Люминисцентті шамдардың классификациясы

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ЗАМАНАУИ РАЗРЯДТЫҚ СӘУЛЕ КӨЗДЕРІ

4.1 Люминисцентті шамдардың қазіргі заманғы типтері және олардың сипаттамалары

Люминесцеттік шам дегеніміз – жарық ағыны негізінен, ультракүлгін сәулесінің әсерінен люминофордың жарқырауынан пайда болған газ разрядтық жарық көзі. Қыздыру шамдарынан кейін өмірге, осы люминесценттік шамдар енген. Люминесценция латынның «жарық» және «әлсіз әсер білдіру»- деген мағынасынан шыққан. Люминесценттік шам жарық беру үшін қолданылады. Оның қыздыру шамдарынан артықшылығы электр энергиясына үнемді келеді, яғни тоқты аз жейді. Сондықтан оны өндірісте, тұрмыста кеңінен қолдануға болады

Люминесцеттік шамдардың жұмыс істеу ұзақтығы қыздыру шамдарына қарағанда ұзақтау келеді. Люминесценттік шамның кең тараған түрі сынапты шам, оның ішкі бетіне люминофор ағылған, әр түрлі формадағы шыны түтік. Түтіктің екі ұшы арқылы оның ішіне спираль тәрізді электроттар енгізілген. Шамның жұмыс істеу мерзімін ұзарту үшін, түтік ішіне сынап тамшысы мен белгілі бір мөлшерде инертті газ енгіземіз(аргон - Ar,неон-Ne) Люминесценттік шамды айнымалы ток көзіне қосқанда сынап атомдары электр өрісі әсерінен қозғалысқа түсіп, люминофор қабырғаға соғылып, жарық шығарады. Шамның жұмыс істеу мерзімі 10000 сағат.

Электр разрядының ультракүлгін сәуле шығаруы әсерінен кейбір заттардың (люминофорлардың) жарқырау қабілетін пайдаланатын газ разрядты жарық көзінің бірі. Ол екі металл цоколі бар қысымы төмен сынап буымен толтырылған шыны түтік түрінде жасалады. Люминесцентті шам 8 Вт-тан 150 Вт-қа дейінгі қуатқа арналып шығарылады. Люминофор құрамына қарай жарқырау реңіне сәйкес: ЛД — күндізгі жарық шамы, ЛБ — ақ жарық шамы, ЛХБ — суық ақ жарық Шамы және ЛТБ — жылы ақ жарық шамдары болып бөлінеді (3.1-сурет.) Сонымен бірге түс беруі жақсартылған табиғи (ЛЕЦ), жылы ақ жарық (ЛТБЦ) және күндізгідей жарық (ЛДЦ) шамдарының сериясы шығарылады: Таңбалаудан кейінгі цифрлар люминесцентті шамның Вт-пен белгіленген қуатын көрсетеді (мысалы, ЛХБ 20 таңбасы — суық ақ жарықты люминесцентті шам, қуаты 20 Вт).

Сурет-4.1.1. Люминофордың құрамына қарай жарқырау реңі

Қызу шамдарымен салыстырғанда люминесцентті иіамдардың жарық беруі 7—8 есе артық (тұтынылған 1 Вт қуатқа сәйкес жарық ағыны), ұзақ мерзімге шыдайды, сондай-ақ ол көз қарықтырмайтын, шаршат пайтын жұмсақтау жарық береді. Люминесцентті шамдардың жарығы (әсіресе, ЛЕЦ, ЛДЦ типті) күндізгі жарыққа ұқсас болып, түстерді табиғи жарықтағыдай дәл ажыратуға мүмкіндік береді. Люминесцентті шамдардың тиімсіз жері де бар. Оған тым көп жер алатындығы, арнайы қосу-реттеу құрылғысының қажеттігі, ауа температурасын өте сезгіштігі (-|-10^оС-тан төмен температурада шам жанбауы мүмкін) және стробоскоптық әсерге бейімдігі жатады. Соңғы құбылыс жарық желісіндегі айнымалы токтың тербеліс ырғағына сәйкес, люминесцентті тампық көзге байқалмайтын жиі жыпылықтауы (секундына 100 рет) салдарынан болады. Мұның өзі заттардың қозғалыс жылдамдығын адамның дұрыс түйсінуін қателестіріп, кері әсер тудырады. Стробоскоптық әсерлі шамдардың біреуін сыйымдылығы үлкен (2,5 мкф-ға дейін) қосымша конденсатор арқылы басқасымен қосарлан жалғастыру нәтижесінде толық жоюға.болады. Жалғастырудың мұндай схемасы өнеркәсіп шығаратын қос шамды жарық түсіргіштерге пайдала нылады, оны маман тұрмыстық жағдайда да құрастыра алады.

