Vysokotlaká a nízkotlaká sodíková výbojka – princip činnosti a použití

Zářivky jsou nízkotlaké plynové výbojky, ve kterých se v důsledku plynového výboje pro lidské oko neviditelné ultrafialové záření přemění fosforovým povlakem na viditelné světlo.

Zářivky jsou válcová trubice s elektrodami, do kterých jsou čerpány rtuťové páry. Pod vlivem elektrického výboje rtuťové páry vyzařují ultrafialové paprsky, které zase způsobují, že fosfor usazený na stěnách trubice vyzařuje viditelné světlo.

Zářivky poskytují měkké, rovnoměrné světlo, ale rozložení světla v prostoru je obtížné řídit kvůli velké vyzařovací ploše. Tvary zahrnují lineární, prstencové, U-tvarované a kompaktní zářivky. Průměr trubky se často uvádí v osminách palce (např. T5 = 5/8″ = 15,87 mm). V katalozích žárovek je průměr uváděn hlavně v milimetrech, například 16 mm u žárovek T5. Většina žárovek má mezinárodní standard. Průmysl vyrábí asi 100 různých standardních velikostí univerzálních zářivek. Nejběžnější jsou žárovky o výkonu 15, 20,30 W pro napětí 127 V a 40,80,125 W pro napětí 220 V. Průměrná doba svícení lampy je 10 000 hodin.

Fyzikální vlastnosti zářivek závisí na okolní teplotě. To je způsobeno charakteristickým teplotním režimem tlaku rtuťových par v lampě. Při nízkých teplotách je tlak nízký, což znamená, že existuje příliš málo atomů, které se mohou účastnit procesu záření. Je-li teplota příliš vysoká, vede vysoký tlak par ke zvýšení samoabsorpce produkovaného ultrafialového záření. Při teplotě stěny baňky cca. Výbojky 40°C dosahují maximálního napětí indukční složky jiskrového výboje a tím i nejvyšší světelné účinnosti.

1. Vysoká světelná účinnost dosahující 75 lm/W

2. Dlouhá životnost, dosahující až 10000 XNUMX hodin u standardních žárovek.

3. Možnost mít světelné zdroje různého spektrálního složení s lepším podáním barev u většiny typů než u žárovek

4. Relativně nízký (i když vytvářející odlesky) jas, což je v některých případech výhoda

Hlavní nevýhody zářivek:

1. Omezený výkon jednotky a velké rozměry pro daný výkon

2. Relativní obtížnost inkluze

3. Neschopnost napájet lampy stejnosměrným proudem

4. Závislost charakteristik na okolní teplotě. Pro klasické zářivky je optimální okolní teplota 18-25 C. Při odchylce teploty od optima klesá světelný tok a světelná účinnost. Při teplotách pod +10 C není zaručeno vznícení.

5. Periodické pulsace jejich světelného toku s frekvencí rovnou dvojnásobku frekvence elektrického proudu. Lidské oko není schopno detekovat tyto záblesky světla kvůli zrakové setrvačnosti, ale pokud se frekvence pohybu součásti shoduje s frekvencí světelných pulzů, součást se může jevit jako nehybná nebo pomalu rotující v opačném směru v důsledku stroboskopický efekt. V průmyslových prostorách proto musí být zářivky zapínány v různých fázích třífázového proudu (světelný tok pulzuje v různých půlcyklech).

V označení zářivek se používají tato písmena: L – zářivka, D – denní světlo, B – bílá, HB – studená bílá, TB – teplá bílá, C – zlepšená propustnost světla, A – amalgám.

Stočíte-li trubici zářivky do spirály, získáte CFL – kompaktní zářivku. CFL se svými parametry blíží lineárním zářivkám (svítivost až 75 Lm/W). Jsou primárně určeny k nahrazení žárovek v široké škále aplikací.

Rtuťové obloukové výbojky (MAV)

Označení: D – oblouk P – rtuťová L – výbojka B – rozsvítí se bez předřadníku

Obloukové rtuťové zářivky (MAFL)

Fluorescenční rtuťové křemenné výbojky (QQL) se skládají ze skleněné baňky potažené zevnitř fosforem a křemenné trubice umístěné v baňce, která je pod vysokým tlakem naplněna rtuťovými parami. Pro zachování stability vlastností fosforu je skleněná baňka naplněna oxidem uhličitým.

Pod vlivem ultrafialového záření vznikajícího ve rtuťové křemenné trubici fosfor svítí a dodává světlu určitý namodralý odstín, zkreslující skutečné barvy. K odstranění této nevýhody se do složení fosforu zavádějí speciální složky, které částečně korigují barvu; Tyto lampy se nazývají barevně korigované lampy DRL. Životnost lampy – 7500 hodin.

Průmysl vyrábí lampy o výkonu 80,125,250,400,700,1000 a 2000 W se světelným tokem od 3200 do 50 000 lm.

Výhody DRL lamp:

1. Vysoká světelná účinnost (až 55 lm/W)

2. Dlouhá životnost (10000 XNUMX hodin)

4. Nekritické pro podmínky prostředí (s výjimkou velmi nízkých teplot)

Nevýhody DRL lamp:

1. Převaha modrozelené části ve spektru paprsků vedoucí k nevyhovujícímu podání barev, které vylučuje použití lamp v případech, kdy jsou předmětem diskriminace lidské tváře nebo lakované povrchy

2. Schopnost pracovat pouze na střídavý proud

3. Potřeba zapnout přes balastní škrticí klapku

4. Doba vzplanutí při zapnutí (asi 7 minut) a začátek opětovného zapálení po i velmi krátkém přerušení napájení lampy až po vychladnutí (asi 10 minut)

5. Pulsace světelného toku, větší než u zářivek

6. Výrazné snížení světelného toku ke konci provozu

Obloukové halogenidové výbojky (DRI, MGL, HMI, HTI)

Značení: D – oblouk, P – rtuť, I – jodid.

Metalhalogenidové výbojky jsou vysokotlaké rtuťové výbojky s přídavkem jodidů kovů nebo jodidů vzácných zemin (dysprosium (Dy), holmium (Ho) a thulium (Tm) a také komplexy cesia (Cs) a halogenidy cínu (Sn). sloučeniny se rozkládají ve středu výbojového oblouku a kovové páry mohou stimulovat emisi světla, jehož intenzita a spektrální rozložení závisí na tlaku par halogenidů kovů.

Navenek se metalogenové výbojky liší od výbojek DRL nepřítomností fosforu na baňce. Vyznačují se vysokou světelnou účinností (až 100 lm/W) a výrazně lepším spektrálním složením světla, ale jejich životnost je výrazně kratší než u DRL výbojek a spínací obvod je složitější, jelikož kromě balastní tlumivka, obsahuje zapalovací zařízení.

Časté krátkodobé zapínání vysokotlakých výbojek snižuje jejich životnost. To platí pro obě startovací lampy ze studeného nebo horkého stavu.

Světelný tok je prakticky nezávislý na okolní teplotě (mimo svítidlo). Při nízkých teplotách okolí (do -50 °C) je nutné použít speciální zapalovací zařízení.

HTI krátké obloukové výbojky – metalhalogenidové výbojky se zvýšeným zatížením stěny a velmi krátkou mezielektrodovou vzdáleností mají ještě vyšší světelnou účinnost a barevné podání, což však omezuje jejich životnost. Hlavní oblasti použití výbojek HMI jsou osvětlení jeviště, endoskopie, film a záznam videa za denního světla (teplota barev = 6000 K). Výkon těchto svítidel se pohybuje od 200 W do 18 kW.

Pro optické účely byly vyvinuty halogenidové výbojky HTI s krátkým obloukem s malými mezielektrodovými vzdálenostmi. Vyznačují se velmi vysokým jasem. Používají se proto především pro světelné efekty, jako polohové světelné zdroje a v endoskopii.

Vysokotlaké sodíkové výbojky (HPS)

Značení: D – oblouk; Na – sodík; T-trubkový.

Vysokotlaké sodíkové výbojky (HPS) jsou jednou z nejúčinnějších skupin zdrojů viditelného záření: mají nejvyšší světelnou účinnost ze všech známých plynových výbojek (100 – 130 lm/W) a mírný pokles světelného toku v průběhu dlouhá životnost. Tyto výbojky mají uvnitř skleněné válcové baňky výbojku z polykrystalického hliníku, která je inertní vůči parám sodíku a dobře propouští jeho záření. Tlak v trubici je asi 200 kPa. Délka práce – 10 -15 tisíc hodin. Extrémně žluté světlo a odpovídající nízký index podání barev (Ra=25) však umožňují jejich použití v místnostech, kde se nacházejí lidé, pouze v kombinaci s jinými typy svítidel.

Xenonové výbojky (DKsT)

DKsT xenonové obloukové výbojky s nízkou světelnou účinností a omezenou životností se vyznačují spektrálním složením světla nejbližším přirozenému dennímu světlu a nejvyšším jednotkovým výkonem ze všech světelných zdrojů. První výhoda se prakticky nepoužívá, protože lampy se nepoužívají uvnitř budov, druhá určuje jejich široké použití pro osvětlení velkých otevřených prostor při instalaci na vysoké stožáry. Nevýhody lamp jsou velmi velké pulzace světelného toku, přebytek ultrafialových paprsků ve spektru a složitost zapalovacího obvodu.

Připojte se k našemu telegramovému kanálu „Moderní osvětlení“ a ponořte se do světa inovativních technologií a stylového světelného designu! Přihlaste se k odběru a zůstaňte v obraze s nejnovějšími trendy: Moderní osvětlení na Telegramu

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí: