Fluorescentna osvetlitev: načela dela

Razsvetljava rastlin z vidno ultravijolično svetlobo iz fluorescentne svetilke

Človeštvo že več let uporablja fluorescenčne sijalke za osvetljevanje zgradb, ulic, produkcij in drugih prostorov. Razlog je v tem, da kljub visokim stroškom samih svetilk dajejo več svetlobe kot žarnice z žarilno nitko podobne moči.

Cenejša svetloba posledično vodi do znatnih prihrankov tudi zato, ker je povprečna življenjska doba takih izdelkov približno 5 let na meji ciklov vključitvenih izjem do leta 2000. Podrobneje preučimo, kaj je fluorescenčna razsvetljava, katere prednosti in slabosti ima. .

Področje uporabe in značilnosti fluorescenčnih sijalk

\ t

Kompaktna žarnica za varčevanje z energijo

Fluorescentna svetilka je svetlobni vir, ki deluje na plin. V njih električni naboj, ki deluje v interakciji s hlapom živega srebra, tvori ultravijolično sevanje, ki se v stiku s fosforjem spremeni v svetlobo, vidno očesu. Kot fosfor obstajajo različne mešanice, na primer kalcijev halo fosfat z drugimi elementi.

Vrste svetilk in aplikacije

Obstajata dve vrsti svetilk: visok in nizek. Prvi se uporabljajo v svetlobnih napravah visoke moči, kot tudi za ulično razsvetljavo. Drugi se uporablja za osvetljevanje industrijskih in stanovanjskih prostorov.

Živosrebrna sijalka

\ t

GRLDN ali nizkotlačna žarnica z živosrebrno srebro z razelektritvijo je steklena žarnica (cev), ki se nanaša na notranjostene s plastjo fosforja. V notranjosti so takšne svetilke napolnjene z argonom in živim srebrom (ali amalgamom) pod pritiskom 400 Pa.

Zanimivo vedeti! Plazemske plošče so ena izmed vrst fluorescenčnih sijalk!

Fluorescenčne sijalke v šolskem razredu

\ t

Zelo pogoste fluorescenčne sijalke so bile pridobljene v:

• šole;
• pisarne;
• Bolnišnice in klinike;
• In na drugih mestih.

S prihodom sredi osemdesetih let 20. stoletja, kompaktne bazene tipa E14 in E27 pod podatkovnimi svetilkami, so se začele širiti in v vsakdanjem življenju iz leta v leto postajati vse bolj priljubljene.

Vmesnik sistema DALI

Uporaba fluorescenčnih sijalk je najboljša za razsvetljavo velikih površin. Souporaba svetilk z DALI sistemi vam omogoča, da zmanjšate porabo energije za 50 do 80% in podaljšate življenjsko dobo.

Raznolikost barv in tonov je odvisna od sestave fosforja in plina

.

Razširjena uporaba fluorescenčnih sijalk je bila prav tako prejeta v svetlobno oglaševanje, razsvetljavo osebnih delovnih mest in osvetlitev fasad stavb. Uporabljajo se tudi v gojenju rastlin v organizaciji umetne razsvetljave v rastlinjakih.

LCD TV na luminiscenčni osvetlitvi

S porazdelitvijo mase LED so LCD paneli vseh vrst osvetljeni le s fluorescentnimi sijalkami.

Za in proti

Menimo, da ni skrivnost, da je uspeh fluorescentnih sijalk zaradi svojih prednosti pred konkurenti.

Zanjevključujejo:

• Visoka svetilnost in učinkovitost- upoštevajte, da 20-vatna fluorescenčna sijalka proizvaja svetlobo kot običajna žarnica pri 100 W.
• Velika paleta svetleče palete barv- vam omogoča ustvarjanje svetlih kompozicij katere koli kompleksnosti.
• Emitirana svetloba je razpršena .

Fluorescenčna sijalka deluje veliko dlje kot žarnice

• Velika življenjska doba- sijalke premium razreda lahko delujejo do 20.000 ur, v nasprotju s 1000 litri žarnic. Ampak zaradi pravice, je treba opozoriti, da je ta kazalnik mogoče doseči le z odlično kakovostjo oskrbe z električno energijo, in skladnost z največjim možnim številom vključkov.

Nasvet! Od tu je mogoče sklepati na pravilo, da fluorescentne sijalke - to ni najboljša rešitev za prehode, opremljene s senzorji gibanja. Tudi takšne osvetlitve ne morete povezati s stikalom z indikacijo LED diode - povzroča neprekinjeno utripanje svetilke (v bistvu vključitev - izjema), kar vodi do hitre odpovedi.

Pare živega srebra so strupene za ljudi

.

Luminiscenčna razsvetljava je v zadnjih desetih letih začela ustvarjati svoj položaj, tako da je postala bolj svetla LED osvetlitev. Ta težnja se je pojavila zaradi slabosti takšnih svetilk, ki jih je bilo treba odpraviti.

Tu so slabosti luminiscenčne razsvetljave:

• Svetilke vsebujejo živo srebro, do 1 g . To kaže na visoko kemijsko nevarnost pri odtaljevanju žarnice. Ljudje ne obupajo vednodobite poročilo o nevarnostih živega srebra in lahko brez razmišljanja zlomijo takšno svetilko. Medtem pa lahko 1 kapljica živega srebra zastrupi prostor okoli sebe v polmeru več kilometrov.
• Spekter njihovega sijanja je neenakomeren, linearen . To pomeni, da je oči neprijetne osebe in izkrivlja barve subjektov, ki jih osvetli. Obstajajo svetilke z neprekinjeno razsvetljavo, vendar njihov žar ne prihaja tako svetlo, kar pomeni, da se zmanjša prihranek pri elektriki.
• Nato se zmanjša učinkovitost fluorescenčne sijalkev povezavi z degradacijo fosforja - spremeni se barvni spekter, zmanjša se prepustnost svetlobe.
• Še ena pomanjkljivost luminiscentne razsvetljave je utripanje svetilk , ki se pojavi dvakrat pogosteje, ker se napaja z elektriko, kar pomeni, da bo v naših omrežjih 100 Hz. Problem je rešen z uporabo ESPA (Electronic Starting Regulators), če imajo kondenzatorji zadostno zmogljivost.

Veliko utripanje svetilk

• Potreba po sprožilnem mehanizmu za svetilko.
• Faktor moči nizke svetilkese šteje za neuspešen za električno omrežje.
• Visoka cena v primerjavi z žarnicami z žarilno nitko.

Velikost svetilk danes igra tudi pomembno vlogo. In če to ni zelo pomembno za notranjo razsvetljavo, potem za elektroniko - ravno nasprotno.

Preklop na LED je omogočil, da so LCD zasloni zelo kompaktni. Imamo ultra tanke televizorje, pametne telefone in tablične računalnike z visokokakovostnimi svetlimi zasloni in velikodrugo

Zgodovina pojava fluorescenčnih sijalk

Sodobna fluorescenčna sijalka

Prve sodobne luminescenčne sijalke so plinske svetilke, ki so se uporabljale v 19. stoletju. Razsvetljava plinov pod vplivom toka je bila prva na svetu, ki je gledala Mihaila Lomonosova - zamudil je elektriko skozi žogo, napolnjeno z vodikom.

• Prva delujoča plinska sijalka je izum nemškega fizika Henryja Geyslerja. Leta 1856 je prejel modro svetlobo cevi, napolnjene s plinom.
• Leta 1891 je Nikola Tesla patentiral sistem razsvetljave za plinske svetilke. Njegov sistem je vključeval plinske izpušne cevi iz argona, ki jih je patentiral tik pred tem, in vir visoke napetosti z visoko frekvenco.

Nicola Tesla - najbolj skrivnostni znanstvenik v zgodovini človeštva

\ t

Danes se uporabljajo žarnice Argon Tesla.

