Gázkisülésű lámpák: típusok, felépítés, hogyan válasszuk ki a legjobbakat

Szeretne gázkisüléses lámpákat vásárolni, hogy különleges hangulatot teremtsen a helyiségben? Vagy olyan izzókat keres, amelyek serkentik a növények növekedését az üvegházban? A gazdaságos fényforrásokkal való felszerelés nemcsak előnyösebbé teszi a belső teret és segít a növénytermesztésben, hanem energiát is megtakaríthat. Ugye?

Segítünk Önnek eligibilini a gázkisüléses típusú világítóberendezések választékában. A cikkben bemutatásra kerülnek a nagynyomású és kislégnyomású lámpák jellemzői, tulajdonságai és alkalmazási területei. Illusztrációk és videók kerültek kiválasztásra, amelyek segítenek megtalálni az energiatakarékos lámpák optimális változatát.

A kisülési lámpák felépítése és jellemzői

A lámpa összes fő alkatrésze üvegburában van elhelyezve. Itt történik az elektromos részecskék kisülése. Belül lehetnek nátrium- vagy higanygőzök, valamint valamelyik nemesgáz.

Gáztöltetként olyan lehetőségeket alkalmaznak, mint az argon, neon, kripton. Elterjedtebbek a higanygőzzel töltött termékek.

A gázkisüléses lámpa fő egységei: kondenzátor (1), áramstabilizátor (2), kapcsoló tranzisztorok (3), zavarszűrő berendezés (4), tranzisztor (5)

A kondenzátor felelős a villogásmentes működésért. A tranzisztor pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik, amely biztosítja a GKL azonnali, villódzásmentes indítását. A belső szerkezet működése akkor kezdődik, amikor a gázkisülési csőben elektromos mező generálódik.

A folyamat során szabad elektronok jelennek meg a gázban. A fém atomokkal ütközve ionizálják azokat. Amikor egyesek áthaladnak, többletenergia keletkezik, ami fényforrásokat – fotonokat – hoz létre. A fényforrásként szolgáló elektróda a GKL közepén található. Az egész rendszert a foglalat fogja össze.

A lámpa különböző fényárnyalatokat bocsáthat ki, amelyeket az ember láthat – az ultraibolyától az infravörösig. Hogy ez lehetséges legyen, a bura belső részét fluoreszkáló oldattal vonják be.

A GKL alkalmazási területei

A gázkisüléses lámpák számos területen keresettek. Leggyakrabban városi utcákon, termelőüzemekben, üzletekben, irodákban, pályaudvarokon, nagy bevásárlóközpontokban találkozhatunk velük. Használják reklámtáblák és épülethomlokzatok megvilágítására is.

A gázkisülésű lámpákat autók fényszóróiban is használják. Leggyakrabban ezek a nagy fénykibocsátású lámpák — neon modellek. Néhány autó fényszóróját fémhalogén sókkal, xenonnal töltik.

Az első gázkisülésű világítóeszközök a járművekhez D1R, D1S jelöléssel rendelkeztek. A következők — D2R és D2S, ahol az S a reflektor optikai sémát, az R pedig a reflektoros (visszaverő) sémát jelöli. A GKL-eket (gázkisülésű lámpákat) fotózásnál is használják.

A képen impulzusos gázkisülésű lámpák láthatók, amelyeket fotózásnál használnak: IFK120 (a), IKS10 (b), IFK2000 (c), IFK500 (d), ISS15 (e), IFP4000 (f).

A fényképek készítése során ezek a lámpák lehetővé teszik a fényáram ellenőrzését. Kompaktak, fényesek és gazdaságosak. Negatívum, hogy vizuálisan nem lehet irányítani a fényárnyékokat, amelyeket maga a fényforrás hoz létre.

A mezőgazdaságban a gázkisülésű lámpákat állatok és növények besugárzására, valamint termékek steriliálására és fertőtlenítésére használják. Ehhez a lámpákak a megfelelő hullámhossz-tartományban kell sugározniuk.

