Les lampes fluorescentes sont des lampes à décharge de gaz basse pression dans lequel, à la suite d'une décharge de gaz, un rayonnement ultraviolet invisible à l'œil humain est converti par un revêtement de luminophore en lumière visible.
Les lampes fluorescentes sont un tube cylindrique avec des électrodes, dans lequel la vapeur de mercure est pompée. Sous l'action d'une décharge électrique, la vapeur de mercure émet des rayons ultraviolets qui, à leur tour, font émettre de la lumière visible par le luminophore déposé sur les parois du tube.
Les lampes fluorescentes fournissent une lumière douce et uniforme, mais la répartition de la lumière dans l'espace est difficile à contrôler en raison de la grande surface de rayonnement. Linéaire, annulaire, en forme de U, ainsi que compact lampes fluorescentes. Le diamètre du tube est souvent donné en huitièmes de pouce (par exemple T5 = 5/8"" = 15,87 mm). Dans les catalogues de lampes, le diamètre est généralement donné en millimètres, par exemple 16 mm pour les lampes T5. La plupart des lampes sont de norme internationale. L'industrie produit environ 100 tailles différentes de lampes fluorescentes usage général. Les lampes les plus courantes sont de 15, 20,30 W pour une tension de 127 V et de 40,80,125 W pour une tension de 220 V. Durée moyenne la durée de combustion de la lampe est de 10 000 heures.
Les caractéristiques physiques des lampes fluorescentes dépendent de la température environnement. Cela est dû à la caractéristique régime de température pression de vapeur de mercure dans la lampe. À basse température, la pression est faible, à cause de cela, il y a trop peu d'atomes qui peuvent participer au processus de rayonnement. Quand aussi haute température une pression de vapeur élevée entraîne une auto-absorption toujours croissante du produit rayonnement ultraviolet. A une température de paroi du ballon d'env. Les lampes à 40°C atteignent la tension inductive maximale décharge d'étincelle et donc l'efficacité lumineuse la plus élevée.
Avantages des lampes fluorescentes :
1. Efficacité lumineuse élevée jusqu'à 75lm/W
2. Longue durée de vie, atteignant lampadaires jusqu'à 10000 heures
3. La possibilité d'avoir des sources lumineuses de composition spectrale différente avec un meilleur rendu des couleurs pour la plupart des types que les lampes à incandescence
4. Luminosité relativement faible (bien qu'aveuglante), ce qui dans certains cas est un avantage
Les principaux inconvénients des lampes fluorescentes :
1. Puissance limitée de l'unité et grandes taillesà une puissance donnée
2. Complexité relative de l'inclusion
3. L'impossibilité d'alimenter les lampes en courant continu
4. Dépendance des caractéristiques à la température ambiante. Pour lampes fluorescentes conventionnellesla température ambiante optimale est de 18-25 C. Lorsque la température s'écarte de l'optimum, le flux lumineux et l'efficacité lumineuse diminuent. À des températures inférieures à +10 C, l'allumage n'est pas garanti.
5. Leurs pulsations périodiques flux lumineux avec une fréquence égale à deux fois la fréquencecourant électrique. L'œil humain est incapable de détecter ces éclairs de lumière en raison de l'inertie visuelle, mais si la fréquence du mouvement de la pièce coïncide avec la fréquence des impulsions de lumière, la pièce peut sembler immobile ou tourner lentement dans le sens opposé en raison de l'effet stroboscopique. Par conséquent, dans locaux industriels les lampes fluorescentes doivent être allumées différentes phases courant triphasé (la pulsation du flux lumineux sera en différents demi-cycles).
Les lettres suivantes sont utilisées dans les désignations pour le marquage des lampes fluorescentes : L - fluorescent, D - lumière du jour, B - blanc, HB - blanc froid, TB - blanc chaud, C - transmission lumineuse améliorée, A - amalgame.
Si vous "tordez" le tube d'une lampe fluorescente en spirale, vous obtenez une CFL - une lampe fluorescente compacte. En termes de paramètres, les LFC se rapprochent des lampes fluorescentes linéaires (efficacité lumineuse jusqu'à 75 lm/W). Ils sont principalement conçus pour remplacer les lampes à incandescence dans une grande variété d'applications.
Marquage : D - arc R - mercure L - lampe B - s'allume sans appareillage
Lampes fluorescentes au mercure à arc (DRL)
Les lampes fluorescentes au mercure-quartz (DRL) se composent d'un flacon en verre revêtu à l'intérieur d'un luminophore et d'un tube de quartz placé dans le flacon, qui est rempli de vapeur de mercure à haute pression. Pour maintenir la stabilité des propriétés du luminophore, le flacon en verre est rempli de dioxyde de carbone.
Sous l'influence du rayonnement ultraviolet qui se produit dans un tube mercure-quartz, le luminophore brille, donnant à la lumière une certaine teinte bleuâtre, déformant les vraies couleurs. Pour éliminer cet inconvénient, des composants spéciaux sont introduits dans la composition du luminophore, qui corrigent partiellement la couleur; ces lampes sont appelées lampes DRL à correction de couleur. La durée de vie des lampes est de 7500 heures.
L'industrie produit des lampes d'une puissance de 80,125,250,400,700,1000 et 2000 W avec un flux lumineux de 3200 à 50 000 lm.
Avantages des lampes DRL :
1. Rendement lumineux élevé (jusqu'à 55 lm/W)
2. Longue durée de vie (10000 h)
3. Compacité
4. Non critique pour les conditions environnementales (sauf pour les très basses températures)
Inconvénients des lampes DRL :
1. La prédominance de la partie bleu-vert dans le spectre des rayons, conduisant à un rendu des couleurs insatisfaisant, ce qui exclut l'utilisation de lampes dans les cas où les objets de distinction sont les visages des personnes ou les surfaces peintes
2. Capacité à travailler uniquement sur courant alternatif
3. La nécessité de s'allumer via l'accélérateur de ballast
4. La durée de l'allumage à la mise sous tension (environ 7 minutes) et le début du rallumage même après une très courte interruption de l'alimentation de la lampe uniquement après refroidissement (environ 10 minutes)
5. Pulsations du flux lumineux, supérieures à celles des lampes fluorescentes
6. Réduction significative du flux lumineux vers la fin de service
Lampes à arc aux halogénures métalliques (DRI, MHL, HMI, HTI)
Marquage : D - arc, R - mercure, I - iodure.
Ce lampes au mercure haute pression avec des ajouts d'iodures métalliques ou de terres rares (dysprosium (Dy), holmium (Ho) et thulium (Tm) ainsi que des composés complexes avec le césium (Cs) et les halogénures d'étain (Sn). Ces composés se décomposent au centre de l'arc de décharge et la vapeur métallique peuvent stimuler l'émission de lumière dont l'intensité et la distribution spectrale dépendent de la pression de vapeur de l'halogénure métallique.
Extérieurement, les lampes métallogènes diffèrent des lampes DRL par l'absence de luminophore sur l'ampoule. Ils se caractérisent par une efficacité lumineuse élevée (jusqu'à 100 lm / W) et une bien meilleure composition spectrale de la lumière, mais leur durée de vie est nettement plus courte que celle des lampes DRL, et le schéma d'allumage est plus difficile, car, dans De plus, il contient un allumeur.
L'allumage fréquent et de courte durée des lampes à haute pression réduit leur durée de vie. Ceci s'applique aux lampes à démarrage à froid et à chaud.
Le flux lumineux est pratiquement indépendant de la température ambiante (à l'extérieur du luminaire). À des températures ambiantes basses (jusqu'à -50 °C), des dispositifs d'allumage spéciaux doivent être utilisés.
Lampes IHM
Les lampes à arc court HTI sont des lampes aux halogénures métalliques avec une charge de paroi accrue et des distances d'électrode très courtes, qui ont une efficacité lumineuse et un rendu des couleurs encore plus élevés, ce qui limite cependant leur durée de vie. Le principal domaine d'application des lampes HMI est l'éclairage de scène, l'endoscopie, le film et la vidéo lumière du jour(température de couleur = 6000 K). La puissance de ces lampes se situe dans la plage de 200 W à 18 kW.
À des fins optiques, des lampes aux halogénures métalliques à arc court HTI avec de petites distances entre les électrodes ont été développées. Ils sont très lumineux. Par conséquent, ils sont principalement utilisés pour les effets d'éclairage, comme sources de lumière de position et en endoscopie.
Marquage : D - arc ; Na-sodium ; T - tubulaire.
Les lampes au sodium à haute pression (HPS) sont l'un des groupes les plus efficaces de sources de rayonnement visible : elles ont l'efficacité lumineuse la plus élevée parmi toutes celles connues. lampes à décharge(100 - 130 lm / W) et une légère diminution du flux lumineux avec une longue durée de vie. Dans ces lampes, un tube à décharge en aluminium polycristallin est placé à l'intérieur d'une ampoule cylindrique en verre, inerte à la vapeur de sodium et transmettant bien son rayonnement. La pression dans le tube est d'environ 200 kPa. Durée du travail - 10 -15 mille heures. Cependant, la lumière extrêmement jaune et l'indice de rendu des couleurs faible correspondant (Ra = 25) permettent de les utiliser dans des pièces où il y a des personnes, uniquement en combinaison avec d'autres types de lampes.
Lampes au xénon (DKST)
Arc xénon lampes tubulaires Les DKST à faible efficacité lumineuse et à durée de vie limitée se distinguent par la composition spectrale de la lumière la plus proche de la lumière naturelle et la puissance unitaire la plus élevée de toutes les sources lumineuses. Le premier avantage n'est pratiquement pas utilisé, puisque les lampes ne sont pas utilisées à l'intérieur des bâtiments, le second détermine leur utilisation généralisée pour l'éclairage de grands espaces ouverts lorsqu'ils sont installés sur de hauts mâts. Les inconvénients des lampes sont de très grandes pulsations du flux lumineux, un excès dans le spectre rayons ultraviolets et la complexité du schéma d'allumage.
Les lampes Type DRL(arc, mercure, phosphore) en raison d'une efficacité lumineuse élevée (45-60 lm / W), d'une longue durée de vie (15-20 000 heures), d'un rendu des couleurs satisfaisant (Ra \u003d 42%), d'une adaptabilité au travail en standard réseaux électriques tension de 220 V et la possibilité de produire des lampes d'une puissance de 50 W à 2 kW sont largement utilisées pour l'éclairage industriel et extérieur.
Dans l'étiquetage des lampes, les chiffres après les lettres correspondent à la puissance de la lampe en W, puis entre parenthèses - le "rapport rouge" en%, le nombre à travers le trait d'union - le numéro de développement.
Vue générale des lampes de type DRL (Fig. 3.61) : 1 ampoule en verre externe ; luminophore à 2 couches ; Tube en verre de quartz 3 bits ; 4 - électrode de travail. 5 - électrode d'allumage ; 6 - résistances de limitation dans le circuit des électrodes d'allumage ; 7 - écran; c - mercure.
Dispositif et principe de fonctionnement. L'utilisation d'une décharge HP au mercure pur pour l'éclairage général (malgré ses mérites) est gênée par un manque de rayonnement dans la partie rouge du spectre, ce qui entraîne une distorsion désagréable de la reproduction des couleurs, en particulier de la couleur de la peau humaine. L'utilisation de verre de quartz et le développement de luminophores appropriés ont permis d'utiliser le rayonnement UV de la décharge de mercure du VD, qui représente environ 40% du flux de rayonnement total, pour le convertir à l'aide de luminophores en rayonnement manquant. dans la partie rouge du spectre. Grâce à cela, il a été possible d'améliorer la qualité du rendu des couleurs dans la partie rouge du spectre, en particulier la couleur de la peau humaine, à tel point que les lampes étaient adaptées à l'éclairage extérieur et industriel.
La qualité de la correction du rendu des couleurs des lampes de type DRL est déterminée par la teneur relative en rayonnement rouge - le rapport du flux lumineux dans la région rouge du spectre (600-780 nm) au flux lumineux total de la lampe - la soi-disant " attitude rouge».
Les lampes sont un brûleur tubulaire au mercure-quartz monté à l'intérieur d'une ampoule en verre réfractaire dont la surface interne est recouverte d'une fine couche de phosphore qui, absorbant le rayonnement UV de la décharge de mercure, le transforme en rayonnement visible dans la partie rouge du spectre. Nous soulignons que la majeure partie du flux lumineux dans les lampes DRL est toujours le rayonnement de décharge de mercure, auquel s'ajoute le rayonnement de phosphore.
Transformation du rayonnement UV dans la couche de phosphore. Le flux de rayonnement d'une lampe de type DRL est composé du flux de rayonnement d'un brûleur à mercure-quartz et du flux de luminescence qui a traversé la couche de phosphore et le flacon.
Le luminophore pour lampes DRL doit être efficacement excité par tout le spectre du rayonnement de la décharge de mercure du VD dans la région UV, et en particulier par les raies 313-365 nm, qui ont l'intensité la plus élevée et le rapport quantique le plus élevé, ont un spectre d'émission qui répond aux exigences de correction du spectre de décharge de mercure, ont une sortie quantique élevée pour toutes les lignes d'entraînement à des températures de fonctionnement élevées de l'ampoule extérieure.
Actuellement, le vanadate de phosphate d'yttrium le plus utilisé est activé par l'europium en combinaison avec des phosphores phosphates.
Le spectre d'émission se compose de quatre bandes assez étroites avec des maxima à 535,590. 618, 650 nm. La bande à 618 nm a l'intensité la plus élevée. Avantages de ce luminophore : 1). le rayonnement dans la région rouge-orange du spectre est extrêmement proche de la sensibilité maximale de l'œil 2). une augmentation significative de la luminosité de la lueur lorsqu'elle est chauffée à 250-350 degrés C 3). faible absorption du rayonnement visible dans la partie bleu-violet du spectre 4). très peu de diminution de la luminosité dans le processus traitement technologique dans la fabrication de lampes.
L'inconvénient est le prix élevé.
Les lampes de type DRL sont principalement produites avec des brûleurs dans lesquels, en plus des deux électrodes principales, il y a deux électrodes auxiliaires qui sont reliées aux électrodes principales opposées par une résistance limite de 20 kOhm. Le kolob externe dans les lampes de type DRL remplit plusieurs fonctions :
1) assurer l'indépendance régime thermique de la température ambiante. La composition et la pression du gaz de remplissage sont choisies de manière à exclure la possibilité d'une décharge entre les parties conductrices de courant à l'intérieur de l'ampoule, ainsi qu'à assurer un allumage et un rallumage rapides de la lampe. Habituellement, l'argon technique est utilisé pour le remplissage;
2) l'ampoule extérieure ne laisse pas passer les rayons UV et empêche ainsi la formation d'ozone dans la pièce où la lampe est utilisée, et protège également les organismes vivants des effets des puissants rayons UV ;
3) l'ampoule extérieure est le substrat de la couche de phosphore.
La forme et les dimensions du ballon extérieur, ainsi que l'emplacement du brûleur, sont choisis en fonction du fait que quantité maximale le rayonnement est tombé sur surface intérieure ballon, tandis que la couche de luminophore doit avoir approximativement la même température sur toute la surface, ce qui est optimal pour un luminophore donné, c'est-à-dire varie de 250 à 300 degrés. AVEC.
Certains types de lampes agissent comme une lampe de redistribution. le flux, en règle générale, dans l'hémisphère inférieur lorsque la base est située vers le haut, dans ce cas, la forme et les dimensions de l'ampoule doivent être calculées comme pour les luminaires du type correspondant, tandis que son régime thermique doit également être pris en compte.
Les lampes sont produites pour des puissances standard de 50,80,125,250,400,700,1000,2000 W. Désignation DRL-400 (taux de rouge en %) - numéro de développement. Il existe trois types de lampes selon le taux de rouge (6%, 10%, 12-15%). La position de combustion est quelconque, mais en position horizontale, la durée de vie est réduite. sous l'influence des flux de convection, l'arc s'écarte de l'axe, se rapproche du mur, ce qui entraîne une surchauffe du quartz. les lampes sont connectées au réseau via un ballast inductif et lorsqu'elles fonctionnent en dessous de 40 degrés. C pour l'allumage est utilisé IZU.
11. Lampes à incandescence au mercure. Schéma de commutation.
Dans ces lampes, un brûleur à mercure est allumé en série avec un filament de tungstène, qui a la forme d'une spirale. Le corps incandescent joue le rôle d'une source de rayonnement dans la région rouge du spectre et remplit également les fonctions d'une résistance de ballast, de sorte que les lampes à incandescence au mercure sont connectées directement au réseau 220 V sans ballast. L'efficacité lumineuse est bien inférieure à celle des lampes à vapeur de mercure et est de 18-20 lm/W. Dans le cas d'utilisation, qui est appliqué sur la surface intérieure du flacon extérieur de St. la puissance passe à 32 lm/W.
Lampes à incandescence au mercure et leurs caractéristiques. Les lampes sont disponibles en plusieurs puissances (de 160 à 1750 W) pour un fonctionnement dans des réseaux électriques standards avec une tension de 220 V sans ballast externe.
Les plus répandues sont les lampes dans des flacons en verre, qui transmettent le rayonnement UV dans la gamme de 280 à 3500 nm et ont un effet bénéfique sur le corps humain, les animaux et les oiseaux. Pour la plupart, les lampes de ce type utilisent des ampoules à réflecteur externe avec une couche réfléchissante interne, qui assurent une distribution lumineuse directionnelle. diverses formes. Le revêtement peut être diffus ou spéculaire.
L'industrie nationale produit des lampes similaires d'une puissance de 160, 250 et 750 W sous la marque DRVE-arc mercure-tungstène, érythème et DRVED (au lieu de D, il peut s'agir de Z, ce qui signifie miroir) - dans des flacons à revêtement diffus Durée de vie - de 1,5 à 3 mille .
DRT. Dispositif et principe de fonctionnement. Les lampes de ce type sont un tube cylindrique principalement en verre de quartz avec des électrodes auto-chauffantes activées soudées aux extrémités. Certains types de lampes ont une ou deux électrodes auxiliaires pour faciliter l'allumage de la décharge. Une petite quantité strictement dosée de mercure et d'argon (rarement un autre gaz inerte ou un mélange de gaz) est introduite dans la lampe à une pression de plusieurs centaines à plusieurs milliers de pascals. L'argon sert à faciliter l'allumage de la décharge (l'effet Pening) et à protéger les cathodes de la destruction au stade initial de l'allumage, car à température ambiante la pression de vapeur de mercure est très faible 0,2 Pa. Pression de service la vapeur de mercure dans la température ambiante est d'environ 100 kPa, c'est-à-dire est de 1 atm. tandis que la température des parois se situe dans la plage de 400 à 500 deg.C. Certains types de lampes sont montés à l'intérieur d'une ampoule en verre.
