WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 19 |

У ламп с зеркализованными колбами и встроенными экранами нормируются кривые силы света (рис 2.26), сила света в направлении оптической оси лампы, световой поток, излучаемый в нижнюю полусферу или какую-нибудь другую зону. У большинства зеркальных ламп КПД равен 0,75–0,80, а коэффициент усиления лежит в пределах от 3 (широкое светораспределение) до 20 (концентрированное светораспределение).

а в г б Рис. 2.26. Типовые продольные КСС зеркальных ЛН с условным потоком 1000 лм концентрированного (а), среднего (б) и широкого (в) светораспределения и ЛН в прозрачной колбе (г) Яркость свечения ЛН существенно различна. Лампы для кинопроекторов, прожекторов, светосигнальных приборов имеют высокую яркость. Для них применяют прозрачную колбу и компактное тело накала, которому придают максимальную температуру. Для освещения жилых помещений часто применяются лампы в матированной или молочной колбе, снижающей яркость. У спиральной вакуумной лампы мощностью 40 Вт габаритная яркость при прозрачной колбе около 2000 · 103 кд/м2, а при матированной – · 103 кд/м2.

Спектральные и цветовые параметры. Лампы накаливания имеют сплошной (непрерывный) спектр излучения.

Цветность излучения, температура Тцв и цветопередача зависят от материала тела накала, его рабочей температуры, спектров поглощения и пропускания стенок колбы и наносимых на колбу декоративных и других покрытий, а также в некоторой мере от формы тела накала.

При освещении такими лампами усиливаются «теплые» цветовые тона (красные, оранжевые, коричневые) и ослабляются «холодные» (зеленые, голубые, фиолетовые), что не позволяет обеспечить высокое качество цветопередачи. Путем применения светофильтров и цветных колб, частично поглощающих оранжево-красное излучение, в принципе можно повысить цветовую температуру ЛН до 3500–4000К, но световой поток при этом снизится на 30–35%.

Геометрические и конструктивные параметры (рис. 2.27) – это габаритные размеры (полная длина лампы l, диаметр колбы dк);

присоединительные размеры, определяемые выбранными цоколем и патроном; высота светового центра h; форма и расположение тела накала; конструкция ножки; форма колбы; тип цоколя.

а б в Рис. 2.27. Обозначение основных размеров ламп накаливания:

а – общего назначения; б – автомобильных; в – автомобильных с фокусирующим цоколем Механические и климатические параметры: вибростойкость и вибропрочность, ударопрочность; прочность крепления цоколя к колбе; стойкость к внешнему давлению и разрежению; стойкость к температуре окружающей среды; стойкость против воздействия влаги и химически агрессивных сред. Численные значения этих параметров указываются в стандартах и технических условиях на лампы.

Большинство ЛН эксплуатируется в нормальных климатических условиях: наружная температура + 25 ± 10 С, атмосферное давление 950–1030 ГПа (720–788 мм рт. ст.), относительная влажность воздуха 65 ± 15 % при 25 С.

Однако к ряду ламп (для тропического климата, для самолетов и судов, для глубоководного погружения, герметизированных арматур, животноводческих помещений и др.) предъявляются особые климатические требования, которые фиксируются в стандартах и технических условиях.

Параметры долговечности, надежности и стабильности ЛН:

– полный срок службы полн – суммарное время горения лампы в часах от момента включения до момента прекращения функционирования;

– средний или номинальный срок службы – среднеарифметическое из полных сроков службы всех ламп, входящих в партию. Для текущего контроля за средний срок службы можно принимать отрезок времени, в течение которого вышло из строя 50 % ламп из партии, поставленной на испытания;

– гарантированный срок службы г – суммарное время горения любой ЛН, выпущенной предприятием, например для ЛН общего назначения г = 700 ч при среднем сроке службы = 1000 ч;

– полезный срок службы п – экономически и технически целесообразное суммарное время горения ЛН или совокупности ламп;

– реальный срок службы р – средняя продолжительность горения ламп в реальных условиях эксплуатации;

– наработка на отказ – суммарное время горения до отказа, т.е. до снижения светового потока ниже установленного уровня или до нуля вследствие перегорания тела накала или незажигания лампы;

– вероятность безотказной работы;

– коэффициент стабильности светового потока – число, на которое нужно умножить номинальное значение светового потока, чтобы получить его среднее значение за срок службы. Этот ( Ф /Ф) ср показатель у ЛН довольно высок: для вакуумных ламп общего назначения он равен 0,87–0,90, а для газополных 0,91–0,95.

Экономичность ЛН характеризуется световой отдачей V, лм/Вт, т.е. отношением светового потока, излучаемого лампой, к ее электрической мощности:

Ф.

V P Относительно невысокая световая отдача ЛН объясняется их физической природой; световой КПД вакуумных ламп равен 1,5 %, а газополных 2–4%.

Типы, области применения и характеристики основных групп ламп накаливания приведены в табл. 2.16.

Лампы общего назначения (рис. 2.28) – вакуумные (В), биспиральные аргоновые (Б), биспиральные криптоновые (БК), газополные моноспиральные (Г) (ГОСТ 2239–79) – предназначены для освещения помещений и открытых пространств, рассчитаны на напряжения 127 и 220 В (см. табл. 2.16). Срок службы ламп 1000 ч.

Учитывая нестабильность напряжения в сетях, ГОСТ 2339–предусматривает выпуск ЛН на расчетные напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В (на лампе указывают диапазон напряжений: 125–135, 215– 225, 220–230, 230–240 и 235–245 В). Расчетное напряжение 240 В применяется только для ЛН мощностью 60, 100, 150 Вт. Лампы на 230–240 и 235–245 В предназначены для использования там, где в сетях наблюдается повышенное напряжение. При расчетном напряжении средняя продолжительность горения ЛН должна быть не менее 1000 ч, а продолжительность горения каждой лампы – не менее 700 ч. У ЛН в матированных колбах световой поток на 3%, в опаловых – на 10% и в молочных – на 20 % ниже, чем у ламп в прозрачной колбе.



а б в Рис. 2.28. Лампы накаливания общего назначения:

а – моноспиральная с аргоновым наполнением; б – вакуумная или биспиральная с аргоновым наполнением; в – биспиральная с криптоновым наполнением Таблица 2.Типы, области применения и характеристики основных групп ламп накаливания Размеры, мм dк l Общего назначения В, Б, Помещения и 125– 15–1000 85–19500 1000 61–151 90–ГОСТ 2239–79 БК, Г открытые пространства Местного МО, Рабочие места 12, 15–100 200–1740 1000 61–81 108– освещения ГОСТ МОЗ, 24, 1182–77 МОД Транспортные:

автомобильные А, АС, Автомобили 6, 12, 0,8–80 1–60 100– 6,4–41 20–ГОСТ 2023–75 АМН 24 железнодорожн Ж, ЖТ, Подвижной 24– 10–100 75–1050 400– 28–66 70–ые ГОСТ 1181–74 ЖСК, состав 220 ЖМТ железных ламп Область поток, лм Световой типов ламп применения Обозначение Мощность, Вт Наименование Напряжение, В Срок службы, ч дорог самолетные СМ Самолеты 2,5– 0,15–70 0,3–315 30–1000 4,3–48 11,5– 115 Зеркальные лампы- светильники:

концентрирова ЗК Местное 127, 40–1000 530–23980 1000– 91–210 136– нные освещение 220 1500 среднего ЗС 127, 40–100 210–690 1100, 73, 87 122, светораспределения 220, 1650 широкого ЗШ 220 300– 1100–4950 1250 134, 250, светораспределения 1000 162 С диффузным отражающим слоем со стороны цоколя:

аргоновые ДБ, 127 40–200 390– 1000 71–96 105– ДГ 2860 криптоновые ДБК 220 40–300 340–3700 71–106 105– 51, 56 220 60-100 650, 1190 96– Специальные лампы:

рудничные Р Головные, 2,4– До 60 16,5–675 50– 16–66 37– ручные и 130 1300 сигнальные шахтные светильники подводные РН, СЦ, Подводное 12, 150– 1950– 100– 56– 115– РЛ, освещение 110, 2000 50000 500 132 РЛЗС Кроме перечисленных выпускается значительное количество других типов ЛН, которые можно отнести к тем или другим группам:

декоративные (Д) в свечеобразных и фигурных колбах разных цветов;

для швейных машин (ПШ) и бытовых холодильников; медицинские синие (МДС) для физиотерапевтических целей; более 50 типов ламп разного назначения (РН); для елочных электрогирлянд и др.

Лампы всех групп и типов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 19190–73 «Лампы накаливания электрические. Общие технические условия».

Галогенные лампы накаливания. Принцип действия ГЛН заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений – галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама.

Галогенные ЛН по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой поток и, следовательно, повышенный полезный срок службы, а также значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнять лампы до высоких давлений дорогостоящим ксеноном и получать на этой основе более высокую яркость и повышенную световую отдачу (либо увеличенный физический срок службы).

Галогенная добавка в ЛН с вольфрамовым телом накала вызывает замкнутый химический цикл. Пример такого цикла показан схематично на рис. 2.29 на примере йода. При 300–1200 °С пары йода соединяются на стенке колбы с частицами вольфрама, образуя йодистый вольфрам WI2, который испаряется при температуре выше 250–300°С. Вблизи тела накала при 1400–1600 °С молекулы WIраспадаются и атомы вольфрама оседают на теле накала и других деталях, имеющих температуру выше 1600°С. Освободившиеся атомы йода диффундируют в объеме лампы и соединяются на стенках колбы с вольфрамом, вновь образуя WI2. Для йодно-вольфрамового цикла требуются следующие условия:

1) температура внутренней стенки колбы повсюду должна быть не ниже 250 и не выше 1200 °С; наиболее предпочтительна температура 500–600°С, поэтому колбу изготовляют из кварца и придают ей необходимую форму для обеспечения лучшей равномерности температуры;

2) минимальная температура тела накала должна быть выше 1600°С;

3) йод не должен образовывать на стенке лампы какие-либо другие химические соединения, кроме WI2, поэтому в галогенной лампе недопустимо применение никеля и молибдена, алюминиевого, циркониевого и фосфорного газопоглотителей, с которыми йод активно взаимодействует;

4) количество йода дозировано; излишек йода для компенсации потерь не допускается, так как пары йода заметно поглощают видимое излучение, особенно в области 500–520 нм.

Рис. 2.29. Упрощенная схема действия йодно-вольфрамового возвратного цикла:

1 – тело накала; 2 – стенка колбы Йодно-вольфрамовый цикл препятствует осаждению вольфрама на колбе, но не обеспечивает возвращения его частиц в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала в йодных лампах остается таким же, как и в обычных ЛН.

Применение йода в ГЛН выявило его некоторые недостатки:

агрессивность по отношению к металлическим деталям, трудность дозировки, некоторое поглощение излучения в желто-зеленой области.





Другие галогены (бром, хлор, фтор), будучи более агрессивными, в чистом виде не могли его заменить. В настоящее время чаще всего в ГЛН применяют химические соединения галогенов СН3Вг (бромистый метил) и СН2Вr2 (бромистый метилен). Чистый бром выделяется в зонах с температурой выше 1500 °С. Для ГЛН с большим сроком службы применяют СН3Вr, полагая, что таким путем вводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую колбу. Продолжается работа над подбором новых летучих химических соединений галогенов.

Исследования показывают, что механизм возвратного цикла значительно сложнее, чем представлялось на ранней стадии работы над ГЛН. Установлено, что йодно-вольфрамовый цикл не происходит в лампе, абсолютно свободной от кислорода. Однако введение в ГЛН кислорода, как и в обычных лампах, способствует появлению известного, весьма вредного для ламп «водяного цикла». Длинные линейные ГЛН имеют недостатки: их невозможно долго эксплуатировать в наклонном или вертикальном положении, так как при этом галогенные добавки и инертный газ в основном из-за разности их молекулярных масс разделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается. Из-за высокой стоимости кварца и недостаточной технологичности ГЛН они пока еще дороги.

Устройство ГЛН показано на рис. 2.30. Колба лампы – длинная узкая кварцевая трубка 1; тело накала – прямолинейная вольфрамовая спираль 2, закрепленная на вольфрамовых держателях 3 по оси колбы.

Расположенные по обоим концам трубки вольфрамовые вводы соединены с выводами 5 впаянной в кварц молибденовой фольгой 6.

Место отпая штенгеля 7 расположено на боковой стенке колбы.

Диаметр трубки-колбы и расположение тела накала в ней выбираются так, чтобы при горении ГЛН температура стенки была равна 500–°С, не менее 250 и не более 1000 °С.

Рис. 2.30. Трубчатая лампа накаливания с йодно-вольфрамовым циклом Тело накала ГЛН изготовляется из специальных марок вольфрамовой проволоки, преимущественно в виде спирали, которой в лампе с помощью электродов и держателей придается необходимая форма.

Основные типы ГЛН. Галогенные лампы применяются для светильников общего освещения и прожекторов; инфракрасного облучения; кинофотосъемочного и телевизионного освещения;

автомобильных фар; аэродромных огней; оптических приборов;

специальных применений. По конструктивным признакам ГЛН делятся на две группы: с длинным спиральным телом накала при соотношении длины ГЛН к диаметру более 10 мм – линейные или трубчатые лампы; с компактным телом накала при отношении длины ГЛН к диаметру менее 8 мм – эти ГЛН подразделяются в свою очередь на мощные и малогабаритные, в которых электроды размещены обычно с одной стороны.

В Российской Федерации приняты следующие обозначения ГЛН:

первая буква – материал колбы (К – кварцевая); вторая буква – вид галогенной добавки (И – йод, Г – галоген); третья буква – область применения (О – облучательная) или конструктивная особенность (М – малогабаритная); первая группа цифр – напряжение, В; вторая группа цифр – мощность, Вт; сила света, кд; ток, А, или световой поток, лм, в зависимости от принятой маркировки для ламп соответствующего типа; последняя цифра – порядковый номер разработки после первой.

В табл. 2.17 приведены в качестве примера параметры, а на рис. 2.31 – конструкции разных групп ГЛН.

Таблица 2.Основные параметры отдельных групп ГЛН Тип лампы Номинальные значения Размеры Цоколь тела Ф, клм, ч dк,мм l, мм накала, мм Для общего освещения КГ220-1000-5 22 2000 10,7 189 сп.- 1,3116 R7s или КГ220-1500 33 2000 10,7 254 сп.- 1,3186 плоский металический КГ220-2000-4 44 2000 10,7 335 сп.- 1,КГ220-5000-1 110 3000 20,0 520 сп.- 3,КГ220-10000-1 220 3000 26,0 675 сп.- 4,3375 R27s/КГ220-20000-1 440 2000 36,0 890 сп.- 6,Для студийного освещения КГ220-500 13,5 150 11,0 132 сп.- 0,8377 Плоский металлический КГ220-1000-4 26 420 11,0 180 сп.- 1,16110 R7s КГ220-2000-3 54 450 11,0 236 сп.- 1,КГ220-5000 125 2000 20,0 520 сп.- 2,83237 R27s/КГ220-10000 260 2000 27,0 675 сп.- 4,Для термокопировальных и электрографических аппаратов КГТ220-400 6,4 500 8,0 280 сп.- 0,63224 R7s КГТ220-1300-1 – 3000 11,0 308 сп.- 1,3240 Плоский металлический КГД220-1800 – 2000 10,7 400 сп.- 1,28350 R27s/КГД220-1200 27,6 200 8,5 354 сп.- 1,2309 R7s Лампы для светильников общего освещения и прожекторов выпускаются преимущественно на 220 В мощностью от 1 до 20 кВт;

световая отдача 22–26 лм/Вт; срок службы 2000 ч; лампы трубчатые;

положение горения горизонтальное.

Малогабаритные лампы разного назначения выпускаются на напряжения до 30 В (преимущественно 6, 12, 24 В) мощностью 15–Вт; лампы имеют компактную форму тела накала. Поскольку от большинства этих ламп требуется высокая яркость, они выпускаются с температурой тела накала 3000–3200 К и имеют срок службы несколько десятков или сотен часов; положение горения любое.

Лампы для инфракрасного облучения выпускаются на напряжения 127, 220 и 380 В мощностью от 0,5 до 5 кВт; срок службы повышенный (2500–5000 ч), так как тела накала этих ламп работают при низких температурах 2400–2700 К; лампы трубчатые; положение горения горизонтальное.

а б в е ж г д з Рис. 2.31. Разные группы ГЛН (масштабы разные):

а – КГ220-1000-5; б – КГТО220-2500; в – КГМ27-400; г – КГМ30-300; д – КГ220-5000;

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 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.