Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Сред голямото разнообразие от осветително оборудване има лампи с различни принципи на работа. Днес доста значителна ниша в общия обем на осветителните устройства е заета от газоразрядни лампи. Какъв е принципът на тяхната работа и как са подредени, ще разгледаме в тази статия.

Дизайн и принцип на действие

В сравнение с други видове лампи, газоразрядните устройства имат редица разлики. Това се отразява както на техните конструктивни характеристики, така и на принципа на работа. За да разберете основите на получаването на светлинно излъчване в газоразрядни лампи, първо разгледайте техните конструктивни характеристики.

Ориз. 1. Устройство за газоразрядна лампа
  • Основа - предназначена за свързване на газоразрядното устройство към електрическата мрежа. Може да се изработи в различни видове и размери, според параметрите на конкретната лампа.
  • Колби - изработени от топлоустойчиво стъкло, предназначени да създават вакуум около горелката. Той е херметически затворен, за да се предотврати нарушаване на разредената среда по отношение на околното пространство.
  • Монтажна скоба - е носеща конструкция, която действа едновременно като опора за газова горелка и като един от проводниците на електрически ток.
  • Факели - обикновено тръба от метален оксид, вътре в която възниква електрически разряд. Той е пълен със смес от инертни газове и метални пари, в зависимост от модела, компонентите, които трябва да се напълнят, могат да се различават значително.
  • Електроди - предназначени да започнат да искрят и да продължат да изгарят тлеещ разряд.

Принципът на работа на газоразрядните лампи е да се получи светлинен поток от йонизацията на газ и метални пари. Разгледайте принципа на тяхната работа на следния пример (вижте Фигура 2):

Ориз. 2. Принципът на работа на газоразрядна лампа

Когато се подаде напрежение към осветително тяло с газоразрядна лампа, то се преобразува чрез баласт (баласт). След това към електродите на лампата се подава повишено напрежение от порядъка на 2 - 5 kV. Това е достатъчно, за да пробие газовата междина, следователно първо се появява искра, а след това тлеещ разряд се запалва вътре в тръбата.

Температурата на горене на разряда достига 1300 ºС, поради което сместа се нагрява до състояние, при което всички свободни частици имат достатъчно енергия, за да преминат извън атома. Физически този процес е придружен от системно увеличаване на интензитета на светлинния поток при нагряване на газоразрядната среда.В този случай можете да наблюдавате някои колебания в цветовия спектър на сиянието при промяна на обхвата на излъчваната вълна.

Забележка, въпреки факта, че няма баласт в дизайна на самата газоразрядна лампа, няма да е възможно да стартирате устройството без него. Баластът включва:

  • индуктор-трансформатор, който предотвратява рязко увеличаване на тока по време на преходен процес;
  • импулсен запалител - повишава за кратко напрежението на електродите на лампата до пробив на искрова междина;
  • кондензатор - използва се за изглаждане на кривата на напрежението, но не е инсталиран във всички модели баласт.

В зависимост от вида на газоразрядната лампа баластното устройство и техническите характеристики на неговите компоненти също ще се различават. Следователно за всеки конкретен тип осветително оборудване се монтират собствени модули.

С какво се пълнят газоразрядните лампи?

Ориз. 3. Пример за пълнене на газоразрядна лампа

Различни видове инертни газове се използват за пълнене на газоразрядни лампи, които ще се активират при подаване на напрежение към контактите на основата. Най-често срещаните от тях са аргон, неон, ксенон и криптон. При някои модели се използва смес от няколко газа за получаване на газоразрядна среда с желани свойства.

Освен с инертен газ, лампата може да се напълни с метални изпарения, най-известните от които са натриеви и живачни. В зависимост от начина на привеждане на газоразрядната лампа в работно състояние, те също се разделят на няколко вида. Но трябва да се отбележи, че наличието на метал не е задължително условие, тъй като на практика има лампи изключително с инертен газ - ксенон и неон. Следователно в такива модели като пълнител се използва само газ.

Металхалогенните лампи са отделна категория, чиято колба е пълна не само с инертни газове и пари на натрий и живак, но и с метални халогениди.

Класификация

Съвременният пазар на газоразрядни източници на светлина предлага доста голямо разнообразие от модели. В зависимост от техническите параметри, съдържанието и други фактори могат да се разграничат няколко категории, в които те ще се различават.

Така, в зависимост от съдържанието, всички модели могат да бъдат разделени на:

  • натрий;
  • живак;
  • метален халогенид;
  • ксенон;
  • неон.

В зависимост от източника на светлина газоразрядните лампи се разделят на:

  • въвеждане;
  • газова светлина;
  • луминесцентно.

В зависимост от количеството налягане, създадено от газа вътре в крушката, всички устройства се разделят на лампи:

  • ниско налягане;
  • високо налягане;
  • супер високо налягане.

Нека разгледаме по-подробно последните два фактора за разделяне на газоразрядните лампи по тип.

