Люминесцентные (флуоресцентные) лампы

Люминесцентные (флуоресцентные) лампы - это газоразрядные источники света низкого давления, в них ультрафиолетовое излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в длинноволновое видимое излучение. Люминофорами называют твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбуждения.

Люминесцентные лампы дугового разряда подразделяют на осветительные лампы общего и специального назначения. Люминесцентные лампы общего назначения предназначены для освещения в различных областях.

Рис. 3.3. Разрядная люминесцентная лампа низкого давления: 1 - трубка; 2 - стеклянная ножка; 3 - электрод; 4 - цоколь; 5 - штырьки

Люминесцентные лампы специального назначения применяются в космических технологиях, авиастроении, в электронной промышленности.

Разрядная люминесцентная лампа низкого давления (рис. 3.3) представляет собой цилиндрическую стеклянную трубку 1 с вваренными по торцам стеклянными ножками 2. На ножке смонтирован вольфрамовый электрод 3, выполненный в виде биспирали, концы которой выведены к цоколю 4 с контактными штырьками 5. На внутреннюю поверхность трубки наносят тонкий слой люминофора, способного испускать видимый свет под действием ультрафиолетовых лучей. Люминофором является га- лофосфат кальция, дозированный марганцем и сурьмой. Изменяя пропорцию состава люминофора, можно получить люминесцентные лампы с различной цветностью излучения светового потока.

Кроме того, внутрь трубки после откачки воздуха вводят аргон и небольшое количество ртути. Аргон ограничивает распыление вольфрамовой спирали, а в смеси с парами ртути облегчает зажигание лампы. Электрическая энергия в энергию оптического излучения преобразуется при электрическом разряде в парах ртути.

Дополнительным оборудованием люминесцентных ламп является стартер и дроссель. Стартер представляет собой неоновую лампочку с двумя электродами, один из которых - биметаллическая пластинка - служит для зажигания лампы. Дроссель представляет собой индуктивную катушку со стальным сердечником. Назначение его - обеспечить бросок напряжения для запуска лампы.

Длина и диаметр стеклянной трубки определяются мощностью лампы и напряжением, на которое она рассчитана. Выпускаются трубки с диаметром 40, 26 и 16 мм. По форме различают линейные, н-образные, кольцевые, а также компактные лампы.

Светоотдача люминесцентных ламп может составлять 40, 50, 60, 80 лм/Вт и более. Выпускаются люминесцентные лампы мощностью 15, 20, 30, 40, 65, 80 Вт с колбой диаметром 40 мм и улучшенной конструкции мощностью 18, 36, 58 Вт с колбой диаметром 26 мм.

Примеры маркировки люминесцентных ламп низкого давления:

ТБЦЦ-40 - люминесцентная, тепло-белая, с высоким качеством цветопередачи, номинальное напряжение - 40 Вт;

ЛХЕЦ36-1 - люминесцентная, холодно-естественная, с улучшенной цветопередачей, номинальное напряжение - 36 Вт, с отличительной особенностью от базовой модели 1;

ЛБ40-ЖУ - люминесцентная, белого цвета, номинальное напряжение - 40 Вт, железнодорожная, универсальная;

ЛДЦ18-Э - люминесцентная, дневная, с улучшенной цветопередачей, номинальное напряжение - 18 Вт, с повышенным требованием по экологии.

Сигнальные лампы тлеющего разряда имеют маркировку, начинающуюся с букв ТЛ; трубки, применяющиеся в световой рекламе, - маркировку ТР-20.

Расшифровывается маркировка люминесцентных ламп низкого давления так:

первая группа букв - тип лампы: Л - люминесцентная, С Л - сигнальные, ТЛ - тлеющего разряда; ТР - трубки для световой рекламы;

вторая группа букв - цвет излучения: Б - белый; ТБ - тепло-белый; ХБ - холодно-белый; Д - дневной; Е - естественно-белый; УФ - ультрафиолетовый; К - красный; С - синий; 3 - зеленый; Г - голубой;

третья группа букв: Ц - высокое или очень высокое качество цветопередачи;

четвертый элемент - одна буква - особенности конструкции лампы: Р - рефлекторная; У - U-образная; К - кольцевая; Б - быстрого пуска; А - амальгамная; БЗ - быстрого зажигания; Э - с повышенным требованием экологии; ЖУ - железнодорожная универсальная;

пятый элемент - группа цифр - мощность лампы в ваттах.

Для зажигания люминесцентной лампы и ее нормальной работы требуется электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА) или электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). В зависимости от схемы включения ламп применяют ЭмПРА стартерные и бесстар- терные. В качестве элементов, стабилизирующих параметры разряда, в ЭПРА применяют дроссели и последовательно соединенные дроссель и конденсатор. Люминесцентные лампы включают в электрическую сеть последовательно с балластным сопротивлением (рис. 3.4, а, б). Для уменьшения напряжения зажигания люминесцентной лампы ее электроды предварительно нагревают с помощью стартера до температуры 800-900 °С.

Стартер представляет собой миниатюрную газоразрядную неоновую лампу с двумя электродами, один из которых подвижный.

Рис. 3.4. Схемы включения люминесцентных ламп: а - с индуктивным дросселем; б - с индуктивно-емкостным дросселем; в - бесстар- терная с двумя лампами; 1 - конденсатор; 2 - дроссель; 3 - лампа; 4 - стартер; 5 - накальный трансформатор

При включении лампы между электродами возникает разряд, теплота которого нагревает биметаллический (подвижный) электрод. Изгибаясь под действием нагрева, электрод замыкается с другим электродом стартера и образует цепь электрического тока. В это время разряд в стартере отсутствует и подвижный электрод, остывая, разрывает цепь. В момент размыкания цепи возникает импульс повышенного напряжения в обмотке дросселя, и лампа зажигается.

Недостатком люминесцентных ламп является сложность их утилизации ввиду наличия в колбе ртути, а также ненадежная работа в температурных диапазонах до 15 °С и выше 25 °С. Несмотря на это, люминесцентные лампы всё же имеют больше достоинств:

• • линейный источник света создает более равномерное освещение;
• • высокая световая отдача - до 100 лм/Вт;
• • большой срок службы - до 10 000-12 000 ч;
• • низкая яркость и температура поверхности колбы;
• • качественная цветопередача;
• • низкая себестоимость изготовления.

Отечественной промышленностью выпускаются люминесцентные лампы следующих типов: ДС - дневного света; БС - белого света; ХБС - холодно-белого света; ТБС - тепло-белого света. Лампы ДС и ХБС рекомендуется применять для освещения помещений, где выполняется работа, связанная с различением цветовых оттенков; лампы БС и ТБС применяются во всех случаях, когда по цветности искусственное освещение следует приблизить к естественному. Световая отдача люминесцентных ламп в 5 раз выше световой отдачи ламп накаливания такой же мощности.

Электрический разряд в парах ртути при низком давлении - мощный источник бактерицидного излучения. Трубка бактерицидной лампы (ДБ дуговая бактерицидная) низкого давления выполнена из специального стекла с высоким коэффициентом пропускания УФ-излучения.