WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 19 |

Под долговечностью понимается свойство изделий сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние наступает тогда, когда происходит отказ. Под отказом светового прибора понимается наступление такого состояния, которое характеризуется следующими признаками или их совокупностью:

а) световой поток светового прибора, проработавшего определенное время после чистки и замены источника света данного типа на новый, становится ниже заданного значения, минимально необходимого для создания нормируемой освещенности в конкретной осветительной установке;

б) в результате длительной эксплуатации кривая силы света прибора деформирована таким образом, что световой прибор не обеспечивает требуемых условий освещения;

в) сопротивление изоляции светового прибора снижается до значений, недопустимых по правилам электробезопасности;

г) механическая прочность узлов крепления защитных стекол, рассеивателей, отражателей, а также узлов подвеса уменьшается до предела, представляющего опасность для работающих или обслуживающего персонала.

Ко всем светильникам общего назначения предъявляется требование, чтобы после 120 часов работы при температуре 35 5 °С, напряжении, равном 110 % от номинального, для светильников с газоразрядными лампами или мощности, равной 115 % от номинальной, для светильников с лампами накаливания КПД (или освещенность) снижались не более чем на 10 % от первоначального значения, цвет и форма поверхностей не подвергались изменениям.

В таблице в СНиП 23-05–95 дана классификация основных конструктивно-светотехнических схем световых приборов по их эксплуатационным характеристикам. В зависимости от схем, степени защиты от пыли, твердости светотехнических материалов и покрытий все световые приборы разделены на семь эксплуатационных групп, при этом, чем больше номер группы, тем менее подвержены световые приборы воздействию среды и тем в более тяжелых условиях целесообразно их использование.

2.9. Источники света. Их гигиеническая оценка и область применения Искусственным источником света называется устройство, предназначенное для превращения какого-либо вида энергии в энергию электромагнитных излучений, лежащих в оптическом диапазоне спектра.

По физической природе различают два вида оптического излучения: тепловое и люминесценцию.

Тепловое оптическое излучение возникает при нагревании тел. У твердых тел оно имеет непрерывный спектр, зависящий от температуры тела и его оптических свойств. Тепловыми излучателями являются все источники, свечение которых обусловлено нагреванием:

электрические лампы накаливания, простые угольные дуги, все пламенные источники света.

Люминесценцией называют спонтанное излучение, избыточное над тепловым излучением, если его длительность значительно превышает период колебаний электромагнитной волны соответствующего излучения. Люминесценция наблюдается в газообразных, жидких и твердых телах. Твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбуждений, называют люминофорами.

В источниках света используются следующие виды люминесценции.

Электролюминесценция – оптическое излучение атомов, ионов, молекул, жидких и твердых тел под действием ударов электронов (ионов), движущихся со скоростями, достаточными для возбуждения.

Излучение разрядных источников света (газоразрядных ламп) представляет собой электролюминесценцию газов и паров.

Фотолюминесценция – оптическое излучение, возникающее в результате поглощения телами оптического излучения другого источника. В парах и газах наблюдается множество видов фотолюминесценции, определяемых энергией поглощаемых фотонов и строением поглощающих атомов, ионов или молекул.

Фотолюминесценция люминофоров часто используется в люминесцентных и некоторых других газоразрядных лампах.

В настоящее время наиболее широкое применение получили источники света, основанные на превращении электрической энергии в оптическое излучение, т.е. по роду первичной энергии относящиеся к категории электрических. Среди них самыми массовыми являются лампы накаливания и разрядные лампы различного типа.

2.9.1. Классификация ламп накаливания Опыты по получению света путем накаливания проводников током начались вскоре после открытия в 1800 г. теплового действия электрического тока. Многочисленные работы в этой области многие годы не давали удовлетворительных результатов. Лишь в 1873 г. успех сопутствовал русскому изобретателю А.Н. Лодыгину (1847–1923), который предложил источник света, в принципе схожий с современной лампой накаливания. Он поместил угольный стержень в стеклянный баллон, из которого кислород удалялся за счет сгорания части угля при прохождении через него тока, благодаря чему оставшаяся часть угля работала относительно долго, излучая свет.

В 1879 г. американский изобретатель Т.А. Эдисон (1847–1931) на основе принципиальных идей, заложенных в лампе Лодыгина, создал лампу серийного производства, применив для тела накала угольную нить, полученную обугливанием длинных и тонких бамбуковых волокон. Кроме того, он ввел откачку воздуха из баллона.

В 1890 г. Лодыгин демонстрировал лампу с телом накала в виде нити из тугоплавкого металла молибдена, который в дальнейшем был заменен вольфрамом. В 1903 г. появились первые образцы вольфрамовых ЛН, а в 1906–1909 гг., после освоения серийного производства вольфрамовой проволоки, начался промышленный выпуск вакуумных ЛН с прямой вольфрамовой тянутой нитью.



В 1913 г. американский физик И. Ленгмюр предложил наполнять ЛН нейтральным газом и применять спирализованное тело накала вместо нитевидного. Эти меры позволили уменьшить высокотемпературное распыление вольфрамовой проволоки и за счет этого увеличить срок службы лампы. Крупным событием, открывшим новую страницу в развитии тепловых источников света, явилось создание в 1959 г. галогенных ЛН в кварцевой колбе (ГЛН). В настоящее время ГЛН получили широкое распространение.

Значение ЛН остается важным, несмотря на быстрое развитие ГЛН. Во многих областях применения ЛН не имеют равноценной замены. «Долголетие» и массовость применения ЛН обусловлены относительно низкой стоимостью, удобством в обращении, простотой в обслуживании, малыми первоначальными затратами при оборудовании осветительных установок, разнообразием конструкций, напряжений и мощностей, высоким уровнем механизации производства.

Главными недостатками ЛН являются сравнительно низкая световая отдача (6,7–19,1 лм/Вт), обычно невысокая продолжительность горения (не более 2000 ч), не всегда приемлемая цветопередача и недостаточная механическая прочность ряда типов специальных ламп.

Устройство ЛН показано на рис. 2.22. Главной частью является тело накала 1. Оно может представлять собой нить, спираль, биспираль, триспираль, иметь разнообразные размеры и форму (рис.

2.23).

Тело накала изготовляется из вольфрамовой проволоки. Вольфрам имеет высокую температуру плавления (3650 ± 50 К) и малую скорость испарения [9,9 · 10-3 г/(м2 · с) при 3000 К]; формоустойчив при высокой рабочей температуре; устойчив к механическим нагрузкам;

обладает высокой пластичностью в горячем состоянии, что позволяет получать из него нити весьма малых диаметров путем протяжки проволоки через калиброванные отверстия; тонкие проволоки хорошо спирализуются.

Рис. 2.22. Схематическое (принципиальное) изображение электрической лампы накаливания а б в г д Рис. 2.23. Наиболее распространенные формы тел накала:

а – спирали (1 – прямолинейная; 2 – дуговая; 3 – в виде зигзага); б – секционные (двухсекционные) (1 – под углом; 2 – дужкой); в – многосекционные, формованные в одной плоскости, – «моноплан»; г – многосекционные, формованные в двух плоскостях, – «биплан»; д – плоские, изготовляемые на керне в виде пластины Тело накала 1 фиксируют в пространстве с помощью внутренних звеньев токовых вводов (электродов) 2 и держателей 3 (см. рис. 2.22).

В зависимости от типа ламп вводы могут быть одно-, двух- и трехзвенными. Трехзвенные вводы состоят из внутреннего звена, изготовленного из никеля, ферроникеля, меди или платинита – в зависимости от вида ламп, среднего звена, впаиваемого в стекло (большей частью из платинита) 4 и внешнего звена (вывода) 5, обычно медного или платинового.

Вводы и держатели являются частью так называемой ножки. Это стеклянный конструктивный узел лампы, который кроме вводов и держателей включает в себя стеклянный цельный или пустотелый штабик 6 с линзой 7, стеклянный пустотелый штенгель 8 и стеклянную трубку-тарелку 9, развернутую в нижней части (развертка 10), соединенные в единую конструкцию расплавлением и заштамповкой стеклянных элементов в зоне лопатки 11. Ножка служит опорой для тела накала лампы и вместе с колбой 12 обеспечивает герметизацию лампы.

Для обеспечения нормальной работы раскаленного вольфрамового тела накала необходимо изолировать его от кислорода воздуха. Для этого тело накала размещают либо в безвоздушной среде (такие лампы называются вакуумными), либо в среде так называемых инертных газов или их смесей, не реагирующих с материалом тела накала (газополные лампы).

Конструктивно эта задача решается следующим образом: ножку с телом накала помещают в стеклянную колбу 12; горло колбы герметично спаивают с разверткой тарелки; через штенгель и откачное отверстие 14 из пространства внутри колбы откачивают воздух (в случае газополной лампы затем вводят инертный газ); наконец запаивают штенгель, обеспечивая полную герметичную изоляцию внутреннего пространства лампы от окружающей среды. На рис. 2.показаны основные виды колб ЛН.

а б в г д е Рис. 2.24. Основные виды колб ламп накаливания:

а – каплеобразная (шар – конус); б – грибообразная; в – свечеобразная; г – шаровая;

д – цилиндрическая; е – параболическая Для удобства эксплуатации на горле лампы 15 с помощью цоколевочной мастики укрепляют цоколь, к корпусу 16 и контактной пластине 17 которого припаивают или приваривают выводы электродов. В зависимости от назначения ламп применяют разные типы цоколей. Примеры конструктивного исполнения цоколей даны на рис. 2.25.

Приведенные на рис. 2.22 узлы и детали имеют все ЛН, но в некоторых типах ЛН отдельные узлы и детали упрощены или отсутствуют.

Конструирование ЛН разных типов состоит из решения одних и тех же задач: рассчитать и сконструировать тело накала; закрепить его в пространстве; выбрать оптимальный состав среды, окружающей тело накала; изолировать герметично тело накала и окружающую его среду от внешнего пространства; обеспечить удобное и безопасное присоединение лампы (тела накала) к электрической сети.

Рис. 2.25. Основные типы цоколей для ламп накаливания:

Е – резьбовой; ВА – штифтовой для автомобилей; В – штифтовой; Р – фокусирующий;

S – цилиндрический Классификация ЛН чаще всего производится по двум признакам:

по назначению и по конструкции (технологии изготовления).

Классификация ламп по назначению приведена в табл. 2.14.

Все ЛН разделяют обычно на лампы общего назначения (группы 1.1.1 и 1.1.2) и лампы специального назначения (группы 1.1.3–1.1.8).





В основе классификации по конструкции лежит принцип группировки ламп, которые можно изготовлять на однотипном технологическом оборудовании. Это прежде всего определяется размером и формой колб, от которых зависят размер и конструкция ножек, тела накала, вводов, тип цоколя, а значит, и характер соответствующего технологического оборудования (табл. 2.15).

Таблица 2.Классификация искусственных тепловых излучателей Класс Подкласс Группа Характерные представители 1.1.1. Лампы общего Вакуумные, газополные и галогенные назначения лампы общего освещения 1.1.2. Лампы местного Лампы для освещения рабочих мест освещения 1.1.3. Транспортные Автомобильные, железнодорожные, лампы судовые, самолетные лампы 1.1.4. Лампы для Миниатюрные, сверхминиатюрные, сигнализации и коммутаторные, светофорные, маячные, индикации специальные сигнальные, лампы в цилиндрических колбах на 127 и 220 В 1.1.5. Лампы для Кинопроекционные, для оптических оптических систем и приборов, прожекторные, лампы-фары приборов 1.1.6. Метрологические Светоизмерительные лампы силы света и лампы светового потока, пирометрические лампы, лампы с окнами-фильтрами, лампы«черное тело» 1.1.7. Лампы для ИК зеркальные лампы, галогенные лампы технологических целей ИК излучения, лампы для фотографии 1.1.8. Лампы для Рудничные, для подводного освещения, специальных для эксплуатации при высоких светотехнических систем температурах, давлениях и разрежениях и установок 1.2.1. Эталонные и Технические модели черного тела, штифт образцовые излучатели Нернста, силитовый излучатель (глобар) 1.2.2. Излучатели для Стеклянные и кварцевые излучатели с технологических целей нихромовой спиралью, керамические излучатели, трубчатые электронагреватели (ТЭН); излучатели с открытыми металлическими телами накала работающими в вакууме или инертном газе 1. Электрические излучатели 1.1.Электрические ЛН с вольфрамовыми телами накала, открытыми телами накала, 1.2. Источники с металлическими и неметаллическими 1.2.3. Дуговые лампы с Простые угольные дуги угольными электродами 2.1. 2.1.1. Источники на Керосино- и спиртокалильные лампы Калильные жидком горючем источники 2.1.2. Источники на Газокалильные горелки газообразном горючем 2.2. 2.2.1. Пламя твердых Горящие твердые вещества Пламенные веществ источники 2.2.2. Пламя горючих Масляные и керосиновые лампы жидкостей 2.2.3.Пламя горючих Горелки Бунзена, Меккера, Тесла с газов открытым пламенем, горелки с закрытым или частично экранированным пламенем 2.3.1. Излучатели с Излучатели с диафрагмами:

внутренним сжиганием перфорированными, фракционными, пористыми 2.3.2. Излучатели с Излучатели чашеобразные, наружным сжиганием макроканальные Таблица 2.Классификация ламп накаливания по конструктивно-технологическим признакам Наименование Диаметр колбы Диаметр лампы Форма колбы и особенности класса ламп dк, мм l, мм конструкции Крупногабаритные > 80 > 175 Преимущественно шар-конус Среднегабаритные 40–80 73–175 Шар-конус и грибообразная Малогабаритные 25–40 30–75 Шар-конус или шарообразная Миниатюрные 5–20 10–30 Шарообразная или цилиндрическая; ножка, как правило, бусинковая Сверхминиатюрные < 5 < 10 Безножечная конструкция Цилиндрические 15–30 < 80 Цилиндрическая;

преимущественно одноцокольные; тело накала развернуто вдоль оси лампы Лампы-фары 100–200 – Специальные формы, сваренные из штампованных стеклянных деталей, выполняющих роль отражателя и рассеивателя Лампы-светильники 100–250 – Специальные формы, выдувные, часть колбы выполняет функцию отражателя, куполарассеивателя Галогенные 5–15 15–500 Кварцевые трубчатые колбы Маркировка ЛН содержит следующие элементы:

сжигании 2. Тепловые излучатели, основанные на первый элемент марки – от одной до четырех букв – характеризует лампу по важнейшим физическим и конструктивным особенностям (В – вакуумная моноспиральная, Г – газополная моноспиральная, Б – газополная биспиральная, К – криптоновая, МТ – с матированной колбой, МЛ – в колбе молочного цвета, ОП – с опалиновой колбой и т. п.); ряд ламп, особенно специальных, первого элемента в обозначении не имеет;

второй элемент – буквенное выражение из одной-двух букв определяет назначение ламп (А – автомобильная, Ж – железнодорожная, КМ – коммутаторная, ПЖ – прожекторная, СМ – самолетная и т. д.);

третий элемент – цифровое выражение – определяет номинальное напряжение в вольтах и через дефис (в зависимости от принятой маркировки данного вида ламп) – номинальную мощность в ваттах либо силу света в канделах, ток в амперах или световой поток в люменах; для двуспиральных ламп после номинального напряжения указываются параметры (например, мощности) первой и второй спиралей, соединенные знаком +;

четвертый элемент – отделенная дефисом от третьего элемента цифра – указывает порядковый номер доработки; для ламп, разработанных впервые, четвертый элемент отсутствует.

Примеры маркировки ламп: БКМТ220-100-2 – лампа накаливания биспиральная (Б), криптоновая (К), в матированной колбе (МТ), напряжение 220 В, мощность 100 Вт, вторая доработка; А 12 = 21 + – лампа накаливания автомобильная, напряжение 12 В, двуспиральная, сила света 21 и 6 кд.

Параметры ЛН имеют широкий диапазон номинальных значений.

Например, ряд напряжений простирается от единиц до 380 В, ряд мощностей – от долей ватта до 10–20 кВт, световой поток – от долей люмена до сотен тысяч люменов, сила света – от долей канделы до десятков тысяч кандел, диаметр колбы – от 1–2 до 200 мм и более.

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.