Маркировка ламп накаливания

Галогенные лампы

По структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания, но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощью этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама нити накала). Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен.

Конструктивно не отличаются от ламп накаливания, но обладают более высоким сроком службы. Между сроком службы и световой отдачей существует прямая зависимость – чем больше светоотдача – тем меньше срок службы. Срок службы увеличен в галогенных лампах за счет иодно-вольфрамового цикла, возвращающего испарившийся вольфрам обратно на спираль.

Принцип действия галогенных ламп заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений – галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама. В результате увеличивается срок службы ламп. Галогенные лампы по сравнению с обычными лампами накаливания имеют более стабильный световой поток, значительно меньшие размеры, более высокую термостойкость и механическую прочность благодаря применению кварцевой колбы.

В качестве галогенных добавок применяется йод, бром, хлор, фтор. Работа по подбору новых летучих химических соединений галогенов продолжается.

Маркируются лампы накаливания следующим образом:

Первый элемент – от одной до четырех букв – характеризует лампу по физическим и конструктивным особенностям: В – вакуумная; Г – газополная аргоновая моноспиральная; Б – аргоновая биспиральная; БК – биспиральная криптоновая; МТ – в матированной колбе; МЛ – в колбе молочного цвета; О – в опаловой колбе.

Второй элемент – буквенное выражение из одной-двух букв – определяет назначение ламп: А – автомобильная; Ж – железнодорожная; КМ – коммутаторная; ПЖ – прожекторная; СМ – самолетная.

Третий элемент – цифровое выражение – определяет номинальное напряжение в вольтах, через дефис – номинальная мощность в ваттах (для двухспиральных ламп после номинального напряжения указываются сила света, кд).

Четвертый элемент – порядковый номер доработки (для ламп, разработанных впервые, четвертый элемент отсутствует).

Пример маркировки ламп: БКМТ215-225-100-2 – лампа накаливания биспиральная криптоновая, в матированной колбе, напряжение 215-225 В, мощность 100 Вт, вторая доработка;

А12-21+6 – лампа накаливания автомобильная, напряжение 12 В, двухспиральная, сила света 21 и 6 кд.

Маркировка галогенных ламп:

первая буква – материал колбы (К – кварцевая);

вторая буква – вид галогенной добавки (Г – галоген иод);

третья буква – область применения (О – облучательная) или конструктивная особенность (М – малогабаритная);

первая группа цифр – номинальное напряжение, В;

вторая группа цифр через дефис – номинальная мощность, Вт.

Пример маркировки галогенных ламп: КГМ12-40 – в кварцевой колбе, галогенная, малогабаритная, номинальное напряжение 12 В, номинальная мощность 40 Вт.

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Достоинства:

– непосредственное включение в сеть, т.е. для своей работы не требуетдополнительных аппаратов;

– невысокая стоимость;

– удобство в эксплуатации;

– относительно небольшие первоначальные затраты на осветительную установку;

– большой выбор по конструктивным особенностям;

– широкая номенклатура по номинальному напряжению и мощности ламп;

– стабильность светового потока за срок службы.

Недостатки:

– малый срок службы (для ламп общего назначения средний срок службы составляет 1000 ч);

– низкая световая отдача (20 лм/Вт);

– неэкономичные (более 90% электроэнергии затрачивается на нагрев тела накала и выделяется в виде тепла).

Основными характеристиками ламп являются номинальные значения напряжения, мощности, светового потока (иногда – силы света), срок службы, а также габаритные размеры (полная длина L, диаметр D, высота светового центра Н от центрального контакта резьбового цоколя или штифтов штифтового цоколя до центра нити).

Принцип действия ламп накаливания

Принцип действия осветительных ламп накаливания основан на испускании излучения соответствующих длин волн за счет, в первом случае, электронного возбуждения молекул и атомов, во-втором – теплового колебания ядер молекул тела накала. При повышении температуры тела накала увеличивается энергия поступающего, колебательного и вращательного движения его частиц, вследствие чего растет поток излучения и средняя энергия фотона. Длины волн излучения смещаются в коротковолновую инфракрасную и далее – в длинноволновую видимую область. Дальнейшее увеличение температуры тела накала обеспечивает энергию, достаточную для электронного возбуждения молекул и атомов и получения более коротковолнового видимого излучения.

Таким образом, основным фактором, определяющим плотность и длину волны излучения тепловых источников, является температура.

Характеристики ламп накаливания

Основными характеристиками осветительных ламп накаливания являются электрические, светотехнические, и эксплуатационные.

Электрические: номинальная мощность, напряжение.

Светотехнические: световой поток, спектральный состав излучения.

Эксплуатационные: световая отдача, срок службы, геометрические размеры.

Мощность ламп зависит от напряжения и геометрических размеров вольфрамовой спирали

, (2.1)

где – сопротивление спирали при рабочей температуре, Ом;

– удельное сопротивление вольфрама при рабочей температуре;

– площадь сечения вольфрамовой проволоки, мм2;

l– длина вольфрамовой проволоки, м.

Световой поток лампы при заданной мощности зависит только от температуры тела накала.

При одной и той же электрической мощности вакуумные лампы создают меньший световой поток, чем газонаполненные, спиральные – меньше чем биспиральные, так как температура накалау них различная.

Спектр излучения ламп накаливания сплошной, лежит в красно-желтой области (360…780 нм). Максимум излучения приходится на инфракрасные длины волн.

Световая отдача показывает, какой световой поток испускает лампа на единицу мощности, потребляемой из электрической сети (лм·Вт–1). В идеальном случае световая отдача зависит только от температуры тела накала. Например, при увеличении температуры вольфрама от 2400 до 3200 К его световая отдача возрастает с 9,4 до 34,7 лм·Вт–1. В реальных условиях световая отдача ламп накаливания зависит от геометрических размеров и конструкции тела накала.