Қазiргi люминесценттiк шамдарда тұтынылған электр энергиясының 20 % шамасы көрiнерлік сәулеленуге айналады. Қyaттapы бiрдей келетiн қыздырy шамдарынa қарағанда олардың жарық бергiштiгi 4...6 есе көп болады.

Люминесценттiк шамдардың габариттiк мөлшерлерi олардың қyaтынa, номинал кepнеyiнe, жарық ағынына және жарық бергiштiгiне байланысты келедi. Шамның ұзындығы оның жұмыс кepнeyiмeн анықталады. Шамның қуаты мен ұзындығы берiлген жағдайда оның диаметрiнiң мәнi ток тығыздығы 0,03..,0,063 А/см² болу шартымен таңдап алынады. Осы жағдайда шамның бетiндегi жылулық жүктeмe 0,0254...0,05 Вт/см² болуы керек. Бұл жүктеме шам түтiгінің 40...50 ⁰С-қа дейiн қыздырылуын қамтамасыз етеді. Осы себептен колба iшiндегi сынап булары қысымының мәнi қажетті шамаға (1,3 Па) дейiн жетедi де, толқын ұзындығы 253,7 нм ультракүлгiн сәулеленудiң шығуы максимал болады. Бұл шам люминофоры шығаратын жарық ағынының ең үлкен мәнiн қамтамасыз етеді. Қуаты 40 Вт шамның габариттік мөлшерлерi мен электрлiк параметрлерi өте сай келедi. Сондықтан басқа жағдайлар бiрдей болғанда олардың жарық бергiштiгi жоғары болады.

Қазіргі заманғы барлық люменисцентті шамдарды жалпы жарықтандырылу және арнайы жарықтандырылу бағыты бойынша негізгі екі топқа бөлуге болады. ЛШ жалпы жарықтандырылу аумағында, жалпы белгіленуі қуаттылығы 15 ден 80 Вт аралығында жарықтың спектралды сипаттамалары бойынша жарықтың табиғи түрлерінің берілуі бойынша осы диапозонда жарық беретін шамдарды айтамыз.

Люменисцентті шамдардың арнайы белгілену классификациясы әртүрлі парамертлерінің қолданылуы бойынша бөлінеді.

Формасы бойынша — түтікше, шеңбер және күрделі пішінді шамдардың кейбір түрлерін бірдей пішінде дәл сондай өлшемде жасайтын болғандықтан, оларға сызықты шамдар тобы деген қосымша атау берілген.

Сызықты шамдардың көптеген түрлерін диаметрі 38, 26 және 16 мм колбада шығарылады (шет елдік белгілеулер бойынша - Т12, Т8 және Т5, яғни 12/8, 8/8 және 5/8 дюьм). Osram атты неміс фирмасы Т2 маркалы диаметрі 7 мм шамын жасап шығарады. Бірақ бұл шамдар қазіргі уақытта жалпы жарықтандыруға емес, тек сканерлерде және репрографикті аппараттарда қолданылады. Соңғы жылдары шет елдерде диаметрі 38 мм болатын колбадағы шамдарды шығаруды тоқтатты. Стандартты сызықты шамдардың қуаты көп емес: 4, 6, 8, 13, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 58, 65 и 80 Вт. Абсолютті көптеген заманауи шамдарда тек үш номиналды қуатты 18, 36 және 58 Вт қолданылады. Ресей де әліге дейін қуаты 20, 40, 65 және 80 Вт, колбадағы диаметрі 38 мм болатын шамдарды шығару әліге дейін өз жалғасын табуда.

Жоғарыда айтып өткеніміздей шамдардың әртүрлі қуаты колбаның ұзындығымен ерекшелінеді - 136 мм ден 1514 мм дейін (цоколімен). Қыздыру шамдарынан ерекшелігі люменисцентті шамдарда қосылу кернеуі көрсетілмегендіктен, олардың қолданылуы қосылатын схемаға тәуелді болады. Яғни бір люменисцентті шам әртүрлі кернеуде шамасы бойынша (бірнеше вольттан жүздеген вольтқа дейін), токтың түрі бойынша (айнымалы және тұрақты) қосыла береді.