Les lampes, telles que DRT (arc, mercure, tubulaire), en plus du visible et du proche infrarouge, émettent une grande quantité de rayonnement dans la région UV du spectre et sont utilisées pour l'irradiation en médecine, en agriculture, en photochimie et dans d'autres domaines. Des types spéciaux de lampes sont utilisés dans les photocopieurs, pour le séchage UV et à d'autres fins. Ils ne sont pas utilisés pour l'éclairage en raison d'une mauvaise qualité de rendu des couleurs. Des lampes au mercure à correction de couleur sont utilisées pour l'éclairage.
Les lampes sont fabriquées à une puissance de 125 W à 10 kW. Durée moyenne le service de la lampe est de 1000-3000 h et est déterminé principalement par la chute du flux de rayonnement dans la partie UV du spectre.
L'insertion dans un réseau se fait selon le schéma de la fig. . Pour faciliter l'allumage des lampes DRT 230, 400 et 1000, une bande métallique étroite est utilisée, connectée à un condensateur C d'une capacité de 300-500 pF. L'allumage s'effectue en appuyant brièvement sur la touche K.
UV-normal (type de lampe DRTS-250) La décharge de mercure du VD, soumise à un certain nombre de conditions, peut être utilisée comme source de référence de rayonnement UV et visible.
Lampes de type DRT pour la photocopie, le séchage UV et d'autres applications technologiques. Selon les conditions d'utilisation, les lampes sont longues et, par conséquent, nécessitent des tensions élevées pour le fonctionnement et l'allumage. La puissance des lampes, en fonction de la longueur et de la charge spécifique, varie de 1 à 10 kW. Les lampes fonctionnent en position horizontale. Une exigence très importante est une grande uniformité de rayonnement sur toute la longueur. Pour cela, un contrôle strict de la constance du diamètre et de l'épaisseur de paroi des tubes à décharge sur la longueur est effectué, et la pression du gaz de remplissage (généralement de l'argon) est choisie aussi basse que possible (~ 500–600 Pa). Dans les lampes de grande longueur à haute tension de combustion, on peut utiliser du xénon ayant un poids moléculaire proche du mercure. Des études ont montré que les lampes avec des pressions de vapeur de mercure plus élevées et des charges spécifiques sont plus efficaces.
Dans les appareils à refroidissement forcé (air soufflé) de l'espace entre la lampe et l'objet d'irradiation, la lampe doit être placée dans un cylindre en verre spécial, ce qui empêche la lampe de trop refroidir et de condenser le mercure. Les cylindres sont amovibles ou solidaires du tube de refoulement. Afin d'éliminer la formation d'ozone lampes modernes, conçus pour recevoir un rayonnement UV de 280-300 nm et fonctionnant sans cylindre de verre externe, sont réalisés dans des tubes de verre de quartz dopé, opaques pour un rayonnement de longueur d'onde inférieure à 280-300 nm (ce que l'on appelle sans ozone).
DRS. Une caractéristique de ce type de lampes est une luminosité élevée avec un corps lumineux en forme de fuseau ou en forme de tonneau, ce qui est très pratique à des fins de projection. La luminosité des lampes conventionnelles de ce type est de 150-200 Mcd/m2. Pour les lampes spéciales, la luminosité peut atteindre des milliers de mégacandelas par 1 m2 avec une très petite taille du corps lumineux. Les lampes peuvent fonctionner à partir d'une tension secteur de 220 et 127 V, et certains types de lampes avec de très petites distances entre les électrodes nécessitent pour fonctionner des tensions de 36 et même 24 V. Les lampes fonctionnent généralement avec un refroidissement naturel.
Dispositif et principe de fonctionnement. Une luminosité élevée dans les lampes SVD à arc court est obtenue en raison des pressions élevées et de la contraction de la décharge au niveau des électrodes, ce qui empêche la libre expansion du canal de décharge à des distances proches des électrodes.
Les lampes sont un flacon en quartz à paroi épaisse (2-3 mm) de forme sphérique ou similaire, dans lequel sont généralement soudées deux électrodes en tungstène activé à une distance de plusieurs millimètres l'une de l'autre. Les lampes sont remplies d'une quantité strictement dosée de mercure et d'un gaz inerte, généralement de l'argon. La pression de fonctionnement de la vapeur de mercure, selon le type de lampe, varie de 1 à 8 MPa. En règle générale, plus le volume et la puissance de la lampe sont petits, plus la pression peut être élevée. En raison de la possibilité de faire varier les dimensions de l'ampoule et des électrodes sur une large plage, il est possible de créer des lampes à billes pour une grande variété de puissances, et en même temps, il n'y a pas besoin de refroidissement forcé. Les lampes sont fabriquées à une puissance de 50 W à 2 kW. Il existe des développements de lampes d'une puissance allant jusqu'à 10-15 kW. Sur la fig. Dan Forme générale lampes à mercure-quartz DRSh de différentes capacités.
