9:30 PM
Источники света

Лампы накаливания. В лампе накаливания тепловым излучателем является нить накала, нагреваемая электрическим током. Для получения максимальной световой отдачи температура нити должна быть около 5 200 К. Но при этой температуре вольфрам испаряется так быстро, что срок службы лампы становится слишком малым. Испаряющийся вольфрам конденсируется на внутренней стенке колбы и уменьшает световую отдачу лампы.
 

В лампе накаливания, заполненной инертным газом (азот, аргон, криптон или их смеси), температура нити доходит до 2 800 К, средний срок службы достигает 1000 ч. Нить накала в форме одиночной или двойной спирали имеет характеристики, близкие к характеристикам абсолютно черного тела.
 

Световая отдача такой лампы с вольфрамовой нитью накала колеблется между 12 и 22 лм/Вт в зависимости от мощности лампы.
 

В вольфрамово-галогенной лампе накаливания в колбу к инертному газу добавляют небольшое количество галогенов (обычно йод). Вольфрам, испаряющийся из нити накала, соединяется с галогеном, образуя летучее вещество, предотвращающее почернение стенок колбы. Галогенированный вольфрам, попадая в область нити накала, разлагается на составные части, и металлический вольфрам осаждается на ней, восстанавливая нить, что позволяет увеличить температуру нити накала до 3 500 К и удвоить срок службы лампы до 2000 ч (светоотдача увеличивается до 20-27 лм/Вт в зависимости от мощности лампы). Галогенные лампы применяют в основном для освещения открытых пространств, в автомобильных фарах, оптических приборах, кино-, фото- и телеаппаратуре.
 

Натриевые лампы. При нормальной температуре окружающей среды натрий является твердым веществом, и, следовательно, начало разряда в натриевой лампе низкого давления обеспечивает инертный газ (в основном неон). Вначале натриевая лампа загорается неоновым светом красноватого оттенка. Через несколько минут, когда температура стенки колбы достигнет 270°С, давление паров натрия повышается и атомы натрия обеспечивают 96% излучения лампы (длина волны-589 и 589,6 нм). Световая отдача натриевых ламп очень высока - 110-160 лм/Вт (ниже-для ламп малой мощности). Поскольку излучение натриевых ламп низкого давления практически монохроматично, качество цветопередачи низкое. Средний срок службы натриевой лампы 4000 ч.
 

Натриевые лампы низкого давления применяют в основном для освещения автострад, туннелей, складов, товарных станций, а также высоких помещений, где не предъявляются требования к цветопередаче.
 

Для улучшения качества цветопередачи создана натриевая лампа высокого давления; в такой лампе спектральные линии образуют широкую полосу. Световая отдача лампы ниже, но все же сравнительно высока-приблизительно 95 лм/Вт. Цветовая температура около 2 200 К, а индекс цветопередачи около 45.
 

Ртутные лампы. Резонансные линии атома ртути соответствуют 184,7 и 253,7 нм, т.е. находятся за пределами светового диапазона. Однако существуют переходы между возбужденными уровнями второго и первого порядка, попадающие в световой диапазон (в основном на длинах волн 546,1 и 579,1 нм).
 

Световая отдача ртутной лампы высокого давления составляет 55 лм/Вт (35-40 лм/Вт у ламп небольшой мощности), но цветопередача ртутных ламп несовершенна (индекс цветопередачи составляет примерно 25).

Свет с длиной волны, превышающей 580 нм, почти полностью отсутствует, и поэтому красные предметы имеют коричневый оттенок. Для улучшения цветопередачи применяют три метода (иногда в комбинации):
 

а)    смешивание со светом лампы накаливания;
 

б)    преобразование с помощью люминофора невидимого УФ-излучения в видимое излучение в длинноволновой части спектра;
 

в)    введение других наполняющих элементов в разрядную трубку.
 

В лампе смешанного (комбинированного) света в наружную колбу монтируют вольфрамовую спираль последовательно с разрядной трубкой. Эта спираль выполняет две функции: ограничивающей ток нагрузки и источника излучения в длинноволновой части спектра. Световая отдача такой лампы приблизительно равна 20 лм/Вт. В современных лампах комбинированного света применяется также люминесценция.
 

В люминесцентных ртутных лампах высокого давления внутреннюю поверхность внешней колбы покрывают тонким слоем люминофора, который преобразует УФ-излучение, испускаемое разрядной трубкой из кварцевого стекла, в видимое излучение. Световая отдача этих ламп составляет 30-50 лм/Вт, индекс цветопередачи-45.
 

Люминесцентные лампы. В ртутной лампе высокого давления люминесценция служит для использования резонансного излучения (преимущественно 253,7 нм) для получения дополнительного света. В люминесцентной лампе излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. В данном случае резонансное излучение должно быть как можно сильнее, но следует избегать уровней возбуждения второго порядка. Отсюда и низкое давление паров ртути.

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку (не пропускающую УФ-излучение), в концы которой впаяны электроды. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором. Изменяя состав соответствующего люминофора, можно получить различные цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Однако следует иметь в виду, что хорошая цветопередача может быть достигнута за счет уменьшения световой отдачи, и наоборот. Лампы с высокой световой отдачей имеют 75 лм/Вт, а индекс цветопередачи их равен 55-75. Лампы с хорошей цветопередачей имеют световую отдачу 50 лм/Вт, а индекс цветопередачи их составляет 85-95. Существует три типа ламп с различной цветовой температурой:
 

а)    лампы с цветовой температурой около 3 000 К (теплый тон), которые нельзя использовать в комбинации с дневным светом, но их можно использовать в сочетании с лампами накаливания для освещения помещений, не предназначенных для работы;
 

б)    лампы с цветовой температурой около 4000 К (белые), пригодные для дополнения к дневному свету;
 

в)    лампы с цветовой температурой около 7000 К (дневные), обладающие хорошей цветопередачей (индекс цветопередачи 90-95), служат для замены дневного света и позволяют очень точно оценивать цвета (текстильное, лакокрасочное и графическое производства); однако для этих производств требуется высокий уровень освещенности.
 

Срок службы люминесцентных ламп достигает 5000 - 7500 ч и более в зависимости от частоты их включения.

С экономической точки зрения рекомендуется производить замену ламп, световой поток которых составляет 75% и ниже начального значения.
 

Колебания света. В источнике света, питаемом переменным током с частотой 50 Гц, синусоидальный ток проходит через ноль дважды за период. Это вызывает пульсацию светового потока. В лампах накаливания такая пульсация сглаживается тепловой инерцией нити накала. В люминесцентных лампах используют люминофоры с достаточной длительностью послесвечения, тем не менее с их пульсацией приходится считаться.
 

Пульсация светового потока газоразрядных ламп может вызывать искажение восприятия движущихся предметов (стробоскопический эффект). Если колесо, имеющее 100 спиц, делает один оборот в секунду, то за 0,01 с каждая спица занимает место предыдущей спицы, а в результате пульсации света колесо кажется неподвижным. Стробоскопический эффект может привести к ошибочной оценке ситуации и вызвать несчастный случай. В приведенном примере несчастный случай можно предотвратить, вставив тонкую металлическую пластину в одном или двух промежутках между двумя спицами.
 

В больших установках с газоразрядными лампами пульсацию можно уменьшить, применяя различные типы нагрузки или схемы включения ламп на разные фазы сети. В результате глубина пульсации светового потока на рабочей поверхности будет меньше, чем в установках с лампами накаливания, и к тому же будет происходить с более высокой частотой, которая уже не воспринимается человеческим глазом.

 

Категория: Свет искусственный | Просмотров: 148 | Добавил: laborsafety | Теги: вольфрамово-галогенная лампа, источники света, натриевые лампы, Ртутные лампы, лампы накаливания | Рейтинг: 0.0/0