Classificazione delle sorgenti luminose. Parte 2. Lampade a scarica per alta e bassa pressione
Classificazione delle sorgenti luminose. Parte 1. Lampade a incandescenza e lampade alogene
Lampade fluorescenti
Le lampade fluorescenti sono lampade a scarica di gas a bassa pressione in cui, a seguito di una scarica di gas, la radiazione ultravioletta invisibile all'occhio umano viene convertita in luce visibile da un rivestimento di fosforo.
Le lampade fluorescenti sono un tubo cilindrico con elettrodi in cui viene pompato il vapore di mercurio. Sotto l'azione di una scarica elettrica, i vapori di mercurio emettono raggi ultravioletti, che a loro volta fanno sì che il fosforo depositato sulle pareti del tubo emetta luce visibile.
Le lampade fluorescenti forniscono una luce morbida e uniforme, ma la distribuzione della luce nello spazio è difficile da controllare a causa dell'ampia superficie di radiazione. Le lampade fluorescenti lineari, ad anello, a forma di U e compatte si differenziano per forma. I diametri dei tubi sono spesso espressi in ottavi di pollice (es. T5 = 5/8 « = 15,87 mm). Nei cataloghi delle lampade, i diametri sono generalmente indicati in millimetri, ad esempio 16 mm per le lampade T5.La maggior parte delle lampade sono di standard internazionale. L'industria produce circa 100 diverse dimensioni standard di lampade fluorescenti per uso generico. Le lampade più comuni con una potenza di 15, 20,30 W per una tensione di 127 V e 40,80,125 W per una tensione di 220 V. La durata media di combustione della lampada è di 10.000 ore.
Le caratteristiche fisiche delle lampade fluorescenti dipendono dalla temperatura ambiente. Ciò è dovuto al regime di temperatura caratteristico della pressione del vapore di mercurio nella lampada. A basse temperature, la pressione è bassa, quindi ci sono troppo pochi atomi che possono partecipare al processo di radiazione. A temperature troppo elevate, l'elevata tensione di vapore porta ad un autoassorbimento sempre maggiore della radiazione UV prodotta. Ad una temperatura della parete del pallone di ca. Le lampade a 40 °C raggiungono la massima tensione di scarica della scintilla induttiva e quindi la massima efficienza luminosa.
Vantaggi delle lampade fluorescenti:
1. Elevata efficienza luminosa, raggiungendo i 75 lm/W
2. Lunga durata, fino a 10.000 ore per lampade standard.
3. La capacità di avere sorgenti luminose di diversa composizione spettrale con una migliore resa cromatica per la maggior parte dei tipi di lampade a incandescenza
4. Luminosità relativamente bassa (sebbene crei abbagliamento), che in alcuni casi è un vantaggio
I principali svantaggi delle lampade fluorescenti:
1. Potenza unitaria limitata e grandi dimensioni per una data potenza
2. Complessità relativa dell'inclusione
3. Impossibilità di alimentare lampade con corrente continua
4. Dipendenza delle caratteristiche dalla temperatura ambiente. Per le lampade fluorescenti convenzionali, la temperatura ambiente ottimale è di 18-25 C.Quando la temperatura si discosta dall'ottimale, il flusso luminoso e l'efficienza luminosa si riducono. A temperature inferiori a +10 C l'accensione non è garantita.
5. Pulsazioni periodiche del loro flusso luminoso con una frequenza pari alla corrente elettrica a doppia frequenza. L'occhio umano non può notare queste oscillazioni luminose per inerzia visiva, ma se la frequenza di movimento della parte corrisponde alla frequenza degli impulsi luminosi, può apparire stazionaria o ruotare lentamente nella direzione opposta a causa di un effetto stroboscopico. Pertanto, nei locali industriali, le lampade fluorescenti devono essere accese in diverse fasi della corrente trifase (la pulsazione del flusso luminoso sarà in diversi semiperiodi).
Quando si contrassegnano le lampade fluorescenti, vengono utilizzate le seguenti lettere: L - fluorescente, D - luce diurna, B - bianco, HB - bianco freddo, TB - bianco caldo, C - trasmissione della luce migliorata, A - amalgama.
Se "attorcigli" il tubo di una lampada fluorescente in una spirale, ottieni una CFL, una lampada fluorescente compatta. Nei loro parametri, le CFL sono vicine alle lampade fluorescenti lineari (efficienza luminosa fino a 75 lm / W). Sono progettati principalmente per sostituire le lampade a incandescenza in un'ampia varietà di applicazioni.
Lampade ad arco al mercurio (DRL)
Marcatura: D - arco R - mercurio L - lampada B - si accende senza zavorra
Lampade fluorescenti ad arco di mercurio (DRL)
Le lampade fluorescenti al quarzo al mercurio (DRL) sono costituite da un bulbo di vetro rivestito di fosforo all'interno e da un tubo di quarzo posto all'interno del bulbo riempito con vapore di mercurio ad alta pressione. Per mantenere la stabilità delle proprietà del fosforo, il bulbo di vetro è riempito di anidride carbonica.
Sotto l'influenza della radiazione ultravioletta generata nel tubo di mercurio-quarzo, il fosforo si illumina, conferendo alla luce una certa sfumatura bluastra, distorcendo i veri colori. Per eliminare questo inconveniente, nella composizione del fosforo vengono introdotti componenti speciali che correggono parzialmente il colore; queste lampade sono chiamate lampade DRL con correzione della crominanza. La durata delle lampade è di 7500 ore.
L'industria produce lampade con una capacità di 80,125,250,400,700,1000 e 2000 W con un flusso luminoso da 3200 a 50.000 lm.
Vantaggi delle lampade DRL:
1. Elevata efficienza luminosa (fino a 55 lm/W)
2. Lunga durata (10000 ore)
3. Compattezza
4. Non critico per le condizioni ambientali (eccetto temperature molto basse)
Svantaggi delle lampade DRL:
1. La predominanza della parte blu-verde nello spettro dei raggi, che porta a una resa cromatica insoddisfacente, che esclude l'uso di lampade nei casi in cui gli oggetti di discriminazione sono volti umani o superfici dipinte
2. Capacità di funzionare solo con corrente alternata
3. La necessità di accendersi tramite uno strozzatore di zavorra
4. Durata dell'accensione all'accensione (circa 7 minuti) e dell'inizio della riaccensione dopo una interruzione anche brevissima dell'alimentazione alla lampada solo dopo il raffreddamento (circa 10 minuti)
5. Flusso luminoso pulsante, maggiore di quello delle lampade fluorescenti
6. Notevole riduzione del flusso luminoso verso la fine del servizio
Lampade a ioduri metallici
Lampade ad alogenuri metallici ad arco (DRI, MGL, HMI, HTI)
Marcatura: D - arco, R - mercurio, I - ioduro.
Lampade a ioduri metallici -si tratta di lampade al mercurio ad alta pressione con aggiunte di ioduri metallici o ioduri di terre rare (disprosio (Dy), olmio (Ho) e tulio (Tm), nonché composti complessi con cesio (Cs) e alogenuri di stagno (Sn). Questi composti si decompongono nell'arco di scarica centrale ei vapori metallici possono stimolare l'emissione di luce la cui intensità e distribuzione spettrale dipendono dalla tensione di vapore degli alogenuri metallici.
Esternamente, le lampade metallogeniche differiscono dalle lampade DRL in assenza di fosforo sul bulbo. Sono caratterizzati da un'elevata efficienza luminosa (fino a 100 lm / W) e una composizione spettrale della luce significativamente migliore, ma la loro durata è significativamente più breve di quella delle lampade DRL e lo schema di commutazione è più complicato, poiché oltre a strozzatura di zavorra, contiene un dispositivo di accensione.
L'accensione frequente e di breve durata delle lampade ad alta pressione ne ridurrà la durata. Questo vale sia per gli avviamenti a freddo che a caldo.
Il flusso luminoso è praticamente indipendente dalla temperatura dell'ambiente (esterno al corpo illuminante). A basse temperature ambiente (fino a -50 °C) devono essere utilizzati speciali dispositivi di accensione.
Lampade HMI
Lampade ad arco corto HTI: le lampade ad alogenuri metallici con maggiore carico sulla parete e distanza molto ridotta tra gli elettrodi hanno un'efficienza luminosa e una resa cromatica ancora più elevate, che tuttavia ne limitano la durata. L'area di applicazione principale delle lampade HMI è l'illuminazione del palcoscenico, l'endoscopia, il cinema e le riprese diurne (temperatura del colore = 6000 K). La potenza di queste lampade varia da 200 W a 18 kW.
Le lampade ad alogenuri metallici ad arco corto HTI con piccole distanze tra gli elettrodi sono state sviluppate per scopi ottici. Sono molto luminosi. Pertanto, vengono utilizzati principalmente per effetti di luce, come sorgenti luminose posizionali e in endoscopia.
Lampade al sodio ad alta pressione (HPS).
Marcatura: D - arco; Na — sodio; T — tubolare.
Le lampade al sodio ad alta pressione (HPS) sono uno dei gruppi più efficienti di sorgenti di radiazioni visibili: hanno la più alta efficienza luminosa tra tutte le lampade a scarica di gas conosciute (100-130 lm / W) e una leggera riduzione del flusso luminoso con una lunga vita di servizio. In queste lampade, un tubo a scarica in alluminio policristallino è posto all'interno di un pallone cilindrico di vetro, che è inerte ai vapori di sodio e ne trasmette bene la radiazione. La pressione nel tubo è di circa 200 kPa. Durata del lavoro — 10-15 mila ore. La luce estremamente gialla e l'indice di resa cromatica corrispondentemente basso (Ra = 25) ne consentono l'utilizzo in ambienti dove sono presenti persone, solo in combinazione con altri tipi di lampade.
Lampade allo xeno (DKst)
Le lampade a tubo allo xeno ad arco DKstT con bassa efficienza luminosa e durata utile limitata si distinguono per la composizione spettrale della luce più vicina alla luce diurna naturale e la più alta potenza unitaria di tutte le sorgenti luminose. Il primo vantaggio non è praticamente utilizzato, poiché le lampade non vengono utilizzate all'interno degli edifici, il secondo ne determina l'ampio utilizzo per l'illuminazione di grandi spazi aperti quando montate su pali alti. Gli svantaggi delle lampade sono pulsazioni molto grandi del flusso luminoso, un eccesso nello spettro dei raggi ultravioletti e la complessità del circuito di accensione.