La luminosité et sa distribution. En fonction de la température. la partie travaillante des électrodes et leur conception, vous pouvez obtenir une répartition différente de la luminosité. Lorsque la température des électrodes est insuffisante pour fournir tout (ou presque tout) le courant de décharge dû à l'émission thermique d'électrons, la décharge se resserre aux électrodes en points lumineux brillants de très petites tailles I et la lueur devient fusiforme. en forme (fig. Les luminosités à proximité des électrodes atteignent 1000 Mcd/m2 et plus, mais les magnitudes de ces régions sont très faibles, de sorte qu'elles ne jouent pas un rôle significatif dans le flux de rayonnement. Dans des types spéciaux de lampes avec une très petite distance entre les électrodes, ces zones sont utilisées pour obtenir des luminosités élevées avec une forme de point du corps lumineux. En cas de contraction de la décharge au niveau des électrodes, la luminosité augmente avec l'augmentation de la pression et de l'intensité du courant (puissance) et la diminution de la distance entre les électrodes
Si la température surface de travailélectrodes est suffisante pour fournir le courant de décharge dû à l'émission thermique d'électrons, puis la décharge "se propage" le long de la surface d'extrémité de l'électrode et prend une forme en tonneau ou cylindrique. Dans ce cas, une répartition plus uniforme de la luminosité le long de la décharge est obtenue. Dans ce cas, la luminosité augmente toujours avec l'augmentation du courant et de la pression, tandis que le rayon du canal est déterminé par la taille et la conception de la partie active des électrodes et dépend dans une moindre mesure de la distance entre les électrodes.
L'efficacité lumineuse augmente avec l'augmentation de la densité de puissance. Pour une décharge fusiforme, le rendement lumineux (à puissance et pression constantes) a un optimum à une certaine distance entre les électrodes. Avec une distance décroissante, elle diminue en raison d'une augmentation de la proportion de pertes proches des électrodes dans la puissance totale de la lampe ; avec une distance croissante, elle diminue en raison de l'expansion du canal de décharge et d'une diminution de sa température.
Le spectre d'émission des lampes DRSH a un caractère linéaire avec un fond continu fortement prononcé. En raison de la présence d'un fond continu, la proportion de lumière rouge dans rayonnement visible la décharge atteint 4-6%. La répartition du rayonnement entre les raies spectrales dépend de la pression de fonctionnement de la vapeur de mercure et de la puissance spécifique.
Méthodes de nivellement du champ de température des flacons. Compte tenu des conditions thermiques très intenses des flacons, il est important de réduire l'écart entre tmin et tmax. Un chauffage uniforme de l'ampoule est également important pour raccourcir le temps de rodage des lampes, puisque le temps de rodage est déterminé par le taux d'augmentation de la température au point le plus froid de l'ampoule. Pour les lampes fonctionnant en position verticale sur courant alternatif, il convient pour cela de décaler légèrement les électrodes vers le bas par rapport au centre géométrique de l'ampoule. Il est très efficace d'utiliser des flacons effilés vers le bas - en forme de poire, mais cela est plus difficile dans les conditions de production. Dans les lampes à courant continu, un chauffage plus uniforme de l'ampoule est obtenu si l'anode est située en bas. Afin d'égaliser la température, les endroits les plus froids de l'ampoule sont isolés en les recouvrant d'une fine couche.Dans les lampes à courant continu, la jambe d'anode est parfois un peu plus longue afin de réduire la température du culot. Schémas d'inclusion, d'allumage. Les lampes sont connectées au réseau uniquement en série avec une résistance de ballast : active - lorsque vous travaillez sur CC et inductif - lorsqu'il fonctionne sur courant alternatif. Dans un certain nombre d'applications, régimes spéciaux.
L'allumage des lampes avec une électrode d'allumage est effectué en appliquant une impulsion à court terme à cette électrode haute tension haute fréquence à partir d'un transformateur haute fréquence miniature. L'allumeur peut être alimenté par le même circuit que la lampe. Cette méthode garantit que la lampe est allumée lorsqu'elle fonctionne à la fois en courant alternatif et en courant continu. L'allumage des lampes à deux électrodes (sans électrode d'allumage) s'effectue en appliquant une impulsion haute tension haute fréquence aux électrodes.
Temps de rodage des lampes et moyens de le réduire. Le temps de préchauffage est déterminé par le taux d'évaporation du mercure. Plus la puissance libérée dans la lampe pendant la période de préchauffage est élevée, plus la capacité calorifique de la lampe et la perte de chaleur pendant son préchauffage sont faibles, plus le temps de préchauffage est court. Le temps de préchauffage de ce type de lampes est de 2 à 5 minutes.
Pour de nombreuses applications importantes (par exemple, exposition photographique, etc.), il est nécessaire de réduire la période de préchauffage, parfois à quelques secondes. À cette fin, des circuits de commutation spéciaux sont actuellement utilisés, qui, après l'allumage de la décharge, fournissent automatiquement pendant 1 à 2 s le courant de démarrage de trois à cinq fois la valeur nominale. Cependant, pour travailler dans de tels modes, des lampes spéciales avec une pression de xénon accrue et des entrées renforcées doivent être utilisées.
position de combustion. Lorsque la distance entre les électrodes ne dépasse pas 6-8 mm, la décharge est stabilisée principalement par les électrodes de sorte que la forme de l'arc et ses caractéristiques dépendent relativement faiblement de la position de combustion de la lampe. Cependant, le chauffage inégal du ballon dû aux courants de convection de la vapeur de mercure à l'intérieur de la lampe et de l'air ambiant à l'extérieur limite la capacité des lampes à fonctionner uniquement dans une certaine position de combustion pour laquelle elles sont conçues, le plus souvent verticales. Certains types de lampes jusqu'à 500 W permettent un fonctionnement dans n'importe quelle position, mais leur durée de vie est réduite.
La durée de vie de la lampe varie de 50 à plusieurs centaines d'heures, selon le type de lampe et ses conditions de fonctionnement.
Des mesures de précaution. Les lampes DRSh sont source puissante Le rayonnement UV. Ainsi, pour se protéger des rayonnements, ainsi que des éclats de quartz chauds en cas de rupture de l'ampoule (extrêmement rare), la lampe doit fonctionner dans un boîtier métallique fermé. (La température du ballon pour les lampes de travail atteint 700-900 ° C).
Domaines d'utilisation. Les lampes sont utilisées dans les oscilloscopes à faisceau lumineux avec enregistrement direct sur papier photographique (DRSH-100), en photolithographie, en analyse de luminescence et en microscopie de luminescence, dans divers systèmes de projection et dans d'autres cas où des sources de haute luminosité sont requises dans le visible. et les régions UV du spectre avec de petites tailles de corps émetteur.
Le DRL de type LL haute pression le plus courant (lampe à mercure à arc)
Riz. 6.3. Lampe à arc mercure 4 cellules type DRL
Ils sont constitués d'un flacon en verre 5, revêtu à l'intérieur d'un luminophore, et renfermé
Noah dans son tube de quartz 3 , rempli d'argon à une pression de 400 Pa avec l'ajout de bouche
ti (Fig. 6.3).
Les travailleurs activés 4 sont soudés aux extrémités du tube de quartz. et incendiaires 2 électrodes reliées par des résistances 1 .
À allumer la lampe dans le réseau entre les électrodes de travail et d'allumage
La décharge luminescente, qui ionise l'argon, disparaît. Avec une ionisation suffisante, la décharge
est jeté dans l'espace entre les électrodes de travail, après quoi le processus d'évaporation du mercure commence et la pression à l'intérieur du tube monte à 500-10 000 Pa.
La décharge d'arc qui en résulte est accompagnée d'un rayonnement ultraviolet intense.
rayons d'été. Le phosphore convertit le rayonnement ultraviolet invisible en lumière.
Le circuit de commutation de la lampe DRL se compose d'un starter L, qui limite le courant de la lampe et stabilise le mode de combustion, et d'un condensateur C , interférences radio écrasantes.
La période de préchauffage de la lampe est de 3 à 10 minutes.
Le flux lumineux et le processus d'allumage de la lampe ne dépendent pas de la température ambiante.
l'environnement, car un grand ballon est rempli de dioxyde de carbone, qui est un isolant thermique
gaine.
L'avantage des lampes DRL est la combinaison de petites dimensions hors tout avec la douleur
flux lumineux calé (10-46 km à une puissance de lampe de 250-1000 W).
Les inconvénients des lampes DRL incluent la présence d'une période de préchauffage. Après Pog
le rallumage n'est possible que 5 à 10 minutes après le refroidissement de la lampe.
Les lampes DRL à deux électrodes n'ont pas d'électrodes d'allumage et leur circuit est allumé
Le calcul est compliqué par un transformateur, un éclateur et d'autres éléments.
Il existe des lampes à arc au xénon, au krypton, au sodium et aux halogénures métalliques, qui diffèrent par différentes nuances de couleur.
2.5. Schémas d'allumage des lampes fluorescentes
Pour allumer les lampes fluorescentes du réseau, des ballasts sont utilisés.
paires de types différents.
Dans le cas général, le ballast LL comprend des inductances, des
Tera, condensateurs et résistances.
Riz. 17.4. Schémas d'allumage des lampes fluorescentes :
une entrée; b et c - circuits de démarrage et d'autotransformateur, respectivement
inclusions ; d - circuit de commutation d'une lampe à 2 lampes; e - schéma de connexion résonnant
Entrée(Fig. 17..4, UN) sert à fermer (ouvrir) le circuit de démarrage LL. Il est réalisé sous la forme d'un flacon en verre 2, dans lequel deux électrodes en acier sont soudées 4 . Une plaque bimétallique est soudée à l'une des électrodes 3.
