Головна

Джерела штучного світла

  1.  Cудебнік 1550 г. Загальна характеристика, система і джерела
  2.  I.3.3. Джерела пізнання римського права
  3.  Tема 2 ДЖЕРЕЛА БАНКІВСЬКОГО ПРАВА
  4.  V2: Тема 5.1 Анатомія серця. Іннервація та васкуляризація серця. Рентгенанатомія органів грудної порожнини. Джерела розвитку органів серцево-судинної системи.
  5.  VII. Обсяги та джерела фінансування.
  6.  А. Внутрішні джерела
  7.  Автотранспорт і теплоенергетика як джерела забруднення атмосфери

Лампа розжарювання - джерело світла з випромінювачем у вигляді дроту (нитки або спіралі) з тугоплавкого металу (зазвичай вольфраму), розжарюється електричним струмом до температури 2 500-3 300 К, близької до температури плавлення вольфраму (рис. 5). Світлова віддача лампи розжарювання 10-35 лм / Вт; термін служби до 2 тис. ч. Цей вид ламп все ще переважає і проводиться в широкому асортименті, незважаючи на наявні у виробництві більш економічні джерела світла. По конструкції лампи розжарювання бувають вакуумні (НВ), газонаповнені (НГ), біспіральние (НБ), біспіральние з криптоно-ксеноновими наповненням (НБК). є також дзеркальні лампи, Є лампами-світильниками.

 
 

Дедалі більшого поширення набувають галогенні лампи розжарювання. Наявність в колбі лампи парів галогенів (йоду або брому), що зменшують кількість випаровування вольфраму, дозволило підвищити температуру розжарення вольфрамової нитки, в результаті чого світлова віддача збільшується до 40 лм / Вт і спектр випромінюваного світла наближається до природного. Крім того пари вольфраму, яка випаровується з нитки розжарення, з'єднуються з йодом і знову осідають на нитку, перешкоджаючи її виснаження. Термін служби цих ламп збільшився до 3-5 тис. Ч. Двоцокольні лінійні галогеннілампи (рис. 5, г) Використовуються для освітлення широких поверхонь. Завдяки застосуванню зміцнених власників, нитки напруження мають високу стійкість до механічних впливів. Лампи поєднують в собі високу світловіддачу, відмінний коефіцієнт передачі кольору, постійний світловий потік протягом всього терміну служби, миттєве перезажіганіе, можливості регулювання яскравості.

переваги ламп розжарювання:

- Низька ціна;

- Відсутність необхідності пускорегулювальної апаратури, при включенні запалюються практично миттєво;

- Можливість роботи як на постійному струмі (будь-якої полярності), так і на змінному;

- Можливість виготовлення ламп на різний напруга
 (Від часткою вольта до сотень вольт);

- Відсутність токсичних компонентів і як наслідок відсутність необхідності інфраструктури зі збору та утилізації;

- Відсутність мерехтіння і гудіння при роботі на змінному струмі;

- Безперервний спектр випромінювання;

- Стійкість до електромагнітного імпульсу;

- Можливість використання регуляторів яскравості;

- Незалежність роботи від умов навколишнього середовища і температури;

- Світловий потік до кінця терміну служби знижується незначно (на 15%).

недоліки:

- Низька світлова віддача (в три-шість разів менше, ніж у газорозрядних ламп);

- Відносно малий термін служби;

- Залежність світлової віддачі і терміну служби від напруги;

- Колірна температура лежить в межах 2 300-2 900 K (переважають жовті і червоні промені, що спотворює передачу кольору, тому їх не застосовують при роботах, що вимагають розрізнення кольорів);

- Світловий коефіцієнт корисної дії ламп розжарювання, який визначається як відношення потужності променів видимого спектру до потужності, споживаної від електричної мережі, дуже малий і не перевищує 4%;

- Температура колби галогенних ламп може досягати 500 ° С, тому при установці ламп слід дотримуватися норм протипожежної безпеки (наприклад, забезпечити достатню відстань між поверхнею перекриття і підвісною стелею);

- Володіють великою яскравістю, але не дають рівномірного розподілу світлового потоку, для виключення прямого попадання світла в очі і шкідливого впливу великої яскравості на зір нитка розжарення лампи необхідно закривати;

- При застосуванні відкритих ламп майже половина світлового потоку не використовується для освітлення робочих поверхонь, тому ЛН необхідно встановлювати в освітлювальної арматури.

Обмеження імпорту, закупівель і виробництва. У зв'язку з необхідністю економії електроенергії і скорочення викиду вуглекислого газу в атмосферу, у багатьох країнах введено або планується введення заборони на виробництво, закупівлю і імпорт ламп розжарювання, з метою стимулювання заміни їх на енергозберігаючі лампи (компактні люмінесцентні лампи та ін.).