• Luminescenčna luminiscenca je bila leta 1893 v Chicagu, Illinois prikazana na razstavi znanstvenih in tehnoloških dosežkov. Predstavil ga je znanemu Thomasu Edisonu.
• Leta 1894 MF Moore je pokazal svetilko na dušik in ogljikov dioksid, ki je povzročil bledo rožnato sijaj.
• Leta 1901 je Cooper Hewitt ustvaril živosrebrno svetilko, ki je izdelala modro-zeleno svetlobo, kar posledično ni našlo uporabe. Ampak to je bilo veliko bolj učinkovito kot svetilke Edison in Geysler, in skoraj je bil analogni sodobnih naprav.
• Leta 1926 je bilo odločeno, da se poveča pritisk v čebulici, njihove notranje stene pa prekrijejo luminopor, ki se spremeni.ultravijolično sevanje v želenem svetlobnem spektru. Ideja je pripadala znanstveniku Edmundu Germerju, ki je dejansko ustvaril dnevno svetlobo s pomočjo fluorescenčnih sijalk.

Kasneje je patent za izum odkupil General Electric, ki ga je ustanovil Edison. Podjetje je lahko prineslo svetilke v komercialno proizvodnjo in uporabo.

V ZSSR tako pomembne osebe kot V.A. Fabrikant, SI Vavilov, VL Levshin, F.A. Butaeva MA Konstantinov-Schlesinger, VI Dolgopolov Vsi so prejeli naziv Stalinove nagrade druge stopnje.

Sorte, načelo delovanja in uporaba fluorescenčnih sijalk

S površinskimi informacijami smo že prebrali, zdaj pa poglejmo globlje v strukturo svetilk. Opredelili bomo njihove glavne značilnosti in objavili veliko zanimivih informacij, ki bodo, če ne bodo uporabne v praksi, zelo koristne za splošni razvoj.

Načelo dela

Fluorescentna svetilka v rezi

\ t

Predstavljajmo si, da imamo svetilko, da je vklopljena in deluje. Kaj povzroča sijaj? Dejstvo je, da so na nasprotnih koncih cevi prisotne elektrode, med katerimi se razelektrijo loki (fizični fenomen, ki ga je leta 1802 odprl ruski fizik V. Petrov).

Notranja prostornina svetilke je napolnjena s parno živo srebro in inertnim plinom (brez vonja brez vonja in brezbarvnimi monoatomskimi plini). V stiku z elektriko nastane tok ultravijoličnega netermalnega sevanja.

Kot je bilo že omenjeno, je notranjost bučke prekrita s plastjo fosforja, kiima sposobnost absorbiranja ultravijolične svetlobe, ki jo spreminja v vidno svetlobo. Različna sestava luminophorja vam omogoča, da prilagodite svetlobo. Kot spreji se uporabljajo cinkovi kalcijevi ortofosfati in kalcijevi halofosfati. Intenzivnost sevanja je odvisna od moči svetilke in kakovosti luminopora.

Električni lok Petrov, pomotoma pripisan odkritjem Nikoli Tesle

Obremenitev z lokom je podprta zaradi termionske emisije nabitih elektronov s katodne površine (elektronski izbruhi kovin pri visokih temperaturah). Za zagon žarnice je treba katode ogreti.

Tu se vrste svetilk začnejo razlikovati:

1. najprej- to so modeli z vročim zagonom (žarnice LD in DRL). Imajo katode, ki jih ogreje njihov tok. Te svetilke imajo opazen zakasnjen zagon (0,5 - 1 s), kar moti veliko uporabnikov. Vendar je treba opozoriti, da takšne svetilke služijo veliko dlje.
2. drugi- žarometi za hladni zagon. V njih se katode segrevajo z ionskim bombardiranjem, ki se pojavi pri žarjenju visoke napetosti. Take svetilke so vključene skoraj v trenutku, vendar se njihova življenjska doba zmanjšuje.

Zaganjalniki z elektromagnetno in elektronsko predstikalno napravo se uporabljajo za zaganjalne svetilke, o njih pa se bomo pogovorili malo kasneje.

Označevanje fluorescenčnih sijalk

Barvna temperatura osvetlitve

Glede na to, kako živa je razsvetljava, je človeško dojemanje barveNa primer, modra barva je za nas bolje vidna pri šibki svetlobi, rdeča barva pa postane manj opazna. Posledično se zdi, da je dnevna svetloba pri nizki intenzivnosti modrikasta.

Zaradi teh značilnosti naše vizije so bile razvite norme za osvetlitev različnih prostorov: za dom je dovolj prostora za 75 luksov (enota intenzivnosti svetlobe po SI) v eni sobi, za industrijske prostore pa 400 luksov.

1. V prvem primeru je najbolj naravna osvetlitev z barvno temperaturo 3000 K.
2. V drugem - 4000-6000K, ker je prejšnja različica že videti rumena.

Da se pri teh parametrih ne zmede, proizvajalci označijo proizvode. Oznaka je lahko mednarodna ali nacionalna.

Mednarodni sistem oznak

\ t

International vključuje trimestno vrednost, ki pravilno razločuje, kar omogoča določitev parametrov svetilke.

Primer uporabe mednarodne oznake na fluorescenčnih sijalkah

1. Prva številka v kodi je indeks barvnega prenosa. To število se pomnoži z 10 Ra (poseben indikator barvne ravni). Višja kot je vrednost, bolj natančen je prenos barve. Kompaktne svetilke za dom imajo običajno dano vrednost 60-98 Ra.
2. Preostali dve števki označujeta barvno temperaturo, ki jo proizvaja žarnica.

To pomeni, da oznaka na embalaži 930 pomeni, da ima svetilka indeks prenosa barve, ki je enak 90 Ra, in barvno temperaturo 3000Kelvin

Poleg označevanja po DIN 5035 (nemški analog GOST) je obseg prenosa barve od 20 do 100 Ra razdeljen na 6 delov. Ne bomo se spuščali v podrobnosti, če pa se kdo želi razsvetliti, vas prosimo, da hodite po internetu.

Domače označevanje

Domača ruska oznaka se zelo razlikuje od zgoraj navedenega. To ureja GOST 6825-91 (MEC 81-84) in drugi normativni dokumenti.

Rusko označevanje fluorescenčnih sijalk

V skladu s to oznako se razlikujejo naslednje vrste svetilk:

.

označevanje	opis	Temperatura v K	Mednarodni analog
LB	Beli svet. Odlikuje jih visoka svetilnost in nizka kakovost barvnega prenosa. Uporablja se predvsem v upravnih in industrijskih prostorih.	3500	635
LD	Dnevna svetloba. Ima svetlo modro barvo. Prenos barv je sprejemljiv v kombinaciji z visoko svetilnostjo.	6500	765
LHB	Hladna bela svetloba. Barva je nekaj podobnega sončnemu. Prenos barv je nizek. Prejšnje različice so primerne za panoge z nizkimi zahtevami za prenos barv.	4000	640
LTB	Topla bela svetloba. Beli sijaj ima rahlo roza odtenek. Uporablja se v prostorih gostinskih in živilskih trgovin	3000	530-630
LEE	Naravna svetloba. Beli svet nima odtenkov. Zanj je značilna visoka svetilnost.	4000	740
LHE	Naravna hladna svetloba. Podobno kot prejšnja, vendar ima hladnejši odtenek.	6000	760

V tabeli smo našteli glavne vrste svetilk in njihove oznake. Poleg tega se lahko oznaka dopolni s črko "C", kar pomeni izboljšan prenos barve ali "CC" - kakovosten prenos barve.

To pomeni, da bo označevanje LDCC pomenilo dnevno svetlobo z visokim barvnim prenosom. Take svetilke se uporabljajo v muzejih in razstavah, da ne bi izkrivili dojemanja umetnikov.

Na fotografiji - svetilka za posebne namene

Poleg zgoraj navedenih možnosti obstaja še veliko več svetilk, ki imajo poseben namen. Ti modeli imajo tudi svoje oznake.

• LS, LH, LK, LR, LHR, LS so vse svetilke barvne luminiscence (p - rožnata, do - rdeča, rumeno - rumena, gr - lila, z - zelena, g - modra);
• LUF - ultravijolične svetilke;
• DB - ultravijolični sij tipa "С";
• LSR je refleksno svetlo modra svetloba.

Za podrobnejše informacije o označevanju se obrnite na GOST.

Električni priključek

Nastavitev zagonske naprave

Bistvena pomanjkljivost fluorescenčnih sijalk je, da jih ni mogoče neposredno priključiti na omrežje, in razlogi za to so dve.

1. Ko se pojavi v sijalki, dobi negativno diferencialno upornost, kar lahko privede do kratkega stikavezje, razen če običajno v tokokrogu ni upora.
2. V izklopljenem stanju ima luminiscentna svetilka visoko odpornost, zato je potreben visokonapetostni impulz, ki tvori električni oblok.

Za reševanje opisanih težav se uporabljajo lansirniki, najpogosteje uporabljene različice EMPR in EPRA.

elektromagnetna balasta

Naprave za regulacijo elektromagnetnega sprožilca

\ t

Elektromagnetna predstikalna naprava ali EMPR je dušilka, ki ima induktivni upor želene vrednosti in je priključena vzporedno z žarnico. Ima zaganjalnik kondenzatorja in žarnico. Bistvo te naprave je, da ob vklopu tvori impulz do 1 kV zaradi lastne indukcije, medtem ko tok zaradi svoje upornosti omejuje tok.

Koristi sheme vključujejo zanesljivost, trajnost in enostavnost izvedbe. Slabosti so veliko večje:

• dolg zagon - do 3 sekunde;
• Velika poraba moči plina;
• Manj faktor moči;
• Prisotnost nizkofrekvenčnega brenčanja pri dušilih slabe kakovosti;
• dvakrat utripajoča svetilka;
• Velike dimenzije modela;
• Če je temperatura zraka okoli žarnice nižja od nič, se lahko začne zagon žarnice celo zgoditi.

Elektronska predstikalna naprava

Elektronski sprožilec prilagodi mehanizem

Elektronska predstikalna naprava (EPR) napaja žarnice s tokovno napetostjo z visokofrekvenčno napetostjo od 25 do 133 kHz, tako da je utripanje takih svetilk popolnoma neopazno za človeško oko.Obstaja veliko modelov EPR, ki se lahko uporabljajo tako za vroče kot za hladne zagone.

Razlika glede na EMPR je v tem, da EPRA nima zaganjalnika (neonske svetilke s kondenzatorjem), vendar se lahko zahtevana napetost sama oblikuje. Elektronska predstikalna naprava najpogosteje segreje katode do želene temperature z napetostjo, tako da se začne žarnica.

Odvisno od modela lahko ECPAs lahkotno prižgejo žarnico, postopoma povečujejo sijaj ali pa to storijo v trenutku.

"Hladen" zagon je posledica dejstva, da je veriga, v kateri je svetilka priključena, v bistvu vibracijsko vezje, katerega parametri so izbrani tako, da v odsotnosti razelektritve pride do pojava električne resonance v vezju. Podobna metoda je med radijskimi amaterji zelo priljubljena, saj omogoča vožnjo tudi žarnic s spali katodami.

žarnica je zlomljena

Svetilka je začela svetiti s prehodi ali sploh zbledela

Zakaj fluorescentna svetilka ne deluje? Če svetilke ne zlomite, je razlog verjetno v naslednjem. Vnetljive elektrode so izdelane iz volframa, prevlečene s pasto zemeljsko alkalijskih kovin, ki med delom počasi izstopajo s katod.

Ta postopek je še posebej intenziven, ko se žarnica prižge zaradi dejstva, da razelektritev ne začne goreti na celotnem območju, ampak samo na določenem območju površine, kar povzroča lokalne temperaturne spremembe. Tako nastane zatemnitev žarnice na robovih, ki postane bolj vidna do konca njegove življenjske dobe.

Zaključek! Trajanje operaciježarnice so neposredno odvisne od kakovosti vgrajenih elektrod.

Svetilke na EMPR in EPR se segrejejo drugače:

• V prvem primeru se pri sežiganju ene od elektrod poveča napetost na žarometu na nivo praznjenja v zaganjalniku. Zaradi tega začne neprekinjeno delovati in obstaja znano utripanje obrabljenih svetilk.
• Pri neprekinjenem delovanju starterja se elektrode pregrejejo, zaradi česar eden od njih v nekaj dneh izgori. Hkrati pa zaganjalnik zelo pogosto gori in zahteva zamenjavo z žarnico.
• Svetilka lahko ne deluje zaradi okvare dušilke in zaganjalnika. V prvem primeru se tok, ki teče skozi svetilko, močno poveča, kar povzroči, da se elektrode topijo in svetilka takoj izžge. V drugem - žarnica se premika na zagonsko vezje, zaradi česar začnejo delovati samo žarnice z žarilno nitko. V tem načinu delovanja se obrabijo večkrat hitreje.
• V EPR, po destilaciji napetosti in povečanju napetosti - če ni zaščitnega sistema (predstikalne naprave slabe kakovosti) - se tok poveča, kar vodi do prepihanega tranzistorskega balasta.
• Neustrezni EPR-ji lahko povzročijo tudi okvaro, saj se lahko izhodni kondenzator prebije, ko se žarnica ustavi, kar povzroči, da se tranzistorji raznesejo.

Na izstopu iz žarnice v EPR ni utripanja - preprosto ugasne. Vzrok okvare lahko nastavite z uporabo običajnega multimetra s preverjanjem navojev za odpornost na napetost.

Variante izvedbenih izvedb

Vrste fluorescenčnih sijalk

Razlikujem dve vrsti fluorescenčnih sijalk: linearno in kompaktno.

Linearna fluorescenčna sijalka

• Prva izvedba je živosrebrna nizkotlačna svetilka, v obliki črke U ali obročasta oblika. Po GOST 6825-91 se imenujejo tudi cevaste, čeprav je ta definicija zdaj zastarela.
• V bistvu je steklena cev z dvema na robovih klobuka, v katerem so kraki nameščeni elektrodi. Sama cev je zapečatena, da v njem ostane inertni plin (Ne, Kr, Ar) in par živega srebra.
• Te žarnice se razlikujejo po dolžini, obliki in debelini cevi.

Kompaktne fluorescenčne sijalke

\ t

Druga varianta ima ukrivljeno cev, ki jo lahko dodatno zaprejo zaobljene bučke. Glavna razlika med njimi je v vrsti pokrovčkom, ki se uporablja: 2D, G23, G27, G24 (s spremembami ... Q1, Q1, Q3), G53. Zaradi tega se lahko navodila za namestitev žarnic razlikujejo - preučite pripombe, ki so pritrjene na napravo.

Prav tako je izdal standardne različice baz, ki jih zelo pogosto zavrtimo z lastnimi rokami:

mala nogometna baza

• E14 - najmanjša kapica;

osnova E27

• E27 - standardni sok, kot pri večini žarnic;

osnova E40

• E40 - velik sok za ulične svetilke.

Ta univerzalnost je prispevala k hitri širitvi energetsko varčnih fluorescenčnih sijalk.

Uporaba fluorescenčnih sijalk

No, in končno, pogovorimo se o varnosti uporabejunak našega pregleda. Kot veste, je živo srebro strupena snov prvega razreda nevarnosti. Uporaba v elektrotehniki in uporabi takšnih snovi ureja RoHS - niz zakonov, sprejetih po vsej Evropi.

V skladu s temi dokumenti morajo uporabniki, ki odstranjujejo odpadke, ki vsebujejo živo srebro, odnesti v specializirane sprejemne centre. V naši državi je treba upravljati komunalne z ZhEKs in samostojni podjetniki, ki so prejeli ustrezno dovoljenje.

Če taka družba zavrne sprejem svetilke, se lahko pritožite pri upravi ali kabinetu župana, svetilka pa se odpelje na točko sprejema v trgovino IKEA, ki sprejema vse svetilke in ne glede na proizvajalca.

V Rusiji, od 3. septembra 2010, deluje resolucija Vlade RS št. 681, ki ne ureja le postopka za odstranjevanje takih proizvodov, temveč vsebuje tudi seznam ukrepov za čiščenje in razkuževanje prostorov, onesnaženih s hlapi živega srebra.

Resolucija Vlade RS o ravnanju z nevarnimi snovmi

S tem bomo zaključili naš izlet v svet, kjer prevladuje luminiscenčna razsvetljava. Dotaknili smo se večine vprašanj, povezanih s temi viri svetlobe, če pa vam ostaja še nekaj nejasnega, si oglejte video, ki ga ponujamo, kjer si lahko ogledate veliko zanimivih stvari.