Pour connecter le démarreur, l'isolateur 5 est équipé d'aluminium ou de laiton
e badges 6. Les extrémités des électrodes sont amenées dans les trous des broches, puis les broches sont pressées à la jonction.
Un condensateur est placé à côté de l'ampoule de démarrage. 1. L'ensemble de l'appareil est fermé en aluminium
boîtier en nium avec joint isolant.
Le schéma de connexion le plus simple LL est représenté sur la Fig. 17.4, b.
Dans l'état initial de la résistance de démarrage VK et les lampes EL sont très grandes. Lorsque l'alimentation est appliquée au démarreur, une décharge luminescente apparaît entre ses électrodes.
et la résistance du démarreur diminue. À travers les enroulements d'un starter à deux bobines L, électrique
Les électrodes de la lampe et la zone de la décharge luminescente du démarreur sont chauffées par le courant de chauffage des électrodes.
La décharge luminescente provoque la flexion de la plaque bimétallique du démarreur et celle-ci se verrouille.
se repent avec une électrode. Maintenant, la résistance du démarreur est proche de zéro, donc à travers l'électricité
la naissance de la lampe, un courant circule, les réchauffant à une température de 800-900º C .
Dans ce cas, en raison de l'émission thermique, un nombre suffisant d'électrons apparaît à l'intérieur de la lampe. En raison de l'absence de décharge luminescente, les électrodes de démarrage se refroidissent et s'ouvrent
Un circuit ouvert provoque une surtension de l'auto-inductance EMF sur l'accélérateur, ce qui crée sur l'électrique
une impulsion haute tension dans les fils de la lampe, sous l'influence de laquelle se produit une ionisation
tion d'argon et de vapeur de mercure - la décharge est enflammée.
Maintenant, la résistance LL est faible, mais le courant et la tension de la lampe à travers elle sont limités par
la résistance des enroulements inducteurs connectés en série. Le démarreur est sous tension et ne se réenclenche pas.
L'utilisation d'une self entraîne une diminution du facteur de puissance cosφ.Pour l'augmenter, un condensateur est inclus dans le circuit C2, qui lorsque la lampe est éteinte
chargé à travers la résistance R.
Condensateurs C1 Et NO servent à réduire les interférences radio créées par le démarrage
La présence d'un démarreur - un dispositif de contact - réduit la fiabilité du LL.
Schéma d'un ballast sans démarreur(Fig. 17.4, V) monté sur autotransformateur TV et inductance L.
Jusqu'à ce que la lampe soit allumée, un petit courant traverse l'inductance, en raison d'une quantité suffisante
enroulement exactement à haute résistance w. Il y a une petite chute de tension aux bornes de l'inductance, de sorte que presque toute la tension secteur est appliquée à l'enroulement w du transformateur, ce qui fournit une tension accrue dans les enroulements w et w.
En conséquence, des conditions sont créées pour le chauffage des électrodes et l'apparition de l'émission. La lampe s'allume et sa résistance diminue.
Maintenant, le courant de la lampe traverse l'inductance. La chute de tension sur l'inducteur augmente et la tension sur les enroulements de l'autotransformateur diminue. Dans ce schéma, les scories
sel n'est pas utilisé dans le processus d'allumage de LL, mais remplit son deuxième rôle - limitant
tension de chivaet sur LL après allumage.
Par rapport aux luminaires à 1 lampe, les luminaires à 2 lampes (Fig. 17.4, G) sur com
pacte. Lampe EL2 connecté via un condensateur C2, par conséquent, son vecteur courant est en avance sur le vecteur courant de la lampe E1. Dans ce cas, le clignotement invisible des lampes se produit de manière asynchrone. Stroh
L'effet boscopique peut être réduit en connectant les luminaires de la pièce donnée à différentes phases du réseau triphasé.
Les lampes fluorescentes sont plus économiques que LN, mais dans les ballasts
l'appareil d'alimentation de ces lampes consomme environ 30 % l'électricité fournie par le
Le plus simple et le plus rationnel, du point de vue de la masse et des pertes minimales, est le schéma de connexion résonnant (Fig. 17.4, e) qui est utilisé dans les réseaux avec
400 Hz. A l'aide de l'effet de résonance créé par le circuit L-C 1, C2, en démarrage
pendant la période de hurlement, une tension apparaît sur la lampe, 1,5 à 2,3 fois la tension du secteur.
Une fois la lampe allumée, la résonance est interrompue en allumant la résistance de la lampe.
Les circuits sans démarreur ont encore des pertes supplémentaires dues à la présence
faible courant de filament même après l'allumage de la lampe, mais cet inconvénient est compensé
en raison de la grande fiabilité des circuits sans démarreur et d'une augmentation de la durée de vie des LL (avec