosti. Svjetiljke na pražnjenje često zahtijevaju uređaj za pokretanje i regulaciju. Atmosfera je ispunjena inertnim plinom i malom količinom elastičnih metalnih para (živa, natrij, njihovi halogenidi). U praksi svjetiljki uglavnom se koriste sljedeće vrste pražnjenja:

1. Sjaj - s malom gustoćom struje pri niskom tlaku plina ili pare. Pad napona na katodi doseže 400 V. Vizualno su vidljive tamne mrlje u području katode.
2. Luk - s velikom gustoćom struje pri različitim pritiscima. Pad napona na katodi je relativno mali (do 15 V). Niskotlačni lučni stup je poput onog koji tinja.
3. Lukovi visokog intenziteta specifičan su fenomen koji se koristi u reflektorima. Primjerice, korišteni su za prepoznavanje neprijateljskih zračnih ciljeva tijekom Drugog svjetskog rata. Temelji se na posebnom načinu rada ugljene šipke, koju je 1910. otkrio G. Beck.

Spektar živinog pražnjenja nalazi se u ultraljubičastom području za 40%. Fosfor pretvara ovo područje u crveni sjaj, dok u isto vrijeme većina ljubičastih i plavih dijelova slobodno prolazi. Kvaliteta korekcije spektra određena je crvenim omjerom (raste s povećanjem debljine sloja, kao i cijena, traženi parametri se određuju eksperimentalno zbog složenosti izračuna). Živin plamenik od kvarcnog stakla (ne ispušta plinovite tvari tijekom rada), a vanjska tikvica, iznutra prekrivena fosforom, izrađena je od običnog, ali vatrostalnog. Edisonova baza. Upotrijebljeni fosfor je itrij fosfat-vanadat aktiviran europijem. Materijal detektira luminiscencijski spektar od četiri crvene trake: 535, 590, 618 (max), 650 nm. Optimalni način rada postiže se pri temperaturi od 250 do 300 stupnjeva (vrijeme izlaska je oko četvrt sata).

Prije nanošenja fosfor se melje i kalcinira. Itrij fosfat vanadat je izabran s razlogom, savršeno podnosi obradu. Znatan trošak često se nadoknađuje zajedničkom uporabom s drugim materijalima. Na primjer, stroncij-cink ortofosfat. Oni bolje apsorbiraju valnu duljinu od 365 nm, moguće je postići prihvatljive karakteristike (uzimajući u obzir specifičnosti primjene u području industrijske rasvjete s visinom ugradnje od 3 do 5 metara).

Poznati su slučajevi upotrebe magnezijevog fluorogermanata aktiviranog četverovalentnim manganom. Svjetlosna učinkovitost i omjer crvene boje (6-8%) su neznatno smanjeni. Optimalni temperaturni režim je postavljen na oko 300 stupnjeva Celzija. S daljnjim zagrijavanjem, učinkovitost uređaja se smanjuje. U svim aspektima, osim po cijeni, materijal je inferiorniji u odnosu na itrij fosfat-vanadat: apsorbira dio ljubičasto-plave regije spektra, detektira spektar sjaja u dalekom crvenom području (gdje oko pokazuje nisku osjetljivost) i gubi svjetlinu tijekom obrade.

Dizajn obično sadrži jednu ili dvije elektrode za paljenje, od kojih je udaljenost od katode relativno mala. Dakle, nije potreban vanjski balast. U kombinaciji sa standardnim postoljem dobiva se prikladna zamjena za žarulje sa žarnom niti s povećanom učinkovitošću. Tijekom rada, žarulja se jako zagrijava zbog intenzivne apsorpcije zračenja fosfora. Geometrijski oblik izračunava se na temelju ovog parametra. S jedne strane, potrebno je da zračenje plamenika pada na fosfor, s druge strane, radna temperatura ne smije prijeći optimalnu (vidi gore).

Tikvica se često puni argonom. Jeftin je i ima mali gubitak topline. Dodaje se 10-15% dušika kako bi se povećao probojni napon. Ukupni tlak je približno jednak atmosferskom tlaku. Nedopustivo je ući unutar kisika (uništava metalne dijelove) ili vodika (povećava napon paljenja luka). Bilo koji položaj gorenja je dopušten, ali horizontalni se ne potiče. Luk se lagano savija, kvarcno staklo je u nepovoljnom temperaturnom režimu. Temperatura medija utječe na probojni napon. Zimi je teže zapaliti luk, živa se taloži, a proces se odvija u okruženju gotovo čistog argona (iz tog razloga ponekad se moraju koristiti uređaji za pokretanje).

DRL svjetiljke imaju relativno vruću bazu. Temperatura je sposobna premašiti točku ključanja vode. To se mora uzeti u obzir pri odabiru uloška i lustera (lanterne) za ugradnju svjetiljke. Vrijeme je da se prisjetimo savjeta autora patenta za prve halogene žarulje. Temperatura plamenika je relativno niska, ali će lako rastopiti aluminij.

Obilježava

U domaćoj praksi, brojka iza DRL-a označava potrošnju energije u vatima. Zatim slijedi crveni omjer: omjer crvenog toka (od 600 do 780 nm) prema ukupnom – izražava se u postocima. Broj razvoja stavlja se crticom. Crveni omjer karakterizira prikaz boja; dobre vrijednosti se smatraju iznad deset.

Prema međunarodnoj normi IEC 1231 koristi se ILCOS sustav. To su konkurenti njemačkog LBS etiketiranja i paneuropskog ZVEI. Tržište je u potpunoj konfuziji. Prema ILCOS-u:

1. QE je kratica za elipsoidni oblik žarulje.
2. QR označava žarulju u obliku gljive s unutarnjim reflektirajućim slojem.
3. QG je skraćenica od sferne žarulje.
4. QB označava proizvode s ugrađenim balastom.
5. QBR označava proizvode s ugrađenim balastom i reflektirajućim slojem.

Philips ima svoj pogled na stvari, a General Electric ne želi čuti za oboje. Zapravo, bolje je usredotočiti se na referentne knjige ili pročitati informacije na pakiranju. Imajte na umu da je baza dostupna u standardnim i drugim veličinama. Udio proizvodnje DRL svjetiljki stalno se smanjuje, pa nema smisla previše detaljno proučavati složene oznake. A s obzirom na ulazak na LED tržište, bolje je pronaći nešto moderno i stalno se razvija za dom i vikendice. Što se tiče učinkovitosti, spor će se očito odlučiti ne u korist žarulja za pražnjenje, iako su neko vrijeme uspješno polagale žarnu nit.

Za imenovanje svih vrsta takvih izvora svjetlosti u domaćoj rasvjetnoj tehnici koristi se izraz "svjetiljka s pražnjenjem" (RL), uvršten u Međunarodni rječnik rasvjete, odobren od strane Međunarodne komisije za rasvjetu. Ovaj izraz treba koristiti u tehničkoj literaturi i dokumentaciji.

Ovisno o tlaku punjenja, razlikuje se RL niski tlak (RLND), visoki tlak (RLVD) i ultravisoki tlak (RLSVD).

RLND uključuje živine žarulje s parcijalnim tlakom živine pare u stacionarnom stanju manjim od 100 Pa. Za RLVD, ova vrijednost je oko 100 kPa, a za RLVD - 1 MPa ili više.

Živine žarulje niskog tlaka (RLND) Živine žarulje visokog tlaka (RLVD)

RLVD se dijele na svjetiljke opće i posebne namjene. Prvi od njih, koji uključuju, prije svega, široko rasprostranjene DRL svjetiljke, aktivno se koriste za vanjsku rasvjetu, ali ih postupno zamjenjuju učinkovitije natrijeve i metalhalogene svjetiljke. Lampe posebne namjene imaju uži raspon primjene, koriste se u industriji, poljoprivredi i medicini.

Emisioni spektar

Pare žive emitiraju sljedeće spektralne linije koje se koriste u žaruljama na plinsko izbijanje:

Najintenzivnije linije su na 184,9499, 253,6517, 435,8328 nm. Intenzitet preostalih linija ovisi o načinu (parametrima) pražnjenja.

Vrste

DRL visokotlačne živine svjetiljke

DRL (D ugovaya R dud L luminescent) - oznaka RLVD, usvojena u domaćoj rasvjeti, u kojoj se za ispravljanje boje svjetlosnog toka s ciljem poboljšanja prikaza boja koristi zračenje fosfora nanesenog na unutarnju površinu žarulje. Za dobivanje svjetlosti u DRL-u koristi se princip stalnog izgaranja pražnjenja u atmosferi zasićenoj živinim parama.

Koristi se za opće osvjetljenje radionica, ulica, industrijskih poduzeća i drugih objekata koji ne postavljaju visoke zahtjeve za kvalitetu prikaza boja i prostorija bez stalne prisutnosti ljudi.

Uređaj

Prve DRL svjetiljke proizvedene su tehnologijom s dvije elektrode. Za paljenje takvih svjetiljki bio je potreban izvor visokonaponskih impulsa. Kao njega korišten je uređaj PURL-220 (Start Device for Mercury Lamps za napon od 220 V). Elektronika tih vremena nije dopuštala stvaranje dovoljno pouzdanih uređaja za paljenje, a PURL je uključivao plinski iskrište, koji je imao kraći vijek trajanja od same svjetiljke. Stoga je 1970-ih. industrija je postupno prekinula proizvodnju svjetiljki s dvije elektrode. Zamijenjeni su četveroelektrodnim, koji ne zahtijevaju vanjske uređaje za paljenje.

Za usklađivanje električnih parametara svjetiljke i izvora napajanja, gotovo sve vrste radara s opadajućom vanjskom strujno-naponskom karakteristikom moraju koristiti prigušnicu, koja je u većini slučajeva prigušnica spojena u seriju sa žaruljom.

DRL svjetiljka s četiri elektrode (vidi sliku desno) sastoji se od vanjske staklene žarulje 1 opremljene postoljem s navojem 2. Montira se kvarcni plamenik (ispusna cijev, RT) 3, napunjen argonom s dodatkom žive. na nozi svjetiljke, postavljenoj na geometrijsku os vanjske žarulje. Četveroelektrodne žarulje imaju glavne elektrode 4 i pomoćne (paljenje) elektrode smještene pored njih 5. Svaka elektroda za paljenje povezana je s glavnom elektrodom koja se nalazi na suprotnom kraju RT-a preko otpora koji ograničava struju 6. Pomoćne elektrode olakšavaju paljenje žarulje i učiniti njegov rad stabilnijim tijekom razdoblja pokretanja. Vodiči u svjetiljci izrađeni su od debele žice od nikla.

Nedavno su brojne strane tvrtke proizvodile DRL svjetiljke s tri elektrode opremljene samo jednom elektrodom za paljenje. Ovaj se dizajn razlikuje samo po većoj proizvodnosti u proizvodnji, bez drugih prednosti u odnosu na dizajn s četiri elektrode.

Princip rada

Plamenik žarulje (RT) izrađen je od vatrostalnog i kemijski otpornog prozirnog materijala (kvarcno staklo ili specijalna keramika), a punjen je strogo doziranim porcijama inertnih plinova. Osim toga, u plamenik se unosi metal, koji u hladnoj svjetiljci ima oblik kompaktne kugle, ili se taloži u obliku naslaga na stijenkama tikvice i (ili) elektrodama. Svjetleće tijelo RLVD-a je stup električnog lučnog pražnjenja.

Proces paljenja svjetiljke opremljene elektrodama za paljenje je sljedeći. Kada se na žarulju dovede dovodni napon, između blisko raspoređenih glavne i elektrode za paljenje dolazi do užarenog pražnjenja, čemu doprinosi mala udaljenost između njih, koja je znatno manja od udaljenosti između glavnih elektroda, pa stoga i probojni napon ovog jaza je također manji. Pojava u RT šupljini dovoljno velikog broja nositelja naboja (slobodnih elektrona i pozitivnih iona) potiče razbijanje jaza između glavnih elektroda i paljenje svjetlećeg pražnjenja između njih, koje se gotovo trenutno pretvara u lučno pražnjenje.

Stabilizacija električnih i svjetlosnih parametara svjetiljke događa se 10-15 minuta nakon uključivanja. Tijekom tog vremena struja svjetiljke značajno premašuje nominalnu i ograničena je samo otporom balasta. Trajanje načina pokretanja uvelike ovisi o temperaturi okoline - što je hladnije, svjetiljka će duže svijetliti.

Električno pražnjenje u baklji živine žarulje proizvodi vidljivo plavo ili ljubičasto zračenje, kao i snažno ultraljubičasto zračenje. Potonji pobuđuje sjaj fosfora taloženog na unutarnjoj stijenci vanjske žarulje svjetiljke. Crvenkasti sjaj fosfora, miješajući se sa zelenkasto-bijelim zračenjem plamenika, daje jako svjetlo, blizu bijelog.

Promjena napona napajanja prema gore ili dolje uzrokuje promjenu svjetlosnog toka: dopušteno je odstupanje napona napajanja za 10-15%, a popraćeno je odgovarajućom promjenom svjetlosnog toka svjetiljke za 25-30%. Kada se napon napajanja smanji za manje od 80% nominalnog, žarulja se možda neće upaliti, a kada se upali, može se ugasiti.

Lampa postaje jako vruća kada gori. To zahtijeva korištenje žica otpornih na toplinu u rasvjetnim uređajima sa živinim lučnim svjetiljkama i postavlja ozbiljne zahtjeve za kvalitetu kontakata uloška. Budući da se tlak u plameniku vruće svjetiljke značajno povećava, povećava se i njezin probojni napon. Napon napajanja nije dovoljan za paljenje vruće žarulje, pa se žarulja mora ohladiti prije ponovnog paljenja. Ovaj učinak je značajan nedostatak visokotlačnih živinih žarulja: čak i vrlo kratak prekid u opskrbi električnom energijom ih gasi, a ponovno paljenje zahtijeva dugu pauzu hlađenja.

