Лампы ДРЛ — устройство, принцип работы и технические характеристики

Вот что означает ДРЛ:

• Д – дуговая;
• Р – ртутная;
• Л – люминесцентная (либо люминофорная).

Конструкция ДРЛ

Это одна из распространённых конструкций электрических ламп. Принцип её действия основан на явлении электрического разряда в газе, протекающем при большом давлении в колбе. Это позволяет получать источник излучения на подобии спирали в лампе накаливания. Но им является не раскалённая вольфрамовая спираль, а яркий шнур светящихся паров ртути, который словно натянут между двумя электродами.

Такой источник света появляется только при достаточно большом давлении в колбе. Это самая настоящая вольтовая

Это ртутно-кварцевая горелка. Она определила второе слово из названия.

Именно в ней появляется вольтова дуга. Электроды, между которыми она возникает, изготовлены из тугоплавкого сплава и расположены на концах трубки из кварца. Их качество и время жизни в основном и определяют ресурс лампы в целом. Горелки могут быть либо с двумя, либо с тремя — четырьмя электродами. Двухэлектродные горелки начинают свечение после подачи на электроды импульса напряжения способного пробить искровой промежуток между ними.

Это упрощает конструкцию горелки, но усложняет схему балласта (изображение слева). Недостатком двухэлектродной схемы также является зависимость от влажности окружающего воздуха. В сырую погоду пробой может происходить в цоколе лампы, и она не сможет зажечься. Также и повторный запуск лампы с двухэлектродной горелкой наиболее затянут во времени.

Переходные процессы

Дело в том, что лампы ДРЛ не могут быстро достигать своего номинального режима излучения света. Причина этого явления кроется в процессах, которые происходят в горелке после пробоя искрового промежутка. Основой излучения горелки является ртуть. А этот металл при обычных условиях окружающей среды пребывает в жидком виде и концентрация его паров при первом включении горелки близка к вакууму. А если температура воздуха, ниже нуля глубина этого вакуума увеличивается ещё больше.

Для поддержания пробиваемости искрового промежутка в широком диапазоне температур в горелку добавляется аргон. После пробоя промежутка между электродами в нем появляется свечение из-за электротока между электродами. Если течёт ток, значит, выделяется тепло. Горелка нагревается, а вместе с ней и ртуть осевшая на внутренней поверхности колбы горелки. Количество паров увеличивается, электроток, и яркость свечения тоже усиливаются.

Этот процесс длится в зависимости от начальной температуры окружающей среды и может быть дольше 5-10 минут для ламп большой мощности. Ртуть поначалу полностью испаряется, а затем её пары нагреваются. Когда давление внутри колбы горелки достигает максимального значения, определяемого силой тока вольтовой дуги, яркость света горелки стабилизируется. Параметры стабильного свечения ДРЛ определяются и горелкой и балластом.

Но если напряжение питания вдруг пропадёт на время большее, чем временные параметры ЭДС самоиндукции балласта, лампа погаснет. А поскольку давление в ней может быть около 100 килопаскаль, пробить такой искровой промежуток напряжением запуска лампы невозможно. Она должна остыть. Но перепад температуры внешней колбы происходит примерно от 400 градусов Цельсия до температуры окружающей среды. А горелка внутри неё находится в разрежённом азоте при почти идеальной термоизоляции.

Горелка в номинальном режиме разогревается до 800 – 900 градусов Цельсия. Поэтому лампа остывает довольно долго примерно, столько же сколько и запускается. А пробой нагретых паров ртути между двумя электродами невозможен. Поэтому двухэлектродная горелка остывает дольше четырёх — электродной. Это ещё один её недостаток. В четырёх – электродной горелке около каждого из основных электродов расположен один дополнительный.

Он через резистор соединён с шиной противоположного потенциала. Поэтому между основным и дополнительным электродом получается небольшой искровой промежуток, легко пробиваемый напряжением питания лампы. А схема включения четырёх – электродной лампы состоит из обычного дросселя и самой лампы:

Цветопередача и разновидности конструкции

Конденсатор, улучшающий запуск лампы, конструктивно объединяется с дросселем в одном корпусе. Схема б) применяется для местности с холодным климатом и сильными морозами в зимнее время. Однако, несмотря на яркость вольтовой дуги, она в парах ртути создаёт видимый свет неприемлемой цветопередачи с преобладанием синих оттенков.

Поэтому ультрафиолетовое излучение горелки преобразуется в видимый свет люминофором. Он наносится на внутреннюю часть колбы лампы. Люминофор и его люминесценция определили третье слово в названии лампы. Но, несмотря на люминесценцию аналогичную трубчатым и цокольным «энергосберегающим» лампам с тлеющим разрядом в парах ртути в ДРЛ невозможно получить качественный свет. Горелка светит слишком ярко, и её спектр накладывается на спектр люминофора. Да и задержки с включением и остыванием лампы делают её неприемлемой для использования в быту — максимум в гараже для наружного освещения.

Поэтому в составе аварийного освещения их использование также не приемлемо. ДРЛ лучше всего применять для освещения больших площадей особенно под открытым небом и при перепаде температур в диапазоне от – 40 до +40. Для качественной уличной подсветки применяются специализированные ДРЛ. В них балласт заменяет резистор, выполненный в виде вольфрамовой спирали. Он размещён внутри вакуумированной внешней колбы вместе с горелкой.

Совместное излучение света вольфрамовой спиралью, люминофором и горелкой обладает хорошей цветопередачей. Но такая конструкция лампы получается менее надёжной и долговечной, поскольку срок службы лампы определяет вольфрамовая спираль. Основные характеристики ДРЛ приведены на изображении ниже:

Лампы ДРЛ это недорогой и надёжный источник яркого белого света. Поэтому для них всегда найдётся место работы, где они окажутся наиболее эффективными.

Лампы ДРЛ: история, работа, маркировка

Лампы ДРЛ – люминесцентные ртутные разрядные лампы повышенного давления с исправленной цветопередачей. Не стоит заблуждаться, полагаясь на определение. Цветопередача ламп ДРЛ не слишком достойная.

История

Исторически первыми появились лампы низкого давления, где разряд происходил в парах натрия. Подразумевается не процесс изобретения, но промышленное освоение осветительных приборов. Если говорить, обобщая, коммерческий смысл использовать разрядные лампы для освещения внёс в промышленность Петер Купер Хьюит. И случилось это в 1901 году. С заполнением из ртути лампы показались создателю настолько удачными, что исследователь в новом году организовал компанию при поддержке Джорджа Вестингауза. Предприятия последнего занимались выпуском продукции.

Петер Купер Хьюит и Джордж Вестингауз

Шаг представляется логичным по простой причине, что Джордж Вестингауз вместе с Тесла вёл борьбу за внедрение переменного тока. И радовался каждому дельному изобретению, для работы которого требовался упомянутый род электричества. Натриевая лампа появилась в 1919 году, благодаря усилиям Артура Комптона. Годом позже в конструкцию внесли боросиликатное стекло. Характеризуясь малым коэффициентом температурного расширения, оно превосходно противостояло агрессивной среде паров натрия. Практическое применение ламп на улицах городов относится к началу 30-х годов (в Нидерландах – с 1 июля 1932 года).

Мощность светового потока натриевых ламп составляла 50 лм/Вт, что считалось достойным показателем. Несмотря на специфический жёлто-оранжевый цвет излучения. В СССР освоение натриевых ламп низкого давления не пошло. Ртутные сочли более приемлемыми. Вдобавок, появились натриевые лампы высокого давления. Описанные модели характеризуются некорректной цветопередачей. Сказанное касалось живых объектов и человека. Недостаток сумели частично преодолеть в 1938 году, введя в промышленное производство ртутные лампы низкого давления. Ключевые характеристики:

1. Световая отдача – 85 – 104 лм/Вт.
2. Срок службы – до 60 тыс. часов.
3. Перспективный спектр излучения.

Лампы ДРЛ появились в начале 50-х. Их эксплуатационные характеристики не дотягивают до приведённых выше (отдача 45 – 65 лм/Вт, срок службы 10 – 20 тыс. часов), но приемлемы. Лампы ДРЛ применяются для наружного и внутреннего освещения. Следующим шагом в развитии разрядных ламп стали РЛВИ (высокой интенсивности). Ключевым отличием стал повышенный КПД. В первых образцах показатель уже составлял 100 лм/Вт. Натриевые лампы высокого давления превосходят по показателям модели ДРЛ.

Люминесцентная ртутная разрядная лампа

Особенности работы разрядной лампы с исправленной цветопередачей

Яркость лампочки

Выше говорилось, что отдельные разрядные (и люминесцентные) лампы характеризуются низкой цветопередачей. Окружающий мир становится чуть искажён, что быстро утомляет психику. Дополнительный фактор – физиологическая чувствительность глаз. Она неодинакова по видимому спектру, часть людей способна видеть ауру. Но у большинства индивидов максимум восприимчивости приходится на волну 555 нм (зелёный цвет). А в сторону краёв чувствительность глаз спадает.

Потому исследователи призывают выполнять корректировку мощности ламп на физиологические особенности человека. В результате 1 Вт на длине волны 555 нм эквивалентен 10 – на 700 нм. Инфракрасное излучение не воспринимается человеком. Оценку яркости производят по световому потоку, учитывающему воздействие каждой длины волн. Единицей измерения величины стал люмен, эквивалентный мощности 1/683 Вт для длины волны 555 нм. А светоотдача (лм/Вт) показывает, какая доля мощности в лампочке становится оптическим излучением. Максимальное значение достигает 683 лм/Вт и отмечается исключительно на волне 555 нм.

Нельзя обойти вниманием и единицу освещённости – люкс. Численно равна 1 лм/кв.м. Зная световой поток, высоту установки лампы, угол её раскрыва, возможно посчитать освещённость. Параметр для помещений нормируется по ГОСТ. В свете сказанного понятно, почему лампы ДРЛ с исправленной цветопередачей ещё встречаются на рынке, несмотря на сравнительно незавидные характеристики.

Яркость ДРЛ лампы

Для оценки цветопередачи применяется локус. Это фигура, напоминающая перевёрнутую параболу, чуть заваленную на левый бок. В ней цвет показывает две координаты от 0 до 1. Чтобы лампа проявляла хорошую цветопередачу, положение её интегрального излучения стремится к центру локуса. Добавим, что повышение цветовой температуры смешает спектр от красного к фиолетовому:

• 2880 – 3200 К – тёплый жёлтый;
• 3500 К – нейтральный белый;
• 4100 К – холодный белый;
• 5500 – 7000 К – дневной свет.

В этом плане жёлто-оранжевые натриевые лампы низкого давления считаются неудачным выбором. От них химический дисбаланс в сетчатке глаза вызывает утомление. Однако помните, что решающую роль все-таки играет спектр, а не цветовая температура: любая лампочка уступает Солнцу. Поэтому в бедном спектре натриевой лампы низкого давления (две спектринки в районе жёлтого) предметы смотрятся черными, серыми или жёлтыми. Это называется некорректной цветопередачей.

Принято параметр характеризовать индексом на основе визуального сравнения освещаемых лампочкой образцов с эталоном. Значение укладывается в диапазон от 1 (худший вариант) до 100 (идеал). На практике максимум удаётся найти лампу в интервале 95 – 98. Это поможет выбрать лампу ДРЛ на прилавке (типичное значение 40 – 70).

Исправление цветопередачи

В среде ионизированного газа тлеет разряд. Весь принцип действия. Остальное сводится к условиям получения горения дуги между электродами. Условия ионизации требуют наличия повышенного напряжения, которое в дальнейшем уже не понадобится. Часто разрядные лампы требуют наличия пуско-регулирующего аппарата. Атмосфера заполнена инертным газом и небольшим количеством упругих металлических паров (ртуть, натрий, их галогенидов). В практике ламп используются преимущественно указанные виды разрядов:

Цветопередача лампы

1. Тлеющий – с малой плотностью тока при низком давлении газа или пара. Падение напряжения на катоде доходит до 400 В. Визуально видны тёмные пятна в районе катода.
2. Дуговой – с высокой плотностью тока при различном давлении. Падение напряжения на катоде сравнительно невелико (до 15 В). Столб дуги низкого давления подобен тлеющему.
3. Дуги высокой интенсивности – специфическое явление, используемое в прожекторах. К примеру, применялись для выявления воздушных объектов врага в период Второй мировой войны. Основывается на особом режиме работы угольного стержня, открытом в 1910 году Г. Беком.

Спектр ртутного разряда лежит в ультрафиолетовой области на 40%. Люминофор преобразует эту область в красное свечение, одновременно большая часть фиолетовой и синей части свободно проходит. Качество исправление спектра определяется красным отношением (растёт при повышении толщины слоя, как и цена, нужные параметры определяют экспериментально из-за сложности расчёта). Ртутная горелка из кварцевого стекла (не выделяет в процессе работы газообразных веществ), а внешняя колба, изнутри покрытая люминофором – из обычного, но тугоплавкого. Цоколь эдисоновский. В качестве люминофора применяют активированный европием фосфат-ванадат иттрия. Материалобнаруживает спектр свечения из четырёх красных полос: 535, 590, 618 (max), 650 нм. Оптимальный режим работы достигается при температуре от 250 до 300 градусов (время выхода порядка четверти часа).

Перед нанесением люминофор размалывают и прокаливают. Фосфат-ванадат иттрия выбран неспроста, отлично выдерживает обработку. Немалая стоимость нередко компенсирована совместным применением с другими материалами. К примеру, ортофосфат стронция-цинка. Они лучше поглощают длину волны 365 нм, удаётся добиться приемлемых характеристик (учитывая специфику применения в сфере промышленного освещения при высоте установки от 3 до 5 метров).

Известны случаи применения активированного четырёхвалентным марганцем фторогерманата магния. Световая отдача и красное отношение (6-8%) при этом чуть снижаются. Оптимальный температурный режим устанавливается в районе 300 градусов Цельсия. При дальнейшем нагреве действенность устройства падает. Материала по всем показателям, кроме цены, уступает фосфат-ванадату иттрия: поглощает часть фиолетово-синей области спектра, обнаруживает спектр свечения в дальней красной области (где глаз показывает малую чувствительность), при обработке теряет яркость.

В конструкции обычно предусмотрены один или два зажигающих электрода, расстояние от которых до катода сравнительно небольшое. Так что внешний пускорегулирующий аппарат не требуется. В сочетании со стандартным цоколем получается удобная замена лампочкам накала при увеличенном КПД. Колба в процессе работы сильно греется из-за интенсивного поглощения люминофором излучения. Расчёт геометрической формы ведётся, исходя из этого параметра. С одной стороны требуется, чтобы излучение горелки упало на люминофор, с другой – температура в рабочем режиме не должна превысить оптимальной (см. выше).

Колбу наполняют чаще аргоном. Он дешёвый и вносит малый тепловые потери. Подмешивают 10-15% азота для увеличения напряжения пробоя. Общее давление приблизительно равняется атмосферному. Недопустимо попадание внутрь кислорода (разрушает металлические детали) или водорода (повышает напряжение розжига дуги).  Положение горения допускается любое, но горизонтальное не поощряется. Дуга чуть изгибается, кварцевое стекло пребывает в невыгодном температурном режиме. Температура среды влияет на напряжение пробоя. Зимой разжечь дугу сложнее, ртуть оседает, и процесс идёт в среде практически чистого аргона (по этой причине пусковые устройства иногда приходится применять).

У ламп ДРЛ сравнительно сильно греется цоколь. Температура способна переваливать за точку кипения воды. Это требуется учитывать, подбирая патрон и люстру (фонарь) под установку лампы. В пору вспомнить советы авторов патента на первые галогенные лампы. Температура горелки сравнительно невысокая, но легко расплавит алюминий.

Маркировка

В отечественной практике цифра, идущая после ДРЛ, означает потребляемую мощность в Вт. Затем следует красное отношение: отношение красного потока (от 600 до 780 нм) к общему – выражается в процентах. Через дефис ставится номер разработки. Красное отношение характеризует цветопередачу, хорошими значениями считаются выше десяти.

По международному стандарту IEC 1231 применяется система ILCOS. Это конкуренты немецкой маркировки LBS и общеевропейской ZVEI. На рынке царит полный разброд. Согласно ILCOS:

1. QE обозначает эллипсоидную форму колбы.
2. QR обозначает колбу с внутренним отражающим слоем, грибовидную.
3. QG обозначает сферическую колбу.
4. QB обозначает изделия с встроенным балластом.
5. QBR обозначает изделия с встроенным балластом и отражающим слоем.

У Philips свой взгляд на вещи, а в General Electric не хотят слышать про то и другое. Собственно, лучше ориентироваться на справочники, либо читать информацию на упаковке. Помните, что цоколь бывает стандартным и других размеров. Доля производства ламп ДРЛ непрерывно снижается, поэтому нет смысла изучать сложные обозначения слишком подробно. А учитывая выход на рынок светодиодов, для дома и дачи лучше подыскать нечто современное и постоянно развивающееся. Что касается КПД, спор решится явно не в пользу разрядных ламп, хотя какое-то время они успешно осаждали нить накала.

ДРЛ — это… Что такое ДРЛ?

Видимый спектр ртутной газоразрядной лампы

Ртутные газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах ртути для получения света. Дают свечение белого цвета, кроме того интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Ртутные газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, однако в настоящее время они постепенно заменяются на более эффективные натриевые газоразрядные лампы

Виды

Дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ)

Лампа ДРЛ250 на самодельном испытательном стенде

Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ.

Устройство

Устройство лампы ДРЛ

Устройство лампы ДРЛ

Лампа ДРЛ (смотри рисунок справа) имеет следующее строение: стеклянный баллон 1, снабжённый резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и подключенные к катоду противоположной полярности через добавочный угольный резистор 6. Дополнительные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу более стабильной.

В последнее время лампы ДРЛ изготовляют трехэлектродные, с одним пусковым электродом и резистором.

Розжиг лампы ДРЛ400 в домашних условиях

Принцип действия

В горелке из прочного тугоплавкого химически стойкого прозрачного материала в присутствии газов и паров металлов возникает свечение разряда — электролюминесценция.

При подаче напряжения на лампу между близко расположенными главным катодом и дополнительным электродом обратной полярности на обоих концах горелки начинается ионизация газа. Когда степень ионизации газа достигает определённого значения, разряд переходит на промежуток между главными катодами, так как они включены в цепь тока без добавочных сопротивлений, и поэтому напряжение между ними выше. Стабилизация параметров наступает через 10-15 минут после включения(в зависимости от температуры окружающей среды- чем холоднее тем дольше будет разгораться лампа).

Электрический разряд в газе создаёт видимое белое без красной и голубой составляющих спектра и невидимое ультрафиолетовое излучение, вызывающее красноватое свечение люминофора. Эти свечения суммируются, в результате получается яркий свет, близкий к белому.

При изменении напряжения сети на 10-15 % в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30 %. При напряжении менее 80 % сетевого лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Ввиду особенности, лампа ДРЛ после выключения должна остыть перед следующим включением.

Традиционные области применения ламп ДРЛ

Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Аббревиатура «ДРИ» расшифровывается, как «дуговая ртутная с излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)». Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия, благодаря чему значительно увеличивается световая отдача (она составляет примерно 70 — 95 люмен/Вт и выше) при достаточно хорошей цветности излучения. Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы. Внутри колбы размещается кварцевая или керамическая цилиндрическая горелка, где происходит разряд в парах металлов и их йодидов. Срок службы — до 8-10 тыс. часов.

В современных лампах ДРИ используются в основном керамические горелки, обладающие большей стойкостью к реакциям с их функциональным веществом, благодаря чему со временем горелки затемняются гораздо меньше кварцевых. Однако последние тоже не снимают с производства из-за их относительной дешевизны.

Ещё одно отличие современных ДРИ — шаровидная форма горелки, позволяющая снизить спад светоотдачи, стабилизировать ряд параметров и увеличить яркость «точечного» источника. Различают два основных исполнения данных ламп: с цоколями Е27, Е40 и софитное — с цоколями типа Rx7S и подобными им.

Для зажигания ламп ДРИ необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения. В «традиционных» схемах включения данных паросветных ламп, помимо индуктивного балластного дросселя, используют импульсное зажигающее устройство — ИЗУ.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зелёного и тп) Благодая этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки. Лампы ДРИ-12 (с зеленоватым оттенком) используют на рыболовецких судах для привлечения планктона.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы с зеркальным слоем (ДРИЗ)

Представляет собой обычную лампу ДРИ, часть колбы которой изнутри частично покрыта зеркальным отражающим слоем, благодаря чему такая лампа создает направленный поток света. По сравнению с применением обычной лампы ДРИ и зеркального прожектора, уменьшаются потери за счет уменьшения переотражений и прохождений света через колбу лампы.

Ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ)

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления (ПРК, ДРТ)

Wikimedia Foundation. 2010.

Ртутные лампы ДРЛ: обзор, технические характеристики, применение

Лампы ДРЛ в последнее время набрали серьезную популярность за счет отличной светоотдачи и энергосберегающих свойств. Однако чаще всего лампы такого типа используются во время освещения технических и производственных помещений, ведь никакого смысла применять их в быту нет. Для домашнего использования существуют более безопасные и дешевые светодиодные лампы, которые мы и рекомендуем использовать. А в этой статье поговорим про технические характеристики ртутных ламп ДРЛ и поговорим о них подробнее.

Лампы ДРЛ подробная расшифровка

На самом деле расшифровываются лампы ДРЛ довольно просто:

1. Д – означает, что осветительные приборы дуговые.
2. Р – ртуть. Поэтому такие лампы использовать во время домашнего использования не рекомендуется. Ведь если они случайно разобьются, то вред для здоровья всех людей может быть слишком большой.
3. Л – люминесцентные.

Как вы могли заметить, расшифровка данных ламп довольно простая. А теперь вспомним про основные модификации ДРЛ. Сейчас самыми популярными считаются лампы следующих номиналов:

1. 125.
2. 250.
3. 400.
4. 500.
5. 700.
6. 1000.

Обозначаются модификации следующим образом «ДРЛ» + «число», которое указано выше. Обратите внимание, что цифра – это мощность лампы в Ваттах, поэтому во время выбора основное внимание обращайте именно на второй показатель, он является основным.

А вот так выглядит конструкция ламп ДРЛ. 

Технические характеристики лампы ДРЛ

Останавливаться на каждой модификации мы не будем, так как можно просто посмотреть в таблицу, которую вы найдете ниже. Мы вспомним только основные технические характеристики, которые могут вам пригодиться:

1. Цоколь Е27, поэтому лампы подходят для установки в стандартные патроны. Есть модифицированные цоколи, они отображаются одной буквой «Е».
2. Срок службы лампы от 12 до 20 тысяч часов. Такой показатель можно назвать отличным, плюс лампы зарекомендовали себя как надежные.
3. Светоотдача от 47 до 59 люмен/Ватт, здесь все зависит только от модификации.
4. Излучают лампы белый цвет. Для технических помещений он является оптимальным.
5. Цветовая температура лампы ДРЛ: 3800-4200 К.
6. Осветительные приборы такого типа могут работать при напряжении от 95 до 200 Вольт.

Обратите внимание! Данные осветительные приборы обладают серьезным преимуществом, ведь они могут работать даже при температуре -25 и ниже. Поэтому вы можете сделать свет в сарае или не отапливаемом гараже, не боясь, что они выйдут из строя.

Для более подробного ознакомления рекомендуем посмотреть еще другие технические характеристики, которые представлены в таблице.

Вот мы с вами и разобрали параметры и основные характеристики представленных ламп. Надеемся, что наш обзор позволит вам принять правильное решение во время выбора. Однако мы не рекомендуем использовать из дома – помните об этом, уж слишком они опасны.

Также читайте: как увеличить яркость светодиодной лампы.

разновидности и принцип действия + особенности работы

Вы хотите приобрести газоразрядные лампы, чтобы создать в помещении особую атмосферу? Или ищите лампочки для стимуляции роста растений в теплице? Оснащение экономичными источниками света не только сделает более выигрышным интерьер и поможет в растениеводстве, но и позволит экономить электроэнергию. Ведь верно?

Мы поможем вам разобраться с ассортиментом осветительных приборов газоразрядного типа. В статье рассмотрены их особенности, характеристики и сфера применения лампочек высокого и низкого давления. Подобраны иллюстрации и видеоролики, которые помогут найти оптимальный вариант энергосберегающих ламп.

Содержание статьи:

Устройство и характеристики разрядных ламп

Все основные детали лампы заключены в стеклянную колбу. Здесь происходит разряд электрических частиц. Внутри могут находиться как пары натрия или ртути, так и какой-либо из инертных газов.

В качестве газового наполнения применяют такие варианты, как аргон, ксенон, неон, криптон. Более популярны изделия, наполненные парообразной ртутью.

Основные узлы газоразрядной лампы это: конденсатор (1), стабилизатор тока (2), транзисторы переключающие (3), устройство подавления помех (4), транзистор (5)

Конденсатор отвечает за работу без мигания. Транзистор владеет положительным температурным коэффициентом, который обеспечивает мгновенный запуск ГРЛ без мерцания. Работа внутренней конструкции начинается после того, как в газоразрядной трубке пройдет генерация электрического поля.

В процессе в газе появляются свободные электроны. Соударяясь с атомами металла, они его ионизируют. При переходе отдельных из них, появляется избыточная энергия, порождающая источники свечения — фотоны. Электрод, являющийся источником свечения, находится в центре ГРЛ. Всю систему объединяет цоколь.

Лампа может излучать разные световые оттенки, которые может видеть человек — от ультрафиолетовых до инфракрасных. Чтобы это стало возможным, внутреннюю часть колбы покрывают люминесцентным раствором.

Сферы применения ГРЛ

Газоразрядные лампы востребованы в самых разных областях. Наиболее часто их можно встретить на городских улицах, в производственных цехах, магазинах, офисах, вокзалах, больших торговых центрах. Применяют их и для подсвечивания щитов с рекламой, фасадов зданий.

ГРЛ используют и в фарах автомобилей. Наиболее часто это лампы, отличающиеся высокой светоотдачей — . Некоторые автомобильные фары наполняют металлогалоидными солями, ксеноном.

Первые газоразрядные осветительные приборы для транспортных средств имели обозначение D1R, D1S. Следующие — D2R и D2S, где S указывает на прожекторную оптическую схему, а R — рефлекторную. Применяют лампочки ГР и при фотосъемках.

На фото импульсные ГРЛ, применяемые при фотосъемках: ИФК120 (а), ИКС10 (б), ИФК2000 (в), ИФК500 (г), ИСШ15 (д), ИФП4000 (г)

В процессе фотографирования эти лампы позволяют держать под контролем световой поток. Они компактные, яркие и экономичные. Отрицательным моментом является неумение визуально управлять светотенями, которые образует сам источник света.

В сельскохозяйственной сфере ГРЛ используют для облучения животных, растений, для стерилизации и обеззараживания продуктов. Для этой цели лампы должны иметь длину волн соответствующего диапазона.

Концентрация мощности излучения в этом случае также имеет большое значение. По этой причине наиболее подходящими являются изделия мощные.

Виды газоразрядных ламп

Делят ГРЛ на виды по типу свечения, такому параметру, как давление, применительно к цели использования. Все они образуют конкретный световой поток. Исходя из этого признака, они подразделяются на:

• ;
• газосветные разновидности;
• .

В первых из них источником света являются атомы, молекулы или их комбинации, возбуждаемые разрядом в газовой среде.

Во вторых – люминофоры, газовый разряд активизирует покрывающий колбу фотолюминесцентный слой, в итоге осветительный прибор начинает источать свет. Лампы третьего вида функционируют за счет свечения электродов, раскаленные от газового разряда.

Ксеноновые лампы, предназначенные для автомобильных фар, по светоотдаче и яркости превышают галогенные аналоги более чем в два раза

В зависимости от наполнения делят на ртутные, натриевые, ксеноновые, и другие. Исходя из давления внутри колбы происходит их дальнейшее разделение.

Начиная от значения давления от 3х10⁴ и до 10⁶ Па их относят к лампам высокого давления. В категории низкого приборы попадают при величине параметра от 0,15 до 10⁴ Па. Больше чем 10⁶ Па — сверхвысокого.

Вид #1 — лампы высокого давления

Отличаются РЛВД тем, что содержимое колбы подвержено высокому давлению. Для них характерно наличие значительного светового потока в сочетании с небольшими энергозатратами. Обычно это ртутные образцы, поэтому их наиболее часто применяют для уличного освещения.

Такие разрядные лампы обладают солидной светоотдачей и эффективной работой в условиях плохой погоды, но низкие температуры они переносят плохо.

Есть несколько базовых категорий ламп высокого давления: ДРТ и ДРЛ (ртутные дуговые), ДРИ — такие же, как и ДРЛ, но с йодидами и ряд модификаций, созданных на их основе. В этот же ряд входят также дуговые натриевые (ДНаТ) и ДКсТ — дуговые ксеноновые.

Первая разработка — модель ДРТ. В маркировке Д обозначает дуговая, символ Р — ртутная, на то, что эта модель трубчатая, указывает буква Т в маркировке. Визуально это прямая трубка, изготовленная из кварцевого стекла. С двух ее сторон — вольфрамовые электроды. Используют ее в облучательных установках. Внутри — немного ртути и аргона.

По краям лампы ДРТ есть хомутики с держателями. Объединяет их металлическая полоска, предназначенная для более легкого зажигания лампы

Подсоединение лампы в сеть выполняют последовательно с с использованием резонансной схемы. Световой поток лампы ДРТ состоит на 18% из ультрафиолетового излучения и на 15% — из инфракрасного. Такой же процент составляет видимый свет. Остальное — потери (52%). Основное применение — как надежный источник ультрафиолетового излучения.

Для освещения мест, где качество цветоотдачи не очень важно, применяют осветительные устройства ДРЛ (дуговые ртутные). Здесь практически нет ультрафиолетового излучения. Инфракрасное составляет 14%, видимое — 17%. На тепловые потери приходится 69%.

Особенности конструкции ламп ДРЛ позволяют зажигать их от 220 В без применения высоковольтного импульсного поджигающего устройства. Из-за того, что в схеме есть дроссель и конденсатор, колебания светового потока уменьшаются, коэффициент мощности возрастает.

Когда лампа подключена последовательно с дросселем, происходит тлеющий разряд между дополнительными электродами и основными соседними. Разрядный промежуток ионизируется в результате появляется разряд между главными вольфрамовыми электродами. Работа поджигающих электродов прекращается.

В состав лампы ДРЛ входит: колба (1), электроды главные (2), вспомогательные электроды (3), резисторы (4), горелка (кварцевая трубка) (5), цоколь (6)

Горелки ДРЛ в основном имеют четыре электрода — два рабочих, два поджигающих. Внутренность их наполнена инертными газами с добавкой в их смесь определенного количества ртути.

Металлогалогенные лампы ДРИ также относятся к разряду приборов высокого давления. Их цветовой КПД и качество цветопередачи выше, чем у предыдущих. На вид спектра излучения влияет состав добавок. Форма колбы, отсутствие дополнительных электродов и люминофорного покрытия — главные отличия ламп ДРИ от ДРЛ.

Схема, по которой включают ДРЛ в сеть, содержит ИЗУ — импульсное зажигающее устройство. В трубках ламп присутствуют составляющие, входящие в галогенную группу. Они повышают качество спектра видимого излучения.

Инертный газ в колбе МГЛ служит буфером. По этой причине электрический ток проходит через горелку даже тогда, когда она имеет небольшую температуру

По мере прогревания как ртуть, так и добавки испаряются, изменяя тем самым сопротивление лампы, световой поток, излучающий спектр. На основе приборов этого типа созданы ДРИЗ и ДРИШ. Первую из ламп используют в запыленных влажных помещениях, а также в сухих. Второй — освещают цветные телевизионные съемки.

Наиболее эффективными являются лампы ДНаТ— натриевые . Связано это с длиной излучаемых волн — 589 – 589,5 нм. Приборы натриевые высокого давления функционируют при величине этого параметра около 10 кПа.

Для разрядных трубок таких ламп применяется специальный материал — светопропускающая керамика. Силикатное стекло для этой цели непригодно, т.к. пары натрия очень опасны для него. Рабочие пары натрия, вводимого в колбу, обладают давлением от 4 до 14 кПа. Для них характерны небольшие потенциалы ионизации и возбуждения.

Электрические характеристики натриевых ламп зависимы от напряжения сети, продолжительности эксплуатации. Для продолжительного горения необходима пускорегулирующая аппаратура

Чтобы возместить потери натрия, неизбежно возникающие в процессе горения, необходим некоторый его избыток. Это порождает пропорциональную зависимость показателей давления ртути, натрия и температуры холодной точки. В последней происходит конденсация излишка амальгамы.

Когда лампа горит, на ее торцах оседают продукты испарения, что приводит к потемнению концов колбы. Процесс сопровождается изменением в сторону роста температуры катода, повышением давления натрия и ртути. В результате увеличивается потенциал и напряжение лампы. При монтаже ламп натриевых балласты от ДРЛ и ДРИ непригодны.

Вид #2 — лампы низкого давления

Во внутренней полости таких приборов находится газ под давлением более низким, чем внешнее. Разделяют их на ЛЛ и КЛЛ и применяют не только для освещения торговых точек, но и для домашнего обустройства. Люминесцентные лампы в этом ряду — наиболее популярны.

Преобразование энергии электричества в световую происходит в два этапа. Ток между электродами провоцирует излучение в ртутных парах. Основным составляющим лучистой энергии, появляющейся при этом, является коротковолновое УФ излучение. Видимый свет составляет близко 2%. Далее излучение дуги в люминофоре трансформируется в световое.

Маркировка люминесцентных ламп содержит как буквы, так и цифры. Первый символ — это характеристика спектра излучения и конструктивные признаки, второй — мощность в ваттах.

Расшифровка букв:

• ЛД — люминесцентная дневного света;
• ЛБ — белого света;
• ЛХБ — так же белого, но холодного;
• ЛТБС — теплого белого.

У некоторых приборов освещения спектральный состав излучения улучшен с целью получения более совершенной светопередачи. В их маркировке присутствует символ «Ц». Люминесцентные лампы снабжают помещения равномерным, мягким светом.

Преимущество ЛЛ ламп заключается в том, что они для создания одинакового с ЛН светового потока требуют мощности в несколько раз меньшей. Больший у них и срок эксплуатации, а спектр излучения намного благоприятнее

Поверхность излучения ЛЛ довольно большая, поэтому сложно управлять пространственным рассредоточением света. В нестандартных условиях, в частности, при большой запыленности, применяют лампы рефлекторные. В этом случае внутреннюю площадь колбы не полностью закрывает диффузный отражающий слой, а только на две третьих ее.

Люминофором покрывают 100% внутренней поверхности. Часть колбы, не имеющая рефлекторного покрытия, пропускает световой поток намного больший, чем такая же по объему трубка обычной лампы — около 75%. Распознать такие лампы можно по маркировке — в нее включена буква «Р».

В отдельных случаях основной характеристикой ЛЛ выступает Тц. Приравнивают ее к температуре черного тела, выдающего ту же цветность. По очертаниям ЛЛ бывают линейными, U-образными, в форме символа W, кольцевыми. В обозначение таких ламп входит соответствующая буква.

Наиболее популярны приборы, имеющие мощность 15 – 80 Вт. При светоотдаче 45 – 80 лм/Вт горение ЛЛ длится минимум 10 000 часов. На качество работы ЛЛ очень влияет окружающая среда. Рабочей для них считается наружная температура от 18 до 25⁰.

При отклонениях уменьшается как световой поток, так и эффективность светоотдачи, и напряжение зажигания. При низкой температуре шанс на зажигание приближается к нулю.

Пускорегулирующий аппарат КЛЛ намного компактней, чем у люминесцентной лампы. С помощью ЭПРА свечение стало более ровным, а гудение исчезло

К лампам низкого давления принадлежат и люминесцентные компактные — КЛЛ.

Устройство их аналогично обычным ЛЛ:

1. Проходит высокое напряжение между электродами.
2. Воспламеняются пары ртути.
3. Возникает ультрафиолетовое свечение.

Люминофор внутри трубки делает ультрафиолетовые лучи невидимыми для человеческого зрения. Доступным становится только видимое свечение. Компактное исполнение прибора стало возможным после изменения состава люминофора. КЛЛ, как и обычные ЛН, имеют разную мощность, но показатели первых значительно ниже.

Данные о мощности КЛЛ заложены в маркировку светового прибора. Там же есть сведения о виде цоколя, цветовой температуре, виде ЭПРА (встроенный или внешний), индексе цветопередачи

Измерение цветовой температуры происходит в кельвинах. Значение 2700 – 3300 К указывает на цвет теплый желтого оттенка. 4200 – 5400 — белый обычный, 6000 – 6500 — белый холодный с синевой, 25000 — сиреневый. Регулировку цветности осуществляют путем изменения составляющих люминофора.

Индекс цветопередачи дает характеристику такому параметру, как идентичность естественности цвета со стандартом, приближенным по максимуму к солнечному. Абсолютно черный — 0 Rа, наибольшая величина — 100 Rа. Осветительные приборы КЛЛ входят в диапазон от 60 до 98 Rа.

Лампы натриевые, относящиеся к группе низкого давления, обладают высокой температурой максимально холодной точки — 470 К. Более низкая не сможет способствовать сохранению требуемого уровня концентрации паров натрия.

К своему пику резонансное излучение натрия подходит при температуре 540 – 560 К. Эта величина соизмерима с давлением испарений натрия 0,5 – 1,2 Па. Светоотдача ламп этой категории самая высокая по сравнению с другими осветительными приборами общего применения.

Положительные и отрицательные стороны ГРЛ

Встречаются ГРЛ как в профессиональной аппаратуре, так и в приборах, предназначенных для научных исследований.

Как главные преимущества осветительных приборов этого вида обычно называют такие их характеристики:

• Уровень светоотдачи высокий. Этот показатель не очень снижает даже толстое стекло.
• Практичность, выражающаяся в долговечности, что позволяет применять их для уличного освещения.
• Устойчивость в сложных климатических условиях. До первого понижения температуры их используют с применением обычных плафонов, а зимой — со специальными фонарями и фарами.
• Доступная стоимость.

Минусов у этих ламп не очень много. Неприятной особенностью является довольно высокий уровень пульсирования светового потока. Вторым веским недостатком является сложность включения. Для устойчивого горения и нормальной работы им просто необходим балласт, ограничивающий напряжение для необходимых приборам пределов.

Третий минус заключается в зависимости параметров горения от достигаемой температуры, которая опосредованно влияет на давление рабочего пара в колбе.

Поэтому большинство газоразрядных приборов набирает стандартные характеристики горения спустя некоторый временной период после включения. Излучающий спектр у них ограничен, поэтому цветопередача как у ламп высокого напряжения, так и низкого неидеальна.

В таблице представлены основные сведения о самых популярных лампах ДРЛ (дуговых ртутных люминесцентных) и осветительном приборе натриевом. ДРЛ с четырьмя электродами имеет большую светоотдачу, чем с двумя

Работа приборов возможна только в условиях переменного тока. Активируют их при помощи балластного дросселя. Для разогрева необходимо какое-то время. Из-за содержания ртутных паров, они не совсем безопасны.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Сведения о ГЛ. Что это такое, принцип работы, плюсы и минусы в следующем видеоролике:

Видео #2. Популярно о люминесцентных лампах:

Несмотря на появление все более совершенных осветительных приборов, газоразрядные лампы не теряют своей актуальности. В некоторых сферах они просто незаменимы. Со временем ГРЛ обязательно найдут новые области применения.

Расскажите о том, как выбирали газоразрядную лампочку для установки в дачный уличный или домашний светильник. Поделитесь тем, что лично для вас стало решающим фактором приобретения. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы и размещайте фото по теме статьи.

Лампа ДРИ — технические характеристики и особенности применения

На сегодняшний день рынок осветительных приборов намного увеличился. Новейшие лампы просто поражают воображение. Разработчики отлично справляются со своей задачей и готовы предложить нам мощные световые источники, которые способны бесперебойно работать даже при большом температурном колебании, охватывают большие территории и могут выполнить одновременно несколько функций.

Среди таких новинок особое место занимает лампа ДРИ. Аббревиатура этого устройства имеет следующую расшифровку: «дуговая ртутная с излучающими добавками». Они получили широкое применение как на большой промышленной территории, так и в торговом или выставочном залах.

Конструктивные особенности

Вне зависимости от мощности газоразрядных ламп строение их идентично. Конструкция лампы включает колбу из стекла, которая покрывается люминофором. Последняя в свою очередь наполнена ртутными или инертными газовыми парами, куда добавляется галогенид металла.

Для наполнения таких ламп применяются разнообразные смеси йодидов, среди которых тулий, цезий, гольмий и натрий. Они оказываются в колбе в виде галогеновых солей. Если верно подобрать сочетание данных компонентов, то получится выровнять спектр излучения, отвечающий повышенным требованиям цветопередачи. При включении осветительного прибора протекают следующие процессы:

• при постоянном перемещении йодид оказывается в зоне повышенной температуры и начинает разлагаться на металл и йод;
• последние оказываются благодаря диффузионному процессу в зоне пониженных температур, где снова соединяются;
• подобные превращения протекают обычно при нагревании при высокой температуре дуги на оси заряда и быстром охлаждении около стенок лампы;
• лишь йодиды не способны отвечать за все нужные условия, по этой причине приняли решение использовать ртуть. А для моментального зажигания применяют аргон.

Характеристики ламп ДРИ

Как и любая лампа, ДРИ имеет свой диапазон мощности. Минимальной характеристикой является 250 Вт, а максимальной – около 3 500 Вт. Кроме того, стоит обратить внимание на напряжение. Многое можно уточнить, выяснив показатели тока, образуемого в лампе. Есть еще пара характеристик:

• цветовой код либо температура;
• индекс цветопередачи;
• поток света;
• световая отдача.

Для любого вида лампы ДРИ существуют собственные характеристики, которые указываются на упаковке компании.

Достоинства

Как утверждают производители таких осветительных приборов, они отличаются:

1. безопасностью в применении в течение всего периода эксплуатации техники;
2. скромными затратами на эксплуатацию;
3. повышенным световым потоком;
4. разнообразными показателями коэффициента цветопередачи.

Необходимо добавить, что лампа ДРИ имеет и недостатки. Некоторые модели невозможно подключить, если вы недавно их выключили. Стоимость таких приборов очень высокая. Однако такая высокая стоимость может окупиться экономичностью в применении и безупречными качественными свойствами.

Конструктивные особенности ламп ДРИ требуют присутствия особой горелки. Если в прежние времена единственным вариантом была кварцевая горелка, которая через какой-то промежуток времени работы начинала затемняться, когда вступала в реакцию с любым рабочим веществом, на сегодняшний день большая часть таких осветительных приборов производится с керамической горелкой, которая более устойчива к износам. Еще одно преимущество ртутной газоразрядной металлогалогенной лампы – шарообразный внешний вид горелки, препятствующий снижению светоотдачи.

Повышенная светоотдача является важнейшим преимуществом таких приборов. Этот показатель в среднем достигает 85 лм/Вт, но можно встретить осветительные приборы с более высокими характеристиками.

Привлекательный внешний вид газоразрядных ламп продиктован и их повышенной мощностью, которая обычно достигает 3 500 Вт, но подобные осветительные приборы нуждаются в особых условиях, к примеру, напряжение в сети должно быть около 380 В.

Для многих людей подобные лампы являются оптимальным решением, принимая во внимание мощность и светоотдачу устройства, которая достигает 250 лм/Вт. Они излучают достаточно света, что позволяет освещать большие площади, к тому же можно добиться экономии электричества. Кроме того, может отпасть потребность в иных осветительных приборах, так как газоразрядный осветительный прибор может заменить пару светильников накаливания.

Высокий период эксплуатации – очень спорное преимущество. Он достигает около 9 000 часов, в сравнении с лампами накаливания это большой показатель. Импортная лампа прослужит в течение примерно 18 000 часов, но у тех же КЛЛ данные мало чем могут отличаться, а светодиодные лампы и вообще способны прослужить примерно 100 000 часов.

Кроме того, стоит упомянуть о высокой цветопередаче, постоянном световом излучении в течение всего периода эксплуатации прибора и иных преимуществах.

Особенности подключения

Лампы ДРИ нуждаются для питания от электрической сети в подключении с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА). По этой причине их схема подключения может отличаться от осветительных приборов ДРЛ. Последние в своей конструкции имеют поджигающие электроды в ИЗУ, поэтому необходимость в использовании таких приборов отпадает.

В качестве ПРА многие металлогалогенные лампы допускают применение серийного дросселя для ламп ДРЛ. Но прогревание «металлогалогенки» может отличаться от подключения иных газоразрядных осветительных приборов, по этой причине применение не очень-то подходящего ПРА может стать причиной износа электрода за очень короткий срок, что способно намного снизить время использования осветительного прибора. Имеются в продаже ПРА, которые представляют собой повышающий автотрансформатор.

Область применения

Область их использования:

1. освещение парковых территорий, транспортных дорог и иных открытых мест;
2. подсветка архитектурных памятников и сооружений;
3. освещение любого выставочного или торгового зала;
4. особое освещение спортивных площадок, и так далее.

К тому же:

• цветная металлогалогеновая лампа с зеленым, синим или иным цветом свечения активным образом используется для декоративной подсветки огромных площадок;
• лампы, у которых цифровая маркировка «12», излучают свет зеленоватого цвета, они получили широкое использование в рыболовецком промысле, чтобы приманивать планктон, «неравнодушный» к подобному свету;
• лампа с фиолетовым или интенсивным УФ-светом применяется для инициализации фотофизического или фотохимического процесса и в медицинских целях;
• осветительные приборы с тепловатым желто-красным цветом излучения могут повысить интенсивность увеличения разнообразных культур в растениеводстве и сельскохозяйственной промышленности.