Справочная книга по светотехнике

ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Определения и принцип действия 13.1, 3.2]. Искусст­венным ИС или, болсс строго, источником ОИ называ­ют устройство, предназначенное для превращения ка - кого-либо вида энергии в ОИ (электромагнитное излу­чение с длинами волн от 1 до 10^ нм) (см. разд. 1).

В течение тысячелетий менялись и совершенство­вались искусственные ИС. Но их физическая суть ос­тавалась неизменной: свет возникал в результате горе­ния тех или иных горючих материалов. В 1802 году профессор В. В. Петров публикует данные об открытии им электрической дуги между горизонтально располо­женными электродами, излучающей яркий свет и об­ладающей чрезвычайно высокой температурой. В том же году Г. Дэви обнаружил нагревание платиновой проволоки проходящим через нее током. Эти два от­крытия положили начало принципиально повой эпохи в развитии ИОИ — создании разрядных ламп и ламп накаливания.

Оптическое излучение отдельных атомов, ионов, молекул, а также жидких и твердых тел возни­кает в результате переходов их валентных (внешних) электронов из возбужденных состояний, в которые они попадают в результате поглощения энергии извне, в состояния с меньшей энергией. Частота испускаемых при этом электромагнитных волн v, как известно, рав­на M=(W2-W)/h, где W2 и W — соответственно энергии начального (ло излучения) и конечного со­стояний; И — постоянная Планка (см. п. 3.2.1). Спек­тры излучения атомов и ионов в газе состоят из отдель­ных спекфальных линий, характерных для каждого элемента, спектры молекул — из іусто расположенных линий, переходящих в полосы, а спектры жидкостей и твердых тел носят обычно непрерывный характер.

По физической природе различают три основных вида ОИ: тепловое, люминесценцию и лазеры.

Тепловым называют ОИ, возникающее при на­гревании тел. У твердых тел оно имеет непрерывный спектр, зависящий от температуры тела и его оптиче­ских свойств (см. § 3.2). Тепловыми излучателями яв­ляются всс источники, свечение которых обусловлено нагреванием: электрические J1H, простые угольные луги, все пламенные ИС.

Люминесценцией называют спонтанное излу­чение, избыточное над тепловым, 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. Спектр люми­несценции может состоять из отдельных линий (излу­чение отдельных атомов и ионов), полос (излучение молекул) и непрерывных участков (излучение твердых тел и жидкостей). При люминесценции возможно бо­лее эффективное преобразование подводимой энергии в ОИ, чем при тепловом возбуждении, поскольку лю­минесценция в принципе не требует нагрева тел. В ИС используются следующие виды люминесценции.

Электролюминесценция — ОИ атомов, ио­нов, молекул, жидких и твердых тел под действием уда­ров электронов (ионов), движущихся со скоростями, достаточными для возбуждения. Излучение разрядных ИС (РЛ) представляет собой электролюминесценцию газов и паров (см. п. 3.3.1). Свечение люминофоров под действием пучка электронов достаточной скорости называют катодолюмипесценцией (ионов — ионолюмипесцснцией). Она используется в электронно-лучевых трубках, кинескопах и других при­борах. Различные виды электролюминесценции твер­дых тел используются в электролюминесцентных пане­лях (см. § 3.6.) и светоизлучающих диодах (см. § 3.5.).

Оптическое излучение в светоизлучающих диодах (СД) возникает в полупроводниковых переходах при рекомбинации электрона (п) с дыркой (р) под действи­ем небольшого электрического поля, заставляющего их двигаться навстречу. Теоретически КПД этого метода получения ОИ исключительно высок. Однако до 1993-1994 годов практические результаты были незна­чительны. С середины 90-х годов прошлого столетия положение коренным образом изменилось: за истек­шие 10 лет достигнуты впечатляющие революцион­ные успехи в отношении повышения КПД, мощности и варьирования спектра СД. В ближайшие годы ожида­ются дальнейшие фундаментальные успехи (см. § 3.5).

Фотолюминесценция — ОИ, возникающее в результате поглощения телами ОИ. В парах и газах на­блюдается множество видов фотолюминесценции, оп­ределяемых энергией поглощаемых фотонов и строе­нием поглощающих атомов, ионов или молекул, на­пример, резонансная флюоресценция паров и газов (см. п. 3.3.1) и многие другие виды, играющие большую роль в излучении РЛ. Фотолюминесценция люминофо­ров широко применяется в люминесцентных (см. п. 3.3.2) и некоторых других РЛ (см. п. 3.3.3).

Радиол юм ипесцепция — ОИ некоторых ве­ществ (люминофоров) под действием продуктов радио­активного распада (см. § 3.6).

постными. Парамеїрьі отдельных образцов группиру­ются вблизи установленного таким путем значения с определенным разбросом (дисперсией). Чем лучше конструкция лампы, совершеннее технология и обору­дование. лучше и сгрожс технический контроль и тех­нологическая дисциплина, тем выше параметры и од­нороднее продукция (меньше разброс). В нормативных документах регламентируются допустимый разброс или предельные значения параметров.

Изготовителем проводятся, как правило, стендовые испытания ламп, предусмотренные нормативно-техни­ческой документацией (НТД) в строго устанавливае­мых и контролируемых условиях. Эксплуатационные испытания проводятся с целью выявления влияния от­дельных факторов и условий эксплуатации, т. е. меха­нических и климатических воздействий, напряжения сети, частоты включений, условий охлаждения, поло­жения горения и т. д.

Нормативно-техническая документация устанавли­вает типы ламп, на которые распространяется доку­мент, назначение и особенности применения, условия включения, технические требования (основные пара­метры и характеристики), требования безопасности, правила приемки, методы испытаний, требования к маркировке, упаковке, транспортировке и хранению, указания по эксплуатации и гарантии изготовителя.

Основные типы ИС, области применения и тенденции развития. Подавляющее большинство современных ИС относится к категории электрических. По принципу действия их можно разделить на две большие группы, которые вместе вырабатывают около 98-99% всего све­тового потока, Это ЛН, включая ГЛН (см. § 3.2) и РЛ (см. § 3.3). Наиболее массовыми ИС являются освети­тельные лампы, применяемые для общего освещения, па которое у нас в стране расходуется около 13% выра­батываемой электроэнергии. Отсюда ясно, какое важ­ное народнохозяйственное значение имеют повышение световой отдачи и срока службы, уменьшение спада светового потока в процессе горения и снижение стои­мости осветительных ламп.

По массовости ЛН занимают первое место среди всех И С. Их выпуск в России в 2003 г. составил 1 млрд. шт. Это объясняется универсальностью приме­нений, исключительной простотой и удобством их экс­плуатации, относительно низкой ценой и наличием высокомеханизированного массового производства, представляющего собой сложившуюся отрасль про­мышленности.

Главным недостатком ЛН является низкая световая отдача, составляющая 10-20 лм/Вт при сроке службы 1000 ч: световая отдача ГЛН несколько выше — до 26 лм/Вт при сроке службы до 4000 ч. Низкая световая отдача ЛН объясняется тем, что 70-76% мощности из­лучения вольфрамового тела накала (ТН) при его рабо­чих температурах лежит в ИК-области спектра, в то время как на видимую часть приходится только от 7 до 13%. т. е. ЛН являются по существу источниками ИК и пучения.

Теоретически возможно весьма значительно повы­сить световую отдачу ЛН несколькими путями:

- используя для ТН материалы, допускающие ра­боту при более высоких температурах, чем вольфрам, и имеющие при этом скорость испарепия не выше, чем у вольфрама, например, карбиды;

— используя в качестве ТН топкую пластинку из специального полупроводникового материала, про­зрачного при высокой температуре в И К области и удовлетворяющего при этом целому ряду других требо­ваний.

Работы в этих направлениях пока не дали заметных практических результатов.

В начале 90-х голов фирма GE выпустила две реф­лекторные ГЛН. в которых, благодаря нанесению на внешнюю поверхность кварцевой колбы многослойной селективной высокотемпературной пленки, отражаю­щей И К излучение компактного вольфрамового тела накала обратно на ТН, удалось повысить световую от­дачу на 35-50% при сохранении всех остальных пара­метров. Создание новых термостойких селективных пленок явилось крупным шагом в развитии ИС. Рабо­ты в этих направлениях продолжаются.

У современных осветительных РЛ световая отдача в 5—10, а срок службы в 10-20 раз превышают световую отдачу и срок службы ЛН (см. § 3.3.). Наиболее массо­выми из РЛ являются ЛЛ. Они практически полностью вытеснили ЛН из освещения промышленных и обще­ственных зданий. Появившиеся в 80-х годах КЛЛ. вы­пуск которых растет быстрыми темпами, открыли до­рогу люминесцентному освещению в быт, па авто­транспорт и др. области, где прямые ЛЛ не могли при­меняться.

В 1993—1994 гг. передовые зарубежные фирмы на­чали выпуск прямых ЛЛ, в которых за счет нанесения прозрачной защитной пленки па внутреннюю поверх­ность стекла перед нанесением слоя люминофора уда­лось достичь исключительно высокой стабильности светового потока и резко снизить содержание ртути при сохранении всех остальных параметров. В 1995— 1996 гг. начался выпуск нового поколения прямых ЛЛ в более тонких трубках 0 16 мм (Т5) и сверхтонких ламп 0 7 мм (см. п. 3.3.2.1). Выпускаются две серии ламп 0 16 мм (Т5): в одной достигнута самая высокая свето­вая отдача (до 104 лм/Вт), в другой самый высокий све­товой поток па единицу длины ЛЛ. Лампы могут рабо­тать только со специальным ЭПРА. Средний срок службы этих ламп не менее 16 тыс. ч при спаде свето­вого потока 5%. В перспективе развития и широкого применения этих ламп нет сомнений.

Вторая половина XX века ознаменовалась также созданием большой группы РЛ высокой интенсивно­сти (РЛВИ), работающих при ВД и СВД, обладающих высокими световыми отдачами и сроками службы при различном качестве цветопередачи и других характе­ристик.

В начале 50-х впервые удалось синтезировать тер­мостойкий «красный» люминофор, что позволило на­чать выпуск ртутных ламп ВД с исправленной цветно­стью. РЛ этого типа в дальнейшем были значительно усовершенствованы и получили весьма широкое рас­пространение (см. п. 3.3.3). Примерно в это же время начался выпуск РЛВИ с ксеноновым наполнением в кварцевых колбах — трубчатой формы и короткодуго­вых высокой яркости (шаровидной или эллипсоидной формы) (см. п. 3.3.6).

Революционным прорывом явились два открытия в конце 50-х и начале 60-х годов: высокая световая отда­ча (свыше 100 лм/Вт) ргутно-кпариевых РЛВД при до­бавлении в них Na и новые технологии введения в РЛВИ небольших добавок различных элементов в виде их галоидных (главным образом йодистых) соедине­ний. На основе этих открытий были разработаны и по­лучили весьма широкое распространение два новых класса РЛВИ: натриевые ламны ВД в керамических колбах — НЛВД (см. п. 3.3.5) и металлогалогенные лампы — МГЛ (см. н. 3.3.4).

Широкое и весьма разнообразное применение на­ходят многочисленные типы специальных РЛ. Сюда относятся: импульсные (см. § 3.4), спектральные (см. § 3.6), тлеющего разряда (см. § 3.6) и др.

Особо следует отметить появление в конце 90-х гг. ХХ-го века нескольких принципиально новых типов безэлектродных ВЧ и СВЧ РЛ, имеющих сроки службы до 60 тыс. ч и уникальные характеристики. Это повое важное направление в развитии ИОИ выделено в спе­циальный раздел (см. п. 3.3.7).

Вообще происходит все более заметное расширение областей применения более экономичных и эффектив­ных РЛ и вытеснение ЛН даже из традиционных облас­тей их применения.

Непрерывно расширяется применение РЛ не только ;іля освещения, но и во всевозможных облучательных, светосигнальных и других установках. При этом широ­ко используются различные свойства не только види­мого, по также УФ и ИК излучения. Особенно расши­рились эти области специального применения в связи с разработкой РЛ, позволяющих создавать источники с самым различным сочетанием параметров (см. п. 3.3.1). Число этих применений весьма велико. Для них про­мышленность выпускает более тысячи типоразмеров специальных ламп.

Основные области применения каждого типа ламп указаны далее при их рассмотрении. Здесь же отмечены некоторые основные тенденции.

Отчетливо выявилась тенденция создания ламп, представляющих единое целое с системой перераспре­деления светового потока в пространстве и по спектру. Сюда относятся лампы-фары, зеркальные лампы с раз­личными видами КСС. лампы в колбах с диффузно от­ражающими и пропускающими покрытиями, лампы в колбах из селективно пропускающих материалов и в колбах с селективно пропускающими и отражающими слоями. Перспективы применения ламп этого класса очень велики. Многочисленные и важные применения в различных светооптических приборах и установках находят ИС высокой яркости. Намечается более широ­кое внедрение люминесцентного освещения в быт в связи с производством КЛЛ (см. н. 3.3.2.2). Благодаря созданию высокоинтенсивных и эффективных РЛ с различными спектрами излучения в УФ-, видимой и ИК-областях (см. § 3.3) в светотехнике оформилось на­правление, рассматривающее различные технологиче­ские применения ОИ (см. разд. 16).

Источники ОИ находят многочисленные и весьма важные применения в качестве различных индикато­ров. Для этой цели используются специальные ЛН (см. § 3.2), различные типы РЛ, такие как лампы тлеющего свечения (см. § 3.6), а также многие специальные ИС (см. § 3.6). В последние годы бурпо развивается приме­нение специальных ИС в системах передачи информа­ции (цифровые измерительные приборы, ЭВМ, опти­ко-электронные приборы).

В связи с революционным прорывом в области по­вышения параметров СД и огромными перспективами дальнейшего развития, их рассмотрение выделено в са­мостоятельный раздел (см. § 3.5) и значительно расши­рено.

Бурное развитие лазеров и их применений явилось подлинной революцией в физике и одним из выдаю­щихся открытий ХХ-го века. Поскольку это направле­ние далеко выходит за рамки традиционной светотех­ники, раздел 3.7 носит ознакомительный характер.

За последние 10 лет па отечественный рынок полу­чили широкий доступ ИС всех передовых зарубежных фирм, выпускающих лампы высокого качества. Наряду с этим появилось много фирм, выпускающих более де­шевую продукцию, но худшего качества. При этом сле­дует отметить постоянное увеличение числа модифика­ций и новинок в номенклатурах ИС всех фирм и отсут­ствие единой системы обозначений ламп.

В связи с этим разработана единая международная классификация и маркировка всех типов ламп ILCOS (3.17J, значительно упрощена система оценки цветовых характеристик ламп. Однако эти упрощения внедряют­ся медленно, особенно переход па классификацию ILCOS.

В настоящем издании предпринята попытка даль­нейшего улучшения системы сопоставления идентич­ных ламп ведущих зарубежных и отечественных фирм с ILCOS. Сводные таблицы для каждого класса ламп снабжены наглядными схематическими рисунками ламп. Основные параметры разных ИС сведены в таб­лицы применительно к трем іруппам по качеству цве­топередачи: стандартное (Ла<70), хорошее (Ла=70—90) и отличное (Ra> 90).

Общий индекс цветопередачи Ra показывает харак­теристики цветопередачи той или иной лампы, выра­женные в количественном показателе. Теоретически максимальное значение этого показателя равно 100. Чем ниже Ra лампы, тем хуже она передает оттенки цвета. На практике Ra подразделяются на несколько уровней, например, немецкий стандарт D1N 5035 раз­личает шесть уровней (см. табл. 3.1).

В дополнение к DIN 5035 предлагается называть: оценку качества уровня 1В «очень хорошая», 2В — «вполне удовлетворительная», 4 — «плохая»; Тп — офа - пичить для ТБ 2700 К, а для ДС — 8000 К.

В списке литературы к разделу 3 приведены в ос­новном обзорные и справочные издания.

3.1. ТЕПЛОВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ

3.2.1. Законы теплового излучения

Основные законы теплового излучения установлены для идеализированного тела, называемого черным те­лом, полным излучателем или излучателем Планка. В качестве него принято тело, которое поглощает все падающие на него излучения (коэффициент поглоще­ния а=1) независимо от длины волны, направления паления и состояния поляризации.

Закон Кирхгофа (1859 г.). В любой точке поверхно­сти теплового излучателя при любых температуре и пине волны отношение спектральной плотности энер­гетической яркости в заданном направлении к спек­тральному коэффициенту поглощения неполяризован - ного излучения в противоположном направлении не іависит от рода излучателя и равняется спектральной плотности энергетической яркости черного тела при той же температуре и длине волны. После интегрирова­ния по всем направлениям полусферы получаем

те(Х, Т) / а(к, T)=mes(k, Т), (3.6)

где me{'k, Т) — спектральная плотность энергетической светимости тела (Вт/м2); mes(k, Т) — то же, но для черного тела; а (к, Т) — спектральный коэффициент поглощения тела при температуре Т.

Закон Стефана—Больцмана (1879 г., 1884 г.) опреде­ляет соотношение между энергетической светимостью черного тела Mes (Вт/м2) и его температурой:

Mes =о7'4, (3.7)

глс о=5,67 10-8 Вт/(м2К4) — постоянная Стефана- Больцмана.

Закон Вина (1893 г.) устанавливает, что произведе­ние хтины волны, соответствующей максимуму спек­тральной плотности энергетической светимости тела, и его абсолютной температуры есть величина постоян­ная:

ХтаХТ = Ь, (3.8)

где = 2898■ 103 нм - К — постоянная Вина.

Из (3.8) следует, что при повышении температуры черного тела максимум спектральной плотности энер­гетической светимости смещается в сторону более ко­ротких волн.

Закон Планка (1900 г.) устанавливает распределение спектральной плотности энергетической светимости черного тела в зависимости от температуры

mes(k, 7') = ciXr5[ec2/Un - Ц-l, (3.9)

где q =2лйс0 =3,742 10-16 Вт-м2; с2 =^с0 /* = М39х хЮ-2 м ■ К; И =6.626 10“34 Дж • с — постоянная Планка; с0 =299792,5-103 м/с — скорость света в вакууме; к = 1,380662 ■ 10-23 Дж/К — постоянная Больцмана.

Коэффициент полезного действия из­лучения черного тела определяется спектраль­ным распределением излучения при температуре Т (рис. 3.1, кривая/). Плошадь А, ограниченная этой

кривой и осью абсцисс, соответствует потоку излуче­ния. а заштрихованная горизонтальными штрихами площадь Л| — потоку излучения, приходящемуся на видимую область спекіра. Небольшая площадь/lj соот­ветствует воспринимаемому человеческим глазом пото­ку излучения, который называется световым потоком Фи. (Далее везде световой ноток обозначается Ф без индекса и).

Эффективность излучения черного тела можно оце­нить следующими показателями: энергетическим

КПД — отношением площади А к Л; световым КПД — отношением Aj к А; КПД видимого излучения — отно­шением площадей Л2 к А\ световой отдачей — отноше­нием светового потока Ф к электрической мощности Pv затраченной на наїрев тела.

Световая отдача черного тела имеет максимальное значение max =89-5 лм/Вт ПРИ т = 6600 К (лш тах = = 683r|CHi, где r|CHi — световой КПД излучения черного тела 13.3[).

Все реальные тела являются либо серыми (спект­ральный коэффициент излучения у них меньше 1 И НС зависит от длины волны), либо селективными (избира­тельными), у которых снекгральпый коэффициент теп­лового излучения зависит от длины волны.

Тепловое излучение реальных тел, в том числе металлов, описывается законами излучения чер­ного тела с внесением в них экспериментально уста­новленных коэффициентов. Так, для оценки инте­грального значения тепловой энергетической светимо­сти металлов Ме(Т) применяется выражение, анало­гичное закону Стефана—Больцмана

Me(T) = t(T) Mes (Т) = г (7’)ст7'4, (3.10)

где е(Г) — интегральный коэффициент теплового излу­чения металла.

Спектральная плотность энергетической светимо­сти металлов записывается в виде, аналогичном закону Планка:

те(к, Т) = е(к, T)mes(k. Т) =

= £(к, 7')qr5|ef2/(^. (3.11)

где me(k, Т) — спектральная плотность энергетической светимости реального тела; є (к, Т) — спектральный коэффициент теплового излучения металлов.

Классификация тепловых имучателей. Они могут бы ть как естественными (светящие небесные тела, небо и облака, земная и водная поверхности и др.), так и ис­кусственными (свеча, керосиновая ламна, электриче­ские J1H, И К излучатели и др.).

В табл. 3.2 приведена классификация искусствен­ных тепловых излучателей. Деление на классы проведе­но по физическим принципам генерирования излуче­ния, на подклассы — по конструктивно-технологиче­ским признакам, на группы — в основном по функцио­нальным признакам (назначение, область примене­ния), а также по некоторым конструктивным особен­ностям.

Тепловые излучатели, используемые для освещения, называют ИС (лампами). Источники, богатые ИК-из - лучением, а также тс, световые качества которых пред­ставляют второстепенный интерес, называют источни­ками ИК-излучения (излучатели, ИК-излучатели).

Принято также деление па «темные» и «светлые» источники.

У первых доля видимого излучения не превышает доли процента, а температура тела накала обычно не выше 1000°С (это в основном ИК излучатели). У вто­рых тот и другой показатели значительно выше (это преимущественно ИС).

3.2.2. Электрические вольфрамовые ЛН

Основные этапы развития ЛН. Опыты по получению света путем накаливания проводников током начались вскоре после откры тия в 1802 г. теплового действия электрического тока. Многочисленные работы в этой области многие годы пе давали удовлетворительных ре­зультатов. Лишь в 1873 г. успех сопутствовал русскому изобретателю Л. Н. Лодыгину (1847-1923 гг.), который предложил ИС, в принципе схожий с современной ЛН. Он поместил угольный стержень в стеклянный баллон, из которого кислород удалялся за счет сгорания части угля при прохождении через пего тока, благодаря чему оставшаяся часть угля работала относительно долго, излучая свет. В 1879 г. американский изобретатель Т. А. Эдисон (1847—1931 гг.) 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. А. Н. Лодыгин демонстрировал лампу с те­лом накала в виде нити из тугоплавкого металла — мо­либдена. 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 спирализоваппое тело накала вместо нитевидного. Эти меры позволили уменьшить высокотемпературное рас­пыление вольфрамовой проволоки и за счет этого уве­личить срок службы лампы. В 1935 г. началось массо­вое производство биспиральных ламп. В 1936 г. стали применять криптон и ксенон в качестве газов-напол­нителей. Крупным событием, открывшим новую стра­ницу в развитии тепловых ИС, явилось создание в 1959 г. ГЛН в кварцевой колбе, получивших в настоя­щее время широкое распространение.

Значение ЛН остается важным несмотря па быстрое развитие РЛ. Доля светового потока ЛН в обшем свето­вом потоке, вырабатываемом годовым выпуском ИС общего назначения, хотя и понижается, по остается высокой: в 1985 г. — 76%, в 1990 г. — 70%. Во многих областях применения ЛН пе имеют равноценной заме­ны. Основные виды ЛН общего применения показаны па рис. 3.2.

«Долголетие» и массовость применения ЛН обу­словлены относительно низкой стоимостью, удобством в обращении, простотой в обслуживании, малыми пер-

б)

Рис. 3.2. Лампы накачивания: а: 1 — матовая (цоколь Е27); 2 — прозрачная (Е27); 3 — опаловая в шаровой колбе (Е27); 4-е зеркальным куполом (Е27); 5 — молочная в форме капли (Е14); 6 — прозрачная н форме свечи (Е14); 7— матовая в форме пламени (Е14); 6 — спектр излучения ЛН

воначальными затратами при оборудовании ОУ, разно­образием конструкций, напряжений и мощностей, вы­соким уровнем механизации производства.

Главными недостатками ЛН являются сравнитель­но низкая световая отдача (8—20 лм/Вт для ЛН общего назначения), обычно невысокая продолжительность горения (пе более 2000 ч), не всегда приемлемая цвето­передача и недостаточная механическая прочность ряда типов специальных ламп. Уровень качества ЛН непрерывно повышается (рис. 3.3), и имеются еще не использованные резервы для дальнейшего роста.

Устройство ЛН показано на рис. 3.4. Главной частью ЛН является тело накала 1. Оно может представлять собой нить, спираль, биспираль, триспираль, иметь разнообразные размеры и форму (рис. 3.5).

Тело накала изготавливается из вольфрамовой про­волоки [3.6. 3.7] по ГОСТ 19671-81. 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 тсмпераіуре, ус-

ОДА

I'

AW г)

Рис. 3.5. Наиболее распространенные формы тел накала (Mono - и биспиралей): а — сплошные (/ — прямолиней­ная; 2 — луговая; 3 — в виле зигзага); 6 — секционные (/ — под углом; 2 — дужкой); в — многосекционпыс, фор­мованные в одной плоскости («моноплан»); г — многосек - циоппые, формованные в двух плоскостях («биплан»); д — плоские, изготавливаемые на керпе в виде пластины

тойчиї) к механическим наїрузкам, обладает высокой пластичностью н горячем состоянии, что позволяет по­лучать из него нити весьма малых диаметром путем протяжки проволоки через калиброванные отверстия, топкие проволоки хорошо спирализуются.

Вольфрам является селективным излучателем, мак­симум излучения его сдвинут по сравнению с черным челом в сторону более коротких волп при одинаковой температуре излучателей. Из рис. 3.6 видно, что спек­тральный коэффициент теплового излучения вольфра­ма увеличивается с уменьшением длины нолны.

Поэтому световой КПД излучения и световая отда­ча вольфрама больше, чем у черного тела при той же температуре (рис. 3.7). Наибольшая световая отдача, которая может быть получена при температуре плавле­ния вольфрама, равна примерно 50 лм/Вт.

Для расчета размеров спирального и биспирального тел накала (диаметр и длина проволоки, диаметр керна и шаг спирали, коэффициенты керна и шага, диаметр и длина спирали и биспирали и т. п.), а также для опреде­ления их формы разработаны особые методы. Они из­лагаются в специальной литературе (3.1, 3.3].

Тело пакала фиксируют в пространстве с помощью внутренних звеньев токовых вводов (электродов) 2 и держателей 3 (см. рис. 3.4). 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, впаивае­мою в стекло (большей частью из платинита), 4 и внешнего звена (вывода) 5. обычно медного или плати - нитового.

Вводы и держатели являются частью так называе­мой ножки. Это стеклянный конструкт ивный узел лам­пы, который кроме вводов и держателей включает в себя стеклянный цельный или пустотелый нгтабик 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 II. Ножка служит опорой ;іля тела нака­ла ламны и вместе с колбой 12 обеспечивает герметиза­цию лампы.

Дія обеспечения нормальной работы раскаленного вольфрамового тела накала необходимо изолировать его от кислорода воздуха. Для этою тело пакала нужно разместить либо н безвоздушной среде (такие лампы называются вакуумными), либо в среде так называемых инертных газов или их смесей, не реагирующих с мате­риалом тела пакала (газополные лампы). Конструктив­но эта задача решается следующим образом: ножку с телом пакала помещают в стеклянную колбу 12, горло колбы 13 герметично спаивают с разверткой тарелки, через штенгель и откачнос отверстие 14 из пространст­ва внутри колбы откачивают воздух (в случае газопол­ной лампы затем вводят инертный газ), запаивают штенгель, обеспечивая полную герметичную изоляцию внутреннего пространства ламны от окружающей сре­ды. На рис. 3.8 показаны основные виды колб ЛН.

узлов и деталей для всех электрических ЛН остаются неизменными.

Конструирование ЛН разных типов состоит из ре­шения одних и тех же задач: рассчитать и сконструиро­вать тело накала, закрепить ею 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 ламны (тела накала) к электрической сети.

Классификация ЛН чаще всего производится по двум признакам: по назначению (областям примене­ния) и консгрукнии (технологии изготовления). Клас­сификация ламп по назначению приведена в табл. 3.2. Все ЛН разделяют обычно на лампы общего назначе­ния (группы 1.1.1 и 1.1.2) и лампы специального назна­чения (іруппьі 1.1.3—1.1.8). В основе классификации по конструкции лежит объединение ламп в фуппы. кото­рые можно изготавливать 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.

Лампы накаливания моїут классифицироваться и по другим признакам, например, по напряжению, мощности, по характеру среды, окружающей тело на - капа (вакуумные, газополные, т. е. аргоновые, крипто­новые, ксепоповые с разным содержанием азота, гало­генные с добавкой к наполняющему газу определенной доли галогенов), по характеру светораспределепия, спектру излучения, по режиму работы (непрерывный, циклический, с модуляцией светового потока) и др.

Из приведенной классификации ЛН легко понять, как формируются основные требования к ним. Прежде всего определяется, к какому классу по назначению от­носится новая лампа, и полностью учитываются требо­вания соответствующего потребителя. Затем стремятся гак конструктивно выполнить лампу, чтобы она вошла в один из копсфуктивно-гехнологических классов. Первое позволяет создать лампу, полностью удовлетво­ряющую специфическим требованиям потребителя, второе — использовать имеющееся технологическое оборудование для изготовления новых ламн. сократить затраты на организацию производства.

Приведенная классификация носит относительный (условный) характер, так как четкие фани между от­дельными классами ЛН провести невозможно.

Маркировка отечественных J1H содержит следую­щие элементы:

первый элемент — характеризует лампу по важней­шим физическим и конструктивным особенностям (В — вакуумная моноспиральпая, Г — газополная арго­новая моносниральная, Б — аргоновая биспиральная. БК — биспиральная криптоновая); ряд ламп, особен­но специальных, первого элемента в обозначении не имеют;

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

третий элемент — цифровое выражение — опреде­ляет номиначьное напряжение в вольтах и через дефис (в зависимости от принятой маркировки данного вида ламп) — поминальную мощность в паттах либо силу света в канделах, ток в амперах или световой поток в

ложеіше гела накала, конструкция ножки, форма кол­бы, тин цоколя. В некоторых специальных лампах нор­мируется расстояние от тела накала до купола колбы, габариты тела накала, в зеркальных лампах — расстоя­ние от купола колбы до плоскости, проходящей через край зеркального покрытия, и т. д.

Механические и климатические пара­метры: вибропрочпость и вибростойкость, ударо­прочность, прочность крепления цоколя к колбе, стой­кость к внешнему давлению и разрежению, устойчи­вость к температуре окружающей среды, стойкость против воздействия влаги и химически агрессивных сред. Численные значения этих параметров указывают­ся в стандартных и технических условиях па 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 технических условиях.

Параметры долговечности Л Н. Срок службы лампы — суммарное время ее горения в часах от момента первого включения до прекращения функ­ционирования.

Обычно нормируется средний срок службы — сред­неарифметическое значение срока службы всех ламп, входящих в партию. На рис. 3.12 показана типичная кривая выхода ЛН из строя. За средний срок службы принимается время, в течение которого вышло из строя 5096 ламп из партии. Закон распределения ЛН по сроку службы — нормальный.

Коэффициент стабильности светового потока v — это отношение среднего за срок службы светового по­тока ламп к его номинальному значению (у = Фср/Ф). Этот показатель у ЛН довольно высок: для вакуумных ламп общего назначения он равен 0,87—0,90, а для га - зополпых — 0,91-0,95.

Экономичность ЛН характеризуется световой отдачей г), т. е. отношением светового потока, излучае­мого лампой, к ее электрической мощности:

Л = Ф/Я. (3.12)

Относительно невысокая световая отдача ЛН объ­ясняется их физической природой: световой КПД ва­куумных ламп равен 1,5, а газополных 2-4%.

Взаимосвязь параметров Л11 определяется зависимостью каждого из них от температуры тела на­кала Т. При изменении температуры на ±10% эта зави­симость удовлетворительно описывается уравнениями

13.1, 3.31

Р/Ро =(?7То)4,8; Ф/Фо =('/'/'/'о)10'8;

Л / Л О = (7’ /7д)6; т/т0=(Г/7-0)-40, (3.13)

где Гц, Р(), Ф(), г|о и Tq — исходные температура тела накала, мощность, световой поток, световая отдача и срок службы ламны: Т, Р, Ф, г| и т — иное значение температуры и соответствующие иные значения пара­метров.

Параметры ЛН изменяются при отклонении напря­жения питания от поминального. Если эти отклонения пе превышают ±10%. то справедливы следующие соот­ношения [3.11:

77 7q =(U /1/0)°‘33; Р/P0=(U/иа)'-ь;

Ф/Ф0=((//(/0)3'6: Л/Ло =(U /(/0)2; (3.14)

T/T0=((//(/0r(lU+l4'S)<

где (У0 — поминальное напряжение; U — напряжение, отличное от номинального.

При расчете ЛН широко используется связь между сроком службы и световой отдачей

т = т0(л/Ло)“г - (З-15)

где z обычно принимается равным 7.

Как видно из (3.13)—(3.15), зависимости между многими параметрами ЛН могут быть представлены уравнением вида

N /Nq={B/B0)hnb, (3.16)

где q и В о исходные значения каких-нибудь двух

параметров; N и В — иные значения тех же параметров (один из которых является независимым, а другой — зависимым от первого), nNB — показатель степени, за­висящий от выбранной пары параметров.

На параметры ламп влияют не только работа тела накала, что учитывается (3.16), но и многочисленные конструктивные и технологические факторы (состав и давление наполняющих газов, качество применяемых материалов и полуфабрикатов, соблюдение вакуумной гигиены, технический уровень монтажных и сборочных операций и т. н.). Влиянию многих из этих факторов также даны количественные и качественные оценки [3.3, 3.6, 3.71.

Типы, области применения и характе­ристики основных ірупп ЛН приведены в табл. 3.3.

Лампы общего назначения на 230-240 и 235-245 В предназначены для использования там, где в сетях на­блюдается повышенное напряжение. При расчетном напряжении средняя продолжительность горения J1H должна быть пе менее 1000 ч, а продолжительность го­рения каждой ламны — не менее 700 ч. У Л Н в матиро­ванных колбах световой поток на 3, в опаловых на 10 и в молочных на 20% ниже, чем у ламп в прозрачной колбе.

На рис. 3.13 показан внешний вид наиболее распро­страненных J1Н.

Номенклатура ЛН общего назначения достаточно стабильна и за последние 10-15 лет не претерпела су­щественных изменений. В табл. 3.4 приведены усред­ненные параметры ЛН, достигнутые к настоящему нре-

МЄІІИ.

При эксплуатапии ЛН должно соблюдаться следующее:

• использование ламп в соответствии с назначени­ем. т. е. в тех СП, для которых они предназначе­ны, поэтому на каждом светильнике или в пас­порте на него указываются максимально допусти­мая мощность лампы, ее тип и другие ланные;

• обеспечение соответствия напряжения, указанно­го па лампе, напряжению сети;

• соответствие климатических факторов, преду­смотренных техническими условиями на лампы. Например, ЛН нормального исполнения рассчи­таны для работы при относительной влажности не более 98% в интервале температур от -60 до + 50°С и при внешнем давлении 680-1010 гПа (550-760 мм рт. ст.). Для многих специальных ламп эти интервалы значительно шире;

• обращение с лампами как с хрупкими, электро - и пожароопасными изделиями;

• соблюдение рекомендованною рабочею положе­ния лампы в пространстве.

При эксплуатапии следует учитывать, что лампа имеет нысокую температуру па цоколе и в некоторых зонах поверхности колбы (рис. 3.14), температурное поле колб заметно зависит от рода и давления наполня­ющего лампу газа (рис. 3.15), формы колбы (рис. 3.16) и времени горения лампы.

Рие. 3.16. Влияние формы колбы ЛН на распределение температуры по ее поверхности (при одинаковой темпера­туре тела накала)

и

tvf

7

ные: 4 — лампы-фары; 5 — миниатюрные; 6 — прожекторные; 7 — транспортные

Резервы совершенствования ЛН далеко не исчерпаны [3.8, 3.9]. о чем свидетельствует, прежде всего, значи­тельный разрыв между теоретически возможной свето­вой отдачей вольфрама и фактической световой отда­чей ЛН. Недостаточная эффективность преобразования электрической энергии в свет в JIH видна из табл. 3.5 (3.1], показывающей баланс энергии ЛН разной конст­рукции с различными наполнениями.

Для повышения качества ЛН необходимо увеличе­ние критических потерь массы тела і шкала (в совре­менных ЛН они весьма малы: у аргоновых мопоспи - ральных 8-12, у биспиральных 4-8%), уменьшение дисперсии ЛН по сроку службы, сокращение разрыва между технически возможным и имеющимся уровня­ми электролампового производства, понышение каче­ства электрической энергии в осветительных сетях (стабильность напряжения). Для реализации указанных резервов необходимо сосредоточить внимание на сле­дующих конкретных направлениях работ: улучшение условий функционирования вольфрамового тела нака­ла в ЛН: создание новых, оптимальных для ЛН марок и режимов производства вольфрама; разработка и совер­шенствование методов и приборов контроля проволок; повышение технического и организационного уровня производства Л Н: повышение вибрационной и ударной прочности ЛН; поиск новых материалов для тела нака­ла. обеспечивающих существенное повышение свето­вой отдачи за счет селективности излучения или более высокой рабочей температуры; разработка ЛН с улуч­шенным распределением излучения по спектру, в том числе за счет интерференционных пленок на колбе: повышение световой отдачи за сче т возврата И К излу­чения обратно на тело накала.

Заслуживает внимания расширение номенклатуры зеркальных ламн. В зависимости от типа колбы они де­лятся на два семейства: стандартные зеркальные лампы с колбой из выдувного стекла и зеркальные лампы типа

PAR с колбой из прессованною стекла. Зеркальные лампы, ихпучающие направленный свет и доступные по цепе, являются самым простым средством перерас­пределения световою потока тела накала и создания световых акцентов. Лампы типа PAR предназначены и для создания специальных эффектов. Зеркальные лам­пы тина Spot (рис. 3.17) грибовидной формы имеют но­вую оптическую систему, спроектированную па компь­ютере, благодаря которой интенсивность в середине световою пучка по меньшей мере па 50% выше (рис. 3.17. 6). чем у обычной зеркальной лампы. Благо­даря усилению концентрации излучения рассеивается значительно меньше света и практически устраняется неприятный эффект ослепления. Такою типа лампы R39, R50, R63, R80, R95 выпускаются с углами излуче­ния 20, 25, 30, 35, 40 и 80°.

в)

Рис. 3.17. Зеркальные лампы типа SPOT: а — обший вил лампы; 6 — система отражения

Интересны лампы накаливания с зеркальным купо­лом, которые очень удобны для декоративного, про­фессионального и бытовою освещения. На рис. 3.18 показана лампа и ход лучей при стандартной лампе на­каливания и дампе с зеркальным куполом.

Зеркальные лампы-фары (например, PAR 38 Econo­my) за счет усовершенствования конструкции и опти­мизации формы отражающей поверхности колбы име­ют потребляемую мощность 60, 80 и 120 Вт вместо 75. 100 и 150 Вт (с углами излучения 12° и 30°) (рис. 3.19).

Имеются также лампы PAR мощностью 300 Вт со световым пучком, имеющим форму веера с попереч­ным сечением н виде эллипса, и углами действия 9°/15°, 11 °/25°, 16°/40° (цоколь Gxl6d). Средняя про­должительность горения перечисленных ламп-фар со­ставляет 2000 ч.

Перспективы ЛН. В ближайшие 10—15 лет удельный вес ЛН в общем объеме источников света может значи­тельно уменьшиться в связи с фронтальным вытесне­нием их значительно более эффективными КЛЛ (см, п. 3.3.2.2) и СД (§ 3.5).

Вместе с тем J1H останутся еще многие голы прак­тически незаменимыми к rex осветительных установ­ках, где обшая годовая наработка составляет всего не­сколько сотен часов и где более крупные капиталовло­жения па использование значительно более дорогих световых приборов с энергоэффективными лампами не окупятся даже за счет экономии дорожающей электро­энергии.

3.2.3. Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания (ГЛН) представля­ют собой самостоятельный класс ИС, но своим харак­теристикам занимающий промежуточное положение между ЛН общего назначения и РЛВД (НД).

ГЛН получают в последние годы широкое распро­странение н ОУ музеев, магазинов, ресторанов и других общественных зданий, а также в некоторых жилых и промышленных помещениях.

Принцип действии ГЛН заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений — галогенидоп вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагают­ся на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама.

Галогенные Л Н по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой ноток 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 ксеноном до высоких давлений и получать на этой основе более вы­сокую яркость и повышенную световую оглачу (либо увеличенный физический срок службы).

Галогенная добавка в ЛН с вольфрамовым телом пакала вызывает замкнутый химический цикл. Пример такою никла показан схематично на рис. 3.20 для йода. При 300—1200°С нары йода соединяются на стенке колбы с частицами вольфрама, образуя йодистый вольфрам WIj, который испаряется при температуре выше 250-300°С. Вблизи тела накала при 1400-1600°С молекулы W12 распадаются, и атомы вольфрама оседа-

ют 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 [3.3]. 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 изготавливают 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 ГЛН 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.

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 некоторые его недостатки; аїрессивность но 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 в подавляющем большинстве ГЛН применяют хи­мические соединения галогенов СН3ВГ (бромистый ме­тил) и СН2Вг2 (бромистый метилен). Чистый бром вы­деляется в зонах с температурой выше 1500°С. Для ГЛН с большим сроком службы применяют СН3ВГ, полагая, что таким путем вводится некоторый избыток водоро­да, компенсирующий его утечку через горячую кварце­вую колбу. Продолжается работа по подбору новых ле­тучих химических соединений галогенов.

Исследования показывают, что механизм возврат­ного цикла значительно сложнее, чем представлялось на ранней стадии создания 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 никла». 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 отделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается.

Устройство ГЛН показано на рис. 3.21. Колба лам­пы — длинная узкая кварцевая трубка 5; тело накала — прямолинейная вольфрамовая спираль 4, закрепленная на вольфрамовых держателях 7 по оси колбы. Располо­женные по обоим концам трубки вольфрамовые вво­ды 3 соединены с выводами 1 впаянной в кварц молиб­деновой фольгой 2. Место отпая штенгеля 6 располо­жено на боковой стенке колбы. Диаметр трубки-колбы

и расположение тела накала в пей выбираются так, чтобы при горении ГЛН температура стенки была рав­на 500-600°С (не менее 250 и не более 1200°С).

Тело накала ГЛН изготавливается из специальных марок вольфрамовой проволоки, преимущественно в виде спирали, которой в лампе с помощью электродов и держателей придается необходимая форма.

Основные типы ГЛН. Лампы применяются для све­тильников общего освещения и прожекторов, И К об­лучения, кинофотосъемочного и телевизионного осве­щения, автомобильных фар, аэродромных огней, опти­ческих приборов и др. По конструктивным признакам ГЛН делятся на две іруппьі: с длинным спиральным те­лом накала при соотношении длины ГЛН к диаметру более 10 — линейные иди трубчатые лампы; с компакт­ным телом накала при отношении длины ГЛН к диа­метру менее 8 — эти ГЛН подразделяются в свою оче­редь на мощные и малогабаритные, в которых электро­ды размещены обычно с одной стороны.

Типы, области применения и характеристики основных групп отечественных ГЛН представлены в табл. 3.6 и на рис. 3.22.

Приняты следующие обозначения ГЛН: первая бук­ва — материал колбы (К — кварцевая), вторая буква — вид добавки (Г — галоген), третья буква — область при­менения или конструктивная особенность.

Первая іруїіпа цифр — напряжение питания, вторая группа цифр — мощность (Вт), последняя цифра — по­рядковый номер разработки.

Номенклатура ГЛН содержит лампы сетевого и низкого напряжения (НН). Лампы НН используются с трансформатором (см. раздел 4).

Лампы сетевою напряжения выпускаются днухно - кольные и одноцокольные. Лампы НН имеют два основных исполнения: с жестко закрепленным па кол­бе внешним отражателем и без отражателя.

Внешние зеркальные металлические отражатели одинаконо отражают видимые и ИК-лучи. Зеркальные стеклянные отражатели имеют многослойное интерфе­ренционное покрытие, отражающее только видимые лучи и пропускающее инфракрасные лучи в окружаю­щее пространство за отражателем. Содержание ИК-лу - чей н световом пучке этих ГЛН снижено примерно на 65% (так называемые лампы «холодного света»).

Современные ГЛН часто изготавливаются с колба­ми, поглощающими вредное УФ-излучение. Кроме бе­зопасности для людей, это способствует уменьшению выцветания освещаемых объектов.

Усредненные технические характеристики устояв­шейся за последние годы номенклатуры ГЛН приведе­ны в табл. 3.7-3.11. Угол излучения ГЛН с внешним отражателем приведен для значения силы спета, равной О'^тах-

Цоколи, применяемые для ГЛН, представлены на рис. 3.23.

га

Двухцокольные трубчатые ГЛП з

на сетевое напряжение 220 В с цоколем R 7s -

Диаметр трубки 11-12 мм Средняя продолжительность горения 2000 ч Положение горения: 100-500 Вт — любое 750-2000 Вт — горизонтальное +15“

Табл и иа 3.9 ГЛН низкого напряжения (12 В) без отражателя

Средняя продолжительность горения — 2000 4000 ч Положение горения — любое

Положение горения — любое Длина 37 40 мм

Средняя продолжительность горения 2000-4000 ч

Положение горения - любое Длина 45- 46 мм

R7S-7

IEC 7004-92 DIN 49750

Рис. 3.23. Цоколи, применяемые для ГЛН

Важным достижением фирмы Osram является осво­ение производства галогенных ламп с ИК-отражаюшсй пленкой, потребляющих па 30% меньше электроэнер­гии при том же световом потоке. Такая ГЛН представ­ляет собой малогабаритную колбу из кварцевого стек­ла, в центре которой расположена компактная воль­фрамовая спираль. На внешнюю поверхность кварце­вой колбы наносится многослойная пленка, отражаю­щая значительную часть ИК-излучения обратно на во­льфрамовую спираль (рис. 3.24). Увеличенный, по сравнению с обычными ГЛН, КПД такой лампы обес­печивается благодаря применению энергосберегающей технологии IRC (Infra-Rcd-Coating). Срок службы та­ких ламп пе менее 4000 ч.

Лампы-фары. Современные галогенные зеркальные лампы-фары (альтернатива обычным зеркальным лам­пам) для сетевого напряжения эксплуатируются без трансформатора: электронный трансформатор смонти­рован внутри оболочки (рис. 3.25). В табл. 3.12 приве­дены обобщенные технические характеристики выпус­каемых зарубежных галогенных ламп-фар сетевого на­пряжения. На рис. 3.26 показано распределение темпе­ратуры по колбе ламп-фар некоторых типов.

* о *■

и==^-« - ” —

о:

Рис. 3.25. Галогенные зеркальные лампы в колбах из прес­сованного стекла (PAR) со встроенным трансформатором Рис. 3.26. Распределение температуры по колбе ламп-фар

Средняя продолжительность горения 2000-3000 часов