Fluorescenční lampa

Fluorescenční lampa  je světelný zdroj s plynovou výbojkou , ve kterém elektrický výboj v parách rtuti generuje ultrafialové záření, které je zpětně emitováno do viditelného světla pomocí fosforu  - např. směsi halogenfosforečnanu vápenatého s dalšími prvky.

Světelná účinnost zářivky je několikanásobně vyšší než u žárovek stejného výkonu.

Odrůdy

Nejběžnější vysokotlaké a nízkotlaké plynové výbojky .

Nízkotlaká rtuťová výbojka (GRLND) je skleněná trubice s fosforovou vrstvou nanesenou na vnitřním povrchu, naplněná argonem o tlaku 400 Pa a rtutí (nebo amalgámem ).

Plazmové displeje jsou také typem zářivky.

Rozsah

Zářivky jsou široce používány při osvětlení veřejných budov : škol , nemocnic , kanceláří atd. S příchodem kompaktních zářivek s elektronickými předřadníky, které mohou být zahrnuty do kazet E27 a E14 místo žárovek , si zářivky získaly oblibu v každodenním životě. životnost, zatímco LED lampy .

Zářivky byly nejvhodnější pro celkové osvětlení, zejména pro velké plochy (zejména ve spojení se systémy DALI ), které zlepšují světelné podmínky a zároveň snižují spotřebu energie o 50-83 % a prodlužují životnost lampy. Zářivky byly také široce používány v lokálním osvětlení pracovišť, ve světelné reklamě , osvětlení fasád .

Před zavedením do praxe byla technologie LED osvětlení nejběžnějším zdrojem pro podsvícení obrazovek z tekutých krystalů .

Výhody a nevýhody

Hlavní předností zářivek oproti žárovkám je vysoký světelný výkon (a tedy i účinnost) - pětkrát vyšší než u žárovek, a dlouhá životnost - až 90 000 hodin. Navzdory těmto výhodám však zářivky po dlouhou dobu koexistovaly s žárovkami.

Zásadní nevýhodou zářivek je použití rtuti , které vyžaduje dodržení určitých podmínek pro jejich skladování a likvidaci. Právě tento nedostatek vedl k jejich zákazu. Existuje však mnoho dalších vlastností a omezení, kvůli kterým se zářivky již dlouho používají výhradně pro osvětlení průmyslových prostor a veřejných budov:

Historie

Prvním předchůdcem zářivky byly plynové výbojky . Poprvé byla záře plynů pod vlivem elektrického proudu pozorována Michailem Lomonosovem , procházejícím proudem přes skleněnou kouli naplněnou vodíkem. Předpokládá se, že první plynová výbojka byla vynalezena v roce 1856. Heinrich Geisler obdržel modrou záři z trubice naplněné plynem, která byla buzena solenoidem. 23. června 1891 si Nikola Tesla nechal patentovat systém elektrického osvětlení výbojkami (patent č. 454 622), který se skládal z vysokonapěťového zdroje vysokofrekvenčních a plynových výbojkových argonových výbojek, jím patentovaných již dříve (patent č. 335 787 ze dne 9. února 1886 vydaném Patentovým úřadem Spojených států amerických). Argonové lampy se používají dodnes. V roce 1893 na světové výstavě v Chicagu ve státě Illinois Thomas Edison demonstroval luminiscenční světlo. V roce 1894 M. F. Moore vytvořil lampu, která používala směs dusíku a oxidu uhličitého k vyzařování růžovo-bílého světla. Tato lampa měla mírný úspěch. V roce 1901 Peter Cooper Hewitt předvedl rtuťovou výbojku, která vyzařovala modrozelené světlo a byla tak pro praktické účely nepoužitelná. Jeho design byl však velmi blízký moderně a měl mnohem vyšší účinnost než výbojky Geisler a Edison. V roce 1926 Edmund Germer a spolupracovníci navrhli zvýšit provozní tlak v baňce a potáhnout baňky fluorescenčním práškem, který přeměňuje ultrafialové světlo emitované excitovanou plazmou na jednotnější bíle zbarvené viditelné světlo. E. Germer je v současnosti uznáván jako vynálezce zářivky. General Electric později koupil Germerův patent a pod vedením George E. Inmana přinesl do roku 1938 zářivky k širokému komerčnímu využití. V roce 1951 za vývoj zářivek v SSSR byl V. A. Fabrikant oceněn titulem laureát Stalinovy ​​ceny druhého stupně spolu s S. I. Vavilovem , V. L. Levšinem , F. A. Butaevem , M. A. Konstantinovou-Shlesingerem, V. I. Dolgopolovem.

Jak to funguje

Při provozu zářivky hoří obloukový výboj mezi dvěma elektrodami umístěnými na opačných koncích zářivky [7] [8] . Lampa je naplněna směsí inertního plynu a par rtuti . Elektrický proud procházející plynným pracovním tělesem lampy vybudí UV záření, které se pomocí luminiscence přemění na viditelné světlo , vnitřní stěny lampy jsou potaženy fosforem , který absorbované UV záření přezáří do viditelného světla . Změnou složení fosforu můžete změnit odstín svitu lampy. Halogenfosforečnany vápenaté a ortofosforečnany vápníku a zinku se stále používají hlavně jako fosfory.

Obloukový výboj je udržován termionickou emisí elektronů z povrchu katody . Pro spuštění výbojky se katody zahřívají buď průchodem proudu (výbojky typu DRL, LD), nebo bombardováním ionty ve vysokonapěťovém doutnavém výboji (“výbojky se studenou katodou”). Vybíjecí proud je omezen předřadníkem .

Označení

Barevné vnímání světla člověkem se velmi liší v závislosti na osvětlení . Při slabém osvětlení vidíme modrou lépe a červenou hůře. Proto se denní světlo s barevnou teplotou 5000 - 6500 K za špatných světelných podmínek bude jevit nadměrně modré. Průměrné osvětlení obytných prostor je 75 luxů , zatímco v kancelářích a jiných pracovních prostorech je to 400 luxů. Při nízkém osvětlení (50-75 luxů) vypadá světlo s barevnou teplotou 3000 K nejpřirozeněji . Při osvětlení 400 luxů se takové světlo již zdá žluté a světlo o teplotě 4000 - 6000 K se jeví jako nejpřirozenější .

Průmysl vyrábí lampy pro různé aplikace. Značení pomáhá určit, zda je lampa vhodná pro konkrétní úkol .

Mezinárodní značení pro podání barev a barevnou teplotu

Třímístný kód na obalu svítidla obsahuje zpravidla informace o kvalitě světla ( index podání barev a barevná teplota).

První číslice je index podání barev 1x10 Ra (kompaktní zářivky mají 60-98 Ra, takže čím vyšší index, tím spolehlivější podání barev).

Druhá a třetí číslice označují barevnou teplotu lampy.

Označení „827“ tedy označuje index podání barev 80 Ra a barevnou teplotu 2700 K (což odpovídá barevné teplotě žárovky).

Index podání barev lze navíc označit podle DIN 5035, kde je rozsah podání barev 20-100 Ra rozdělen do 6 částí - od 4 do 1A.

Kód Definice Zvláštnosti aplikace
530 Základní warmweiss / teplá bílá Světlo teplých tónů se špatným podáním barev. Objekty vypadají nahnědle a mají malý kontrast. Průměrný světelný výkon . Garáže, kuchyně. V poslední době je to čím dál tím méně běžné.
640/740 Základní neutrální weiss / studená bílá "Cool" světlo s průměrným podáním barev a světelným výkonem. Velmi běžné, mělo by být nahrazeno 840.
765 Základní Tageslicht / denní světlo Modravé "denní" světlo s průměrným podáním barev a světelným výkonem. Nachází se v kancelářských prostorách a pro zvýraznění reklamních konstrukcí ( citylighty ).
827 Lumilux Interna Podobné jako světlo žárovky s dobrým podáním barev a světelným výkonem. Bydlení.
830 Lumilux warmweiss / teplá bílá Podobně jako světlo halogenové žárovky s dobrým podáním barev a světelným výkonem. Bydlení.
840 Lumilux neutralweiss / studená bílá Bílé světlo pro pracovní plochy s velmi dobrým podáním barev a světelným výkonem. Veřejná místa, kanceláře, koupelny, kuchyně. Vnější osvětlení.
865 Lumilux Tageslicht / denní světlo "Denní" světlo s dobrým podáním barev a průměrným světelným výkonem. Veřejná místa, kanceláře. Vnější osvětlení.
880 Lumilux nebesky bílá "Denní" světlo s dobrým podáním barev. Vnější osvětlení.
930 Lumilux Deluxe warmweiss / teplá bílá "Teplé" světlo s vynikající reprodukcí barev a špatným světelným výkonem. Bydlení.
940 Lumilux Deluxe neutrální bílá / studená bílá "Studené" světlo s vynikajícím podáním barev a průměrným světelným výkonem. Muzea, výstavní síně.
954,965 Lumilux Deluxe Tageslicht / denní světlo "Denní" světlo se spojitým barevným spektrem a průměrným světelným výkonem. Výstavní síně, osvětlení akvárií.

Značení barevného podání v Rusku

Označení zářivek v Rusku se liší od mezinárodního a je určeno GOST a dalšími regulačními dokumenty.

V souladu s aktuální GOST 6825-91 * (IEC 81-84) [9] "Trubkové zářivky pro všeobecné osvětlení" jsou lineární zářivky pro všeobecné účely označeny jako:

Tuzemští výrobci používají i jiná označení [10] :

Přidání písmene C na konec znamená použití luxusního fosforu s vylepšeným podáním barev a přidání písmene C na konec znamená použití super luxusního fosforu s vysoce kvalitním podáním barev.

Žárovky pro speciální účely jsou označeny jako:

Parametry domácích svítidel z hlediska barevného podání a světelného výkonu jsou uvedeny v tabulce:

Typ Dešifrování Odstín Barva t-ra, K Přibližná průměrná světelná účinnost, lm/W, pro žárovky 20/30/40W Účel Barevné podání Přibližný ekvivalent mezinárodní značky
Lampy na denní světlo
LDC, LDC Zářivky se zlepšeným podáním barev; LDC - deluxe, LDC - super deluxe Bílá s mírně namodralým nádechem a relativně nízkým světelným výkonem 6500 42/50/55 Pro muzea , výstavy , fotografie , průmyslové a administrativní prostory s vysokými požadavky na barevnou reprodukci. Dobré (LDTS), vynikající (LDTS) 865 (LDC),
965 (LDCC)
LD Lampy na denní světlo Bílá s lehce namodralým nádechem a vysokým světelným výkonem 6500 50/57/65 Ve výrobních a administrativních prostorách bez vysokých nároků na reprodukci barev Přijatelný 765
Lampy s přirozeným světlem
LEC, LEC Lampy přirozeného světla se zlepšeným podáním barev; LEC - deluxe, LECZ - super deluxe Slunečná bílá s relativně nízkým světelným výkonem 4000 _ / _ / 56 Pro muzea, výstavy, fotografie, vzdělávací instituce, obytné prostory Dobrý (LEZ), výborný (LEZT) 840 (LETS),
940 (LETS)
LE Lampy s přirozeným světlem Bílá bez odstínu a vysoký světelný výkon 4000 _ / _ / _ Přijatelný 740
Další osvětlovací lampy
LB lampy s bílým světlem Bílá s fialovým odstínem, špatným podáním barev a vysokým světelným výkonem 3500 60/73/80 V místnostech, kde je potřeba jasné světlo a není vyžadována reprodukce barev: průmyslové a administrativní prostory, v metru nevyhovující 635
LHB Studené bílé žárovky Bílá se slunečným odstínem a špatnou reprodukcí barev 4000 51/64/77 Ve výrobních a administrativních prostorách bez vysokých nároků na reprodukci barev nevyhovující 640
LTB Teplé bílé žárovky Bílá s "teplým" růžovým nádechem, pro osvětlení místností bohatých na bílé a růžové tóny 3000 55/66/78 Obchody s potravinami , stravovací zařízení Relativně přijatelné pro teplé tóny, nevyhovující pro studené tóny 530, 630
LTBCC Teplé bílé lampy s vylepšeným podáním barev Bílá s "teplým" žlutým nádechem 2700 , 3000 35/_/50 Stejně jako u LTB, tak i u bytových prostor. Přijatelné pro teplé tóny, méně uspokojivé pro studené tóny 927, 930
Speciální lampy
LG, LC, LZ, LV, LR, LGR Barevné fosforové lampy LG - modrá,
LK - červená,
LZ - zelená,
LV - žlutá,
LR - růžová,
LGR - lila
Pro světelný design , umělecké osvětlení budov, vývěsních štítů, výloh LH: 67, 18, MODRÁ LH:
60, 15, ČERVENÁ
LW: 66, 17, ZELENÁ
LW: 62, 16, ŽLUTÁ [12]
LSR Modré reflektorové žárovky Jasně modré žárovky V elektrofotografických kopírkách
LUF UV lampy Tmavě modré lampy se silnou ultrafialovou složkou Pro noční osvětlení a dezinfekci ve zdravotnických zařízeních , kasárnách apod. 08

Vlastnosti připojení k elektrické síti

Jakoukoli plynovou výbojku (včetně nízkotlaké plynové zářivky ), na rozdíl od žárovky , nelze připojit přímo k elektrické síti. Důvody jsou dva:

K řešení těchto problémů se používají speciální zařízení - předřadníky (předřadníky). Nejběžnější schémata zapojení dnes jsou: s elektromagnetickým předřadníkem (EMPRA) a neonovým startérem a s elektronickým předřadníkem ( elektronický předřadník ; existuje mnoho různých modelů a možností).

Elektromagnetický předřadník

Elektromagnetický předřadník (zkráceně EMPRA  - Electromagnetic Ballast) je elektromagnetická tlumivka s určitým indukčním odporem, zapojená do série s výbojkou (výbojkami) určitého výkonu. S vlákny lampy je do série zapojen startér, což je neonová lampa s bimetalovými elektrodami a kondenzátorem (neonová lampa a kondenzátor jsou zapojeny paralelně). Induktor generuje spouštěcí impuls (až 1 kV) díky vlastní indukci a také omezuje proud procházející lampou kvůli indukčnímu odporu. V současnosti jsou výhodami elektromagnetického předřadníku jednoduchost konstrukce, vysoká spolehlivost a životnost. Existuje mnoho nevýhod takového schématu:

Svítidla sériově vyráběná v SSSR pro dvě výbojky LB-20 ( LD-20 ) měla prostředky pro kompenzaci jak cos φ, tak stroboskopického efektu. Jedna sekce byla zapnuta přes kondenzátor s fázovým posunem. Proud v úsecích se tedy lišil asi o čtvrtinu periody síťového napětí. Díky tomu je jas jedné lampy maximální v okamžiku, kdy je jas druhé lampy nulový a naopak. Proud byl navíc fázově posunut od napětí přibližně o stejnou hodnotu (o 1/8 periody), ale s jiným znaménkem. Tím se výrazně zlepšil celkový účiník.

Startovací mechanismus lampy s elektromagnetickým předřadníkem a startérem

V klasickém spínacím obvodu s elektromagnetickým předřadníkem se k automatickému řízení procesu zapalování žárovky používá startér (startér), což je malá neonová žárovka s paralelně připojeným kondenzátorem , uzavřená v pouzdře. Jedna vnitřní elektroda startovací neonové lampy je pevná a tuhá, druhá je bimetalová , při zahřívání se ohýbá (existují také startéry se dvěma ohebnými elektrodami (symetrické)). Ve výchozím stavu jsou startovací elektrody otevřené. Startér je zapojen paralelně s lampou tak, že když jsou její elektrody uzavřeny, proud prochází spirálami lampy.

V okamžiku zapnutí je na elektrody lampy a startéru přivedeno plné napětí sítě, protože lampou neprochází žádný proud a úbytek napětí na induktoru je nulový. Cívky lampy jsou studené. Ve výbojce nedochází a nedochází k žádnému výboji, protože síťové napětí nestačí k jejímu zapálení. Ale ve startovací lampě dochází k doutnavému výboji z použitého napětí a proud prochází spirálami lampy a startovacími elektrodami. Výbojový proud je malý pro zahřátí svitků lampy, ale dostatečný pro zahřátí startovacích elektrod, což způsobí ohnutí a uzavření bimetalové elektrody tvrdou elektrodou. Protože síťové napětí se může měnit vzhledem ke jmenovité hodnotě, je zapalovací napětí ve startovací svítilně zvoleno tak, aby se výboj v ní zapálil při nejnižším síťovém napětí. Proud, omezený indukční reaktancí induktoru, protéká cívkami lampy a ohřívá je. Když uzavřené elektrody spouštěče vychladnou (v zavřeném stavu se na ně kvůli nízkému odporu neuvolňuje teplo), okruh se otevře a díky samoindukci dojde na škrticí klapce k napěťovému rázu, který stačí k zapálení výboje v lampa.

Paralelně s neonem ve startéru je zapojen malý kondenzátor , který spolu s indukčností tlumivky slouží k vytvoření rezonančního obvodu . Obvod generuje puls dostatečně dlouhý na rozsvícení lampy (bez kondenzátoru bude tento puls příliš krátký a amplituda příliš velká a energie uložená v induktoru bude využita k vybití ve startéru). V okamžiku otevření startéru jsou cívky lampy již dostatečně zahřáté a pokud napěťový ráz vznikající v důsledku vlastní indukčnosti induktoru stačí k průrazu, dojde ke vznícení výboje v lampě. Provozní napětí svítidla je vlivem úbytku napětí na tlumivce nižší než síťové napětí, proto je zhášecí napětí výboje ve startovací lampě nastaveno o něco vyšší než napětí na zářivce, takže startér opět nepracuje. Při zapalování svítilny startér někdy pracuje vícekrát za sebou, pokud se otevře v okamžiku, kdy je okamžitá hodnota škrtícího proudu nulová, nebo elektrody svítilny ještě nejsou dostatečně zahřáté. Provozem svítilny se její provozní napětí mírně zvyšuje a na konci životnosti, kdy se aktivační pasta spotřebuje na jednu ze spirálek svítilny, se na ní zvýší napětí na hodnotu větší, než je zhášecí napětí výboje v startovací lampa. To způsobí charakteristické nepřetržité blikání vadné žárovky. Když lampa zhasne, můžete vidět záři katod zahřátých proudem procházejícím startérem.

Elektronický předřadník

Elektronický předřadník (zkráceně elektronický předřadník  - Electronic Ballast) napájí výbojky proudem nikoli s napětím síťové frekvence (50-60 Hz), ale s vysokofrekvenčním napětím (25-133 kHz), v důsledku čehož je vyloučeno mrkání žárovek viditelné očima.

V závislosti na modelu může elektronický předřadník použít jednu ze dvou možností pro spouštění žárovek:

  • Studený start  – v tomto případě se kontrolka rozsvítí ihned po zapnutí. Toto schéma se nejlépe používá, pokud se lampa zapíná a vypíná zřídka, protože režim studeného startu je pro elektrody lampy škodlivější.
  • Horký start  - s předehřátím elektrod. Lampa se nerozsvítí okamžitě, ale po 0,5-1 sec, ale životnost se zvyšuje, zejména při častém zapínání a vypínání.

Spotřeba elektrické energie zářivek při použití elektronického předřadníku je obvykle o 20-25% nižší. Materiálové náklady (měď, železo) na výrobu a likvidaci jsou několikanásobně nižší. Použití centralizovaných osvětlovacích systémů s automatickým nastavením může ušetřit až 85 % elektrické energie. Existují elektronické předřadníky s možností stmívání (nastavení jasu) změnou pracovního cyklu napájecího proudu lampy.

Startovací mechanismus lampy s elektronickým předřadníkem

Na rozdíl od elektromagnetického předřadníku elektronický předřadník obvykle nevyžaduje k provozu samostatný speciální startér, protože takový předřadník je obecně schopen sám generovat potřebné napěťové sekvence. Existují různé způsoby, jak spustit zářivky. Nejčastěji elektronický předřadník zahřívá katody výbojek a přivádí na katody napětí dostatečné k zapálení výbojky, obvykle střídavé napětí a vyšší frekvenci než je síťová (čímž se zároveň eliminuje blikání výbojky, charakteristické pro elektromagnetické předřadníky). V závislosti na konstrukci předřadníku a načasování spouštěcí sekvence výbojky mohou takové předřadníky zajistit například plynulý start výbojky s postupným zvyšováním jasu na plný výkon během několika sekund nebo okamžité rozsvícení výbojky. Často se vyskytují kombinované způsoby spouštění, kdy se lampa spouští nejen díky tomu, že se zahřívají katody lampy, ale také díky tomu, že obvod, ve kterém je lampa zapojena, je oscilační obvod. Parametry oscilačního obvodu jsou zvoleny tak, že při absenci výboje v lampě dochází v okruhu k jevu elektrické rezonance , což vede k výraznému zvýšení napětí mezi katodami lampy. Zpravidla to také vede ke zvýšení topného proudu katody, protože u takového schématu spouštění jsou katodová vlákna často zapojena do série přes kondenzátor, který je součástí oscilačního obvodu. Výsledkem je, že vlivem zahřívání katod a relativně vysokého napětí mezi katodami se lampa snadno vznítí. Protože katodová vlákna mají tepelnou setrvačnost, to znamená, že se nemohou okamžitě zahřát, lampa se zapálí, když katody nejsou zahřáté, což vede ke snížení životnosti. Aby se tomu zabránilo, je paralelně s kondenzátorem zapojen pozistor - jedná se o rezistor, jehož odpor prudce narůstá, když protéká elektrický proud, což zabraňuje zapálení výboje v lampě v prvním okamžiku, tedy když katody nejsou zahřáté. Po zapálení výbojky se změní parametry oscilačního obvodu, sníží se činitel jakosti a výrazně klesne proud v obvodu, čímž se sníží zahřívání katod. Existují varianty této technologie. Například v extrémním případě nemusí předřadník vůbec zahřívat katody, místo toho přivádí na katody dostatečně vysoké napětí, což nevyhnutelně povede k téměř okamžitému zapálení lampy v důsledku průrazu plynu mezi katodami. V podstatě je tato metoda podobná technologiím používaným ke spouštění výbojek se studenou katodou (CCFL). Tato metoda je mezi radioamatéry poměrně oblíbená, protože umožňuje spouštět i lampy se spálenými katodovými vlákny, které nelze spustit běžnými metodami kvůli nemožnosti zahřátí katod. Zejména tuto metodu často používají radioamatéři k opravám kompaktních úsporných zářivek, což jsou klasické zářivky se zabudovaným elektronickým předřadníkem v kompaktním balení. Po mírné úpravě předřadníku může taková lampa i přes vyhoření žhavicích spirálek sloužit dlouhou dobu a její životnost bude omezena pouze dobou do úplného rozprášení elektrod.

Příčiny selhání

Elektrody zářivky jsou spirála z wolframového vlákna potažená pastou (aktivní hmotou) kovů alkalických zemin . Tato pasta poskytuje stabilní vybíjení. Během provozu se postupně drolí z elektrod, vyhoří a vypaří se. Zvláště intenzivně se uvolňuje při spouštění, kdy po určitou dobu nedochází k výboji po celé ploše elektrody, ale na malé ploše jejího povrchu, což vede k místním poklesům teploty. Zářivky mají tedy stále konečnou životnost (záleží především na kvalitě elektrod, rychlosti zapalování), i když je delší než u klasických žárovek, u kterých se spirálka vypařuje konstantní rychlostí. Odtud ztmavení na koncích lampy, které se zintenzivňuje blíže ke konci její životnosti. Když pasta zcela vyhoří, napětí na lampě se prudce zvýší a obvod, ve kterém lampa pracuje, nemůže poskytnout vysoké napětí pro její hoření.

Porucha výbojek s elektromagnetickým předřadníkem

Zpravidla na konci životnosti pasta zcela vyhoří na jedné ze dvou elektrod, což vede ke zvýšení napětí na lampě na hodnotu rovnou zapalovacímu napětí výboje ve startéru. To vede k tomu, že startér začne neustále pracovat - odtud známé blikání silně opotřebovaných žárovek, doprovázené zapálením žárovky, poté zhasne a elektrody se v něm zahřejí, načež se žárovka rozsvítí znovu nahoru.

Pokud selže startér (sepnutí bimetalových kontaktů nebo porucha kondenzátoru), lampa se posune podél obvodu startéru a zapálení výboje je nemožné. Fungují pouze vlákna elektrod lampy, což vede k jejich zrychlenému opotřebení, proud spotřebovaný lampou je poněkud nadhodnocen, ale není to nouzové, protože tlumivka je navržena pro tento režim provozu. V případě poruchy tlumivky (přepólový zkrat nebo narušení magnetického obvodu a v důsledku toho snížení indukčnosti) se proud v obvodu lampy výrazně zvýší, výboj zahřívá elektrody, dokud se neroztaví, což vede k okamžitému selhání lampy.

Porucha žárovek s elektronickým předřadníkem

V procesu stárnutí lampy aktivní hmota elektrod postupně vyhoří, načež se vlákna zahřejí a vyhoří. Ve vysoce kvalitních předřadnících je zajištěn obvod pro automatické vypínání spálené žárovky. U nekvalitních elektronických předřadníků taková ochrana neexistuje a po zvýšení napětí lampa zhasne a v obvodu dojde k rezonanci, což vede k výraznému zvýšení proudu a vyhoření předřadných tranzistorů.

Není také neobvyklé, že nekvalitní předřadníky (obvykle CFL s vestavěnými předřadníky) mají na výstupu kondenzátor dimenzovaný na napětí blízké provoznímu napětí nové lampy. Jak lampa stárne, napětí stoupá a dochází k průrazu v kondenzátoru, který také vyřadí předřadné tranzistory [13] .

Při poruše výbojky s elektronickým předřadníkem nedochází k blikání, jako v případě elektromagnetického předřadníku výbojka okamžitě zhasne. Příčinu poruchy můžete určit kontrolou integrity vláken žárovky pomocí jakéhokoli ohmmetru , multimetru nebo specializovaného zařízení pro testování žárovek. Pokud mají vlákna žárovky nízký odpor (asi 10 ohmů, to znamená, že nevyhořely), je důvodem selhání nízká kvalita předřadníku, pokud má jedno nebo obě vlákna vysoký (nekonečný) odpor, pak lampa vyhořela v důsledku stáří nebo přepětí. V druhém případě má smysl pokusit se vyměnit žárovku samotnou, pokud však nová žárovka také nesvítí a obvod předřadníku je napájen, pak to také ukazuje na nízkou kvalitu předřadníku (hrozí zničení nová lampa).

Péče o rtuť

Při dlouhodobém provozu lampy (přes 5000 hodin), nepříznivých podmínkách prostředí, nekvalitním fosforu a také podhodnoceném množství rtuti v lampě při výrobě může její koncentrace časem klesat až na kritické hodnoty. V tomto případě je závada "mrtvá lampa". Páry rtuti jsou vázány porézní strukturou fosforu, méně často elektrodami, při zachování těsnosti baňky.

Během několika měsíců (někdy let) se jas lampy postupně snižuje, emisní spektrum se mění. Světlo lampy získá růžový (modrý) odstín a sestavy elektrod se znatelně zahřejí. Výboj v tomto případě prochází převážně inertními plyny ( argon nebo krypton ), které jsou v malém množství přítomny ve většině zářivek. V tomto případě se zpravidla mění elektrické charakteristiky lampy: proud se výrazně zvyšuje (více než 1,5krát) a účiník obvodu klesá (více než dvakrát). V tomto režimu dochází ke zvýšené zátěži plynu nebo elektronického předřadníku, který může selhat z přetížení.

V podmínkách přehřátí elektrod se jejich emisivita postupně snižuje, což vede k vyhoření výbojky . Navíc, i když jsou elektrody neporušené, může se v důsledku změny složení látky uvnitř baňky nakonec znemožnit průchod doutnavého výboje a v důsledku toho zapálení lampy.

Fosfory a spektrum vyzařovaného světla

Mnoho lidí považuje světlo vyzařované zářivkami za drsné a nepříjemné. Barva předmětů osvětlených takovými lampami může být poněkud zkreslená. Je to způsobeno jednak nadbytkem modrých a zelených čar v emisním spektru výboje plynu ve rtuťových parách, jednak typem použitého fosforu, jednak nesprávně zvolenou lampou určenou do skladů a nebytových prostor.

Mnoho levných lamp používá halogenfosfátový fosfor s chemickým vzorcem , který vyzařuje hlavně ve žluté a modré části spektra, zatímco v červené a zelené části spektra je vyzařováno méně světla. Taková směs spektrálních složek se oku jeví jako bílá, ale při odrazu od předmětů se může spektrum měnit, což je vnímáno jako zkreslení barvy povrchu předmětů. Výhodou takových svítidel je, že mají obvykle vyšší světelnou účinnost.

Pokud vezmeme v úvahu, že v lidském oku existují tři typy barevných receptorů a vnímání spojitého spektra člověkem je pouze výsledkem zpracování informací z očních receptorů mozkem, pak pro použití umělého světla zdrojů nemá smysl usilovat o přesné znovuvytvoření spojitého slunečního spektra, stačí vytvořit stejný efekt na těchto třech barvocitlivých receptorech, což způsobí spojité sluneční spektrum. Tento princip reprodukce barev se již dlouho používá v barevné televizi a barevné fotografii. Tento přístup však nezohledňuje jiné typy účinků světelného záření na zrakový orgán a tělo [14] .

Proto dražší lampy používají takzvaný "třípásmový" a "pětipásmový" fosfor, tedy fosfor, který vyzařuje ve třech nebo pěti spektrálních rozsazích. To umožňuje dosáhnout rovnoměrnějšího rozložení intenzity záření ve viditelném spektru, což vede k přirozenější reprodukci světla. Takové lampy jsou však výrazně dražší a mají zpravidla nižší světelný výkon.

Doma si můžete spektrum lampy vyhodnotit okem pomocí CD. K tomu je třeba se podívat na odraz světla lampy od pracovní plochy disku – v difrakčním obrazci budou viditelné barevné pruhy – obraz spektrálních čar záření lampy. Pokud je lampa blízko, lze mezi lampu a disk umístit stínítko s malým otvorem nebo úzkou štěrbinou.

Speciální zářivky

Existují také speciální zářivky s různými spektrálními charakteristikami:

  • Zářivky, které vyzařují světlo, které je svým spektrem podobné slunečnímu světlu. Takové lampy se doporučují do místností s nedostatkem přirozeného denního světla, jako jsou kanceláře, banky a obchody. Díky velmi dobrému podání barev a vysoké barevné teplotě ( 6500 K ) je vhodný pro porovnávání barev a lékařskou fototerapii .
  • Lampy pro denní světlo pro rostliny a akvária se zvýšeným vyzařováním v modrém a červeném spektrálním rozsahu. Příznivě ovlivňuje fotobiologické procesy. Tyto lampy vyzařují světlo s minimálním množstvím ultrafialového záření typu A (s téměř úplnou absencí ultrafialového záření typu B a C). Obvykle se používá ve spojení se zářivkami ( 5400 K  - 6700 K ) pro zajištění přirozeného osvětlení pozadí.
  • Lampy pro mořský život v akváriích s modrým a ultrafialovým zářením . Slouží k dodání přirozené barvy korálům a obyvatelům korálových útesů . Také světlo těchto lamp způsobuje fluorescenci některých druhů akvarijních korálů , což zvyšuje dekorativní efekt. Obvykle se používá ve spojení se zářivkami ( 5400 K  - 6700 K ) pro zajištění přirozeného osvětlení pozadí.
  • Dekorativní lampy v červené, žluté, zelené, modré a karmínové barvě. Barevné zářivky jsou vhodné zejména pro dekorativní osvětlení a speciální světelné efekty. Barva lampy se získá použitím speciálního fosforu nebo barvením žárovky. Žlutá zářivka mimo jiné neobsahuje ve svém spektru ultrafialovou složku . Proto je tato lampa doporučována pro technologicky sterilní průmysly, například pro provozy na výrobu mikročipů , protože v těchto odvětvích se používají fotorezisty  - látky reagující s UV zářením , stejně jako pro obecné osvětlení bez UV záření.
  • Zářivky určené k osvětlení místností, ve kterých se chovají ptáci . Spektrum těchto lamp obsahuje blízké ultrafialové , což vám umožňuje vytvořit pro ně pohodlnější osvětlení a přiblížit ho přirozenému, protože ptáci, na rozdíl od lidí, mají čtyřsložkové vidění a vidí v blízké ultrafialové oblasti spektra.
  • Lampy určené k osvětlení masných pultů v supermarketech . Světlo těchto lamp má růžový nádech, v důsledku takového osvětlení se maso stává chutnější, což přitahuje kupující [15] .
  • Zářivky pro solária a kosmetické salony se dodávají ve třech verzích [16] :
    • Lampy s téměř čistým ultrafialovým zářením A nad 350 nm. Při ozařování v tomto rozsahu nemá normální lidská kůže prakticky žádné nebezpečí popálení ultrafialovým zářením. Při dostatečně dlouhém ozařování se vlivem přímé pigmentace kůže dostaví opalovací efekt brzy po prvním ozařování.
    • Lampy s vysokým výkonem UV A pro přímou pigmentaci a nízkým UV B pro novou pigmentaci.

Baňky těchto lamp jsou vyrobeny z křemenného skla nebo uviolového skla , které propouští paprsky v ultrafialovém rozsahu vlnových délek [17] .

    • Lampy s účinkem podobným slunečnímu záření díky významné složce ultrafialového záření typu A a harmonické složce biologicky účinného záření typu B. Po pravidelném vystavování se ozařovacím procedurám dochází v důsledku dlouhodobé pigmentace kůže k tzv. svěží a trvalé "prázdninové" opálení se tvoří s vysokým stupněm ochrany pokožky před zářením. Lampa umožňuje ozáření za účelem vytvoření efektu přirozeného opálení v co nejkratším čase a je proto doporučena pro profesionální použití. Vzhledem k minimální hodnotě ultrafialové složky typu B je riziko „spálení“ pokožky minimální.
  • Ultrafialové zářivky s "černými" skleněnými žárovkami : Různé materiály mají schopnost přeměnit neviditelné ultrafialové záření na světlo (vytvořit fluorescenční efekt ). Takové lampy jsou dlouhovlnné ultrafialové ozařovače, které využívají tohoto efektu. Proto se často používají jako zdroje záření pro jakýkoli druh výzkumu pomocí luminiscenční analýzy. Tyto výbojky se od standardních zářivek liší tím, že jejich baňka je vyrobena ze speciálního skla, které je ve viditelné oblasti prakticky neprůhledné a propouští blízké UV záření, a je potaženo speciálním fosforem, který vyzařuje v úzké spektrální oblasti cca 370 nm. Takové výbojky vyzařují prakticky pouze v dlouhovlnném ultrafialovém pásmu od 350 do 410 nm, které je pro oko téměř neviditelné a zcela neškodné (kromě emisních pásem fosforu má spektrum jasně viditelné čáry 365,0153 nm a 404,6563 nm , např. stejně jako čáry 398,3931 nm a 407,783 nm [18] [19] ). Téměř veškeré viditelné záření, stejně jako ultrafialové záření o kratších vlnových délkách, je zadrženo sklem baňky lampy, která plní i funkci světelného filtru. Oblasti použití:
    • Nauka o materiálech: Zkoumání materiálů pomocí luminiscence, například odhalování nejjemnějších trhlin v hřídeli motoru.
    • Textilní průmysl : Analýza materiálů, jako je chemické složení a typy nečistot ve vlněných materiálech. Rozpoznání neviditelných nečistot a případných skvrn po čištění
    • Potravinářský průmysl : Odhalování padělků v potravinách, kazivých míst v ovoci (zejména pomerančích), mase, rybách atd.
    • Forenzní : Odhalování padělků mezi bankovkami, šeky a dokumenty, jakož i jejich pozměňování, odstraňování krvavých skvrn, falešných obrazů, odhalování neviditelných tajných nápisů atd.
    • Pošta : Racionální vyřizování korespondence automatickými razítkovači obálek, ověřování pravosti poštovních známek
    • Tvorba světelných efektů na jevištích činoherních a hudebních divadel , kabaretů , varietních show , diskoték , barů , kaváren
    • Další aplikace : Reklama a aranžování oken, zemědělství (např. kontrola semen), mineralogie, kontrola drahých kamenů, dějiny umění…
  • Ozařovače pro sterilizaci a ozonizaci, typicky s vlnovou délkou 253,7 nm [19] . Tyto ozařovače mají díky svému krátkovlnnému UV-C záření baktericidní účinek, a proto se používají ke sterilizaci. Racionální a bezpečné používání těchto lamp je zaručeno pouze ve speciálních instalacích pro ně určených. Oblasti použití:
  • Používají se výbojky se speciálními spektrálními charakteristikami:
    • pro polymeraci plastů , lepidel, laků , barev do hloubky ne větší než 1 mm; léčba hyperbilirubinémie , léčba psoriázy ; přilákání hmyzu do pastí na hmyz.

Verze

Zářivky – nízkotlaké výbojky – dělíme na lineární a kompaktní.

Lineární lampy

Lineární zářivka  je přímá, prstencová nebo U-tvarovaná nízkotlaká rtuťová výbojka, ve které je většina světla vyzařována fluorescenčním povlakem excitovaným ultrafialovým zářením výboje. Často jsou takové lampy zcela nesprávně nazývány ve tvaru žárovky nebo trubice, taková definice je zastaralá, i když není v rozporu s GOST 6825-91, která přijala označení "trubkové".

Oboustranná přímočará zářivka je skleněná trubice, na jejíchž koncích jsou přivařeny skleněné nožky s k nim připevněnými elektrodami (spirálová topná vlákna). Na vnitřní povrch trubice je nanesena tenká vrstva krystalického prášku, fosforu. Trubice je naplněna inertním plynem nebo směsí inertních plynů (Ar, Ne, Kr) a hermeticky uzavřena. Uvnitř je zavedeno dávkované množství rtuti, které při provozu lampy přechází do stavu páry. Na koncích svítilny jsou objímky s kontaktními kolíky pro připojení svítilny k obvodu.

Lineární lampy se liší délkou a průměrem trubice.

  • Délka trubky (obvykle délka trubky je úměrná spotřebě energie):
Výkon lampy (typ.) Délka baňky se základnou G13 v mm
15 W 450
osmnáct; 20 W 600
30 W 900
36; 40 W 1200
58; 65; 72; 80 W 1500
  • Průměr trubky má následující označení:
Označení Průměr v palcích Průměr v mm
T4 4/8 12.7
T5 5/8 15.9
T8 8/8 25.4
T10 10/8 31.7
T12 12/8 38,0
  • Typ soklu G13 - vzdálenost čepů 13 mm.

Lampy tohoto typu lze často vidět v průmyslových prostorách, kancelářích , obchodech , dopravě atd.

V praxi výrobců LED svítidel a svítidel se také často vyskytuje označení svítidel typu „T8“ nebo „T10“, jakož i patice „G13“. LED svítidla lze instalovat do standardního svítidla (po drobných úpravách) pro zářivky. Princip fungování je ale jiný a kromě vnější podobnosti nemají se zářivkami nic společného. Lineární zářivky spotřebují jen asi 15 % výkonu žárovek, a to i přes to, že světelné toky z těchto dvou světelných zdrojů jsou stejné.

Kompaktní lampy

Jsou to lampy se zakřivenou trubicí. Liší se typem základny na:

  • 2D
  • G23
  • G27
  • G24
    • G24Q1
    • G24Q2
    • G24Q3
  • G53

Žárovky jsou k dispozici také pro standardní kazety E27, E14 a E40, což umožňuje jejich použití v mnoha svítidlech místo žárovek.

Zabezpečení a likvidace

Všechny zářivky obsahují rtuť (v dávkách od 1 do 70 mg), jedovatou látku 1. třídy nebezpečnosti. Tato dávka může způsobit poškození zdraví, pokud se lampa rozbije, a pokud je neustále vystavena škodlivým účinkům rtuťových par, budou se hromadit v lidském těle a způsobit poškození zdraví.

Legislativa RoHS (zkratka pro Restriction of use of Hazardous Substances) upravuje používání rtuti a dalších potenciálně nebezpečných prvků v elektrických a elektronických zařízeních. Dne 1. července 2006 vstoupila v celém Evropském společenství v platnost směrnice RoHS. Účel směrnice je jasný – omezit používání šesti hlavních nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních, a tím zajistit požadovanou úroveň ochrany lidského zdraví a životního prostředí [1]

Existuje několik společností na recyklaci lamp a právnické osoby i jednotliví podnikatelé jsou povinni předat lampy k recyklaci a vypracovat pas nebezpečného odpadu. V řadě měst jsou navíc skládky pro likvidaci toxického odpadu, které přijímají odpad od fyzických osob zdarma. V Moskvě jsou vyhořelé zářivky přijímány zdarma k dalšímu zpracování v regionálních bytových odděleních , kde jsou instalovány speciální kontejnery [20] [21] . Pokud lampy nejsou akceptovány v DEZ a REU, je nutné si stěžovat na radě nebo prefektuře. [22] V obchodních domech IKEA v sekci „Výměna nebo vrácení nákupů“ jsou k recyklaci přijímány jakékoli energeticky úsporné žárovky jakéhokoli výrobce. [23] Dne 3. září 2010 Rusko přijalo vyhlášku č. 681 „O schválení Pravidel pro nakládání s odpady z výroby a spotřeby, pokud jde o osvětlovací zařízení, elektrické lampy, nesprávný sběr, hromadění, používání, likvidaci, přepravu a umístění které mohou způsobit újmu na zdraví obyvatel, zvířatům, rostlinám a životnímu prostředí.

Vyhláška dále obsahuje doporučená opatření pro prevenci a dezinfekci prostor po vzniku mimořádných událostí s výbojkami s obsahem rtuti:

V. Pravidla pro likvidaci havarijních stavů při nakládání s odpady obsahujícími rtuť.

27. V případě poruchy výbojky (výbojek) obsahující rtuť jednotlivcem v domácím prostředí nebo při komplexní kontaminaci rtutí v organizaci musí být kontaminované prostory opuštěny lidmi a zároveň Časově musí být prostřednictvím Ministerstva Ruské federace zorganizována výzva k příslušným útvarům (specializovaným organizacím) o záležitostech civilní obrany, mimořádných situacích a likvidaci následků přírodních katastrof. 28. Po evakuaci osob by měla být přijata dostatečná opatření k vyloučení přístupu nepovolaných osob do kontaminované oblasti a případná opatření k lokalizaci hranic distribuce rtuti a jejích par. 29. V případě jednorázové destrukce výbojek obsahujících rtuť v organizaci může odstranění znečištění rtutí provést pracovníci samostatně pomocí demerkurizační sady vytvořené pro tyto účely (složení sady schvaluje vláda Ruské federace na návrh Ministerstva Ruské federace pro civilní obranu, mimořádné situace a odstraňování následků přírodních katastrof společně s Federální službou pro ekologický, technologický a jaderný dozor a Federální službou pro dohled nad ochranou práv spotřebitelů a Lidské blaho).

Poznámky

  1. Rokhlin, 1991 , str. 445.
  2. 1 2 Rokhlin, 1991 , str. 436.
  3. Rokhlin, 1991 , str. 436-438.
  4. 1 2 Rokhlin, 1991 , str. 443-445.
  5. Rokhlin, 1991 , str. 439.
  6. Rokhlin, 1991 , str. 441-442.
  7. Podle definice se elektrický výboj v plynu nazývá záře , pokud převládá sekundární emise iontů a elektronů (například v neonové lampě ), a oblouk , pokud je zapojen hlavně mechanismus termionické emise, což je pozorováno u zářivek. U studených katodových výbojek se nejprve zažehne vysokonapěťový doutnavý výboj napájecím zdrojem s klesající charakteristikou, poté se katoda zahřeje a začne převládat termionický emisní mechanismus.
  8. Raiser Yu.P. Fyzika plynového výboje. - Dolgoprudny: Nakladatelství "Intellect", 2009. - 736 s. - ISBN 978-5-91559-019-8 .
  9. GOST 6825-91 "Trubkové zářivky pro všeobecné osvětlení"
  10. MU 2.2.4.706-98 / MU OT RM 01-98 Posouzení osvětlení pracoviště
  11. TSB, 1974 .
  12. Parametry zářivek pro akvárium . Získáno 24. listopadu 2009. Archivováno z originálu 2. listopadu 2010.
  13. http://www.pavouk.org/hw/lamp/en_index.html  Archivováno 31. srpna 2009 na Wayback Machine Compact Fluorescent Lamp (CFL )
  14. Kaptsov V.A. , Deinego V.N. Evoluce umělého osvětlení: pohled hygienika / Ed. Vilk M.F., Kaptsová V.A. - Moskva: Ruská akademie věd, 2021. - S. 325-332. — 632 s. - 300 výtisků.  - ISBN 978-5-907336-44-2 . Archivováno 14. prosince 2021 na Wayback Machine
  15. Osvětlení, které prodává . Získáno 19. března 2009. Archivováno z originálu 1. března 2009.
  16. Katalog Osram: Světelné zdroje, strana 6.06
  17. Denisov V.P., Melnikov Yu.F.  Technologie a výroba elektrických světelných zdrojů - M., Energoatomizdat, 1983
  18. Gladyshev V.P., Levitskaya S.A., Filippova L.M. Tab. 18 // Analytická chemie rtuti. - S. 50.
  19. 1 2 Zaidel A. P., Prokofjev V. P., Raisky S. M. , Slity V. A., Shreider E. Ya. Tabulky spektrálních čar. - 4. vyd. - M .: Nauka, 1977.
  20. http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 Archivní kopie ze dne 12. ledna 2010 na Wayback Machine Order vlády Moskvy „O organizaci práce na sběru, přepravě a zpracování použitých zářivek “ ze dne 20. prosince 1999 č. 1010 -RZP
  21. Kompaktní zářivky (CFL) http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524 Archivováno 10. ledna 2010 na Wayback Machine
  22. Lampa dohořela - není ji kam vyhodit // KP.RU - Moskva . Získáno 17. března 2010. Archivováno z originálu 22. března 2010.
  23. IKEA | Osvětlení budoucnosti . Datum přístupu: 17. března 2010. Archivováno z originálu 9. dubna 2010.

Literatura

  • Zářivka / V. V. Fedorov. // Lombard - Mesitol. - M .  : Sovětská encyklopedie, 1974. - ( Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / šéfredaktor A. M. Prochorov  ; 1969-1978, v. 15).
  • Lampa denního světla // Kuna - Lomami. - M .  : Sovětská encyklopedie, 1973. - ( Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / šéfredaktor A. M. Prochorov  ; 1969-1978, sv. 14).
  • Rokhlin G. N. Světelné zdroje s plynovou výbojkou. - M .: Energoatomizdat, 1991. - ISBN 5-283-00548-8 .

Odkazy