Қазiргi уақытта шығарылатын люминесценттiк шамдар сәуле­ленуiнiң түciнe байланысты бөлiнедi. Осы қасиетіне байланысты люминесценттiк шамдардың үлгiқалыптық түcтepi былай белгiленедi: Д - күндiзгi - абсолют қара дененің 6500 К температурадағы сәулелену түсіне сәйкес; Б - ақ - абсолют қара дененің 4200 К температурадағы сәулелену түciнe сәйкес; ХБ - салқын ақ - абсолют қара дененің 4800 К температурадағы сәулелену түсіне сәйкес; ДЦ - түс берiлiсi жақсартылған; Е - табиғи; БЕ - ақ табиғи; ХЕ - ­ салқын табиғи.

ЛШ қалған типтерінің барлығы арнайы категорияларға жатқызылады, олардың көбісі жарықтандырылу мақсатында қолданылады. Қуаттылығы бойынша, аз қуатты (15 Вт кем) және қуатты ( 80 Вт көп) (100—150 Вт) бөлінеді. Разрядтты типтері бойынша - доғалық, солғын разряд және солғын жарқырау. 4.3-сурет.

ЛШ арнайы топтарда жарықтың таралуы бойынша (шамдар рефлекторлы, тесік, панельді), сынапсыз уландырғышсыз ЛШ, амальгамды ЛШ және т.б.

Аталған классификациялық белгілер өзара тығыз байланысты және айтарлықтай жиынтықты құрайды. Мысалы 80 жылдары энерго үнемдегіш ЛШ атауымен арнайы тобы белгіленді аталған жалпы атаумен ЛШ стандарттарын толығымен ауыстыра алды. Энергия үнемдегіш ЛШ шет елдерде кеңінен қолданыста болды, және ақырындап тап солай, жалпы атауы стандартты ЛШ ауыстырыла бастады.

Маркировкалар JIJI. ЛШ әлемдік қолданыста бірегейлі жүйесі жоқ. Қазіргі таңда келеседей әріптік маркировкалар қабылданды. Бірінші әріп Л люменисцентті шам екенін білдіреді; ықшамды ЛШ К- әріпімен басталады. Келесідей әріптер жарқырау түстерін белгілейді: Д-күндізгі, ХБ –суық ақ, Б- ақ, ТБ- жылулық ақ, Е- табиғи ақ, К, Ж, З, Г, С- қызыл, сары, көк, ашық көк және т.б. УФ –ультракүлгін. Шамның жарық беру сапасын белгілейтін әріптен кейін түсті белгілейтін әріп Ц тұрады. Жарық беру ерекше жоғары сапалы болады – ЦЦ. Соңында құрылымының ерекшеліктерін сипаттайтын әріп тұрады: Р-рефлекторлы, У — U-тәріздес, К — сақина тәріздес, А-—амальгам­алды, Б — жылдам шығатындар. Сандар қуаттылығын белгілейді. Мысалы: ЛБ65 шамының белгіленуі: Л – люминесцентті; Б – ақ түс (белый цвет); 65 – қуаты, Вт

Шет елдік өндірістерде шамдарады маркілеуді барлық фирмалар өздерінше маркілейді. Мысалы Philips барлық сызықты шамдарды TL-D белгісімен, Osram — Lumilux, General Electric — F. Осы белгілерден кейін шамның қуаты көрсетіледі. (18W, 36W, 58W).

4.3 Люминисцентті шамдардың жалпы белгіленуінің параметрлері және жарық бергішті жақсартқыштар.

Қазiргi люминесценттiк шамдарда тұтынылған электр энергиясының 20 % шамасы көрiнерлік сәулеленуге айналады. Қyaттapы бiрдей келетiн қыздырy шамдарынa қарағанда олардың жарық бергiштiгi 4...6 есе көп болады.

Люминесценттiк шамдардың габариттiк мөлшерлерi олардың қyaтынa, номинал кepнеyiнe, жарық ағынына және жарық бергiштiгiне байланысты келедi. Шамның ұзындығы оның жұмыс кepнeyiмeн анықталады. Шамның қуаты мен ұзындығы берiлген жағдайда оның диаметрiнiң мәнi ток тығыздығы 0,03..,0,063 А/см² болу шартымен таңдап алынады. Осы жағдайда шамның бетiндегi жылулық жүктeмe 0,0254...0,05 Вт/см² болуы керек. Бұл жүктеме шам түтiгінің 40...50 ⁰С-қа дейiн қыздырылуын қамтамасыз етеді. Осы себептен колба iшiндегi сынап булары қысымының мәнi қажетті шамаға (1,3 Па) дейiн жетедi де, толқын ұзындығы 253,7 нм ультракүлгiн сәулеленудiң шығуы максимал болады. Бұл шам люминофоры шығаратын жарық ағынының ең үлкен мәнiн қамтамасыз етеді. Қуаты 40 Вт шамның габариттік мөлшерлерi мен электрлiк параметрлерi өте сай келедi. Сондықтан басқа жағдайлар бiрдей болғанда олардың жарық бергiштiгi жоғары болады.

Люминесценттік шамдардың жарық-техникалық қасиеттерiне әр түрлi себепкер шарттар әсер eтeдi. Мысал ретiнде мыналарды көрсетуге болады: бiрлiк қуаты және люминофор құрамы, балласт кедергiнiң түpi және шам түтiгiнiң ұзындығы мен диаметрiнің қaтынacы және т.б.

Люминесценттiк шамдардың жарық бергiштiгi олардың бiрлiк қуатына да және люминофордың құрамына да байланысты келедi. Қyaттapы бiрдей шамдардың iшiнде ЛБ типтi шамдардың, ал сәулелену түci бiрдей болатын шамдардың iшiнде қуаты 40 Вт шамдарының жарық бергiштiгi жоғары болады.

Люминесценттiк шамдардың жарықтылығы 3000...10000 кд/м²болады.

Мемлекеттік үлгі қалып бойынша люминесценттік шамдардың орташа қызмет ету мерзімі 12000÷15000 сағат болады. Осы мерзімнің соңында шам жарық ағынының орташа мәні өзінің номинал мәнінің 60%-нан кем болмауы керек. 100 сағат жұмыс істегеннен кейінгі жарық ағыны номинал ағын деп саналады. Люминесценттік шамдардың қызмет ету мерзімі тұтандыру тәсіліне және жиілігіне, балласт кедергінің түріне байланысты болып келеді. Өйткені әрбір тұтандыруда электродтардың оксид қаптамасы шығындалады (әсіресе электродтарды алдын ала қыздырмай шамдарды тұтандырғанда).

Қуаттылығы және жарық параметрлері приборды қосқандағы жоғалтушыларсыз келтірілген (ПРА жоғалтуы әр түрлі типтерде әрқалай).

Ақ жарықтың әртүрлі реңдегі шамның жарықтылығықалыпты жүктемеде 4·10³ ден 8·10³ кд/м² құрайды, шамның типіне байланысты. Олар мына формула бойынша есептеледі:

            (4.3.1)             

Мұнда L_орт — шамның орталық бөлігіндегі диаметрі бойынша перпендикуляр бағытта бағытталған орташа жарықтылық, кд/м²;  Ф_Vл — шамның жарық ағыны, лм; d— трубканың диаметрі, см; l_СВ — жарықтандырылатын бөліктің ұзындығы, см; k — трубканың соңына қарай жарықтың құлауын есептейтін коэффициент. Оның мәні шамамен былай болады: шамдар үшін 15 Вт (Ø25 мм) —0,87, шамдар үшін 20 Вт (Ø38 мм), 30 Вт (Ø25 мм) және 40 Вт (Ø38 мм) — 0,92 жақын.

Трубканың шеттеріне қарай диаметрі бойынша жарықтылық құлап, френелевский коэффициентің әйнектен шашырауы бойынша ұлғайады. Жарықтық өзгерілмелі құлауында және люминафордағы сәулеленудің қабатының қалыңдаумен жарықтылығы ұлғаяды. Шамның өсі бойынша максималды жарықтылығы көлденең қимасының орташасынан шамамен 1,3 есе жоғары болады. 

Трубка өсіне перпендикуляр бағытталған ЛШ жарық күші.

                      (4.3.2)           

Мұндағы I_┴v — барлық шамның жарық күші, кд; Ф_vл — шамның жарық ағыны, лм. Кеңістікте жарық күшінің таралуы бойлық жазықтықтан диффузиондыға жақын.

Жарық ағынының пульсациясы. Пульсация коэффициенті мына шама бойынша табылатынын ескереміз К_п= (Фтах—Фmin)/2Ф_орт мұндағы – өлшенетін шаманың мәні; Ф_орт=(1/T) / Ф(t)dt', Т — период.

ЛШ шамдардың арқасында люминафорда пульсация жарқылдаған соң жарық ағыны сынап разрядының пульсациясымен салыстырғанда аз болады. Олар люминафордағы жарқылдаудың ұзақтығымен анықталады, сондықтанда әртүрлі шамдарда түрліше люминафор болады. Пульсация коэффициентінің жұмысы жүйедегі 50 Гц ЛБ типті ЛШ дросселі үшін шамамен 34% құрайды, ЛДЦ  және ЛЕЦ —70—72% құрайды. Салыстырмалы түрде коэффициент пульсациясы ЛН 100 Вт шамамен 5% құрайды.

