Основные особенности люминесцентных ламп.

Спектральный состав светового излучения приближает­ся к дневному. В настоящее время выпускаются лампы шести типов: ЛД — дневного света, ЛДЦ — дневного света для правильной цветопередачи, ЛБ — белого света, ЛХБ — холодно-белого света, ЛТБ — тепло-белого света, ЛЕ — естественного света.

Высокая световая отдача (до 75 лм/Вт).

Ограниченная единичная мощность ламп (15—80 Вт).

Высокий срок службы (свыше 10 тыс. ч).

Низкая температура частей лампы (около 40°С).

Малая яркость (5 тыс. ÷8 тыс. кд/м²).

Малая по сравнению с лампами накаливания чувстви­тельность к колебаниям напряжения.

Пульсация светового потока ламп.

Люминесцентные лампы с обычной аппаратурой при­годны только для сетей переменного тока.

 Лампы подлежат утилизации и переработки, т.к. при разрушении выделяются пары ртути.

Дуговая ртутная люминесцентная лампа ДРЛ*, ДРВ*, ДРТ*, ДРУФ*, ДРШ, ДРИФ, ДРФ, ДМГФ, ДРИШ*, ДРИЗ, ДРИ.

Дуговые ртутные лампы используются в основном для местного и общего освещения промышленных помещений и зданий, а также для уличного освещения. состоит из кварцевой трубки, содержащей ртутные пары при давлении 2—4 атм и внешней стеклянной колбы, на внутрен­нюю поверхность которой нанесен слой люминофора.

 Ртут­ный разряд происходит в кварцевой трубке, через которую свободно проходят ультрафиолетовые лучи, генерируемые разрядом. Они заставляют светиться люминофоры и исправ­лять тем самым цветность видимого спектра, излучаемого ртутной лампой.

Основное достоинство ламп ДРЛ — сочетание высокой световой отдачи (до 55 лм/Вт) и большого срока службы (до 10 тыс. ч) с возможностью сосредоточения в небольшом объе­ме значительной световой и электрической мощности.

Лампы ДРЛ находят применение для освещения высоких цехов и открытых пространств.

Коэффициенты полезного действия ламп накаливания — до 3%, люминесцентных — до 10% и ламп ДРЛ — до 20%.

В настоящее время в ртутных лампах и лампах накалива­ния начинают использовать йод и другие галогены

Их пары в лампах значительно улучшают качественные характеристи­ки источников света и увеличивают срок службы.

Принцип работы натриевых и ксеноновых ламп основан на свечении паров натрия и ксенона при пропускании через них мощного пучка электронов.

Прочие газоразрядные лампы ДКСРМ*, ДКсШ, ДБ, ДРБ, ДНеСГ, ДНаС, ДНаТ*.

Газоразрядные лампы используются в основном для местного и общего освещения промышленных помещений и зданий, а также для уличного освещения.

Всем газоразрядным источникам света присущ так назы­ваемый стробоскопический эффект, вызывающий искажение восприятия движущихся предметов. Например, если смотреть на вращающееся в пульсирующем световом потоке колесо, то кажется, что оно остановилось или вращается в обратную сторону. (Очень часто стробоскопический эффект наблюда­ется также и в кинематографе.) Это объясняется тем, что при включении лампы в сеть переменного тока стандартной часто­ты 50 Гц имеются моменты, когда в лампе нет тока, и свето­вой поток ее значительно снижается. Такое явление чрезвы­чайно опасно, так как человек не может визуально контроли­ровать скорость и направление движения вращающихся дета­лей.

Оно характеризуется коэффициентом пульсации:

В действующих нормах он регламентируется следующим об­разом

 

Таблица 14

Допустимый К_п (%) для разрядов работ

При одном общем освещении В системе комбинированного освещения: Для общего Для местного	I и II	III	IV, V,VI
	10 20 10	15 20 15	20 20 20

 

Повышение К_п до 30% допускается для работ VI разряда при невозможности возникновения стробоскопического эф­фекта.

Для уменьшения стробоскопического эффекта нужно световой поток сделать более постоянным во времени.

Явление стробоскопического эффекта может быть практи­чески полностью устранено применение двух- или трехламповых схем включения. В этом случае одну или две лампы включают через фазосдвигающие цепочки. В качестве фазосдвигающих цепочек можно использовать R-C элементы и обмотки дросселя. На рис.1 показаны схемы включения люминесцентных ламп. Трехламповая схема со­стоит из трех одноламповых, включенных в разные фазы трехфазной сети. Другой, более действенный способ ликвида­ции стробоскопического эффекта — это питание люминесцен­тных светильников токами повышенных частот (например, 400 Гц). При работе ламп накаливания стробоскопический эффект не наблюдается благодаря тепловой инерции нити накала.

Лампы устанавливаются в светильники, образуя с ними осветительную установку.

а)                                                          б)

 

                                               с)

 

Рис.1. Схемы включения люминесцентных ламп. а) – одна лампа, б) 2-е лампы последовательно, с) 2-е лампы параллельно.

LL -люминесцентная лампа, V- ПРА, D – дроссель, Un - сетевое напряжение, K - конденсатор компенсации (если требуется), St - стартер

 

Светильником называется осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов. Кроме количественных характеристик освещения (табл.12 приложения), очень важно также учитывать и качественные показатели. К ним относятся ограничение блёскости, постоян­ство освещенности на расчетной поверхности и во времени (из-за колебаний напряжения сети, а также пульсации тока газоразрядных ламп), спектральный состав, глубина теней и др. Перечисленные качественные показатели специально учи­тываются при проектировании осветительных установок. Светильник состоит из лампы и арматуры.

Каждому светильнику, за исключением светильников специального назначения и для установки на транспорте присваивается шифр (условное обозначение).

Структура шифра такова:

 

,

 

где 1 – буква, обозначающая источник света (Н – лампы накаливания общего применения, Р – ртутные лампы типа ДРЛ, Л – прямые трубчатые люминесцентные лампы, И – кварцевые галогенные лампы накаливания, Г – ртутные лампы типа ДРИ, Ж – натриевые лампы, К – ксеноновые трубчатые и т.д.);

2 – буква, обозначающая способ установки светильника (С – подвесные, П – потолочные, Б – настенные, В – встраиваемые и т.д.);

3 – буква, обозначающая основное назначение светильника (П – для промышленных предприятий, О – для общественных зданий, У – для наружного освещения, Р – для рудников и шахт, Б – для бытовых помещений);

4 – двузначное число (01-99), обозначающее номер серии;

5 – число, обозначающее количество ламп в светильнике (для одноламповых светильников число 1 не указывается и знак * не ставится, а мощность указывается непосредственно после тире);

6 – число, обозначающее мощность ламп в ваттах;

7 – трехзначное число (001-099), обозначающее номер модификации;

8 – обозначение климатического исполнения и категории размещения светильников.

Обозначение степени защиты от пыли и воды состоит из букв IP и двух цифр, первая из которых обозначает степень защиты от проникновения внутрь светильника пыли, вторая – от воды. Пример обозначения IP44.

Технические данные ламп накаливания приведены в табл. 2 Приложения.

Важнейшей светотехнической характеристикой светильника является светораспределение, т.е. распределение его светового потока в пространстве.

В зависимости от отношения светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, к полному световому потоку светильники подразделяют на пять классов.

Характеристикой светильников также является кривая силы света КСС. Под КСС понимают график зависимости силы света светильника от меридиональных и экваториальных углов, получаемый сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью. Фотометрическое тело светильника – область пространства, ограниченную поверхностью, являющейся геометрическим местом концов радиусов векторов, выходящих из светового центра светильника в соответствующем направлении.

Тип КСС для различных светильников указывается в справочных таблицах

Симметричные светильники в зависимости от формы КСС подразделяются на семь типов.

Тип кривой силы света
Обозначение	Наименование
К	концентрированная
Г	глубокая
Д	косинусная
Л	полуширокая
Ш	широкая
М	равномерная
С	синусная

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света

 

где Ф _р – световой поток, падающий на расчетную плоскость; Ф _л – световой поток источника света; n – число источников света.

Коэффициент использования ОУ (η), характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой – соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

Приборы и установка

Для измерения освещенности применяют люксметры. Отечественная промышленность в настоящее время выпускает большой ряд цифровых люксметров, но для этих целей применяются также и стрелочные приборы с электромагнитной измерительной головкой

Люксметр-пульсаметр – это модернизированный «Росучприбором» люксметр Ю-116 (Ю-117). Особенностью фотоэлементов большинства люксметров то, что он обеспечивает точность показаний только в том случае, если свет падает на него под углами нее более 60° к нормали, проведенной к плоскости фотоэлемента. Это объясняется тем, что чувствительность фотоэлемента к свету, падающему под углом более 60° к нормали, проведенной к плоскости фотоэлемента, не соответствует закону косинуса. В этом случае, на фотоэлемент люксметра следует надеть косинусную насадку.

Люксметры Ю-116 и Ю-117. снабжены гальванометром М 2027-5 и фотодатчиком Ф55С.

Диапазон температур эксплуатации: -10 ¸ +35С°, влажность: 80% при 20±5 С°. Начальные значения диапазонов отмечены на шкале точкой.

Пределы допускаемых основных погрешностей в диапазонах 5-30 и 17-100 лк (без насадок) - ±10% от измеренной величины.

Для увеличения измеряемого диапазона освещенности используются светофильтры, устанавливаемые перед конусной насадкой. Светофильтр частично поглощает световой поток. Замеренная в этих условиях освещенность определяется как произведение показаний люксметра на коэффициент светофильтра. Можно пользоваться таблицей 3:

Таблица 3