Інші типи розрядних ламп. Лампи високої інтенсивності

У цих лампах використовується випромінювання дугового розряду у важких інертних газах – аргоні, криптоні або ксеноні – при великій густині струму і тисках від декількох сотень паскаль до декількох мегапаскаль. У лампах цього типу майже відсутній період розпалювання, і їх світлові характеристики в широких межах не залежать від температури колби. Лампи мають досить високу напругу запалення, що є одним із недоліків цього типу ламп. Світлова віддача за рівних умов у ксенонового розряду в 1,5 разу менша, ніж у ртутного (20-40 лм/Вт), криптонового – в 1,5 разу менша від ксенонового і найменша в аргонового. Лампи мають безперервний спектр випромінювання, який забезпечує добру кольоропередачу освітлюваних об’єктів. За зовнішнім виглядом колір випромінювання газових ламп близький до білого з деякими відтінками. Аргонові лампи мають більш блакитний відтінок, ніж криптонові й ксенонові. В сучасних лампах високої інтенсивності використовується ксенон і лише в деяких спеціальних лампах – інші гази, наприклад криптон у трубчастих лампах для накачування лазерів.

Існуючі типи ксенонових ламп мають Т_кол від 6050 до 6300 К, і у видимій частині спектр випромінювання дуже близький до сонячного, тому ксенонові лампи широко застосовуються в кінопроекції, в установках, що імітують сонячне випромінювання, в установках радіаційного нагрівання і зварювання випромінюванням, фотоекспонування й інші випадки, де потрібна висока якість кольоропередачі, безперервний спектр і миттєве вмикання.

Ксенонові лампи можуть бути трубчастими та кульовими.

Трубчасті: типу ДКсТ, ДКсТБ (лампа працює з баластом) – працюють із природним охолодженням у горизонтальному положенні (± 30^о); ДКсТВ – із водяним охолодженням у будь-якому положенні і типу ДПКс – у пульсуючому режимі. Лампи мають потужності від 2 до 50 кВт (потужність у ватах указується цифрою після літерного позначення лампи, наприклад ДКсТВ15000 – потужністю 15 кВт) і випромінюють світлові потоки від 40,5 до 2230 клм. Для запалення ламп використовуються запалювальні пристрої, лампи можуть працювати без баласту. Середня тривалість горіння від 400 до 1350 год.

Кульові характеризуються малими розмірами й високими яскравостями. Лампи, призначені для роботи на постійному струмі, мають масивний анод і порівняно тонкий катод. Маркування відрізняється від трубчастих тим, що замість букви Т ставлять букву Ш. Далі можуть іти букви, що відрізняють конструктивні та інші особливості ламп: РБ – розбірна, Эл – у колбі еліпсовидної форми і т.д. Потужні лампи ДКсШРБ мають розбірну конструкцію електродів та вводів, яка забезпечує водяне охолодження електродів ізсередини. Кульові ксенонові лампи мають потужність від 200 Вт до 10 кВт і світлові потоки від 3 до 410 клм. Середня тривалість горіння від 125 до 2000 год. (переважно 500-1000 год.).

Повідомляється [58] про випуск фірмою "Osram" плоских ксенонових ЛЛ низького тиску типу "Planon", призначених для освітлення.

Бактерицидні лампи. Подібні до люмінесцентних ламп й умикаються в мережу за допомогою ПРА для люмінесцентних ламп. Колби ламп виготовляються з увіолевого скла, прозорого для УФ випромінювання з λ = 254 нм (найбільш інтенсивна УФ спектральна лінія ртуті) без люмінофору. Лампи випускаються потужностями від 8 до 60 Вт. Корисний термін служби визначається падінням прозорості увіолевого скла для випромінювання з λ = 254 нм і становить від 3 до 5 тис. год. Застосовуються для знезаражування повітря, рідин, продуктів.

Натрієві лампи низького тиску мають світлові віддачі від 100 до 180 лм/Вт, але випромінюють майже монохроматичне жовте світло (589 та 589,6 нм), і тому вони непридатні для загального освітлення. Їх застосовують у спеціальних випадках, наприклад, для освітлення заміських автострад, архітектурного й декоративного освітлення, в лабораторній практиці (в цукриметрах) тощо. Виробляються (серійно – закордонними фірмами) на потужності від 18 до 180 Вт, умикаються через підвищувальні трансформатори з великим магнітним розсіюванням, глибина пульсацій досягає майже 100%, термін служби – 15 тис. год.

Крім ртутних і натрієвих ламп виробляються лампи низького тиску з парами цезію Cs, рубідію Rb, калію К, цинку Zn, кадмію Cd, талію Tl та ін. Ці лампи знаходять застосування як джерела лінійчастого спектра для різних спеціальних цілей, наприклад, для спектрального аналізу.

Для сигнального, декоративного і рекламного освітлення, а також при штучному вирощуванні рослин використовуються газові лампи, що заповнюються, як правило, неоном Ne: дугові неонові лампи мають вигляд скляних трубок діаметром від 15 до 70 мм, довжиною від десятків до 100-150 см, випромінюють світло в діапазоні хвиль 580-730 нм, мають світлову віддачу 7-18 лм/Вт і високовольтні трубки тліючого розряду діаметром від 10 мм до 30 мм, довжиною від 10 см до 3 м, наповнені неоном або аргоном, переважно з кольоровими люмінофорами (в цьому випадку разом із газом звичайно додається ртуть). Застосування люмінофорів дозволяє отримати широку гаму кольорів і підвищити світлову віддачу ламп. Трубкам можна надавати будь-яких декоративних форм. Живляться лампи від мережі змінного струму за допомогою підвищувального трансформатора з великим магнітним розсіюванням. Найчастіше декілька ламп умикають послідовно.

Лампи тліючого світіння являють собою скляну колбу, в яку впаяні два електроди, розташовані на невеликій відстані один від одного. Промисловість виробляє сигнальні неонові (СН), мініатюрні неонові (МН), неонові спеціальні панельні (ПН), фазові (ФН) та ін. Залежно від типу ламп світловий потік ставить від 0,02 до 5 лм, світловіддача – від 0,2 до 2,8 лм/Вт. Термін служби – від декількох сотень до декількох тисяч годин. Лампи включаються в мережу послідовно з активним опором. Колір і спектр випромінювання визначаються заповнюючим газом. Найбільш широко використовується неон, який дає оранжево-червоне світіння. Аргон дає блідо-блакитне світіння. Додавання ртуті до неону викликає появу синьо-білого ореолу. Лампи застосовуються як індикаторні, сигнальні, покажчики полярності, цифрові тощо.

Сигнальні малогабаритні ЛЛ тліючого світіння відрізняються від газових ламп тліючого світіння тим, що, крім інертного газу – аргону, в лампу додається невелика кількість ртуті, а внутрішня поверхня покривається, як у ЛЛ, шаром кольорового люмінофору. Промисловість виробляє близько 20 типорозмірів ламп оранжевого, жовтого, зеленого, блакитного світла. Термін служби – від 2 до 5 тис. годин. Лампи працюють від мережі змінного струму 127, 220 і 380 В із послідовно ввімкненим резистором. Призначені в основному для систем автоматики та радіоелектроніки, але можуть використовуватися і в інших випадках.

На завершення слід додати, що на сьогодні найбільш перспективним для цілей освітлення є використання напівпровідникових світлодіодів, які зараз широко використовуються як індикатори. Монохроматичне випромінювання світлодіодів можна перетворити в біле шляхом змішування випромінювання червоного, зеленого і блакитного світлодіодів або за допомогою блакитного світлодіода й люмінофору. Останній спосіб уже апробований [13], при цьому досягнуто R_α = 85.

Переваги світлодіодів: великий термін служби, який сягає 100 тис. год., ККД близький до 100%, легкість регулювання світлового потоку, широкий діапазон робочих температур – від –40^оС до +85^оС. Для прискорення розроблення і виготовлення освітлювальних світлодіодів створені спілки виробників освітлювальної техніки й напівпровідникової електроніки – такі, як Osram i Siemens, Philips та Hewlet Packard (зараз Agilent), Gelighting з Emcore.