Tradicionalni opseg DRL svjetiljki

Osvjetljenje otvorenih površina, industrijskih, poljoprivrednih i skladišnih prostora. Gdje god je to zbog potrebe velike uštede energije, ove svjetiljke postupno zamjenjuju NLVD (rasvjeta gradova, velikih gradilišta, radionica visoke proizvodnje itd.).

RLVD Osram serije HWL (analog DRV) odlikuje se prilično originalnim dizajnom, koji ima konvencionalnu nit kao ugrađenu prigušnicu, smještenu u evakuirani cilindar, pored kojeg je u istom smješten zasebno zatvoreni plamenik cilindar. Filament stabilizira napon napajanja zbog efekta razmjene, poboljšava karakteristike boje, ali, očito, vrlo primjetno smanjuje i ukupnu učinkovitost i resurs zbog trošenja ove niti. Takvi se RLVD-i također koriste kao kućanski, jer imaju poboljšane spektralne karakteristike i uključeni su u konvencionalnu svjetiljku, osobito u velikim sobama (najmanji predstavnik ove klase stvara svjetlosni tok od 3100 lm).

Lučne živine metal-halogene svjetiljke (DRI)

Svjetiljke DRI (D ugovaya R dud sa I zračeći aditivi) strukturno je sličan DRL, međutim, u njegov plamenik se dodatno unose strogo dozirani dijelovi posebnih aditiva - halogenidi nekih metala (natrij, talij, indij itd.), zbog čega se svjetlosna snaga značajno povećava (oko 70 - 95 lm / W i više) s dovoljno dobrom kromatikom zračenja. Svjetiljke imaju elipsoidne i cilindrične žarulje, unutar kojih se nalazi kvarcni ili keramički plamenik. Vijek trajanja - do 8-10 tisuća sati.

U modernim DRI svjetiljkama koriste se uglavnom keramički plamenici, koji su sa svojom funkcionalnom tvari otporniji na reakcije, zbog čega s vremenom plamenici potamne mnogo manje od kvarcnih. Međutim, potonji se također ne uklanjaju iz proizvodnje zbog njihove relativne jeftinosti.

Još jedna razlika između modernog DRI-a je sferični oblik plamenika, koji omogućuje smanjenje pada svjetla, stabilizaciju brojnih parametara i povećanje svjetline "točkastog" izvora. Postoje dvije glavne inačice ovih svjetiljki: s utičnicama E27, E40 i sofitom - s utičnicama Rx7S i slično.

Za paljenje DRI svjetiljki potreban je proboj međuelektrodnog prostora visokonaponskim impulsom. U "tradicionalnim" shemama za uključivanje ovih parnih svjetiljki, osim induktivne balastne prigušnice, koristi se i pulsni uređaj za paljenje - IZU.

Promjenom sastava nečistoća u DRI svjetiljkama moguće je postići "monokromatski" sjaj raznih boja (ljubičasta, zelena itd.) Zbog toga se DRI široko koristi za arhitektonsko osvjetljenje. DRI svjetiljke s indeksom "12" (sa zelenkastom nijansom) koriste se na ribarskim plovilima za privlačenje planktona.

Lučne živine metal-halogene svjetiljke sa zrcalnim slojem (DRIZ)

Svjetiljke DRIZ (D ugovaya R dud sa I zračeći aditivi i Z zrcalni sloj) je obična DRI svjetiljka, čiji je dio žarulje s unutarnje strane djelomično prekriven zrcalnim reflektirajućim slojem, zbog čega takva svjetiljka stvara usmjereni tok svjetlosti. U usporedbi s upotrebom konvencionalne DRI svjetiljke i zrcalnog reflektora, gubici su smanjeni zbog smanjenja rerefleksije i prijenosa svjetlosti kroz žarulju žarulje. Također se postiže visoka preciznost fokusiranja baklje. Kako bi se promijenio smjer zračenja nakon uvrtanja svjetiljke u uložak, DRIZ svjetiljke su opremljene posebnim postoljem.

Živo-kvarcne kuglice (DRSH)

Svjetiljke DRSH (D ugljen R dud Sh ary) su ultravisokotlačne živine žarulje s prirodnim hlađenjem. Kuglaste su i emitiraju jako ultraljubičasto zračenje.

Visokotlačne živino-kvarcne žarulje (PRK, DRT)

Tip žarulje sa živinim lukom visokog pritiska DRT (D ugljen R dud T valoviti) su cilindrična kvarcna tikvica s elektrodama zalemljenim na krajevima. Tikvica je napunjena odmjerenom količinom argona, osim toga, metalom