Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Индукционная лампа — безэлектродная газоразрядная лампа, в которой первичным источником света служит плазма, возникающая в результате ионизации газа высокочастотным магнитным полем. Для создания магнитного поля баллон с газом лампы размещают рядом с катушкой индуктивности. Отсутствие прямого контакта электродов с газовой плазмой позволяет назвать лампу безэлектродной. Отсутствие металлических электродов внутри баллона с газом значительно увеличивает срок службы и улучшает стабильность параметров.
Содержание
Принцип работы
Индукционная лампа состоит из:
- газоразрядной трубки, внутренняя поверхность которой может быть покрыта люминофором для получения видимого света или специальным светоотражающим покрытием на основе кремния, служащим для получения высоких яркостей;
- катушки (первичной обмотки трансформатора), у которой полость лампы является вторичным витком;
- электронного генератора высокочастотного тока для запитки катушки;
- для уменьшения рассеяния высокочастотного магнитного поля (что улучшает электромагнитную совместимость, увеличивает эффективность) может снабжаться ферромагнитными экранами и/или сердечниками.
Различают два типа конструкции индукционных ламп по способу размещения электронного устройства:
- Индукционная лампа со внешним генератором (электронное устройство и лампа являются разнесёнными устройствами).
- Индукционная лампа со встроенным генератором (конструктивно генератор и лампа скомпонованы в одном корпусе).
Электронный генератор вырабатывает высокочастотный ток, протекающий по обмотке накачки лампы. Вторичная «обмотка» трансформатора короткозамкнутая, это ионизированный газ трубки. При достижении напряжённости электрического поля в газе, достаточной для электрического пробоя, газ превращается в низкотемпературную плазму. Так как плазма хорошо проводит электрический ток, в газовой полости лампы начинает выделяться энергия от протекания электрического тока и поддерживается устойчивый плазменный шнур.
Возбуждённые электрическим разрядом атомы газа, наполняющего полость лампы, излучают фотоны с длинами волн, характерными для атомов наполняющего лампу газа (эмиссионные линии спектра). Обычно эти лампы наполняют смесью аргона с парами ртути, аргон добавляют для облегчения зажигания лампы при низких температурах, когда давление паров ртути недостаточно для возникновения газового разряда. Атомы ртути в газовом разряде ярко излучают в эмиссионных линиях в невидимой глазом ультрафиолетовой части спектра. Если необходимо, ультрафиолетовое излучение атомов ртути преобразуется в видимое излучение посредством люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность стеклянной трубки лампы. Такие лампы можно отнести к люминесцентным лампам.
Известны мелкосерийные образцы ламп для имитации солнечного излучения, разработанные ПО "Стелла", основной составляющей в газовом наполнении которых являлся ксенон. При его ВЧ возбуждении он излучает спектр, очень похожий на солнечный.
Многие лампы со внешними электродами не имеют люминофорного покрытия и излучают наружу только тот свет, который излучается ионизированным газом (плазмой). Такие лампы относятся к газосветным лампам.
Основное преимущество ламп со внешними электродами над газоразрядными лампами с электродами — длительный срок службы и высокая стабильность параметров. Это вызвано тем, что внутри лампы нет металлических деталей, способных разрушаться под ударами ионов и электронов и изменять состав газовой среды.
Характеристики- Чаще всего заявляемый производителями срок службы составляет 60000—150000 часов (опытные данные отсутствуют). Благодаря безэлектродному исполнению срок службы значительно выше, чем у традиционных электродных люминесцентных ламп.
- Номинальная светоотдача: более 80 лм/Вт и при увеличении мощности лампы увеличивается световой поток, при этом снижается срок службы за счёт повышенной эксплуатационной нагрузки. Так например лампа 300 Вт выдаёт 90 Лм/Вт.
- Производители заявляют высокий уровень светового потока после длительного использования. К примеру, после 60000 часов наработки уровень светового потока по расчётам должен составлять свыше 70 % от первоначального (60000 часов=13 лет использования в 12 часовом режиме).
- Мгновенное включение/выключение (отсутствует время ожидания между переключениями, что является хорошим преимуществом перед большинством газоразрядных ламп (ртутной лампой ДРЛ, натриевой лампой ДНаТ и металлогалогенной лампой ДРИ), для которых требуется время для выхода на рабочий режим и время остывания 5—15 минут после внезапного отключения электросети).
- Неограниченное количество циклов включения/выключения.
- Цветопередача люминесцентных безэлектродных индукционных ламп аналогична цветопередаче обычных ртутных газоразрядных ламп с люминофором, так как они обычно наполнены тем же рабочим газом и используют те же люминофоры. Некоторые опытные и мелкосерийные разработки дают спектр излучения очень похожий на солнечный, причём люминофор в таких лампах отсутствует.
- Большинство индукционных ламп так же как и люминесцентные лампы, требуют специальной утилизации из-за присутствия ртутных соединений и электронных компонентов.
Применение
Благодаря высокой стабильности параметров безэлектродные ртутные газоразрядные лампы применяются в качестве прецизионных источников ультрафиолетового излучения, например, в спектрометрии.
Индукционный принцип возбуждения газа используется в накачке газовых лазеров.
Индукционные лампы применяются для наружного и внутреннего освещения, особенно в местах, где требуется хорошее освещение с высокой светоотдачей, длительным сроком службы: улицы, магистрали, тоннели, промышленные и складские помещения, производственные цеха, автостоянки, стадионы. Ввиду присутствия высокочастотных электромагнитных излучений не рекомендуется установка в аэропорты, железнодорожные станции, автозаправочные станции[источник не указан 4297 дней].
Специализированные индукционные лампы большой мощности с ксеноновым (и, по некоторым данным, ксенон-криптон-аргон-неоновым) наполнением использовались для испытания материалов и элементов конструкций радиоэлектронных средств космических аппаратов, а также в установках фотолитографии.
Таблица коэффициентов пересчёта показаний светового потока в Lm (люменах) в визуально эффективные люмены (PLm)
| Тип источника света |
S/P коэффициент
|
| Лампа на светодиодах CREE X-PG 5000К |
2,34
|
| Индукционная лампа 6500К |
2,22
|
| Галогенная лампа |
1,5
|
| Металлогалогенная лампа |
1,49
|
| Лампа накаливания |
1,41
|
| Люминесцентная лампа 4200К |
1
|
| Ртутная лампа высокого давления |
0,8
|
| Натриевая низкого давления |
0,35
|
|
|
Бытовой прибор «Фотон» производства МЭЛЗ использовал в своём составе индукционную лампу ИВР, внешне представляющую собой шарик из кварцевого стекла диаметром 2,5 см со ртутно-аргоновым наполнением. Прибор являлся источником УФ-излучения для косметических целей, а также иногда использовался в радиолюбительской практике (стирание ПЗУ).
Данные, полученные Фрэнсисом Рубинштейном из отдела строительных технологий, Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Калифорния, США), позволяют перевести данные, полученные при измерении светового потока традиционным измерительным прибором (Lm) в визуально эффективные люмены (PLm). Просто умножив показания люксметра на соответствующий коэффициент, получаются значения видимой освещённости.
Коэффициент S/P — это отношение измерений люксметра, скорректированного по цветовой кривой дневного света, к измерениям люксметра, настроенного по кривой ночного зрения.
См. также
Литература- Индукционные лампы — новое энергоэффективное решение в уличном освещении // Журнал «Pro электричество» № 1/32 январь-март 2010 г.
- Электровакуумные приборы, справочник, том XXIII - Источники высокоинтенсивного оптического излучения газоразрядные. Прочие приборы. Издание третье. // МЭП СССР, Научно-исследовательский институт 1972 г.
- Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — ISBN 5-283-00548-8.
|
|