З 1 вересня 2009 року в Євросоюзі вступив в силу поетапний заборону на виробництво, закупівлю магазинами та імпорт ламп розжарювання (за винятком спеціальних ламп). З 2009 р заборона торкнеться ламп потужністю
 ? 100 Вт, ламп з матовою колбою ? 75 Вт і ін .; очікується, що до 2012 р буде заборонений імпорт і виробництво ламп розжарювання меншої потужності.

23 листопада 2009 року президент Росії підписав прийнятий раніше Держдумою закон «Про енергозбереження і підвищення енергетичної ефективності та про внесення змін до окремих законодавчих актів Російської Федерації». Згідно з документом, з 1 січня 2011 р до обороту на території країни не допускається продаж електричних ламп розжарювання потужністю 100 Вт і більше; з 1 січня 2013 року - електроламп потужністю 75 Вт і більше, а з 1 січня 2014 року - ламп потужністю 25 Вт і більше.

Основні характеристики ламп розжарювання (ЛН) [4; 7]:

- номінальне значення напруги;

- номінальне значення потужності;

- номінальне значення світлового потоку (іноді сили світла);

- строк служби;

- габаритні розміри (повна довжина L, діаметр D).

Технічні дані ламп розжарювання наведені в табл. 1 дод. 2 [4].

В даний час все більше застосування знаходять газорозрядні лампи, В яких випромінювання оптичного діапазону спектра виникає в результаті електричного розряду в атмосфері інертних газів і парів металів, а також за рахунок явищ люмінесценції. Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп коливається в межах 40 ... 110 лм / Вт. Термін їх служби доходить до 12 тис. Ч. З їх допомогою легше створити рівномірне освітлення, спектр їх випромінювання ближче до природного світла.

за складом середовища розрізняють наступні газорозрядні лампи:

- з газом;

- з парами металів і різних з'єднань.

за тиску:

- газорозрядні лампи низького тиску (від 0,1 до 25 кПа);

- газорозрядні лампи високого тиску (від 25 до 1000 кПа);

- газорозрядні лампи надвисокого тиску (від 1000 кПа).

за типу розряду:

- дугові;

- Тліючі;

- імпульсні.

за джерела випромінювання:

- газорозрядні лампи, у яких джерелом світла є атоми, іони або молекули;

- фотолюмінісцентні лампи, у яких джерелом світла є люмінофори, які збуджуються розрядом;

- електродосветние лампи, у яких джерелом світла є електроди, розпечені до високої температури.

за охолодження:

- газорозрядні лампи з природним охолодженням;

- газорозрядні лампи з примусовим охолодженням.

 Найбільш поширені газорозрядні лампи низького тиску - люмінесцентні(Рис. 6). Світлова віддача - до 100 лм / Вт. Вони мають форму циліндричної скляної трубки з двома електродами. Трубка наповнена дозованою кількістю ртуті (30-80 мг) і сумішшю інертних газів (часто аргон) при тиску близько 400 Па (3 мм рт. Ст.). По обох кінцях трубки закріплені електроди. При включенні висока напруга, яка між електродами, викликає в парах ртуті електричний розряд, що супроводжується випромінюванням (електролюмінесценція). Внутрішня поверхня трубки покрита тонким шаром люмінофора, який перетворює ультрафіолетове випромінювання, що виникає при газовому електричному розряді, в видиме світло. Залежно від складу люмінофора люмінесцентні лампи мають різну кольоровістю. В даний час промисловість випускає кілька типів люмінесцентних ламп, що відрізняються по кольоровості: лампи денного світла (ЛД), лампи денного світла з покращеною передачею кольору (ЛДЦ), лампи найбільш близькі до природного світла (ЛЕ), лампи білого кольору (ЛБ), лампи теплого білого кольору (ЛТБ), лампи холодного білого кольору (ЛХБ), лампи денного світла з виправленою передачею кольору (ЛДЦ), лампи рефлекторні - з внутрішнім шаром (ЛР) і ін.

переваги люмінесцентних ламп:

- широкий діапазон кольоровості;

- сприятливі спектри випромінювання, що забезпечують високу якість передачі кольору;

- в порівнянні з лампами розжарювання забезпечують такий же світловий потік, але споживають в 4-5 разів менше енергії;

- мають низьку температуру колби;

- підвищений термін служби (до 6-15 тис. Ч.).

недоліки люмінесцентних ламп:

- вміст ртуті (в замкнутому приміщенні розбита ЛЛ може давати короткочасне перевищення ГДК ртуті більш ніж в 160 разів, забруднення вище ГДК може зберігатися кілька десятків років) [1];

- відносна складність схеми включення, шум дроселів;

- обмежена одинична потужність і великі розміри при даній потужності;

- неможливість перемикання ламп, що працюють на змінному струмі, на харчування від мережі постійного струму;

- залежність характеристик від температури зовнішнього середовища (світловий потік знижується при підвищених температурах);

- значне зниження потоку до кінця терміну служби;

- відносна дорожнеча;

- шкідливі для зору пульсації світлового потоку з частотою 100 Гц при змінному струмі 50 Гц;

- термін дії компактних ЛЛ не завжди відповідає заявленому і може бути порівняний з терміном ламп розжарювання при істотно більшою вартістю.

Пульсація світлового потоку виникає внаслідок малої інерційності світіння люмінофора. Це може привести до появи стробоскопічного ефекту, Який проявляється у спотворенні зорового сприйняття рухомих або обертових об'єктів. При кратності або збігу частоти пульсації світлового потоку і частоти обертання
 об'єкта замість одного предмета видно зображення декількох, спотворюються швидкість і напрямок руху. Стробоскопічний ефект дуже небезпечний, так як обертові частини механізмів, деталі, інструмент можуть здатися нерухомими і стати причиною травматизму.

Основні характеристики люмінесцентних ламп:

- номінальна потужність;

- Номінальна напруга;

- номінальний струм лампи;

- світловий потік;

- габаритні розміри (повна довжина L, діаметр D);

- пульсації світлового потоку.

Технічні дані основних типів ЛЛ наведені в табл. 2 Додатка 2 [2; 4].

До газорозрядних ламп високого и надвисокого тиску відносять лампи: ДРЛ - дугові ртутні люмінесцентні; ДРЛР - рефлекторні дугові ртутні лампи з шаром; ДРИ - ртутні лампи високого тиску з добавкою йодидів металу; ДКсТ - дугові ксенонові трубчасті і ін.

 Принцип дії ламп ДРЛ (рис. 7): в пальнику з міцного тугоплавкого хімічно стійкого прозорого матеріалу в присутності газів і парів металів виникає світіння розряду - електролюмінесценція. При подачі напруги на лампу між близько розташованими головним катодом і додатковим електродом зворотної полярності на обох кінцях пальника починається іонізація газу. Коли ступінь іонізації газу досягає певного значення, розряд переходить на проміжок між головними катодами, так як вони включені в ланцюг струму без додаткових опорів, і тому напруга між ними вище. Стабілізація параметрів настає через 10-15 хвилин після включення (в залежності від температури навколишнього середовища, ніж холодніше, тим довше буде розгоратися лампа).

Електричний розряд в газі створює видиме біле, без червоної і блакитної складових спектра, і невидиме ультрафіолетове випромінювання, що викликає червоне свічення люмінофора. Ці світіння підсумовуються, в результаті виходить яскраве світло, близький до білого.

При зміні напруги мережі на 10-15% в більшу або меншу сторону працює лампа відгукується відповідним підвищенням або втратою світлового потоку на 25-30%. При напрузі менше 80% мережевого лампа може не запалитися, а в палаючому стані згаснути.

При горінні лампа сильно нагрівається, після виключення повинна охолонути перед наступним включенням.

Лампи ДРЛ дозволяють створювати великі рівні освітленості і рекомендуються до застосування при висоті приміщення більш 12 ... 14 м, при наявності в повітрі диму, пилу і кіптяви. Однак із спектрального складу випромінювання вони сильно відрізняються від люмінесцентних. Їх не можна застосовувати там, де неприпустимо спотворення сприйняття кольору.

Найбільш економічними є ДРИ - Ртутні лампи високого тиску з добавкою йодидів металу, Їх часто називають металогалогенними. Светоотдача цих ламп досягає 80 лм / Вт.

Трубчасті ксенонові газорозрядні лампи високого тиску ДКсТ (дугові ксенонові трубчасті), що мають високу потужність (від 2 до 100 кВт), застосовуються в основному для зовнішнього освітлення в зв'язку з небезпекою ультрафіолетового опромінення працюючих в приміщенні. Розроблено спеціальні ксенонові лампи ДКсТЛ в колбі з легованого кварцу, призначені для застосування в виробничих приміщеннях, розташованих на Півночі нашої країни, де вони служать одночасно і для ультрафіолетового опромінення працюючих.

Натрієві газорозрядні лампи високого тиску ДНаТ (Дугові натрієві трубчасті) мають найвищою ефективністю і задовільною кольору. Застосовуються для освітлення приміщень з великою висотою, де вимоги до передачі кольору невисокі або в декоративних цілях.

переваги ламп ДРІ:

- Великий термін служби (до 12-20 тис. Год.);

- Велика світлова віддача;

- Компактність при великої одиничної потужності;

- Забезпечують більш рівномірне освітлення і рекомендовані для застосування в світильниках загального освітлення.

недоліки:

- Переважання в спектрі синьо-зеленої частини, що веде до незадовільної передачі кольору;

- Можливість роботи тільки на змінному струмі;

- Тривалість розгоряння при включенні (приблизно 7 хв) і початок повторного запалювання після навіть дуже короткочасної перерви живлення лампи лише після охолодження (приблизно 10 хв);

- Пульсації світлового потоку більше, ніж у люмінесцентних ламп;

- Значне зниження світлового потоку до кінця терміну служби (до 70%);

- Наявність ртуті (від 20 до 150 мг ртуті).

Пошкодження герметичності лампи ДРЛ цілком вистачить, щоб серйозно забруднити, наприклад, цех авіаційного заводу розмірами сто на триста метрів і з висотою стель до 10 метрів.

Технічні дані ламп ДРЛ наведені в табл. 3 дод. 2 [2; 4].

Світлодіодне освітлення - Один з перспективних напрямків технологій штучного освітлення, засноване на використанні світлодіодів в якості джерела світла. Світлодіод або світловипромінювальних діод (СД, СІД, LED - англ. Light-emitting diode) - напівпровідниковий прилад, що випромінює світло при пропущенні через нього електричного струму. Випромінюється світло лежить у вузькому діапазоні спектра, його колірні характеристики залежать від хімічного складу використаного в ньому напівпровідника.

Світлодіодне освітлення, завдяки ефективному витраті електроенергії і простоті конструкції, знайшло широке застосування в ручних освітлювальних приладах, в світлотехніці для створення дизайнерського освітлення спеціальних сучасних дизайн-проектів. Надійність світлодіодних джерел світла дозволяє використовувати їх у важкодоступних для частої заміни місцях (вбудоване стельове освітлення і т. Д.).

переваги світлодіодного освітлення:

- Економічність - світлова віддача світлодіодних систем вуличного освітлення досягає 140 лм / Вт;

- Термін служби в 30 разів більше в порівнянні з лампами розжарювання;

- Можливість отримувати різні спектральні характеристики без застосування світлофільтрів;

- Малі розміри;

- Відсутність ртутної пари (в порівнянні з люмінесцентними лампами);

- Мале ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання;

- Незначне відносне тепловиділення (для малопотужних пристроїв);

- Висока міцність.

недоліки:

- Висока ціна (відношення ціна / люмен у надяскравих світлодіодів в 50-100 разів більше, ніж у звичайної лампи розжарювання);

- Низька гранична температура: потужні освітлювальні світлодіоди вимагають зовнішнього радіатора для охолодження;

- Необхідність низьковольтного джерела живлення постійного струму для забезпечення харчування світлодіодів від мережі;

- Високий коефіцієнт пульсацій світлового потоку при харчуванні безпосередньо від мережі промислової частоти.

Створення у виробничих приміщеннях якісного та ефективного висвітлення неможливо без раціональних світильників.

електричний светільнік- це сукупність джерела світла та освітлювальної арматури, призначеної для перерозподілу випромінюваного джерелом світлового потоку в необхідному напрямку, оберігання очей робітника від сліпучого дії яскравих елементів джерела світла, захисту джерела від механічних пошкоджень, впливу навколишнього середовища та естетичного оформлення приміщення.

Тип світильників визначається характером виробничого приміщення і технологічного процесу, необхідної безпекою, якістю освітлення і зручністю обслуговування [2; 4; 7]. Сліпуче дію світла усувається при правильному виборі висоти підвісу певного типу світильника.

Важливою характеристикою світильника є його коефіцієнт корисної дії - відношення фактичного світлового потоку світильника Фф до світлового потоку вміщеній в нього лампи Фл, Т. Е. .

За розподілом світлового потоку в просторі розрізняють світильники прямого, переважно прямого, розсіяного, відбитого і переважно відбитого світла.

Особливості висвітлення робочих місць,




 Міністерство освіти і науки Російської Федерації |  виробниче освітлення |  Дія освітлення на людину |  Основні показники освітленості |  Системи і види освітлення |  освітлення |  Основи розрахунку освітлення |  контроль освітленості |  Порядок проведення роботи |  виробничого освітлення |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати