Лампы типа ДРЛ. Красное отношение

Лампы типа ДРЛ (дуговые, ртутные, люминофорные) благодаря высокой световой отдаче (45—60 лм/Вт), большому сроку службы (15—20 тыс. ч), удовлетворительной цветопередаче (Ra= 42 %), приспособленности для работы в стандартных электрических сетях напряжением 220 В и возможности производства ламп на мощности от 50 Вт до 2 кВт получили широкое применение для промышленного и наружного освещения.

В маркировке ламп цифры после букв соответствуют мощности лампы в Вт, далее в скобках – «красное отношение» в %, цифра через дефис – номер разработки.

Общий вид ламп типа ДРЛ (Рис.3.61): 1-внешняя стеклянная колба; 2—слой люминофора; 3—разрядная трубка из кварцевого стекла; 4 — рабочий электрод. 5 — зажигающий электрод; 6 — ограничительные резисторы в цепи зажигающего элек трода; 7— экран; в — ртуть.

Устройство и принцип действия. Использованию чисто ртутного разряда ВД для общего освещения (несмотря на его достоинства) препятствует недостаток излучения в красной части спектра, который приводит к неприятному искажению цветопередачи, особенно цвета человеческой кожи. Применение кварцевого стекла и разработка подходящих люминофоров дали возможность использовать УФ-излучение ртутного разряда ВД, составляющее около 40% всего потока излучения, для превращения его при помощи люминофоров в недостающее излучение в красной части спектра. Благодаря этому удалось улучшить качество цветопередачи в красной части спектра, особенно цвета человеческой кожи, настолько, что лампы оказались пригодными для наружного и промышленного освещения.

Качество исправления цветопередачи ламп типа ДРЛ определяется относительным содержанием красного излучения – отношением светового потока в красной области спектра (600-780 нм) к общему световому потоку лампы – так называемое «красное отношение».

Лампы представляют собой ртутно-кварцевую горелку трубчатой формы, смонтированную внутри колбы из тугоплавкого стекла, внутренняя поверхность которой покрывается тонким слоем люминофора, который, поглощая УФ-излучение ртутного разряда, превращает его в видимое излучение в красной части спектра. Подчеркнем, что основную часть светового потока в лампах ДРЛ по-прежнему составляет излучение ртутного разряда, к которому добавляется излучение люминофора.

Преобразование УФ-излучения в слое люминофора. Поток излучения лампы типа ДРЛ складывается из потока излучения ртутно-кварцевой горелки и потока люминесценции, прошедших через слой люминофора и колбу.

Люминофор для ламп ДРЛ должен эффективно возбуждаться всем спектром излучения ртутного разряда ВД в УФ-области и особенно линиями 313—365 нм, имеющими наибольшую интенсивность и наибольшее квантовое отношение, иметь спектр излучения, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к исправлению спектра ртутного разряда, иметь высокий квантовый выход для всех возбуждающих линий при высоких рабочих температурах внешней колбы.

В настоящее время наиболее широко применяют фосфатванадат иттрия активированный европием в сочетании с фосфатными люминофорами.

Спектр излучения состоит из четырех достаточно узких полос с максимумами при 535,590,. 618, 650 нм. Наибольшей интенсивностью обладает полоса 618 нм. Достоинства данного люминофора: 1). излучение в красно-оранжевой области спектра предельно близко к максимальной чувствительности глаза 2). значительное возрастание яркости свечения при нагреве до 250-350град.С 3). малое поглощение в видимого излучения в фиолетово-синей части спектра 4). очень малое снижение яркости в процессе технологической обработки при изготовлении ламп.

Недостаток высокая цена.

Лампы типа ДРЛ в основном выпускаются с горелками в которых кроме двух основных электродов имеются два вспомогательных электрода которые соединяются с противоположными основными электродами через ограничительное сопротивление величины которых 20кОм. Внешняя колоба в лампах типа ДРЛ выполняет несколько функций:

1) обеспечение независимости теплового режима от температуры окружающей среды. Состав и давление наполняющего газа выбирают таким чтобы исключить возможность возникновение разряда между токоведущими частями внутри колбы, а также обеспечить быстрое разгорание и повторное зажигание лампы. Обычно для наполнения применяют технический аргон;

2) внешняя колба не пропускает УФИ и тем самым препятствует образованию озона в помещении, где используется лампа, а также защищает живые организмы от воздействия мощного УФИ;

3) внешняя колба является подложкой для люминофорного слоя.

Форма и размеры внешней колбы, а также расположение горелки выбираются исходя из того, чтобы максимальное количество излучения попадало на внутреннюю поверхность колбы, при этом люминофорный слой должен иметь примерно равную температуру по всей поверхности оптимальную для данного люминофора, т.е. составляет от 250 до 300 град. С.

Некоторые типы ламп выполняют роль светильника перераспределяющего св. поток как правило в нижнюю полусферу при расположении цоколем вверх, в этом случае форма и размеры колбы должны рассчитываться как у светильников соответствующего типа при этом должен учитываться также её тепловой режим.

Лампы выпускаются на стандартные мощности 50,80,125,250,400,700,1000,2000 Вт. Обозначение ДРЛ-400(красное отношение в%)-номер разработки. По величине красного отношения лампы выпускаются трех типов (6%,10%,12-15%). Положение горения любое но при горизонтальном положении срок службы сокрощается т.к. под действием конвекционных потоков дуга откланяется от оси, ближе проходит около стенки в результате происходит перегрев кварца. лампы включаются в сеть через индуктивный балласт, а при эксплуатации ниже 40град. С для зажигания используется ИЗУ.

11. Ртутно-накальные лампы. Схема включения.

В этих лампах ртутная горелка включается последовательно с вольфрамовым телом накала, которое имеет вид спирали. Тело накала играет роль источника излучения в красной области спектра, а также выполняют функции балластного сопротивления поэтому ртутно-накальные лампы включаются непосредственно в сеть 220 В без балласта. Световая отдача значительно ниже чем у ртутных ламп ВД и составляет 18-20 лм/Вт. В случае использования который наносится на внутреннюю поверхность внешней колбы св. отдача увеличивается до 32 лм/Вт.

Ртутно-накальные лампы и их характеристики. Лампы выпускаются нескольких мощностей (от 160 до 1750 Вт) для работы в стандартных электрических сетях напряжением 220 В без внешнего балласта.

Наибольшее распространение получили лампы в колбах из стекла, пропускающего УФ-излучение в области от 280 до 3500 нм и оказывающее благотворное воздействие на организм человека, животных и птиц. Большей частью в лампах этого типа применяются внешние колбы-рефлекторы с внутренним отражающим слоем, обеспечивающие направленное светораспределение различной формы. Покрытие может быть диффузным или зеркальным.

Отечественная промышленность выпускает подобные ламп мощностью 160, 250 и 750 Вт под маркой ДРВЭ—дуговые ртутно-вольфрамовые, эритемные и ДРВЭД(вместо Д может быть З что значит зеркальные)—в колбах с диффузным покрытием Сроки службы— от 1,5 до 3 тыс.