8. Інфрачервоні лампи.

Джерела інфрачервоного випромінювання за спектральним складом поділяються на "світлі" і "темні".

"Світлі" джерела за конструкцією і принципом дії не відрізняються від ламп розжарювання, але їх тіло розжарювання розраховане на меншу ніж в освітлювальних лампах температуру (2270...2770 °К) для збільшення долі інфрачервоного випромінювання в повному потоці ламп і зменшення долі видимого випромінювання.

Максимум спектральної щільності випромінювання таких ламп зміщений у частину спектра з довшими хвилями і приходиться на випромінювання з довжиною хвилі 1000... 1400 нм.

Промисловість випускає інфрачервоні дзеркальні лампи типів ИКЗ 220 - 500, ИКЗК 220-250 та інфрачервоні кварцові галогенні лампи КГ 220-1000.

Частина внутрішньої поверхні колби дзеркальних ламп покрита шаром алюмінію або срібла.

"Темні" джерела інфрачервоного випромінювання являють собою металеву трубку. У середині трубки у вогнетривкій ізоляційній масі розташована нагрівальна ніхромова спіраль, температура якої становить 700... 1000 °К. Температура на поверхні випромінювача близька до 450 °С.

Спектр випромінювання "темних" джерел знаходиться в діапазоні довжин хвиль 1400... 10000 нм з максимумом спектральної щільності випромінювання 4000 нм.

9. Будова і принцип дії люмінесцентних ламп, їх основні характеристики.

У сучасних газорозрядних лампах використовується електричний розряд в атмосфері інертного газу (найчастіше аргону) і парах ртуті. Залежно від тиску парів ртуті лампи діляться на: лампи низького тиску (0,1... 10⁴ Па); лампи високого тиску (3^.10⁴... 10⁶ Па); лампи надвисокого тиску (понад 10⁶ Па).

Будова сучасної люмінесцентної лампи зображена на рис.1.4.3. Лампа являє собою довгу скляну трубку 1, внутрішня поверхня якої покрита шаром люмінофору. На обох кінцях трубки є цоколі 4, на яких закріплені електроди 3 з вивідними контактними шпильками. Електроди являють собою вольфрамову біспіраль або триспіраль з нанесеним на неї шаром активної речовини, яка має низьку роботу виходу при температурі нагрівання близько 1200К.

З колби відкачене повітря і введений аргон з дозованим вмістом ртуті (30... 80 мг). Призначення аргону полягає в зменшенні розпилювання покриття електродів і полегшення запалювання розряду, оскільки суміш інертного газу з парами ртуті являє собою більш сприятливе середовище для виникнення розряду, ніж аргон або пари ртуті окремо взяті. При розряді збуджуються і випромінюють тільки атоми ртуті.

Перетворення електричної енергії у видиме випромінювання можна розділити на два етапи:

- перетворення електричної енергії у процесі електричного розряду в парах ртуті в енергію ультрафіолетового випромінювання;

- перетворення в шарі люмінофора ультрафіолетового випромінювання у видиме.

Основним законом фотолюмінісценції є закон англійського фізика Стокса (1819-1903). Відповідно до цього закону довжина хвиль центру тяжіння спектра випромінювання більша за довжину хвилі випромінювання, що поглинається. Отже, видимі випромінювання виникають при поглинанні люмінофором більш коротких ультрафіолетових випромінювань.

У сучасних люмінесцентних лампах на частку видимого випромінювання припадає близько 20...21 відсотка енергії, що підводиться до них.

Залежно від складу люмінофора і режиму роботи лампи можна створити різні спектри випромінювання (вольфрамат магнію випромінює синьо-біле світло, силікат кадмію - рожеве).

Наша промисловість випускає трубчасті люмінесцентні лампи низького тиску потужністю 15,18,20, 30, 36,40,58,65 і 80 Вт.

Позначення типу ламп складається з букв і цифр, наприклад ЛТБ-80. Букви позначаються: Л - люмінесцентна, Д - денна, Б - біла, ХБ - холодно-біла, ТБ - тепло-біла, Ц - поліпшена кольоропередача, Е - природна, БЕ - біла природна, ХЕ - холодна природна, Р - рефлекторна. Цифри біля букв вказують на номінальну потужність лампи у ватах. Середній строк горіння лампи - 12000... 15000 год, а світлова віддача - близько 75 лм • Вт^-1.

