Types de lampes drl. Lampes à mercure-quartz à haute pression

Les lampes DRL et DRV sont un type de lampes au mercure à décharge de gaz utilisées pour l'éclairage externe et interne. Extérieurement, ces deux appareils électriques, ne diffèrent pratiquement pas, mais chacun d'eux a ses propres caractéristiques en termes de caractéristiques et de travail.

Lampes d'appareil DRL et DRV

1 - Base filetée
2 - Résistance
3 - Feuille de molybdène
4 - Allumeur
5 - Châssis porteur
6 - Flacon extérieur
7 - Jonction comprimée
8 - Décharge d'arc de lampe à quartz au mercure
9 - Remplissage d'azote
10 - Électrode de tungstène
11 - Fils conducteurs

DRL représente lampe au phosphore au mercure à arc , VRD- Ce lampes à arc au mercure-tungstène .

Les principaux composants du DRL :

socle. Ce composant a une conception simple et est conçu pour recevoir l'électricité du réseau en connectant les contacts de la douille aux contacts de la lampe.

Brûleur à quartz. Cet élément est un flacon en quartz avec des paires d'électrodes (2 principales et 2 auxiliaires) sur les côtés et constitue la partie principale de l'appareil. L'espace dans le ballon est rempli d'argon et d'une goutte de mercure.

flacon en verre. Le flacon est la partie extérieure du DRL. A l'intérieur se trouve un flacon de quartz, auquel sont reliés conducteurs électriques du socle. Le ballon est recouvert à l'intérieur d'un luminophore et rempli complètement d'azote au lieu d'air. Également dans cette partie de la lampe, il y a 2 résistances de limitation, qui sont connectées dans le même circuit avec des électrodes supplémentaires.

Une caractéristique distinctive du DRV du DRL est sa caractéristique de conception - la présence d'une spirale de tungstène dans le flacon. Les éléments principaux restants sont les mêmes que dans la lampe au phosphore et au mercure.
Spirale- cet élément, situé avec le brûleur dans un environnement d'argon dans un flacon en verre de l'appareil. Nécessite un filament de tungstène pour fonctionner limitation de courant les fonctions.

Les spécificités du travail de DRL et DRV

Le brûleur des deux lampes est généralement en verre de quartz ou en céramique spéciale. Il est rempli de doses précises des gaz inertes une infime fraction de mercure.

La tension est appliquée à lampes au mercure dans un endroit entre une paire d'électrodes placées sur un et le deuxième côté du brûleur. Ceux. entre l'électrode principale et l'électrode auxiliaire. Le gaz dans cet espace, en raison de la faible distance, est facilement ionisé lorsqu'une tension est appliquée, ce qui contribue à l'apparition d'une décharge luminescente (TR). Lorsque TP se produit des deux côtés du brûleur, l'ionisation passe progressivement à la zone située entre les électrodes principales. La décharge luminescente se transforme instantanément en un arc et assure la poursuite de la combustion de la lampe.

La stabilité des qualités lumineuses des lampes après l'allumage se produit après 10 minutes. Le courant des lampes DRL dépasse le courant nominal et est limité uniquement par la résistance ballast appareil. Une fois que la tension du secteur a traversé la valeur d'amplitude, l'inductance transfère toute l'énergie accumulée à la charge, tandis que la tension sur le brûleur à quartz est tirée. Dans les lampes DRV, il n'y a pas un tel pompage d'énergie en raison de l'absence d'un ballast inductif. Le limiteur de courant dans les ampoules de ce type est un filament de tungstène dont la résistance et la puissance sont déterminées par les conditions de démarrage du brûleur. La tension du brûleur augmente avec son allumage et diminue progressivement sur la spirale. Par conséquent, la lueur de l'ampoule interne du DRV est d'environ 30 % inférieure à celle des lampes DRL.

Caractéristiques des lampes DRL

Les lampes DRL ne doivent pas être utilisées sans ballastéquipement (ballast), qui peut être utilisé comme starter. L'inductance limite le courant qui alimente la lampe, elle doit donc toujours correspondre à sa puissance. Si le DRL est allumé sans starter, il s'éteindra instantanément en raison du courant important qui l'a traversé. Après avoir éteint le DRL, la possibilité de le réactiver n'apparaîtra qu'après son refroidissement complet.

Les lampes au tungstène ne nécessitent pas l'utilisation de ballast, sans lequel le DRL ne peut pas fonctionner. Ils peuvent également être facilement installés dans des luminaires au lieu de lampes à incandescence.

Les lampes sont sensibles à la température, elles ont donc une ampoule extérieure dans leur conception. Elle est une défense contre environnement et brûleurs. Lorsqu'une décharge se produit à l'intérieur, la lampe émet du vert et couleur ultraviolette. Grâce au phosphore, qui est enduit à l'intérieur de l'ampoule extérieure, l'ultraviolet est converti en la lueur du spectre rouge. La combinaison des formes de rayonnement rouge, vert et bleu lueur blanche ces lampes.

À propos du marquage :

Les lampes DRL et DRV sont marquées simplement - ce sont trois grandes lettres indiquant le type de lampe et plusieurs chiffres après les lettres indiquant leur puissance ;
DRL 400 - lampe au phosphore au mercure à arc d'une puissance nominale de 400 W;
DRV 250 - lampe à arc au mercure-tungstène avec W.

Applications des lampes

Les lampes à arc au mercure peuvent être utilisées à l'intérieur et à l'extérieur. Les lampes au tungstène sont plus souvent utilisées pour l'éclairage intérieur que les appareils d'éclairage au phosphore, car elles peuvent remplacer les lampes à incandescence dans n'importe quelle lampe. Mais les deux sont utilisés presque également dans les mêmes zones pour l'éclairage.

Ce qui est généralement éclairé avec des lampes DRL :

routes et rues;
carrés, carrés;
parkings et stations-service ;
entrepôts et magasins industriels.

Qu'est-ce qui est éclairé le plus souvent avec les lampes DRV :

pâtés de maisons ;
boulevards, parcs et places;
entrepôts et magasins industriels;
parkings et garages;
sites de construction;
plantes en serre (uniquement DRV 250).

Avantages et inconvénients explicites des lampes DRL et DRV

Avantages du DRL :

Rendement lumineux élevé.
Compacité.
Longue durée de vie.
Pas besoin d'allumeurs à impulsions (IZU).

Inconvénients du DRL :

Criticité aux surtensions.
Pulsation du flux lumineux.
Faible reproduction des couleurs.

Avantages du DRV :

Pas besoin de PRA.
Ils émettent une douce lumière blanche chaude.
Ils ont amélioré la reproduction des couleurs par rapport au DRL, transmettant une lueur spectrale plus complète.
Le filament de tungstène aide à stabiliser la tension d'alimentation.
Possibilité d'installation à la place des traditionnelles ampoules à incandescence.
Plus économique que les lampes à incandescence.

Inconvénients du DRV :

Durée de vie plus courte par rapport aux lampes DRL conventionnelles. Cela est dû à la fragilité de la spirale en tungstène, à cause de cela la durée de vie globale du DRV est réduite.
Moins efficace que les lampes au mercure standard.

Les lampes DRV représentent bonne source lumières pour la rénovation budgétaire de puissants à l'ancienne appareils d'éclairage. Ils sont capables d'améliorer les performances des vieilles lampes en réduisant la consommation d'énergie et en augmentant le rendement lumineux et le spectre d'émission. Mais les lampes au mercure, quel que soit leur type, doivent être manipulées avec précaution en raison de la présence de mercure.

Lampes à décharge haute pression

Ce groupe de circuits intégrés comprend les lampes à mercure à haute pression (DRL), les lampes halogènes(DRI), lampes sodium (DNaT), lampes au xénon(DKST, DKSSH).

La décharge électrique dans la vapeur de mercure s'accompagne de un rayonnement électromagnétique dans la région visible du spectre et dans la région du proche ultraviolet, non seulement à de faibles pressions de vapeur (ce qui est utilisé dans LL), mais également à des pressions suffisamment élevées - environ 10 5 Pa. Une telle décharge est utilisée dans les lampes à arc au mercure à haute et ultra haute pression, souvent appelées lampes à haute intensité.

Lampes au mercure haute et ultra haute pression pendant longtemps constituaient le groupe de circuits intégrés le plus courant et le plus nombreux parmi les radars à haute et ultra haute pression. Cela est dû au fait qu'à l'aide d'une décharge de mercure, il est possible de créer des sources très efficaces dans les régions ultraviolette, visible et infrarouge proche du spectre. Ces circuits intégrés ont une large gamme de puissances nominales, une durée de combustion de dizaines de milliers d'heures, sont assez compacts et, si nécessaire, ont une luminosité très élevée.

Basé caractéristiques de conception Les lampes à mercure à haute (RLVD) et ultra-haute pression (RLSVD) sont divisées en groupes suivants :

- RVD (type DRT) ;

- RLD avec chromaticité corrigée ( Type DRL et DRVE);

– RLSVD tubulaire à refroidissement naturel ;

– RLSVD capillaire à refroidissement forcé (air ou eau) ;

– RLSVD sphérique avec refroidissement naturel.

La plupart des types de RLVD et RLSVD ont une application spécifique et ne sont pas utilisés à des fins d'éclairage. Ainsi, les RLVD, étant des sources efficaces de rayonnement ultraviolet, sont utilisés dans les équipements médicaux, agricoles, de mesure et de photocopie. Le domaine d'application du RLSVD est les oscilloscopes à faisceau, la photolithographie, les systèmes de projection, l'analyse de luminescence, c'est-à-dire les cas où des sources de luminosité élevée sont nécessaires dans les régions visible et proche ultraviolette du spectre.

caractéristique la décharge dans la vapeur de mercure à haute pression est l'absence presque complète de rayonnement dans la région des ondes rouges du spectre. La décharge a spectre de raies et ne contient que 4 lignes dans la zone visible. Il se pose donc le problème de la correction de la chromaticité de la décharge d'une lampe à mercure. Cette tâche peut être résolue de l'une des manières suivantes :

- l'utilisation de luminophores - ces lampes sont appelées DRL (arc mercure fluorescent);

- ajout d'additifs rayonnants - halogénures (lampes aux halogénures métalliques de type DRI) au tube à décharge ;

– combinaison d'un luminophore avec un additif rayonnant (lampes DRIL) ;

- associant une lampe au mercure à une lampe à incandescence (lampe DRVE - érythème arc mercure-tungstène).

Les lampes au mercure-tungstène, dans lesquelles, avec un brûleur au mercure, se trouve une spirale de tungstène, qui joue simultanément le rôle de ballast actif, sont utilisées dans les installations d'irradiation pour l'érythème (rougeur de la peau, qui est remplacée par la pigmentation - coup de soleil ) éclairage des personnes (par exemple, dans les solariums) et des animaux.

Mercure d'arc lampes fluorescentes(DRL)

Les lampes DRL (Fig. 57) sont un tube (brûleur) 7 en verre de quartz transparent, conçu pour une température de fonctionnement d'environ 800 ° C et fixé avec une traverse 3 à l'intérieur d'une ampoule elliptique externe 2 (cette forme assure une répartition uniforme de la température) . À l'intérieur du tube, après une élimination soigneuse des gaz étrangers, une quantité strictement dosée de mercure et d'argon est introduite à une pression de 1,5 ... 3 kPa. L'argon sert à faciliter la décharge et à protéger les électrodes de la pulvérisation lors de la phase initiale d'allumage de la lampe, car lorsque température ambiante la pression de vapeur de mercure est très faible.

Aux extrémités du brûleur, deux électrodes de tungstène auto-chauffantes activées (recouvertes d'une couche d'oxydes de métaux alcalino-terreux) 4 sont soudées, et à côté de chacune d'elles, une électrode d'allumage supplémentaire 5 de 2 mm de long. De telles lampes sont dites à quatre électrodes, contrairement aux lampes à deux électrodes produites précédemment, qui n'avaient pas d'électrodes d'allumage. La présence d'électrodes d'allumage assure l'allumage des lampes non chauffées à une tension d'au moins 90% de la tension nominale, puisque la décharge initiale se produit entre des électrodes de travail et d'allumage adjacentes. Une tension est appliquée aux électrodes à travers la base filetée 1. Après qu'une décharge se produit dans la lampe, les électrodes d'allumage n'affectent pas son fonctionnement, car une résistance de limitation de courant 6 est incluse dans leur circuit.

Le ballon extérieur est recouvert à l'intérieur d'un luminophore et rempli d'un mélange d'argon et d'azote pour empêcher l'oxydation et évacuer la chaleur du brûleur. Le phosphore convertit rayonnement ultraviolet décharge de mercure à haute pression, qui représente 40% du flux de rayonnement total, dans le rayonnement manquant dans la partie rouge du spectre. La qualité de la correction du rendu des couleurs des lampes de type DRL est déterminée par son "rapport de rouge", c'est-à-dire part du flux lumineux dans la région rouge du spectre (600 ... 780 nm) dans le flux lumineux total de la lampe. En général, les lampes DRL, même avec le plus grande valeur Le "rapport de rouge" est nettement inférieur à LL dans le rendu des couleurs. L'indice de rendu des couleurs de ces lampes est l'un des plus bas - 40 ... 45.

Les lampes DRL sont connectées au réseau en série avec une self de ballast (Fig. 58), dont la perte de puissance est d'environ 10% de la puissance de la lampe. Ce n'est qu'à des températures ambiantes basses (inférieures à -30 °С) qu'il est nécessaire d'utiliser un dispositif d'allumage par impulsions (IZU), qui assure son allumage à des températures allant jusqu'à -45 °С.

L'allumage des lampes DRL se caractérise par la présence d'une période de préchauffage atteignant cinq à sept minutes (Fig. 59). Pendant cette période, les principales caractéristiques de la lampe subissent une modification due à une modification de la pression de vapeur de mercure dans le brûleur - pour les lampes de 80 W, la pression monte à 10 6 Pa, pour les lampes de 1000 W - jusqu'à 2,5 10 5 Pa . En particulier, le courant de démarrage de la lampe est le double du courant nominal.

Étant donné qu'après avoir éteint la lampe DRL, la pression de vapeur reste élevée, elle ne peut être rallumée qu'après refroidissement après 5 à 10 minutes. Par conséquent, les lampes DRL ne sont pas utilisées dans les réseaux d'éclairage de secours.

Si la tension d'alimentation tombe en panne pendant un demi-cycle ou tombe en dessous de 90 % de la tension nominale pendant deux cycles, la lampe s'éteint et se rallume lorsqu'elle refroidit.

La pulsation du flux lumineux de ces lampes est très importante (le coefficient de pulsation est de 63 ... 74%).

La position optimale de la lampe est verticale. En position horizontale, le flux lumineux est réduit de 2 ... 5%.

Les lampes DRL sont disponibles en puissance de 50 à 2000 watts. Leur efficacité lumineuse est de 40 à 60 lm/W.

Durée moyenne combustion - jusqu'à 20 000 heures. À la fin de la durée de vie, le flux lumineux est réduit à 60% de la valeur nominale (après 100 heures de combustion). Avec des changements de tension d'entrée dans la plage de 90 à 110%, le temps de combustion passe de 140 à 70% et le flux lumineux - de 65 à 130%.

Il est important de souligner que récemment les lampes DRL ont été remplacées par d'autres RL, car elles leur sont inférieures en termes de caractéristiques les plus importantes.

DANS symbole Les lampes de type DRL indiquent leur puissance, leur rapport rouge (entre parenthèses) et leur numéro de développement, par exemple, DRL400 (6) -4, où 6 est la proportion de rayons dans la région d'onde rouge du spectre.

Lampes à mercure à arc avec additifs radiants (mgl)

Les lampes aux halogénures métalliques (MHL) sont apparues dans les années 1960. et en raison de leur rendement lumineux élevé, de leur spectre d'émission acceptable et de leur puissance suffisamment élevée, ils constituent l'une des sources lumineuses les plus prometteuses.

La correction de la couleur du rayonnement MGL est basée sur le fait que composants chimiques, qui permettent de corriger la composition spectrale du rayonnement de la décharge de mercure elle-même sans utiliser de luminophore. Ceci est facilité par le fait que les halogénures de nombreux métaux s'évaporent plus facilement que les métaux eux-mêmes et ne détruisent pas le verre de quartz. Par conséquent, à l'intérieur des flacons à décharge MGL, en plus du mercure et de l'argon, comme dans le RVD, alcalins (sodium, lithium, césium) et autres métaux agressifs (cadmium, zinc), qui à l'état pur provoquent une destruction très rapide du verre de quartz . Après l'allumage de la décharge, lorsque température de fonctionnement flacons, les halogénures passent partiellement à l'état de vapeur. En pénétrant dans la zone centrale de la décharge à une température de plusieurs milliers de degrés Kelvin, les molécules d'halogénure se dissocient en halogène et métal. Les atomes métalliques sont excités et émettent leurs spectres caractéristiques. Diffusant à l'extérieur du canal de décharge et pénétrant dans une zone à plus basse température près des parois du ballon, ils se recombinent en halogénures qui s'évaporent à nouveau. L'utilisation d'halogénures a considérablement augmenté le nombre éléments chimiques introduit dans le tube à décharge et, par conséquent, a permis de créer un MGL avec différents spectres.

La plupart des MGL sont produits avec seulement deux électrodes de travail et n'ont pas (ou n'ont pas) d'électrodes d'allumage. Pour cette raison, ils sont connectés au réseau via un dispositif d'allumage par impulsions (IZU) et sont allumés par une impulsion surtension proche de 2 kV (Fig. 60).

Selon l'application, il y a :

1) MGL usage général(type DRI);

2) des MGL tubulaires et sphériques (type DRISH) avec une qualité de rendu des couleurs améliorée, utilisées pour la télévision couleur et le tournage ;

3) MHL pour de nombreuses applications spéciales, principalement technologiques, par exemple pour l'irradiation des plantes.

Lampes aux halogénures métalliques pour éclairage général type DRI

Les lampes de type DRI sont de conception similaire aux lampes de type DRL avec brûleurs. L'ampoule extérieure, contrairement aux lampes DRL, pour la plupart des types de lampes DRI n'est pas recouverte d'un luminophore, mais parfois des ampoules standard de lampes DRL avec un revêtement de phosphore (type DRIL) sont utilisées.

La position de combustion affecte de manière significative les paramètres des lampes DRI, c'est pourquoi certains types de MGL sont produits en diverses modifications, conçu pour différentes positions de combustion (verticale et horizontale).

La pulsation du flux lumineux des lampes DRI est nettement inférieure à celle des lampes DRL et est d'environ 30%.

La température ambiante a peu d'effet sur le processus d'allumage et le fonctionnement des lampes DRI.

Lorsque la tension d'alimentation change, les caractéristiques des lampes DRI changent plus sensiblement que celles des lampes de type DRL : une variation de tension de chaque pour cent entraîne une variation du flux lumineux d'environ 2,5 %.

Les lampes DRI sont produites de 125 à 3500 W et, compte tenu de leur petit volume, ont une densité de puissance élevée. L'efficacité lumineuse des lampes DRI est comparable à l'efficacité lumineuse des meilleurs LL - plus de 100 lm / W et devrait atteindre à l'avenir 120 lm / W. La durée de combustion moyenne est de 10 000 à 12 000 heures.L'indice de rendu des couleurs est faible, mais dépasse celui des lampes DRL - de 45 à 65. Dans les lampes aux halogénures d'étain et aux iodures de dysprosium, l'indice de rendu des couleurs est de 80 à 90.

Une partie des lampes DRI (type DRIZ) est réalisée dans des flacons réfléchissants miroir.

En termes de coût, les lampes DRI sont nettement inférieures aux autres radars haute puissance. Le prix (2006) de DRI250 est de 900 roubles, contre 115 roubles. à DRL250 et 325 roubles. à DNAT250.

Voici ce que signifie DRL :

D - arc;
P - mercure;
L - luminescent (ou phosphore).

Conception DRL

C'est l'une des conceptions les plus courantes. lampes électriques. Le principe de son fonctionnement repose sur le phénomène decharge electrique dans un gaz circulant à haute pression dans un ballon. Cela permet d'obtenir une source de rayonnement similaire à une spirale dans une lampe à incandescence. Mais ce n'est pas une spirale de tungstène chaude, mais un cordon lumineux de vapeur de mercure lumineux, qui semble tendu entre deux électrodes.

Une telle source lumineuse n'apparaît qu'à une pression suffisamment élevée dans le flacon. C'est le vrai voltaïque arc, qui a déterminé le premier mot du nom de la lampe. En regardant la lampe, on peut voir une base filetée et une ampoule extérieure blanche elliptique, complètement opaque, à l'intérieur de laquelle se trouve un dispositif qui remplit toutes les fonctions principales et n'est pas visible de l'extérieur.

Ce . Elle a identifié le deuxième mot du nom.

C'est en elle qu'apparaît l'arc voltaïque. Les électrodes entre lesquelles il se produit sont en alliage réfractaire et sont situées aux extrémités d'un tube de quartz. Leur qualité et leur durée de vie déterminent essentiellement la durée de vie de la lampe dans son ensemble. Les brûleurs peuvent être soit à deux, soit à trois ou quatre électrodes. Les brûleurs à deux électrodes commencent à briller après l'application d'une impulsion de tension aux électrodes, capables de percer l'éclateur entre elles.

Cela simplifie la conception du brûleur, mais complique le circuit du ballast (image de gauche). L'inconvénient du circuit à deux électrodes est également la dépendance à l'humidité de l'air ambiant. Par temps humide, une panne peut se produire dans la base de la lampe et elle ne pourra pas s'allumer. De plus, le redémarrage d'une lampe avec un brûleur à deux électrodes est le plus retardé dans le temps.

Transitoires

Le fait est que les lampes DRL ne peuvent pas atteindre rapidement leur mode d'émission de lumière nominal. La raison de ce phénomène réside dans les processus qui se produisent dans le brûleur après la panne de l'éclateur. La base du rayonnement du brûleur est le mercure. Et ce métal, dans des conditions environnementales normales, est sous forme liquide et la concentration de ses vapeurs lors de la première mise en marche du brûleur est proche du vide. Et si la température de l'air est inférieure à zéro, la profondeur de ce vide augmente encore plus.

Pour maintenir la pénétration de l'éclateur sur une large plage de température, de l'argon est ajouté au brûleur. Après la rupture de l'espace entre les électrodes, une lueur y apparaît en raison du courant électrique entre les électrodes. Si le courant circule, de la chaleur est générée. Le brûleur chauffe, et avec lui le mercure qui s'est déposé sur surface intérieure flacons brûleurs. La quantité de vapeur augmente, le courant électrique et la luminosité de la lueur augmentent également.

Ce processus dure en fonction de la température ambiante initiale et peut durer plus de 5 à 10 minutes pour les lampes à haute puissance. Le mercure s'évapore d'abord complètement, puis ses vapeurs se réchauffent. Lorsque la pression à l'intérieur du bulbe du brûleur atteint sa valeur maximale, déterminée par l'intensité du courant de l'arc voltaïque, la luminosité de la lumière du brûleur se stabilise. Les paramètres de la lueur stable du DRL sont déterminés à la fois par le brûleur et le ballast.

Mais si la tension d'alimentation disparaît soudainement pendant une durée supérieure aux paramètres de temps de l'EMF à auto-induction du ballast, la lampe s'éteindra. Et comme la pression peut être d'environ 100 kilopascals, il est impossible de percer un tel éclateur avec la tension de démarrage de la lampe. Elle doit se refroidir. Mais la chute de température de l'ampoule extérieure se produit d'environ 400 degrés Celsius à la température ambiante. Et le brûleur à l'intérieur est en azote raréfié avec une isolation thermique presque parfaite.

Le brûleur en mode nominal est chauffé jusqu'à 800 - 900 degrés Celsius. Par conséquent, la lampe refroidit assez longtemps, à peu près au même moment qu'elle démarre. Et la répartition de la vapeur de mercure chauffée entre deux électrodes est impossible. Par conséquent, un brûleur à deux électrodes refroidit plus longtemps qu'un brûleur à quatre électrodes. C'est un autre de ses défauts. Dans le brûleur à quatre électrodes, une supplémentaire est située à proximité de chacune des électrodes principales.

Il est relié par une résistance à un bus de potentiel opposé. Par conséquent, un petit éclateur est obtenu entre l'électrode principale et l'électrode supplémentaire, qui est facilement traversé par la tension d'alimentation de la lampe. Et le circuit de commutation d'une lampe à quatre électrodes se compose d'un starter conventionnel et de la lampe elle-même:

Rendu des couleurs et variations de conception

Un condensateur qui améliore le démarrage de la lampe est structurellement combiné avec un starter dans un boîtier. Schème b) utilisé pour les zones à climat froid et fortes gelées heure d'hiver. Cependant, malgré la luminosité de l'arc voltaïque, dans la vapeur de mercure, il crée une lumière visible d'un rendu des couleurs inacceptable avec une prédominance de teintes bleues.

Par conséquent, le rayonnement ultraviolet du brûleur est converti en lumière visible par le luminophore. Il est appliqué à partie intérieure ampoules de lampes. Phosphore et sa luminescence a déterminé le troisième mot du nom de la lampe. Mais, malgré la luminescence similaire aux lampes "à économie d'énergie" tubulaires et à socle avec une décharge luminescente dans la vapeur de mercure, il est impossible d'obtenir une lumière de haute qualité en DRL. Le brûleur brille trop fort et son spectre se superpose au spectre du luminophore. Oui, et les retards d'inclusion et de refroidissement de la lampe la rendent inacceptable pour une utilisation dans la vie quotidienne - un maximum dans le garage pour l'éclairage extérieur.

Par conséquent, dans le cadre de l'éclairage de secours, leur utilisation n'est pas non plus acceptable. DRL est mieux utilisé pour l'éclairage grandes surfaces surtout sous Ciel ouvert et à une différence de température dans la plage de -40 à +40. Pour un éclairage public de haute qualité, des DRL spécialisés sont utilisés. En eux, le ballast remplace la résistance, réalisée sous la forme d'une spirale de tungstène. Il est placé à l'intérieur d'un ballon extérieur sous vide avec un brûleur.

L'émission lumineuse combinée du filament de tungstène, du phosphore et du brûleur a un bon rendu des couleurs. Mais cette conception de la lampe s'avère moins fiable et durable, car la durée de vie de la lampe est déterminée par le filament de tungstène. Principal Caractéristiques DRL montré dans l'image ci-dessous:

Les lampes DRL sont une source peu coûteuse et fiable de lumière blanche brillante. Par conséquent, pour eux, il y aura toujours un lieu de travail où ils seront le plus efficaces.

Pour éclairer les rues, les ateliers d'entreprises industrielles et d'autres objets qui ne nécessitent pas la propriété de rendu des couleurs la plus élevée, des lampes au mercure à haute pression de type DRL (phosphore au mercure à arc) sont utilisées.

Appareil: La lampe DRL (Fig. 1) se compose d'un cylindre en verre 1 équipé d'une base filetée 2. Un brûleur à mercure-quartz (tube) 3 rempli d'argon avec l'ajout d'une goutte de mercure est fixé au centre du cylindre. Les lampes à 4 électrodes ont des cathodes principales 4 et des électrodes supplémentaires 5 situées à côté des cathodes principales et connectées à la cathode à polarité inversée via une résistance en carbone supplémentaire 6. Des électrodes supplémentaires simplifient l'allumage de la lampe et rendent son travail plus mesuré.

Et maintenant plus en détail :

1. socle est une conception ordinaire qui vous permet de recevoir de l'électricité du réseau électronique en contactant les parties conductrices de courant de la lampe DRL (dont l'une est filetée et la seconde est ponctuelle) avec les contacts électroniques de la cartouche du luminaire. En conséquence, l'électricité est transférée aux électrodes du brûleur.

2. Brûleur (quartz) - c'est peut-être la principale partie multifonctionnelle de la lampe DRL. Le brûleur est un tube de quartz avec deux électrodes de chaque côté. Deux de leurs principaux et deux - supplémentaires. L'intérieur du brûleur à quartz est rempli de gaz "argon" et de mercure (une petite goutte de mercure).

3. tube à essai (verre) - est la partie extérieure de la lampe DRL. Le brûleur à quartz de la lampe elle-même y est placé, auquel conviennent les conducteurs électroniques provenant de la base de contact. Tout l'air est pompé hors du tube à essai en verre, après quoi l'azote est pompé. Deux résistances de limitation (se tenant dans la chaîne d'électrodes supplémentaires) sont également placées dans un tube à essai en verre. Flacon de lampe DRL avec à l'intérieur a un luminophore.

Certaines des premières lampes DRL n'avaient que deux électrodes dans leur conception. Cela a aggravé les conditions d'allumage de la lampe et recherché un dispositif de déclenchement supplémentaire (claquage haute tension impulsionnelle de l'entrefer du brûleur). Ce type de lampes DRL a été abandonné et remplacé par une version à 4 électrodes. N'a besoin que d'un accélérateur

Principe d'action :

Le brûleur (RT) de la lampe est constitué d'un matériau transparent réfractaire et chimiquement résistant (verre de quartz ou céramique spéciale), et est rempli de portions strictement dosées de gaz inertes. De plus, du mercure de fer est introduit dans le brûleur, qui dans une lampe froide ressemble à une petite boule, ou se dépose sous la forme d'un revêtement sur les parois du tube à essai et (ou) des électrodes. Le corps lumineux du RLVD est une colonne d'une décharge électronique à arc.

Le processus d'allumage d'une lampe équipée d'électrodes d'allumage se présente comme suit. Lorsqu'une tension d'alimentation est appliquée à la lampe, une décharge luminescente apparaît entre les électrodes principales et d'allumage étroitement espacées, ce qui est facilité par une petite distance entre elles, qui est bien inférieure à la distance entre les électrodes principales, comme il suit, et la tension de claquage de cet entrefer est également plus faible. L'apparition dans la cavité RT d'un nombre assez important de porteurs de charge (électrons libres et ions positifs) contribue à la rupture de l'espace entre les électrodes principales et à l'allumage d'une décharge luminescente entre elles, qui se transforme en réalité simultanément en une décharge en arc.

La stabilisation des caractéristiques électroniques et lumineuses de la lampe se produit 10 à 15 minutes après l'allumage. Jusqu'à présent, le courant de la lampe a largement dépassé le courant nominal et n'est limité que par la résistance du ballast. La durée du mode de démarrage dépend beaucoup de la température de l'environnement - plus il fait froid, plus la lampe s'allumera longtemps.

Décharge électrique dans un brûleur à mercure lampe à arc produit une lumière bleue visible violet, également, un rayonnement UV massif. Ce dernier excite la lueur du luminophore déposé sur mur intérieur lampe à flacon externe. La lueur rouge du phosphore, se mêlant au rayonnement blanc-verdâtre du brûleur, donne une lumière accrocheuse proche du blanc neige.

Modification de la tension secteur à un niveau énorme ou le plus petit côté provoque une modification correspondante du flux lumineux. Un écart de tension d'alimentation de 10 à 15 % est acceptable et s'accompagne d'une configuration de rendement lumineux de la lampe de 25 à 30 %. Lorsque la tension d'alimentation diminue à moins de 80 % de la valeur nominale, la lampe peut ne pas s'allumer et la lampe enflammée peut s'éteindre.

Lors de la combustion, la lampe est très chaude. Cela nécessite l'utilisation de fils résistants à la chaleur dans les dispositifs d'éclairage avec des lampes à arc au mercure et impose de sérieuses exigences sur la qualité des contacts de la cartouche. Étant donné que la pression dans le brûleur d'une lampe chaude augmente considérablement, sa tension de claquage augmente également. La tension du réseau d'alimentation est insuffisante pour allumer une lampe chaude. Par conséquent, avant le rallumage, la lampe doit refroidir. Cet effet est une lacune importante des lampes à arc au mercure à haute pression, car même une très courte coupure de courant les éteint et une longue pause de refroidissement est nécessaire pour le rallumage.

Informations générales: Les lampes DRL ont le rendement lumineux le plus élevé. Ils résistent aux influences atmosphériques, leur inflammation ne dépend pas de la température de l'environnement.

Les lampes de type DRL sont produites avec une puissance de 80, 125, 250, 400, 700, 1000 W.

Durée de vie moyenne 10 000 heures.

Un inconvénient important des lampes DRT est la formation saturée d'ozone lors de leur combustion. Si pour les installations antibactériennes ce phénomène est généralement utile, alors dans d'autres cas la concentration d'ozone à proximité luminaire peut largement dépasser la limite autorisée normes sanitaires. Par conséquent, les pièces dans lesquelles des lampes DRT sont utilisées doivent disposer d'une ventilation adéquate pour assurer l'élimination de l'excès d'ozone.

00Dr-enroulement principal de l'inductance, D0Dr-enroulement d'inductance supplémentaire, condensateur d'antiparasitage C3, redresseur SV-sélénium, résistance de charge R, lampe DRL à deux électrodes L, déchargeur R

Inclusion: L'inclusion de lampes dans le réseau est réalisée à l'aide de ballasts (ballasts). Dans les conditions de la vie courante, un starter est allumé tour à tour avec une lampe (schéma 2), à très basse température (inférieure à 25 ° C), un autotransformateur est introduit dans le circuit (schéma 3).

Lorsque les lampes DRL sont allumées, un courant de démarrage important est observé (jusqu'à 2,5 Inom). Le processus d'allumage de la lampe dure jusqu'à 7 minutes ou plus, réactivation les lampes ne peuvent être allumées qu'après refroidissement (10-15 minutes).

Données techniques de la lampe DRL 250Puissance, W…250

Courant de la lampe, A…4,5

Type de socle…E40

Flux lumineux, Lm…13000

Flux lumineux, Lm/W…52

Température de couleur, K…3800

Temps de combustion, h…10000

Indice de rendu des couleurs, Ra…42

DRV, CONDUITE :

Sur la base des lampes DRL, des lampes aux halogénures métalliques ont été développées et sont en cours de production, dans lesquelles divers iodures métalliques sont introduits, ce qui permet d'obtenir la couleur appropriée rayonnement visible et améliorer l'efficacité de la lampe. La production de lampes DRV, DRVED avec ballast actif intégré est maîtrisée. Ces lampes sont coupées comme des lampes à incandescence ordinaires.

Les lampes DRL sont des lampes fluorescentes à décharge de mercure à haute pression avec un rendu des couleurs corrigé. Malgré cette définition, il ne faut pas se tromper. Le rendu des couleurs des lampes DRL laisse beaucoup à désirer.

Histoire

Historiquement, les lampes ont été les premières basse pression, où la décharge s'est produite dans la vapeur de sodium. Nous ne parlons pas ici du processus d'invention, mais du développement industriel des dispositifs d'éclairage. Dans un sens plus large, c'est Peter Cooper Hewitt qui a introduit le sens commercial de l'utilisation de lampes à décharge pour l'éclairage dans l'industrie. Et c'est arrivé en 1901. Remplies de mercure, les lampes semblaient si réussies au créateur qu'il l'année prochaine a organisé une entreprise avec le soutien de George Westinghouse. Les entreprises de ces derniers étaient engagées dans la production de produits.

Cette décision semble logique pour la simple raison que George Westinghouse, avec Tesla, a mené le combat pour l'introduction courant alternatif. Et ainsi il se réjouissait de toute invention efficace, pour le fonctionnement de laquelle ce genre d'électricité était nécessaire. La lampe au sodium est apparue en 1919 grâce aux efforts d'Arthur Compton. Et un an plus tard, du verre borosilicaté a été ajouté à la conception. Avec un faible coefficient de dilatation thermique, il résiste parfaitement à l'environnement agressif de la vapeur de sodium. Utilisation pratique les lampes dans les rues des villes remontent au début des années 30 (aux Pays-Bas - à partir du 1er juillet 1932).

Le flux lumineux des lampes au sodium était de 50 lm/W, ce qui était considéré comme un bon indicateur. Malgré la couleur jaune-orange spécifique du rayonnement. En URSS, le développement des lampes au sodium à basse pression n'a pas marché. Le mercure était considéré comme plus acceptable. De plus, des lampes au sodium à haute pression sont apparues. Tous les modèles décrits ont un rendu des couleurs assez médiocre. Cela était particulièrement vrai des objets vivants et, en particulier, des humains. L'inconvénient a été partiellement surmonté en 1938 en introduisant production industrielle lampes au mercure à basse pression. Voici leurs principales caractéristiques :

Efficacité lumineuse - de 85 à 104 lm/W.
Durée de vie - jusqu'à 60 000 heures.
Spectre d'émission en perspective.

Les lampes DRL ne sont apparues qu'au début des années 50. Leurs caractéristiques de performance ne sont pas à la hauteur de celles données ci-dessus (rendement de 45 à 65 lm/W, durée de vie de 10 à 20 mille heures), mais sont également acceptables. Les lampes DRL sont utilisées pour l'éclairage extérieur et intérieur. La prochaine étape du développement lampes à décharge acier RLVI (haute intensité). La principale différence était l'efficacité supérieure. Dans les tout premiers échantillons, l'indicateur était déjà de 100 lm / W. Les lampes au sodium à haute pression surpassent également le modèle DRL.

Caractéristiques de la lampe à décharge avec rendu des couleurs corrigé

Luminosité de l'ampoule

Il a été dit plus haut que certaines lampes à décharge (et fluorescentes) ont un mauvais rendu des couleurs. Cela signifie que le monde sera légèrement déformé, ce qui fatigue rapidement le psychisme. Mais il y a un autre facteur - la sensibilité physiologique des yeux. Elle n'est pas la même partout. spectre visible, et certaines personnes peuvent même observer l'aura. Mais chez la plupart des individus, le maximum de sensibilité tombe à une longueur d'onde de 555 nm ( couleur verte). Et vers les bords, la sensibilité des yeux s'atténue.

C'est pourquoi les chercheurs appellent à adapter la puissance des lampes aux caractéristiques physiologiques d'une personne. En conséquence, 1 watt à 555 nm équivaut à 10 à 700 nm. Le rayonnement infrarouge n'est pas du tout perçu par l'homme. Par conséquent, la luminosité est estimée en fonction de flux lumineux, qui tient compte de l'effet de chacune des longueurs d'onde. L'unité de mesure est le lumen, qui équivaut à 1/683 W de puissance à une longueur d'onde de 555 nm. Et la puissance lumineuse (lm / W) montre quelle proportion de la puissance de l'ampoule devient un rayonnement optique. La valeur maximale peut être de 683 lm/W et n'est observée qu'à une longueur d'onde de 555 nm.

Il est impossible d'ignorer l'unité d'éclairage - lux. Numériquement, il est égal à 1 lm/m². Connaissant le flux lumineux, la hauteur de la lampe, l'angle de son ouverture, vous pouvez calculer l'éclairement. À son tour, ce paramètre pour certains locaux est normalisé selon GOST. À la lumière de ce qui précède, il devrait être clair pourquoi les lampes DRL avec un rendu des couleurs corrigé se trouvent encore sur le marché, malgré des caractéristiques relativement peu enviables.

Locus est utilisé pour évaluer le rendu des couleurs. Il s'agit d'une figure ressemblant à une parabole inversée, légèrement débordée sur son côté gauche. Dans celui-ci, chaque couleur a ses propres deux coordonnées de 0 à 1. Pour que la lampe ait un bon rendu des couleurs, la position de son rayonnement intégral doit être située approximativement au centre du lieu géométrique. Ajoutez à cela que l'augmentation de la température de couleur fera passer le spectre du rouge au violet :

2880 - 3200 K - jaune chaud;
3500 K - blanc neutre ;
4100 K - blanc froid ;
5500 - 7000 K - lumière du jour.

À cet égard, les lampes au sodium basse pression jaune-orange sont considérées comme un choix malheureux. D'eux, un déséquilibre chimique dans la rétine de l'œil provoque de la fatigue. Cependant, il ne faut pas oublier que le spectre, et non la température de couleur, joue toujours un rôle déterminant : toute ampoule est inférieure au Soleil. C'est pourquoi, dans le spectre pauvre d'une lampe au sodium à basse pression (deux spectres dans la zone jaune), les objets apparaîtront noirs, gris ou jaunes. C'est ce qu'on appelle un mauvais rendu des couleurs.

Il est d'usage de caractériser ce paramètre par un indice basé sur une comparaison visuelle d'échantillons éclairés par une ampoule avec un étalon. La valeur est comprise entre 1 (pire cas) et 100 (idéal). En pratique, vous pouvez trouver une lampe maximale dans la plage de 95 à 98. Cela vous aidera à choisir une lampe DRL sur le comptoir (la valeur typique est de 40 à 70).

Correction de couleur

Une décharge brille dans un environnement de gaz ionisé. C'est tout le principe d'action. Le reste se réduit aux conditions d'obtention de la combustion de l'arc entre les électrodes. Les conditions d'ionisation nécessitent la présence haute tension, qui ne sera plus nécessaire. C'est pourquoi de nombreuses lampes à décharge nécessitent un ballast. L'atmosphère est remplie d'un gaz inerte et d'une certaine quantité de vapeurs métalliques élastiques (mercure, sodium, leurs halogénures). Dans la pratique des lampes, les types de décharges suivants sont principalement utilisés:

Glow - avec une faible densité de courant à faible pression de gaz ou de vapeur. La chute de tension aux bornes de la cathode peut atteindre 400 V. Des points noirs sont visuellement visibles dans la zone de la cathode.
Arc - avec haute densité courant à différentes pressions. La chute de tension aux bornes de la cathode est relativement faible (jusqu'à 15 V). La colonne d'arc à basse pression est similaire à une colonne de combustion lente.
Les arcs de haute intensité sont un phénomène spécifique utilisé dans les projecteurs. En particulier, ils ont été utilisés pour détecter des cibles aériennes ennemies pendant la Seconde Guerre mondiale. Il est basé sur un mode de fonctionnement particulier d'une tige de carbone, découvert en 1910 par G. Beck.

Le spectre de la décharge de mercure se situe dans la région ultraviolette de 40 %. Le luminophore convertit cette zone en une lueur rouge, la plupart des parties violettes et bleues passant librement. La qualité de la correction du spectre est déterminée par le rapport rouge (il augmente avec l'épaisseur de la couche, comme le prix, les paramètres requis sont déterminés expérimentalement en raison de la complexité du calcul). Le brûleur à mercure est généralement en verre de quartz (n'émet pas de substances gazeuses pendant le fonctionnement) et le ballon extérieur, recouvert d'un luminophore de l'intérieur, est en ordinaire, mais réfractaire. La base est ordinaire, Edison. Le phosphate-vanadate d'yttrium activé à l'europium est généralement utilisé comme luminophore. Ce matériau a un spectre d'émission de quatre bandes rouges : 535, 590, 618 (max), 650 nm. Mode optimal le travail est réalisé à une température de 250 à 300 degrés (temps de sortie de l'ordre d'un quart d'heure).

Avant application, le luminophore est broyé et calciné. Le phosphate de vanadate d'yttrium a été choisi pour ses excellentes propriétés de manipulation. Le coût élevé peut être compensé par l'utilisation combinée avec d'autres matériaux. Par exemple, l'orthophosphate de strontium-zinc. Ils absorbent mieux la longueur d'onde de 365 nm et atteignent généralement des performances acceptables (compte tenu de l'application spécifique dans le domaine de l'éclairage industriel avec une hauteur d'installation de 3 à 5 mètres).

Il existe des cas d'utilisation de fluorogermanate de magnésium activé au manganèse tétravalent. L'efficacité lumineuse et le taux de rouge (6-8%) sont quelque peu réduits. La température optimale est également d'environ 300 degrés Celsius. Avec un chauffage supplémentaire, l'efficacité de l'appareil diminue. Le matériau, à tous égards, sauf pour le prix, est inférieur au phosphate de vanadate d'yttrium : il absorbe une partie de la région bleu-violet du spectre, a un spectre de luminescence dans la région du rouge lointain (où l'œil a une faible sensibilité), et perd sa luminosité pendant le traitement.
La conception prévoit généralement une ou deux électrodes d'allumage, la distance à partir de laquelle la cathode est relativement faible. Un ballast externe n'est donc pas nécessaire. En combinaison avec une base standard, un remplacement pratique des ampoules à incandescence avec une efficacité accrue est obtenu. Le ballon pendant le fonctionnement s'échauffe fortement en raison de l'intense absorption du rayonnement par le luminophore. Le calcul de la forme géométrique est effectué sur la base de ce paramètre. D'une part, il faut que tout le rayonnement du brûleur tombe sur le luminophore, d'autre part, la température en mode de fonctionnement ne doit pas dépasser l'optimum (voir ci-dessus).
Le ballon est généralement rempli d'argon. Il est bon marché et introduit peu de perte de chaleur. 10-15% d'azote est mélangé pour augmenter la tension de claquage. Pression générale approximativement égal à l'atmosphère. La pénétration d'oxygène (détruit les pièces métalliques) ou d'hydrogène (augmente la tension d'amorçage de l'arc) est inacceptable. Toute position de combustion est autorisée, mais l'horizontale est déconseillée. L'arc dans ce cas est quelque peu plié et le verre de quartz est désavantagé. régime de température. La température du milieu affecte la tension de claquage. En hiver, il sera plus difficile d'allumer l'arc, car le mercure se dépose, et le processus se déroule dans un environnement d'argon presque pur (pour cette raison dispositifs de démarrage doivent parfois être utilisés).
Pour les lampes DRL, la base est relativement chaude. La température peut dépasser le point d'ébullition de l'eau. Ceci doit être pris en compte lors du choix d'une cartouche et d'un lustre (lanterne) pour l'installation d'une lampe. Il est temps de rappeler les conseils des auteurs du brevet des premières lampes halogènes. La température du brûleur est relativement basse, mais il fera facilement fondre l'aluminium.
Marquage
Dans la pratique domestique, le chiffre après le DRL signifie la consommation d'énergie en watts. Vient ensuite le rapport rouge : le rapport du flux rouge (de 600 à 780 nm) au total - exprimé en pourcentage. Le numéro de développement est placé entre un trait d'union. Le taux de rouge caractérise le rendu des couleurs, ceux qui sont supérieurs à dix sont considérés comme de bonnes valeurs.
Conformément à la norme internationale CEI 1231, le système ILCOS est utilisé. Ce sont des concurrents du marquage allemand LBS et du ZVEI paneuropéen. Le marché est donc en plein désarroi. Selon l'ILCOS :
QE représente la forme ellipsoïde du flacon.
QR désigne un flacon avec une couche réfléchissante interne, en forme de champignon.
QG signifie fiole sphérique.
QB signifie produits avec ballast intégré.
QBR est synonyme de produits avec ballast intégré et couche réfléchissante.

Philips a sa propre vision des choses à ce sujet, et General Electric ne veut pas entendre parler des deux. En fait, il est préférable de se concentrer à cet égard sur des ouvrages de référence ou de lire les informations sur l'emballage. Et il ne faut pas oublier que la base peut être à la fois standard et d'autres tailles. La part de la production de lampes DRL diminue constamment, il n'est donc peut-être pas logique d'étudier toutes ces désignations complexes de manière trop détaillée. Et compte tenu de l'entrée sur le marché des LED, il vaut mieux trouver quelque chose de plus moderne et, surtout, en constante évolution pour la maison et les chalets d'été. Quant à l'efficacité, le différend ne sera évidemment pas tranché en faveur des lampes à décharge, bien qu'elles aient réussi à précipiter un filament pendant un certain temps.