Phân loại nguồn sáng. Phần 2. Đèn phóng điện cao áp và hạ áp

Phân loại nguồn sáng. Phần 1. Đèn sợi đốt và đèn halogen

đèn huỳnh quang

Đèn huỳnh quang là đèn phóng khí áp suất thấp, trong đó, do phóng điện khí, bức xạ cực tím mà mắt người không nhìn thấy được chuyển thành ánh sáng nhìn thấy được nhờ lớp phủ phốt pho.

Đèn huỳnh quang là một ống hình trụ có các điện cực để bơm hơi thủy ngân vào. Dưới tác dụng của phóng điện, hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại, từ đó làm cho photpho lắng đọng trên thành ống phát ra ánh sáng nhìn thấy được.

Đèn huỳnh quang cho ánh sáng dịu, đều nhưng sự phân bố ánh sáng trong không gian khó kiểm soát do bề mặt bức xạ lớn. Đèn huỳnh quang tuyến tính, vòng, hình chữ U và compact khác nhau về hình dạng. Đường kính ống thường được tính bằng phần tám inch (ví dụ: T5 = 5/8 « = 15,87 mm). Trong danh mục đèn, đường kính thường được tính bằng milimét, ví dụ 16 mm đối với đèn T5.Hầu hết các loại đèn đều đạt tiêu chuẩn quốc tế. Ngành công nghiệp sản xuất khoảng 100 kích cỡ tiêu chuẩn khác nhau của đèn huỳnh quang đa dụng. Các loại đèn phổ biến nhất có công suất 15, 20,30 W đối với điện áp 127 V và 40,80,125 W đối với điện áp 220 V. Thời gian đốt trung bình của đèn là 10.000 giờ.

Các đặc tính vật lý của đèn huỳnh quang phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Điều này là do chế độ nhiệt độ đặc trưng của áp suất hơi thủy ngân trong đèn. Ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp nên có quá ít nguyên tử có thể tham gia vào quá trình bức xạ. Ở nhiệt độ quá cao, áp suất hơi cao dẫn đến sự tự hấp thụ ngày càng tăng của bức xạ UV được tạo ra. Ở nhiệt độ thành bình xấp xỉ. Đèn ở 40°C đạt được điện áp phóng tia lửa điện cảm ứng tối đa và do đó hiệu suất ánh sáng cao nhất.

Ưu điểm của đèn huỳnh quang:

1. Hiệu suất phát sáng cao, đạt 75 lm/W

2. Tuổi thọ cao, lên đến 10.000 giờ đối với đèn tiêu chuẩn.

3. Khả năng có các nguồn sáng có thành phần quang phổ khác nhau với khả năng hiển thị màu tốt hơn đối với hầu hết các loại đèn sợi đốt

4. Độ sáng tương đối thấp (mặc dù tạo ra ánh sáng chói), trong một số trường hợp lại là một lợi thế

Những nhược điểm chính của đèn huỳnh quang:

1. Công suất đơn vị hạn chế và kích thước lớn cho một công suất nhất định

2. Độ phức tạp tương đối của việc đưa vào

3. Không thể cấp nguồn cho đèn bằng dòng điện một chiều

4. Sự phụ thuộc của các đặc tính vào nhiệt độ môi trường. Đối với đèn huỳnh quang thông thường, nhiệt độ môi trường tối ưu là 18-25 C.Khi nhiệt độ lệch khỏi mức tối ưu thì quang thông và hiệu suất phát sáng đều giảm. Ở nhiệt độ dưới +10 C đánh lửa không được đảm bảo.

5. Các dao động tuần hoàn của dòng ánh sáng của chúng có tần số bằng dòng điện có tần số gấp đôi. Mắt người không thể nhận thấy những dao động ánh sáng này do quán tính thị giác, nhưng nếu tần số chuyển động của bộ phận khớp với tần số của xung ánh sáng, nó có thể đứng yên hoặc quay chậm theo hướng ngược lại do hiệu ứng hoạt nghiệm. Do đó, trong các cơ sở công nghiệp, đèn huỳnh quang phải được bật ở các pha khác nhau của dòng điện ba pha (xung của thông lượng ánh sáng sẽ ở các nửa chu kỳ khác nhau).

Khi đánh dấu đèn huỳnh quang, các chữ cái sau được sử dụng: L - huỳnh quang, D - ánh sáng ban ngày, B - trắng, HB - trắng lạnh, TB - trắng ấm, C - truyền ánh sáng được cải thiện, A - hỗn hống.

Nếu bạn "xoắn" ống đèn huỳnh quang thành hình xoắn ốc, bạn sẽ có được CFL - đèn huỳnh quang compact. Trong các thông số của chúng, CFL gần với đèn huỳnh quang tuyến tính (hiệu suất phát sáng lên tới 75 lm / W). Chúng được thiết kế chủ yếu để thay thế đèn sợi đốt trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Đèn hồ quang thủy ngân (DRL)

Đánh dấu: D — cung R — thủy ngân L — đèn B — bật mà không có chấn lưu

Đèn huỳnh quang thủy ngân hồ quang (DRL)

Đèn huỳnh quang thủy ngân-thạch anh (DRL) bao gồm một bóng đèn thủy tinh được phủ một lớp phốt pho ở bên trong và một ống thạch anh đặt bên trong bóng đèn chứa đầy hơi thủy ngân áp suất cao. Để duy trì sự ổn định của các tính chất của phốt pho, bầu thủy tinh chứa đầy carbon dioxide.

Dưới ảnh hưởng của bức xạ cực tím được tạo ra trong ống thủy ngân-thạch anh, phốt pho phát sáng, tạo cho ánh sáng một sắc thái hơi xanh nhất định, làm sai lệch màu sắc thực. Để loại bỏ nhược điểm này, các thành phần đặc biệt được đưa vào thành phần của phốt pho, giúp điều chỉnh một phần màu sắc; những đèn này được gọi là đèn DRL có hiệu chỉnh sắc độ. Tuổi thọ của đèn là 7500 giờ.

Công nghiệp sản xuất các loại đèn có công suất 80,125,250,400,700,1000 và 2000 W với quang thông từ 3200 đến 50.000 lm.

Ưu điểm của đèn DRL:

1. Hiệu suất phát sáng cao (lên đến 55 lm/W)

2. Tuổi thọ dài (10000 giờ)

3. Nhỏ gọn

4. Không quan trọng đối với điều kiện môi trường (ngoại trừ nhiệt độ rất thấp)

Nhược điểm của đèn DRL:

1. Sự chiếm ưu thế của phần xanh lam-lục trong quang phổ của tia, dẫn đến kết xuất màu không đạt yêu cầu, loại trừ việc sử dụng đèn trong trường hợp đối tượng phân biệt là khuôn mặt người hoặc bề mặt được sơn

2. Chỉ có khả năng hoạt động trên dòng điện xoay chiều

3. Sự cần thiết phải bật thông qua cuộn cảm chấn lưu

4. Thời gian đánh lửa khi bật (khoảng 7 phút) và thời gian bắt đầu đánh lửa lại sau khi nguồn điện cung cấp cho đèn bị gián đoạn rất ngắn chỉ sau khi làm mát (khoảng 10 phút)

5. Quang thông dao động, lớn hơn đèn huỳnh quang

6. Giảm đáng kể thông lượng ánh sáng khi kết thúc dịch vụ

đèn halogen kim loại

Đèn halogen kim loại hồ quang (DRI, MGL, HMI, HTI)

Đánh dấu: D — hồ quang, R — thủy ngân, I — iodua.