Для заданного типа ламп световая отдача определяется выражением

. (2.2)

Световая отдача характеризует экономичность источника света. Для ламп накаливания световая отдача равна 7…20 лм·Вт–1. Увеличение световой отдачи за счет роста температуры ограничено резким снижением срока службы тела накала.

Срок службы ламп зависит от стойкости тела накала.Основным фактором, влияющим на характеристики ламп накаливания при их эксплуатации, является напряжение. Отклонение питающего напряжения от номинального значения существенно влияет на характеристики ламп накаливания.

С ростом напряжения на лампе резко увеличивается сила тока, мощность, световой поток и световая отдача, но уменьшается средний срокслужбы.

Инфракрасные излучатели

В светотехнике помимо видимого излучения используется также и инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Невидимые инфракрасные лучи являются тепловыми и участвуют в переносе теплоты от одного тела к другому. Они появляются при нагреве какого-либо тела (например, куска металла) до температуры не выше 800 К. На шкале электромагнитных волн они занимают достаточно широкий диапазон между красным концом видимого спектра излучения света и коротковолновым радиоизлучением. Инфракрасное излучение находит широкое применение в дефектоскопии, в приборах ночного видения и ночного фотографирования, в средствах скрытой сигнализации и т. д.

Инфракрасные лучи представляют собой электромагнитные колебания с длиной воны 10-4–10-2 см. Они непосредственно примыкают к красному участку видимой части спектра, но не видимы глазом человека. Инфракрасные лучи практически не рассеиваются в пространстве и, проникая вглубь тел, производят их нагрев. Глубина проникновения зависит от свойств нагреваемого материала, его структуры, характера поверхности и может составлять от десятых долей до нескольких миллиметров.

Для каждого вещества имеется определенная длина волн инфракрасного излучения, при которой происходит наиболее эффективный его нагрев. Воздух для инфракрасных лучей практически прозрачен, поэтому передача теплоты от источника инфракрасного излучения к нагреваемому объекту происходит без заметных потерь.

Простейшими источниками инфракрасного излучения являются лампы накаливания, работающие при пониженном напряжении, когда они излучают преимущественно невидимые инфракрасные лучи и незначительную долю составляют видимые световые лучи.

Промышленностью выпускаются излучатели различных типов. Главными признаками, определяющими область наиболее эффективного использования излучателя каждого типа, является рабочая температура, длина волны максимального излучения и зона равномерной плотности излучения.

Основными источниками инфракрасных лучей являются ламповые излучатели с зеркальными отражателями (длина волны максимального излучения 1,05 мкм), кварцевые трубчатые (2…3 мкм), неметаллические стержневые нагреватели с рефлектором (6…8 мкм) и трубчатые электронагреватели (ТЭН).

В сельскохозяйственном производстве для сушки сельскохозяйственной продукции, обогрева молодняка животных и птиц удобно применять источники инфракрасного (ИК) излучения. Специфической особенностью ИК излучения является его тепловое действие и хорошая проникающая способность.

Инфракрасное излучатели можно получить от инфракрасных ламп это «световые» излучатели или лампы термоизлучатели и трубчатых электрических нагревателей или спиралей из материалов и сплавов имеющих высокое удельное сопротивление – «темные» излучатели.

«Светлые» источники имеют конструкцию ламп накаливания, однако их тело накала рассчитано на меньшую, чем в осветительных лампах накаливания температуру в пределах 2270…2770 К для увеличения доли инфракрасного излучения и сокращения доли видимого излучения. Максимум спектральной плотности излучения таких ламп смещен в длинноволновую часть спектра и приходится на излучение с длиной волны 1000…1400 нм.

Электротехническая промышленность выпускает специальные инфракрасные излучатели в виде ламп накаливания типа ИКЗ 220 мощность 250, 500 Вт – инфракрасный излучатель с зеркальным отражателем, а также ИКЗС и ИКЗК со светлой или красной колбой.

Пониженная температура тела накала инфракрасных ламп способствует увеличению их срока службы до 5000 ч.

Инфракрасные излучатели (лампы) типа КГ 220-1000, которые представляют собой цилиндрическую трубку диаметром около 10 мм и длиной 370 мм. Тело накала лампы выполнено в виде вольфрамовой спирали, смонтированной по оси трубки на вольфрамовых поддержках. Ввод в лампу выполнен посредством молибденовых электродов, впаянных в кварцевые ножки. Концы спирали тела накала навернуты на внутреннюю часть вводов. Цоколи выполнены из никелевой ленты со швом, в который введены наружные молибденовые выводы. Трубка изготавливается из кварцевого стекла и наполняется аргоном с содержанием йода. Добавление внутрь колбы йода позволяет уменьшить распыление вольфрама и тем самым увеличить срок службы ламп до 3000 ч.

«Темные» источники инфракрасного излучения конструктивно состоят из металлической трубки, внутрь которой помещается спиральный нагреватель из нихромовой проволоки и заполняется огнестойкой изоляционной массой. Спектр излучения «темных» излучателей находится в диапазоне длин волн 1400…10000 нм с максимумом спектральной плотности излучения при 4000 нм.

Для защиты источника инфракрасного излучения от механических повреждений, а также от загрязнения, влаги ИК заключаются в специальные кожухи, применяются различные защитные сетки. Для перераспределения потока излучения в пространстве применяют отражатели. Источник ИК совместно с арматурой называется облучатель.

Дата добавления: 2014-11-18