Шамның параметрінің жүйедегі кернеуге тәуелділігі.U_c  өзгерісі ±10% шектерінде өзгереді, шамның параметрін өлшеу мына қатынас бойынша анықталады

                    (4.3.3)

Мұндағы X — шамның сәйкес параметрлері; ∆Х — оның өлшеуі; п_х — параметрге сәйкес келетін коэффициент.

Дросселді қосудағы схема үшін n_x  коэффициентте мынадай мәндерге ие n₁≈2.2; n_p≈2,0; n_ф≈1,5. 

Жүйедегі кернеудің түсуі ұйғарынды шектеуден төмен болса жану шарттары төмендейді. Ұйғарынды шектеуден кернеу жоғары болса катодттың балқу мен түзеткіш қондырғының жануы байқалады. Мұндай жағдайларда шамның қызмет ету уақытының қысқаруына алып келеді.

Ортаның температурасының және суыну шарттарының сипаттамасына тәуелділігі. Люминесценттік шамдар жұмысының көрсеткіштеріне қоршаған орта жағдайларының әсері өте қомақты. Басқа шарттар бірдей болған кезде, ең үлкен сәулеленетін ағынды шам түтікшесінің температурасы 40 °С тең болған кезде ғана алуға болады. Жалпы мақсатқа арналған люминесценттік шамдар температурасы +15 ⁰С-тан +40 ⁰С-қа дейін болатын ортада жұмыс істеуге есептелінген. Температура жоғарылаған кезде де, төмендеген кезде де жарық ағыны азаяды.Ортаның температурасы +10 ⁰С-тан төмен болса шамның сенімді тұтануын қамтамасыз ететін арнайы тәсілдер (шамды сыртқы ортадан оқшаулау, арнайы сұлбалар пайдалану және т.б.) қолдану керек.

Қоршаған ортаның ылғалдылығы шамның тұтану кернеуіне әер етеді. Ауаның ылғалдылығы 75÷80% болғанда шамды тұтандыру үшін ең үлкен кернеу керек болады.

Трубкадағы температуның өзгеруі оңтайлы бағыт бойынша салыстырмалы жағынан өседі, ал температура төмендеген жағдайда жарық ағынының азайуын байқауға болады. Ол ортаның температурасының өзгеруінен болуы мүмкін. Шамның температурасының төмендеуі, t₀  цельсияда шамның жұмысы кезінде ашық ауада тұруынан болады. Желдің 8—10 м/с жылдамдығына дейін түтікшедегі және айналадағы қоршаған ортаның ауасының температурасының өзгерісін мына формуламен есептеуге болады.

                   (4.3.4)

мұндағы v — желдің жылдамдығы, м/с; ∆t₀=(t_2Tp—t₀)_v=о, °С. Температураның төмендеуі жарық ағынының төмендеуінен бөлек жағу шарттарының нашарлауына, электродтардың тозаңдануына және шамның қызмет ету уақытының қысқаруына алып келеді. Жану сенімділігінің стартермен жұмыс істегенде стандартты шамдардың 5°С төмен болғанда құлауды және тораптағы кернеудің төмендегенін ерекше бақылауға болады. Мысалы, t₀=—10°С жәнеU_с = 100 В (127 В орнына) жанбайтын шамдардың саны 60—80% дейін жетеді. Қарапайым стартерлердің схемасымен жұмыс жасағанда 5 тен 20 °С дейінгі температурада шамдардың жағу сенімділігі біршама жоғары болып, аргонның қысымы 270 Па дейін төмендейтіндей арнайы шам шығарылады. Олардың ету уақыты стандартты шамдардың катодында, жалпы белгілеудегі шамдарға қарағанда шамамен 30% төмен.

Қоршаған ортаның ауасының температурасын төмендеткенде шамның жану уақыты ұлғаяды. ЛШ сипаттамаларының күшті температураға тәуелділігі, температурасы 0°С төмен орындарда қолдану тиімді емес. Шамның температурасының жоғарылауы, қоршаған ортаның температурасының жоғарылауына тиімді болмайды. Жану шамасы шарықатың құрылысына, шамдардың санына және олардың қуатына, сонымен қатар қоршаған ортаның температурасына тәуелді болады. 

ЛШ жануы жарық ағынының азаюынан бөлек, олардың жарығының өзгеруіне, шамның жалпы сәулеленуінде сынап сызығының меншікті массасының ұлғаюына алып келеді. Түтікшедегі температура 80°С жоғары болса, температураның сөнуінен люминафорда жарықтың құлауын айтуға болады. Осындай шарттардан максималды жарық берілуі ортаның жоғары температурасына қарай ығысатын амальгамды (сынапқа қосылған метал қоспасы) ЛШ қолдануды қажет етеді.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте