Gaaslahenduslambid: liigid, ehitus, kuidas õigesti valida parimaid

Kas soovite osta gaaslahenduslampe, et luua ruumis eriline atmosfäär? Või otsite pirne taimede kasvu stimuleerimiseks kasvuhoones? Varustamine säästlike valgusallikatega ei muuda interjööri soodsamaks ja aita kaasa aiandusele, vaid võimaldab ka säästa elektrit. Eks ju?

Aitame teil mõista gaaslahendustüüpi valgustusseadmete valikut. Artiklis käsitletakse nende omadusi, tehnilisi andmeid ja kõrge ja madala rõhuga pirnide kasutusvaldkondi. Valitud on illustratsioonid ja videoklipid, mis aitavad leida parima energiasäästlike lampide variandi.

Gaaslahenduslampide ehitus ja omadused

Kõik lambi põhiosad on paigutatud klaaskolbi. Siin toimub elektrilahendus. Sees võivad olla nii naatriumi või elavhõbeda aurud kui ka mõni inertgaasidest.

Gaasilisena kasutatakse selliseid variante nagu argoon, ksenoon, neoon, krüptoon. Populaarsemad on elavhõbeda auruga täidetud tooted.

Gaaslahenduslambi põhisõlmed on: kondensaator (1), voolustabilisaator (2), lülitustransistorid (3), häirete summutusseade (4), transistor (5)

Kondensaator tagab vilkumatu töö. Transistoril on positiivne temperatuurikoefitsient, mis tagab gaaslahenduslambi hetkelise sisselülitamise ilma värelemiseta. Sisekonstruktsiooni töö algab pärast seda, kui gaaslahendustorus on toimunud elektrivälja tekitamine.

Protsessi käigus tekivad gaasis vabad elektronid. Põrkudes kokku metalliaatomitega, ioniseerivad nad need. Mõnede nende üleminekul tekib liigne energia, mis tekitab valgusallikaid – fotoneid. Valgusallikaks olev elektrood asub gaaslahenduslambi keskel. Kogu süsteemi ühendab sokkel.

Lamp võib kiirata erinevaid valgusvarjundeid, mida inimene näeb – ultraviolettkiirgusest infrapunani. Selle võimaldamiseks kaetakse kolbi sisemus luminestsentslahusega.

Gaaslahenduslampide kasutusvaldkonnad

Gaaslahenduslambid on nõutud väga erinevates valdkondades. Kõige sagedamini võib neid kohata linnatänavatel, tootmistsehhides, kauplustes, kontorites, raudteejaamades, suurtes kaubanduskeskustes. Neid kasutatakse ka reklaamtahvlite ja hoonete fassaadide valgustamiseks.

Gaaslahenduslampe kasutatakse ka autode esituledes. Kõige sagedamini on need suure valgusviljakusega lambid — neoonmudelid. Mõned auto esituled täidetakse metallhalogeniidsete sooladega, ksenooniga.

Esimesed gaaslahendusvalgustid transpordivahenditele kandsid tähiseid D1R, D1S. Järgmised — D2R ja D2S, kus S tähistab prožektori optilist skeemi ja R — reflektorit. Kasutatakse gaaslahenduslampe ka fotografeerimisel.

Fotol impulss-gaaslahenduslambid, mida kasutatakse fotografeerimisel: IFK120 (a), IKS10 (b), IFK2000 (c), IFK500 (d), ISH15 (e), IFP4000 (g)

Fotografeerimise protsessis võimaldavad need lambid valgusvoogu kontrollida. Need on kompaktsed, eredad ja ökonoomsed. Negatiivseks küljeks on võimetus visuaalselt juhtida valgusvarje, mida valgusallikas ise tekitab.

Põllumajandusvaldkonnas kasutatakse gaaslahenduslampe loomade ja taimede kiiritamiseks, toodete steriliseerimiseks ja desinfitseerimiseks. Selleks peavad lambid olema vastava vahemiku lainepikkustega.

Kiirguse võimsuse kontsentratsioon on sel juhul samuti suure tähtsusega. Seetõttu on kõige sobivamad võimsad tooted.

Gaaslahenduslampide liigid

Gaaslahenduslambid jagatakse liikideks valgustuse tüübi, sellise parameetri nagu rõhk ja kasutuseesmärgi järgi. Kõik need tekitavad konkreetse valgusvoo. Selle tunnuse põhjal jagunevad need:

• luminofoorlambid;
• gaasvalgustuslikud variandid;
• induktsioonvariandid.

Neist esimestes on valgusallikaks aatomid, molekulid või nende kombinatsioonid, mida ergastab gaasikeskkonnas toimuv lahendus.

Teistes – luminofoorid, gaaslahendus aktiveerib kolvi katva fotoluminestsentse kihi, mille tulemusena hakkab valgusti valgust kiirgama. Kolmanda liigi lambid töötavad gaaslahendusest kuumutatud elektroodide hõõgumise arvelt.

Ksenoonlambid, mis on ette nähtud auto esituledesse, ületavad valgusviljakuse ja heleduse poolest halogeenanalooge enam kui kaks korda.

Sõltuvalt täidisest jagatakse kaarlahendusseadmed elavhõbe-, naatrium-, ksenoon-, metallhalogeniidlampideks ja teisteks. Kolvi sees oleva rõhu põhjal toimub nende edasine jagunemine.

Alates rõhu väärtusest 3x10⁴ kuni 10⁶ Pa liigitatakse need kõrgsurvelampideks. Madalrõhu kategooriasse satuvad seadmed parameetri väärtuse korral 0,15 kuni 10⁴ Pa. Üle 10⁶ Pa — ülikõrge.

Liik #1 – kõrge rõhuga lambid

Kõrgsurve elavhõbelambid erinevad selle poolest, et kolvi sisu on kõrge rõhu all. Neile on iseloomulik märkimisväärne valgusvoog koos väikese energiatarbimisega. Tavaliselt on need elavhõbelambid, mistõttu kasutatakse neid kõige sagedamini tänavavalgustuses.

Sellised gaaslahenduslambid on hea valgusviljakusega ja töötavad tõhusalt halva ilmaga, kuid madalaid temperatuure taluvad nad halvasti.

On mitu põhikategooriat kõrgsurvelampidest: DRT ja DRL (elavhõbekaarlambid), DRI — samasugused kui DRL, kuid jodiididega, ja mitmed nende põhjal loodud modifikatsioonid. Samasse ritta kuuluvad ka naatriumkaarlambid (DNAT) ja DKsT — kaarlambid ksenooniga.

Esimene arendus — mudel DRT. Märgistuses tähistab D kaarlampi, sümbol P elavhõbedat, ja et see mudel on torukujuline, näitab täht T märgistuses. Visuaalselt on see sirge kvartsklaasist toru. Selle mõlemas otsas on volframelektroodid. Seda kasutatakse kiiritusseadmetes. Sees on väike kogus elavhõbedat ja argooni.

DRT-lambi otstes on klambrid hoidikutega. Neid ühendab metallriba, mis on ette nähtud lambi lihtsamaks süütamiseks.

Lambi võrku ühendamine toimub järjestikku drosseliga, kasutades resonantslülitust. DRT-lambi valgusvoost moodustab 18% ultraviolettkiirgus, 15% infrapunakiirgus. Sama protsendi moodustab nähtav valgus. Ülejäänu on kaod (52%). Peamine kasutusala on usaldusväärne ultraviolettkiirguse allikas.

Valgustamaks kohti, kus värviedastuse kvaliteet pole väga oluline, kasutatakse DRL-valgusteid (kaarelambid elavhõbedaga). Siin praktiliselt puudub ultraviolettkiirgus. Infrapunakiirgus moodustab 14%, nähtav valgus 17%. Soojuskadude osakaal on 69%.

DRL-lampide konstruktsiooni iseärasused võimaldavad neid süüdata 220 V pingel ilma kõrgepinge impulssüüteseadmeta. Kuna ahelas on drossel ja kondensaator, vähenevad valgusvoo kõikumised ja võimsustegur suureneb.

Kui lamp on ühendatud järjestikku drosseliga, tekib hõõglahendus lisaelektroodide ja põhiliste naaberelektroodide vahel. Lahendusvahe ioniseeritakse, mille tulemusena tekib lahendus peamiste volframelektroodide vahel. Süüteelektroodide töö lakkab.

DRL-lambi koostis: kolb (1), põhielektroodid (2), abielektroodid (3), takistid (4), põleti (kvartstoru) (5), sokkel (6)

DRL-põletitel on enamasti neli elektroodi — kaks tööelektroodi ja kaks süüteelektroodi. Nende sisemus on täidetud inertgaasidega, mille segule on lisatud teatud kogus elavhõbedat.

Metallhalogeniidlambid DRI kuuluvad samuti kõrgsurveseadmete hulka. Nende värviefektiivsus ja värviedastuse kvaliteet on kõrgemad kui eelmistel. Kiirgusspektri välimust mõjutab lisandite koostis. Kolvi kuju, täiendavate elektroodide ja fosforkatte puudumine on DRI-lampide peamised erinevused DRL-lampidest.

Skeem, mille järgi DRL võrku ühendatakse, sisaldab IZU-d – impulsssüüteseadet. Lambi torudes on komponendid, mis kuuluvad halogeenrühma. Need tõstavad nähtava kiirguse spektri kvaliteeti.

Inertgaas MHL-kolvis toimib puhvrina. Seetõttu läbib elektrivool põletit isegi siis, kui selle temperatuur on madal.

Kuumutamise käigus auravad nii elavhõbe kui ka lisandid, muutes seeläbi lambi takistust, valgusvoogu ja kiirgusspektriteid. Seda tüüpi seadmete baasil on loodud DRIZ ja DRIŠ. Esimest lampi kasutatakse tolmustes niisketes ruumides, samuti kuivades. Teist kasutatakse värviliste televisioonivõtete valgustamiseks.

Kõige tõhusamad on DNaT-lambid – naatriumlambid. See on seotud kiiratavate lainepikkustega – 589–589,5 nm. Kõrgsurvenaatriumseadmed töötavad selle parameetri väärtusel umbes 10 kPa.

Selliste lampide lahendustorude jaoks kasutatakse spetsiaalset materjali – valgust läbilaskvat keraamikat. Silikaatklaas ei sobi selleks, sest naatriumiaurud on sellele väga ohtlikud. Kolbi juhitava töönaatriumiauru rõhk on 4–14 kPa. Neid iseloomustavad väikesed ionisatsiooni- ja ergastuspotentsiaalid.

Naatriumlampide elektrilised omadused sõltuvad võrgupingest ja töö kestusest. Pikaajaliseks põlemiseks on vajalik käivitus- ja reguleerimisaparatuur.

Naatriumikadude kompenseerimiseks, mis põlemisprotsessis paratamatult tekivad, on vajalik selle teatud ülejääk. See tekitab proportsionaalse sõltuvuse elavhõbeda rõhu, naatriumi ja külma punkti temperatuuri näitajate vahel. Viimases toimub liigse amalgaami kondenseerumine.

Kui lamp põleb, settivad selle otstele aurustumisproduktid, mis põhjustab kolvi otste tumenemist. Protsessiga kaasneb katoodi temperatuuri tõus, naatriumi ja elavhõbeda rõhu tõus. Selle tulemusel suurenevad lambi potentsiaal ja pinge. Naatriumlampide paigaldamisel ei sobi DRL- ja DRI-liiteseadised.

Liik #2 – madala rõhuga lambid

Selliste seadmete sisemises õõnsuses on gaas, mille rõhk on madalam kui väline. Need jagunevad LL- ja KLL-lampideks ning neid kasutatakse mitte ainult müügikohtade valgustamiseks, vaid ka koduseks sisseseadeks. Luminofoorlambid on selles reas kõige populaarsemad.

Elektrienergia muundamine valguseks toimub kahes etapis. Elektroodide vaheline vool põhjustab kiirgust elavhõbeda aurudes. Selle käigus tekkiva kiirgusenergia peamiseks komponendiks on lühilaineline UV-kiirgus. Nähtav valgus moodustab ligikaudu 2%. Seejärel muundub kaare kiirgus luminofooris valguseks.

Luminofoorlampide märgistus sisaldab nii tähti kui ka numbreid. Esimene sümbol iseloomustab kiirgusspektrit ja konstruktsiooni tunnuseid, teine on võimsus vattides.

Tähtede selgitus:

• LD — päevavalgusluminofoorlamp;
• LB — valge valguse luminofoorlamp;
• LHB — samuti valge, kuid külm valge;
• LTBS — soe valge.

Mõnede valgustusseadmete kiirguse spektraalne koostis on parendatud, et saavutada parem värviedastus. Nende märgistuses on sümbol «Ts». Luminofoorlambid varustavad ruume ühtlase, pehme valgusega.

LL-lampide eelis seisneb selles, et nad vajavad sama valgusvoo tekitamiseks kui LN-lambid mitmeid kordi väiksemat võimsust. Ka nende kasutusiga on pikem ja kiirgusspekter on palju soodsam.

LL-i kiirguspind on üsna suur, mistõttu on keeruline juhtida valguse ruumilist jaotust. Ebastandardsetes tingimustes, eriti suure tolmususe korral, kasutatakse reflektorlampe. Sel juhul ei kata hajus peegeldav kiht kolvi sisepinda täielikult, vaid ainult kaks kolmandikku sellest.

Luminofooriga kaetakse 100% sisepinnast. Osa kolvist, millel puudub reflektorikate, laseb läbi palju suurema valgusvoo kui sama mahuga tavaline lambitoru – umbes 75%. Selliseid lampe tunneb ära märgistuse järgi – see sisaldab tähte «R».

Mõnel juhul on LL-i peamiseks omaduseks värvustemperatuur Tts. Seda võrdsustatakse musta keha temperatuuriga, mis annab sama värvuse. Kujult võivad LL-id olla lineaarsed, U-kujulised, W-sümboli kujulised, rõngakujulised. Selliste lampide tähistuses on vastav täht.

Kõige populaarsemad on seadmed võimsusega 15 – 80 W. Valgusviljakusel 45 – 80 lm/W kestab LL-i põlemine vähemalt 10 000 tundi. LL-i töö kvaliteeti mõjutab väga keskkond. Nende jaoks loetakse töötemperatuuriks välisõhu temperatuur vahemikus 18 kuni 25⁰.

Kõrvalekallete korral väheneb nii valgusvoog kui ka valgusviljakuse efektiivsus ja süütepinge. Madalal temperatuuril läheneb süttimise tõenäosus nullile.

KLL-i käivitusregulaator on palju kompaktsem kui tavalise luminofoorlambi oma. Tänu EPRA-le muutus helendus ühtlasemaks ja ümin kadus.

Madalrõhulampide hulka kuuluvad ka luminofoor-kompaktlambid — KLL.

Nende ehitus on sarnane tavaliste LL-idega:

1. Elektroodide vahel liigub kõrgepinge.
2. Elavhõbeda aurud süttivad.
3. Tekib ultraviolettkiirgus.

Toru sees olev luminofoor muudab ultraviolettkiired inimese nägemisele nähtamatuks. Kättesaadavaks muutub ainult nähtav kuma. Seadme kompaktne teostus sai võimalikuks pärast luminofoori koostise muutmist. Nagu tavalised hõõglambid, on ka kompaktluminofoorlampidel erinev võimsus, kuid esimeste näitajad on oluliselt madalamad.

Kompaktluminofoorlampide võimsuse andmed on märgitud valgusti märgistusel. Samas on teave sokli tüübi, värvustemperatuuri, elektroonse liiteseadme tüübi (sisseehitatud või väline) ja värviedastusindeksi kohta.

Värvustemperatuuri mõõtmine toimub kelvinites. Väärtus 2700–3300 K osutab soojale kollasele toonile. 4200–5400 – tavaline valge, 6000–6500 – külm valge sinaka varjundiga, 25000 – lilla. Värvitooni reguleeritakse luminofoori koostisosade muutmisega.

Värviedastusindeks iseloomustab parameetrit, mis on värvide loomulikkuse ja maksimaalselt päikeselähedase standardi identsus. Absoluutselt must on 0 Ra, suurim väärtus 100 Ra. Kompaktluminofoorlambid kuuluvad vahemikku 60–98 Ra.

Madalrõhugruppi kuuluvad naatriumlambid on kõrge maksimaalse külma punkti temperatuuriga – 470 K. Madalam temperatuur ei saa aidata säilitada nõutavat naatriumiaurude kontsentratsiooni.

Naatriumi resonantskiirgus jõuab oma haripunkti temperatuuril 540–560 K. See väärtus on võrreldav naatriumi aurustumisrõhuga 0,5–1,2 Pa. Selle kategooria lampide valgusviljakus on kõige kõrgem võrreldes teiste üldotstarbeliste valgustitega.

Gaaslahenduslampide positiivsed ja negatiivsed küljed

Gaaslahenduslampe leidub nii professionaalses seadmetes kui ka teadusuuringuteks mõeldud instrumentides.

Seda tüüpi valgustite peamiste eelistena nimetatakse tavaliselt järgmisi omadusi:

• Kõrge valgusviljakuse tase. Isegi paks klaas ei vähenda seda näitajat eriti.
• Praktilisus, mis väljendub vastupidavuses, võimaldab neid kasutada tänavavalgustuses.
• Vastupidavus keerulistes kliimatingimustes. Esimese temperatuurilanguseni kasutatakse neid tavaliste lambivarjudega, talvel aga spetsiaalsete laternate ja prožektoritega.
• Taskukohane hind.

Nende lampide miinuseid pole kuigi palju. Ebameeldivaks omaduseks on üsna kõrge valgusvoo pulseerimise tase. Teine kaalukas puudus on sisselülitamise keerukus. Stabiilseks põlemiseks ja normaalseks tööks vajavad nad tingimata liiteseadet, mis piirab pinget seadmetele vajalike piirideni.

Kolmas miinus seisneb põlemisparameetrite sõltuvuses saavutatavast temperatuurist, mis kaudselt mõjutab tööauru rõhku pirnis.

Seetõttu saavutab enamik gaaslahendusseadmeid standardsed põlemisomadused alles mõne aja möödumisel sisselülitamisest. Nende kiirgusspekter on piiratud, mistõttu on nii kõrgepinge kui ka madalpinge lampide värviedastus ebaideaalne.

Tabelis on esitatud peamised andmed kõige populaarsemate DRL-lampide (kaarlampide, elavhõbedaga luminofoorlampide) ja naatriumvalgusti kohta. Nelja elektroodiga DRL-lamp on suurema valgusviljakusega kui kahe elektroodiga.

Seadmete töö on võimalik ainult vahelduvvoolu tingimustes. Neid aktiveeritakse liiteseadise abil. Soojenemiseks on vaja teatud aega. Elavhõbedaaurude sisalduse tõttu pole need täiesti ohutud.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video #1. Teave gaaslahenduslampide kohta. Mis see on, tööpõhimõte, plussid ja miinused järgmises videoklipis:

Video #2. Populaarselt luminofoorlampidest:

Hoolimata üha täiuslikumate valgustusseadmete ilmumisest, ei kaota gaaslahenduslambid oma aktuaalsust. Mõnes valdkonnas on need lihtsalt asendamatud. Aja jooksul leiavad gaaslahenduslambid kindlasti uusi kasutusvaldkondi.

Rääkige, kuidas valisite gaaslahenduslambi paigaldamiseks aia välisvalgusti või koduse valgusti jaoks. Jagage, millest sai isiklikult teie jaoks ostu määrav tegur. Palun jätke kommentaare allolevasse plokki, esitage küsimusi ja lisage teemakohaseid fotosid.