От източник на светлина

Ориз. 4. Видове газоразрядни лампи

В зависимост от източника на светлинно излъчване всички газоразрядни уреди могат да бъдат индукционни, газосветлинни, луминесцентни. Индукционните модели се довеждат до блясък с помощта на електроди, които се нагряват от потока на електрически разряд. Поради което се наричат още електрически лампи.

В газовите крушки източникът на радиация са молекули или атоми, възбудени от протичащ електрически процес. В този случай в газовата среда се генерира достатъчно количество енергия за постоянно излъчване. Флуоресцентните лампи имат специално покритие върху повърхността на колбата, съдържащо фосфор.Разрядът, протичащ в газоразрядна лампа, активира газови частици, които от своя страна действат върху луминофора.

Чрез натиск

Ориз. 5. Лампи за високо и ниско налягане

В зависимост от налягането, образувано вътре в газоразрядния светлинен източник, всички модели се разделят на три класа:

  • Ниско налягане - от 0,15 до 104Pa, често използвани за битови нужди, луминесцентните лампи са изразен представител;
  • Високо налягане - от 3×104до 106 Pa, монтират се на открито, тъй като понасят добре трудни метеорологични условия;
  • Свръхвисоко налягане - повече от 106 Pa, използва се за медицински цели, хранително-вкусовата промишленост и други индустрии, където се изисква радиация с висок интензитет в малка площ.

Характеристики

За сравнение с други видове осветително оборудване е необходимо да се проучат подробно работните параметри на газоразрядните лампи:

  • Време за готовност - съгласно клауза 34 на ГОСТ 24127-80, това е интервалът от време от началото на захранването до момента, в който лампата достигне работните си характеристики.
  • Консумирана мощност - показва количеството консумиран товар от мрежата;
  • Срок на експлоатация - характеризира продължителността на активната работа на лампата, може да варира от 2000 до 20 000 часа;
  • Светлинна мощност - определя количеството светлинен поток, получен от един ват консумирана електроенергия, може да варира от 40 до 220 Lm / W;
  • Температура на светене на цвета - определя спектъра на цвета, излъчван от газоразрядна лампа, в зависимост от модела варира от 2200 до 20 000 K;
Ориз. 6. Температура на цветопредаване
  • Индекс на цветопредаване - показва интензитета на цветовото възприемане на повърхността, върху която пада светлината;
Ориз. 7. Пример за влиянието на индекса на цветопредаване
  • Напрежение на запалване - в съответствие с параграф 35 от GOST 24127-80, това е най-малката потенциална разлика на електродите, която ще бъде достатъчна, за да започне образуването на разряд.

Изхвърляне

Поради наличието на живак и други замърсители в състава на електрическата крушка, начинът, по който се изхвърлят е коренно различен от този на другите видове лампи. За тези цели специални организации участват в събирането и по-нататъшното демеркуризиране на определена категория газоразрядни лампи.

Ориз. 8. Изхвърляне на газоразрядни лампи

Ако такава електрическа крушка се счупи във вашия дом, трябва незабавно да я вземете, за да предотвратите битово отравяне с живак. Можете да научите повече за това от следната статия: https://www.asutpp.ru/razbilas-energosberegayuschaya-lampa.html

Предимства и недостатъци

Основните предимства на газоразрядните източници на светлина включват:

  • Високо ниво на светлинна мощност - такива устройства са много по-ефективни от обикновените крушки на Илич и осветяват перфектно дори през непрозрачни абажури.
  • Дълъг живот - значително превъзхожда крушките с нажежаема жичка, а някои модели дори могат да се конкурират с LED източници.
  • Опростена електрическа схема.
  • Достъпна цена, пълна с евтини елементи, които лесно се променят в процеса.
  • Някои версии са чудесни за външни инсталации, но като цяло не се справят добре при силен студ.

Основните недостатъци включват наличието на пулсация на светлинния поток, необходимостта от свързване на контролно устройство за стартиране, ограничен диапазон на работно напрежение и чувствителност към качеството на захранващото напрежение. Необходимо е време за загряване, поради което не е препоръчително да се използват в мрежи с често превключване. Не е възможно да се регулира интензитета на блясъка с димер.

Области на приложение

Въпреки сериозната конкуренция от LED осветителните продукти, газоразрядните светлинни източници остават популярни в редица индустрии. Така че те често могат да бъдат намерени в:

  • улично осветление;
  • рекламни табели с подсветка;
  • магазини, промишлени съоръжения, търговски центрове, офиси, жп гари и складове;
  • паркове, площади, зони за отдих;
  • осветяване на фасади на сгради и др.

Списък на използваните източници

  • D.Weymouth "Разрядни лампи" 1977
  • Фугенфиров М.И. "Газоразрядни лампи" 1975
  • E.A. Зелдин "Импулсни газоразрядни лампи и техните превключващи вериги" 1961

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник