Lampes Drl

Les lampes DRL sont des lampes fluorescentes à décharge au 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 premières lampes à basse pression sont apparues, où la décharge se produisait dans la vapeur de sodium. Il ne s’agit pas ici du processus d’invention, mais du développement industriel des appareils d’éclairage. Dans un sens plus large, c'est Peter Cooper Hewitt qui a apporté à l'industrie le sens commercial de l'utilisation de lampes à décharge pour l'éclairage. Et cela s'est produit en 1901. Les lampes au mercure semblaient si réussies au créateur que l'année suivante, il fonda une entreprise avec le soutien de George Westinghouse. Les entreprises de ces derniers étaient engagées dans la production.

Cette étape semble logique pour la simple raison que George Westinghouse, aux côtés de Tesla, a mené la lutte pour l’introduction du courant alternatif. Et c'est pourquoi il était heureux de toute invention utile dont le fonctionnement nécessitait précisément ce type d'électricité. La lampe au sodium est apparue en 1919, grâce aux efforts d'Arthur Compton. Un an plus tard, du verre borosilicaté a été ajouté au design. Possédant un faible coefficient de dilatation thermique, il a parfaitement résisté à l'environnement agressif de la vapeur de sodium. L'utilisation pratique des lampes dans les rues des villes remonte 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 basse pression n’a pas eu lieu. Ceux au mercure étaient considérés comme plus acceptables. De plus, des lampes au sodium haute pression sont apparues. Tous les modèles décrits ont un rendu des couleurs plutôt médiocre. Cela était particulièrement vrai pour les objets vivants et en particulier pour les humains. Cet inconvénient fut partiellement surmonté en 1938 grâce à l'introduction des lampes au mercure basse pression dans la production industrielle. Voici leurs principales caractéristiques :

1. Efficacité lumineuse – de 85 à 104 lm/W.
2. Durée de vie – jusqu'à 60 mille heures.
3. Spectre d'émission en perspective.

Les lampes DRL ne sont apparues qu'au début des années 50. Leurs caractéristiques de performance n'atteignent pas celles indiquées ci-dessus (rendement de 45 à 65 lm/W, durée de vie de 10 à 20 000 heures), mais sont également acceptables. Les lampes DRL sont utilisées pour l'éclairage externe et interne. L'étape suivante dans le développement des lampes à décharge fut la HLVI (haute intensité). La principale différence était une efficacité plus élevée. Dans les tout premiers échantillons, l'indicateur était déjà de 100 lm/W. Les lampes au sodium haute pression surpassent également les modèles DRL.

Caractéristiques de la lampe à décharge avec rendu des couleurs corrigé

Luminosité de l'ampoule

Il a été mentionné ci-dessus que certaines lampes à décharge (et fluorescentes) ont un mauvais rendu des couleurs. Cela signifie que le monde qui nous entoure sera légèrement déformé, ce qui fatigue rapidement le psychisme. Mais il existe un autre facteur : la sensibilité physiologique des yeux. Il n’en est pas de même dans tout le spectre visible, et certaines personnes peuvent même observer une aura. Mais pour la plupart des individus, la susceptibilité maximale se produit à une longueur d'onde de 555 nm (couleur verte). Et vers les bords, la sensibilité des yeux diminue.

C'est pourquoi les chercheurs appellent à adapter la puissance des lampes aux caractéristiques physiologiques d'une personne. En conséquence, 1 W à 555 nm équivaut à 10 à 700 nm. Le rayonnement infrarouge n’est pas du tout perçu par les humains. La luminosité est donc évaluée en fonction du flux lumineux, en tenant compte de l'effet de chaque longueur d'onde. L'unité de mesure est le lumen, équivalent à 1/683 W de puissance à une longueur d'onde de 555 nm. Et l’efficacité lumineuse (lm/W) montre quelle fraction 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.

Nous ne pouvons pas ignorer l'unité d'éclairage - le lux. Numériquement, elle est égale à 1 ml/m². Connaissant le flux lumineux, la hauteur d'installation de la lampe, son angle d'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 convient de comprendre pourquoi on trouve encore sur le marché des lampes DRL avec un rendu des couleurs corrigé, malgré leurs caractéristiques relativement peu enviables.

Un lieu est utilisé pour évaluer le rendu des couleurs. Il s'agit d'une figure ressemblant à une parabole inversée, légèrement inclinée vers la gauche. Dans celui-ci, chaque couleur a ses deux coordonnées de 0 à 1. Pour qu'une lampe ait un bon rendu des couleurs, la position de son rayonnement intégral doit être située approximativement au centre du lieu. Ajoutez à cela qu’augmenter la température de couleur va mélanger le spectre du rouge au violet :

• 2880 – 3200 K – jaune chaud ;
• 3 500 K – blanc neutre ;
• 4 100 K – blanc froid ;
• 5 500 – 7 000 K – lumière du jour.

À cet égard, les lampes au sodium basse pression jaune-orange sont considérées comme un mauvais choix. Ils provoquent un déséquilibre chimique dans la rétine de l’œil qui provoque de la fatigue. Cependant, il ne faut pas oublier que le rôle décisif reste joué par le spectre, et non par la température de couleur : toute ampoule est inférieure au Soleil. C'est pourquoi, dans le spectre pauvre d'une lampe au sodium basse pression (deux spectres dans la région 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 (la pire option) et 100 (l'idéal). En pratique, le maximum que vous pouvez trouver est une lampe comprise entre 95 et 98. Cela vous aidera à choisir une lampe DRL sur le compteur (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 de fonctionnement. Le reste se résume aux conditions d’obtention d’un arc entre les électrodes. Les conditions d’ionisation nécessitent une haute tension, qui ne sera plus nécessaire à l’avenir. 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 et leurs halogénures). Dans la pratique des lampes, les types de décharges suivants sont principalement utilisés :

1. Brillant - 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. Les points sombres dans la zone de la cathode sont visuellement visibles.
2. Arc – avec une densité de courant élevée à différentes pressions. La chute de tension aux bornes de la cathode est relativement faible (jusqu'à 15 V). La colonne d’arc basse pression ressemble à une colonne qui couve.
3. Les arcs de forte intensité sont un phénomène spécifique utilisé dans les projecteurs. Ils furent notamment utilisés pour identifier les cibles aériennes ennemies durant la Seconde Guerre mondiale. Il repose sur un mode de fonctionnement particulier de la barre de charbon, découvert en 1910 par G. Beck.

Le spectre d'une décharge de mercure se situe à 40 % dans la région ultraviolette. Le phosphore convertit cette zone en une lueur rouge, laissant passer la plupart des parties violettes et bleues. La qualité de la correction spectrale est déterminée par le rapport rouge (il augmente avec l'épaisseur de la couche, tout comme le prix ; les paramètres nécessaires sont déterminés expérimentalement en raison de la complexité du calcul). Un brûleur à mercure est généralement constitué de verre de quartz (il n'émet pas de substances gazeuses pendant le fonctionnement) et le flacon extérieur, recouvert à l'intérieur d'un phosphore, est en matériau ordinaire, mais réfractaire. La base est ordinaire, Edisonienne. Le phosphate de vanadate d'yttrium activé par l'europium est généralement utilisé comme phosphore. Ce matériau possède un spectre de luminescence de quatre bandes rouges : 535, 590, 618 (max), 650 nm. Le mode de fonctionnement optimal est atteint à une température de 250 à 300 degrés (le temps de déclenchement est d'environ un quart d'heure).

Avant application, le phosphore est broyé et calciné. Le phosphate de vanadate d'yttrium a été sélectionné pour son excellente résistance au traitement. Le coût élevé peut être compensé par une utilisation combinée avec d’autres matériaux. Par exemple, l'orthophosphate de strontium-zinc. Ils absorbent mieux la longueur d'onde de 365 nm et, en général, il est possible d'obtenir des caractéristiques acceptables (en tenant compte de l'application spécifique dans le domaine de l'éclairage industriel à une hauteur d'installation de 3 à 5 mètres).

Il existe des cas d'utilisation de fluorogermanate de magnésium activé par du manganèse tétravalent. L'efficacité lumineuse et le rapport rouge (6-8%) sont légèrement réduits. La température optimale se situe également autour de 300 degrés Celsius. Avec un chauffage supplémentaire, l'efficacité de l'appareil diminue. À tous égards, à l'exception du prix, le matériau est inférieur au phosphate de vanadate d'yttrium : il absorbe une partie de la région violet-bleu du spectre, a un spectre de luminescence dans la région rouge lointain (où l'œil a une faible sensibilité) et perd son éclat. luminosité pendant le traitement.

La conception comprend généralement une ou deux électrodes d'allumage, dont la distance jusqu'à la cathode est relativement petite. Aucun ballast externe n’est donc nécessaire. En combinaison avec une base standard, vous obtenez un remplacement pratique des ampoules à incandescence avec une efficacité accrue. Le ballon devient très chaud pendant le fonctionnement en raison de l'absorption intense du rayonnement par le luminophore. La forme géométrique est calculée en fonction de ce paramètre. D'une part, il faut que tout le rayonnement du brûleur tombe sur le phosphore, d'autre part, la température en mode de fonctionnement ne doit pas dépasser la température optimale (voir ci-dessus).

Le ballon est le plus souvent rempli d'argon. Il est bon marché et entraîne peu de pertes de chaleur. Ajoutez 10 à 15 % d'azote pour augmenter la tension de claquage. La pression totale est approximativement égale à la pression atmosphérique. 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 n'est pas encouragée. Dans ce cas, l'arc se plie quelque peu et le verre de quartz se retrouve dans un régime de température défavorable. La température du fluide affecte la tension de claquage. En hiver, il sera plus difficile d'allumer un arc, car le mercure se dépose et le processus se déroule dans un environnement d'argon presque pur (pour cette raison, il faut parfois utiliser des dispositifs de démarrage).

Les lampes DRL ont une base relativement chaude. La température peut dépasser le point d'ébullition de l'eau. Ceci doit être pris en compte lors du choix d'une douille 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 fera facilement fondre l'aluminium.

Marquage

Dans la pratique domestique, le chiffre qui suit le DRL signifie la consommation électrique en W. Vient ensuite le rapport du rouge : le rapport du flux rouge (de 600 à 780 nm) au total – exprimé en pourcentage. Le numéro de développement est séparé par un trait d'union. Le rapport rouge caractérise le rendu des couleurs ; ceux supérieurs à dix sont considérés comme de bonnes valeurs.

Selon la norme internationale CEI 1231, le système ILCOS est utilisé. Ce sont des concurrents du marquage allemand LBS et du marquage paneuropéen ZVEI. Il y a donc une confusion totale sur le marché. Selon ILCOS :

1. QE signifie forme d'ampoule ellipsoïdale.
2. QR désigne une ampoule avec une couche réfléchissante interne, en forme de champignon.
3. QG signifie fiole sphérique.
4. QB signifie produits avec ballast intégré.
5. QBR signifie produits avec ballast intégré et couche réfléchissante.

Philips a sa propre vision des choses à ce sujet, mais General Electric ne veut pas entendre parler des deux. En fait, il est préférable de se concentrer à cet égard sur les ouvrages de référence, ou de lire les informations figurant sur l'emballage. Et il ne faut pas oublier que la base peut être de taille standard ou autre. La part de la production de lampes DRL diminue continuellement, il ne sert donc peut-être à rien d'étudier toutes ces désignations complexes de manière trop détaillée. Et compte tenu de l’entrée sur le marché des LED, mieux vaut trouver quelque chose de plus moderne et, surtout, en constante évolution pour votre maison et votre jardin. Quant à l'efficacité, le différend ne sera clairement pas résolu en faveur des lampes à décharge, même si depuis quelque temps elles ont réussi à déposer le filament.