Ebben az esetben a sugárzási teljesítmény koncentrációja is nagy jelentőséggel bír. Emiatt a nagy teljesítményű termékek a legalkalmasabbak.

A gázkisüléses lámpák típusai

A gázkisülésű lámpákat a fénykibocsátás típusa, olyan paraméter alapján, mint a nyomás, a felhasználás célja szerint osztják típusokra. Mindegyikük meghatározott fényáramot hoz létre. E jellemző alapján a következőkre oszthatók:

• fluoreszkópikus készülékek;
• gázfényű típusok;
• indukciós változatok.

Az első típusban a fényforrások az atomok, molekulák vagy ezek kombinációi, amelyeket a gázkörnyezetben lévő kisülés gerjeszt.

A másodikban – a fényporok (luminoforek) vannak, a gázkisülés aktvízálja a burát befedő fotolumineszkópikus réteget, ennek hatására a világító eszköz fényt bocsát ki. A harmadik típusú lámpák a gázkisülés által izzó elektródák fénykibocsátása révén működnek.

Az autók fényszóróiba szánt xenonlámpák fénykibocsátásban és fényerőben több mint kétszeresen haládják meg a halogén társaikat.

A töltettől függően az ívkisülésű készülékeket higanyos, nátriumos, xenon, fémhalogén lámpákra és egyebekre osztják. A burán belüli nyomás alapján további csoportosítás történik.

A 3×10⁴ és 10⁶ Pa közötti nyomásértékű lámpákat nagynyomású lámpáknak tekintik. Az alacsony nyomású kategóriába akkor kerülnek, ha a paraméter értéke 0,15 és 10⁴ Pa között van. A 10⁶ Pa felettiek a szupernagy nyomásúak.

1. típus – nagynyomású lámpák

Az RLVD lámpák abban különböznek, hogy a belső tartalom nagynyomás alatt van. Jellemző rájuk a jelentős fényáram kicsi energiafelhasználás mellett. Általában higanyos változatok, ezért leggyakrabban közvilágításra használják.

Az ilyen kisülési lámpák jelentős fényhasznosítással és hatékony működéssel rendelkeznek rossz időjárási körülmények között, de az alacsony hőmérsékletet rosszul viselik.

A nagynyomású lámpáknak több alapvető kategóriája van: DRT és DRL (higanyos ívkisüléses), DRI – ugyanolyan, mint a DRL, de jodidokkal, és számos ezeken alapuló módosítás. Ebbe a sorba tartoznak még az ívkisüléses nátrium (DNaT) és az DKsT – ívkisüléses xenon lámmpák.

Az első fejlesztés a DRT modell. A jellölésben a D az ívkisülésest, az R a higanyost jelöli, a T betű pedig azt, hogy a modell csőves. Vizuálisan ez egy egyenes cső, kvarcüvegből. Két oldalán volfrámelektródok vannak. Sugárzó berendezesekben használják. Belül kevés higany és argon található.

A DRT lámpa szélein bilincsek vannak tartókkal. Egy fémcsík egyesíti őket, amely a lámpa könnyebb gyújtását szolgálja.

A lámpa hálózatra kapcsolását sorosan végzik egy fojtótekerccsel rezonanciakapcsolás segítségével. A DRT lámpa fényárama 18%-ban ultraibolya, 15%-ban infravörös sugárzásból áll. Ugyanilyen százalékot tesz ki a látható fény. A maradék veszteség (52%). Fő alkalmazása: megbízható ultraibolya sugárforrás.

Azokon a helyeken, ahol a színvisszaadás minősége nem nagyon fontos, DRL (ívkisüléses higany) világítóberendezéseket használnak. Itt gyakorlatilag nincs ultraibolya sugárzás. Infravörös 14%, látható 17%. Hőveszteségre 69% jut.

A DRL lámpák szerkezeti sajátosságai lehetővé teszik, hogy 220 V-ról gyújtsák őket nagyfeszültségű impulzusgyújtó berendezés nélkül. Mivel a kapcsolásban van fojtótekercs és kondenzátor, a fényáram ingadozása csökken, a teljesítménytényező nő.

Amikor a lámpa sorosan van kapcsolva a fojtótekerccsel, izzó kisülés jön létre a segédelektródok és a szomszédos főelektródok között. A kisülési rés ionizálódik, ennek eredményeként kisülés jön létre a fő volfrámelektródok között. A gyújtóelektródok működése megszűnik.

A DRL lámpa részei: búra (1), fő elektródok (2), segédelektródok (3), ellenállások (4), égő (kvarcső) (5), foglalat (6).

A DRL égők többnyire négy elektródot tartalmaznak – kettőt működőt, kettőt gyújtót. Belsőjük inert gázokkal van töltve, amelyekhez meghatározott mennyiségű higanyt adnak.

A DRI fémhalogén lámpák szintén a nagynyomású készülékek közé tartoznak. Színhatásfokuk és színvisszaadási minőségük magasabb az előzőekénél. A kibocsátási spektrum megjelenését az adalékanyagok összetétele befolyásolja. A bura formája, a kiegészítő elektródák és a foszforbevonat hiánya – ezek a DRI-lámpák fő eltérései a DRL-lámpáktól.

A DRL lámpák hálózatra kapcsolásának áramköre tartalmaz egy IZU-t (impulzusgyújtó berendezést). A lámpák csöveiben megtalálhatók a halogéncsoportba tartozó összetevők. Ezek javítják a látható sugárzás spektrumának minőségét.

Az MGL lámpa burájában lévő nemesgáz pufferként szolgál. Emiatt az elektromos áram akkor is átfolyik az égőn, amikor annak hőmérséklete alacsony.

Ahogy a lámpa felmelegszik, mind a higany, mind az adalékanyagok elpárolognak, ezáltal megváltoztatva a lámpa ellenállását, fényáramát és a kibocsátott spektrumot. Az ilyen típusú készülékek alapján hozták létre a DRIZ és DRIS lámpákat. Az előbbit poros, nedves, valamint száraz helyiségekben használják; az utóbbival színes televíziós felvételeket világítanak meg.

A leghatékonyabbak a DNaT – nátriumlámpák. Ez a kibocsátott hullámhosszokkal függ össze: 589–589,5 nm. A nagynyomású nátriumlámpák körülbelül 10 kPa nyomáson működnek.

E lámpák kisülési csöveihez speciális anyagot – fényáteresztő kerámiát – használnak. Erre a célra a szilikátüveg nem alkalmas, mivel a nátriumgőz nagyon veszélyes rá. A burába juttatott munkanátriumgőz nyomása 4 és 14 kPa között van. Jellemző rájuk az alacsony ionizációs és gerjesztési potenciál.

A nátriumlámpák elektromos jellemzői függenek a hálózati feszültségtől és az üzemidőtől. A hosszú távú égéshez indító- és szabályozóberendezés szükséges.

Az égés során elkerülhetetlenül fellépő nátriumveszteség pótlásához bizonyos nátriumtöbbletre van szükség. Ez arányos függést eredményez a higany- és nátriumnyomás, valamint a hidegpont hőmérséklete között. Az utóbbiban kondenzálódik a felesleges amalgám.

Amikor a lámpa ég, a végein lerakódnak a párolgási termékek, ami a bura végeinek elsötétedéséhez vezet. A folyamatot a katód hőmérsékletének növekedése, valamint a nátrium és higany nyomásának emelkedése kíséri. Ennek eredményeként nő a lámpa potenciálja és feszültsége. Nátriumlámpák beszerelésekor a DRL és DRI előtétek nem alkalmasak.

2. típus – kislégnyomású lámpák

Az ilyen készülékek belső üregében a gáznyomás alacsonyabb, mint a külső. Ezeket FL (fénycső) és CFL (kompakt fénycső) típusokra osztják, és nemcsak üzletek megvilágítására, hanem otthoni használatra is alkalmazzák. Ebben a sorban a fénycsövek a legnépszerűbbek.