đèn halogen kim loại -đây là những đèn thủy ngân cao áp có bổ sung iốt kim loại hoặc iốt đất hiếm (dysprosi (Dy), holmium (Ho) và thuli (Tm), cũng như các hợp chất phức tạp với xêzi (Cs) và thiếc halogenua (Sn). Các hợp chất này bị phân hủy trong hồ quang phóng điện trung tâm và hơi kim loại có thể kích thích sự phát xạ ánh sáng có cường độ và sự phân bố quang phổ phụ thuộc vào áp suất hơi của các halogen kim loại.

Bên ngoài, đèn luyện kim khác với đèn DRL ở chỗ không có phốt pho trên bóng đèn. Chúng được đặc trưng bởi hiệu suất phát sáng cao (lên đến 100 lm / W) và thành phần quang phổ của ánh sáng tốt hơn đáng kể, nhưng tuổi thọ của chúng ngắn hơn đáng kể so với đèn DRL và sơ đồ chuyển mạch phức tạp hơn, ngoài ra cuộn cảm chấn lưu, chứa một thiết bị đánh lửa.

Thường xuyên bật đèn cao áp trong thời gian ngắn sẽ làm giảm tuổi thọ của đèn. Điều này áp dụng cho cả khởi động lạnh và nóng.

Quang thông thực tế không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường (bên ngoài máng đèn). Ở nhiệt độ môi trường thấp (đến -50 ° C), phải sử dụng các thiết bị đánh lửa đặc biệt.

đèn HMI

Đèn hồ quang ngắn HTI — đèn halogen kim loại có tải trọng tường tăng và khoảng cách giữa các điện cực rất ngắn thậm chí còn có hiệu suất ánh sáng và khả năng hiển thị màu cao hơn, tuy nhiên, điều này làm hạn chế tuổi thọ của chúng. Lĩnh vực ứng dụng chính của đèn HMI là chiếu sáng sân khấu, nội soi, chiếu phim và chụp ánh sáng ban ngày (nhiệt độ màu = 6000 K). Công suất của các loại đèn này thay đổi từ 200 W đến 18 kW.

Đèn halogen kim loại hồ quang ngắn HTI với khoảng cách giữa các điện cực nhỏ đã được phát triển cho mục đích quang học. Chúng rất sáng. Do đó, chúng chủ yếu được sử dụng cho hiệu ứng ánh sáng, chẳng hạn như nguồn sáng định vị và trong nội soi.

Đèn natri cao áp (HPS)

Đánh dấu: D — vòng cung; Na — natri; T - hình ống.

Đèn natri cao áp (HPS) là một trong những nhóm nguồn bức xạ nhìn thấy hiệu quả nhất: chúng có hiệu suất phát sáng cao nhất trong số tất cả các loại đèn phóng điện khí đã biết (100-130 lm / W) và giảm nhẹ quang thông với thời gian dài cuộc sống phục vụ. Trong các loại đèn này, một ống phóng điện làm bằng nhôm đa ​​tinh thể được đặt bên trong một bình thủy tinh hình trụ, trơ với hơi natri và truyền bức xạ tốt. Áp suất trong đường ống khoảng 200 kPa. Thời gian làm việc — 10-15 nghìn giờ. Ánh sáng cực vàng và chỉ số hoàn màu tương ứng thấp (Ra = 25) cho phép chúng được sử dụng trong phòng có người, chỉ kết hợp với các loại đèn khác.

Đèn xenon (ĐKST)

Đèn ống xenon hồ quang DKstT có hiệu suất phát sáng thấp và tuổi thọ hạn chế được phân biệt bởi thành phần quang phổ của ánh sáng gần với ánh sáng ban ngày tự nhiên nhất và công suất đơn vị cao nhất trong tất cả các nguồn sáng. Ưu điểm đầu tiên thực tế không được sử dụng, vì đèn không được sử dụng bên trong các tòa nhà, ưu điểm thứ hai quyết định việc sử dụng rộng rãi chúng để chiếu sáng các không gian rộng mở khi được gắn trên cột buồm cao. Nhược điểm của đèn là các xung rất lớn của thông lượng ánh sáng, sự dư thừa trong quang phổ của tia cực tím và sự phức tạp của mạch đánh lửa.