Люмінесцентні лампи загального призначення розраховані для роботи при нерухомому повітрі, температура якого знаходиться в межах від +15 до +40 "С. Як при підвищенні, так і при зниженні температури світловий потік зменшується. При температурі повітря нижчій ніж 10 °С необхідно приймати спеціальні заходи для забезпечення надійності запалення.

Розрізняють такі люмінесцентні лампи:

• трубчасті;

• компактні.

В трубчастих люмінесцентних лампах скляна колба має форму трубки діаметром. Два штифтові цоколі розташовано по торцях колби. В електромережу ~220 В лампи підключаються через ПРА. Лампи використовуються в світильниках для загального освітлення. Робоче положення - довільне. Промисловість випускає кольорові, бактерицидні, стандартні та компактні трубчасті люмінесцентні лампи.

Залежно від моделі, кольорові люмінесцентні лампи здатні випромінювати насичене червоне, жовте, зелене і синє світло. Використовуються як економічне і надійне джерело монохроматичного світла для декоративної мети.

Бактерицидні УФ-С - це лампи спеціального призначення. Вони використовуються для дезинфекції повітря, відкритих поверхонь і обеззараження води ультрафіолетовим промінням.

Стандартні люмінесцентні лампи випромінюють, залежно від моделі, біле світло з колірною температурою 2900 К, 3300 К і 5400 К та стандартні лампи зменшеного діаметра випромінюють біле світло двох відтінків: білий і холодний білий.

Компактні люмінесцентні лампи випускаються в двох видах: неінтегровані компактні люмінесцентні лампи та енергозберігаючі (інтегровані) люмінесцентні лампи.

Неінтегровані компактні люмінесцентні лампи - це одноцокольні лампи з U-подібними розрядними трубками. Робоче положення - довільне. Підключення в електромережу - через ПРА. Застосовуються в люмінесцентних світильниках для освітлення житлових, службових, виробничих і суспільних приміщень.

Е нергозберігаючі (інтегровані) люмінесцентні лампи. Все більш широке застосування знаходять так звані енергозберігаючі лампи. Енергозберігаючі лампи складаються з: скляної трубки-колби покритої шаром високостабільного люмінофору та заповненої сумішшю інертного газу та випарів ртуті; електронного пускорегулюючого апарату, вбудованого в корпус та різьбового цоколю (Е-27). Ці лампи по світловому потоку можна порівняти з стандартними люмінесцентними лампами, проте вони мають значні переваги перед ними. По-перше, світло цих ламп не тремтить і достатньо приємний для очей, оскільки лампи проводяться в двох виконаннях: "тепле світло" (2700...3200 До) і природне світло (4000...4600 До). По-друге, вся система включення лампи вмонтована в її патрон і працює безшумно. Саму ж лампу можна вкручувати в звичайний патрон для лампи розжарювання. Це дуже зручно і не вимагає придбання для включення цих ламп яких-небудь спеціальних плафонів. Ці лампи не дарма називаються енергозберігаючими. При потужності споживання близько 10 Вт, лампа здатна світити як лампа розжарювання потужністю близько 50 Вт. Незначними недоліками енергозберігаючих ламп можна назвати те, що при включенні світловий потік від неї в 3-6 раза менше від номінального і лампа розгорається до номінальної яскравості тільки через 30...60 с. Проте запалюються енергозберігаючі лампи практично миттєво, на відміну від стандартних люмінесцентних ламп. Також недоліком енергозберігаючих ламп можна назвати їх вартість. На сьогоднішній день вона достатньо висока (в діапазоні 15…30 грн. за штуку). Враховуючи великий термін служби (5...8 тис. год) і низьке споживання потужності енергозберігаючих ламп, окупність їх очевидна. Проте енергозберігаючі лампи мають істотний недолік: вони виходять з ладу при перепадах напруги в мережі та при іскрінні у вимикачі або в патроні лампи.