Az elektromos energia fénnyé alakítása két szakaszban történik. Az elektródák közötti áram sugárzást vált ki a higanygőzben. Az eközben keletkező sugárzó energia fő összetevője a rövidhullámú UV-sugárzás. A látható fény körülbelül 2%-ot tesz ki. Ezt követően az ívsugárzás a foszforban fénnyé alakul.

A fénycsövek jelölése betűket és számokat is tartalmaz. Az első szimbólum a sugárzási spektrum jellemzője és a szerkezeti jellemzők, a második a teljesítmény wattban.

A betűk jelentése:

• LD — nappali fényű fénycső;
• LB — fehér fényű;
• LHB — szintén fehér, de hideg;
• LTBS — meleg fehér.

Egyes világítótesteknél a sugárzás spektrális összetételét javították a jobb színvisszaadás érdekében. Jelölésükben szerepel a «C» szimbólum. A fénycsövek egyenletes, lágy fénnyel látják el a helyiségeket.

A fénycsövek előnye, hogy ugyanolyan fényáram létrehozásához, mint az izzólámpák, többszörösen kisebb teljesítményre van szükségük. Élettartamuk is hosszabb, és a sugárzási spektrum sokkal kedvezőbb.

A fénycsövek sugárzási felülete meglehetősen nagy, ezért nehéz szabályozni a fény térbeli eloszlását. Nem szabványos körülmények között, különösen erős porosodás esetén, reflektorlámpákat alkalmaznak. Ebben az esetben a lombik belső felületét nem borítja teljesen a diffúz visszaverő réteg, hanem csak kétharmad részben.

A belső felület 100%-át fénypor borítja. A lombik azon része, amely nem rendelkezik reflektorbevonattal, sokkal nagyobb fényáramot bocsát át, mint egy hasonló méretű hagyományos cső — körülbelül 75%-ot. Az ilyen lámpákat a jelölésük alapján lehet felismerni — benne van a «R» betű.

Egyes esetekben a fénycsövek fő jellemzője a színhőmérséklet Tc. Egyenlőnek tekintik azzal a feketetest-hőmérséklettel, amely ugyanazt a színezetet adja. Alakjukat tekintve a fénycsövek lehetnek lineárisak, U-alakúak, W alakúak, gyűrű alakúak. Az ilyen lámpák jelölésében szerepel a megfelelő betű.

A legnépszerűbbek a 15 – 80 W teljesítményű készülékek. 45 – 80 lm/W fényhasznosítás mellett a fénycsövek égési ideje legalább 10 000 óra. A fénycsövek működésének minőségét nagymértékben befolyásolja a környezet. Számukra a külső hőmérséklet 18 és 25⁰ között tekinthető üzemi hőmérsékletnek.

Eltérések esetén csökken a fényáram, a fényhasznosítás hatékonysága és a gyújtófeszültség is. Alacsony hőmérsékleten a gyújtás esélye megközelíti a nullát.

A kompakt fénycső gyújtó- és szabályozókészüléke sokkal kompaktabb, mint a hagyományos fénycsőé. Az EPRA segítségével a fény egyenletesebb lett, és a zúgás megszűnt.

Az alacsony nyomású lámpák közé tartoznak a kompakt fénycsövek is — KLL.

Felépítésük hasonló a hagyományos fénycsövekéhez:

1. Nagyfeszültség halad át az elektródák között.
2. A higanygőzök meggyulladnak.
3. Ultraibolya fény keletkezik.

A cső belsejében lévő fénypor az ultraibolya sugarakat láthatatlanná teszi az emberi szem számára. Csak a látható fény válik hozzáférhetővé. A készülék kompakt kivitele a fénypor összetételének megváltoztatása után vált lehetővé. A KLL-ek, akárcsak a hagyományos LN-ek, eltérő teljesítményűek, de az előbbiek teljesítménymutatói lényegesen alacsonyabbak.

A KLL teljesítményadatai a fényforrás jelölésében vannak feltüntetve. Ugyanitt megtalálhatók a foglalat típusára, a színhőmérsékletre, az EPRA típusára (beépített vagy külső) és a színvisszaadási indexre vonatkozó információk.

A színhőmérséklet mérése kelvinben történik. A 2700–3300 K érték meleg, sárga árnyalatú színt jelez. A 4200–5400 K normál fehér, a 6000–6500 K kékesszínű hideg fehér, a 25000 K lila színű. A színárnyalat szabályozása a fénypor összetevőinek megváltoztatásával történik.

A színvisszaadási index a szín természetességének a szabványhoz való azonosságát jellemzi, amely maximálisan közelít a napfényhez. Az abszolút fekete 0 Ra, a legnagyobb érték 100 Ra. A KLL világítótestek a 60–98 Ra tartományba esnek.

Az alacsony nyomású csoportba tartozó nátriumlámpák rendelkeznek a leghidegebb pont magas hőmérsékletével – 470 K. Az ennél alacsonyabb hőmérséklet nem tudná fenntartani a nátriumgőzök kívánt koncentrációját.

A nátrium rezonanciasugárzása az 540–560 K hőmérsékleten éri el csúcsát. Ez az érték összemérhető a nátriumgőzök 0,5–1,2 Pa nyomásával. Az ebbe a kategóriába tartozó lámpák fényárama a legmagasabb más általános használatú világítótestekhez képest.

A GKL pozitív és negatív oldalai

A GRL-ek egyaránt megtalálhatók a professzionális berendezésekben és a tudományos kutatásra szánt eszközökben.

Az ilyen típusú világítótestek fő előnyeiként általában a következő jellemzőiket említik:

• Magas fényáram-szint. Ezt a mutatót még a vastag üveg sem csökkenti jelentősen.
• Praktikusság, amely a tartósságban nyilvánul meg, lehetővé téve használatukat közvilágításra.
• Ellenálló képesség a zord időjárási körülményekkel szemben. Az első fagyokig hagyományos burákkal használják, télen pedig speciális lámpákkal és fényszórókkal.
• Kedvező ár.

Ezeknek a lámpáknak nincs túl sok hátránya. Kellemetlen tulajdonság a fényáram meglehetősen magas pulzálási szintje. A második komoly hátrány a bekapcsolás nehézsége. A stabil égéshez és normál működéshez egyszerűen szükségük van egy előtétre, amely a szükséges határokra korlátozza a feszültséget.

A harmadik hátrány az égési paraméterek elért hőmérséklettől való függésében rejlik, amely közvetett módon befolyásolja a munkagőz nyomását a burában.

Ezért a legtöbb gázkisüléses készülék a bekapcsolás után egy idő elteltével éri el a szokásos égési jellemzőit. A kibocsátott spektrumuk korlátozott, ezért mind a magas feszültségű, mind az alacsony feszültségű lámpák színvisszaadása nem tökéletes.

A táblázat a legnépszerűbb DRL (íves higanygőz fénycsövek) és nátriumos világítótestek alapvető adatait tartalmazza. A négy elektródás DRL nagyobb fényáramot biztosít, mint a két elektródás.

A készülékek csak váltakozó áramú körülmények között működnek. Bekapcsolásuk előtét-tekercs segítségével történik. A felmelegedéshez időre van szükség. A higanygőz-tartalom miatt nem teljesen biztonságosak.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

1. videó. Információk a gázkisüléses lámpákról. Mi ez, működési elv, előnyök és hátrányok a következő videóban:

2. videó. Népszerűen a fénycsövekről:

Annak ellenére, hogy egyre fejlettebb világítótestek jelennek meg, a gázkisüléses lámpák nem veszítenek aktualitásukból. Bizonyos területeken egyszerűen pótolhatatlanok. Idővel a gázkisüléses lámpák minden bizonnyal új alkalmazási területeket találnak.

Mesélje el, hogyan választott gázkisüléses izzót a nyaraló kültéri vagy otthoni világításához. Ossza meg, hogy mi volt az Ön számára a döntő tényező a vásárlás során. Kérem, hagyjon megjegyzést az alábbi blokkban, tegyen fel kérdéseket, és töltsön fel fényképeket a cikk témájával kapcsolatban.