38. Основные характеристики люминесцентных ламп.

• Ряд мощностей:

3:4:6:8:10:13:15:18:20:36:40:55:80:110:125:150:250.

• Iпуск=(1,4....2,2) Iраб, cos φ схемы ЛЛ без компенсации 0,5...0,6 с компенсацией 0,95.

« Величина Iраб определяется Р и U сети.

• Продолжительность протекания пускового тока - несколько се-

• кунд.

Cos φ =0,5...0,6 – без компенсации Cos φ =0,95 - с компенсацией

2)светотехнические

39. Эритемные типа лэ и бактерицидные тина дб лампы.

Для получения излучения области УФ-В, оказывающего антирахитное и эритемное действие на сельскохозяйственных животных и человека, и излучения области УФ-А, возбуждающего свечение объектов исследования методами люминесцентного анализа, используются люминесцентные эритемные лампы типа ЛЭ.

Внешне они ничем ни отличаются от люминисцентных осветительных ламп такой же мощности, но имеют колбу из увиолевого стекла, имеющего высокий коэффициент пропускания для излучений с длинами волн диапазона 280... 380 нм Люминофор специального состава, «нанесенный на внутреннюю поверхность колбы, позволяет получить поток излучения, распределение спектральной плотности.

Для получения излучения области УФ-С, оказывающего губительное действие на микроорганизмы, используются дуговые газоразрядные лампы низкого давления типа ДБ.

Бактерицидные лампы ДБ отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности отсутствием люминофора и свойствами специального увиолевого стекла колбы, обладающего высоким коэффициентом пропускания для УФ излучения области С. Схемы включения ламп ДБ соответствуют схемам включения разномощных люминисцентных осветительных ламп. Спектр излучения ламп—линейчатый, причем до 80% потока излучения приходится на излучение с длиной волны254 нм

Излучение УФ-С в спектре эритемных ламп отсутствует, на излучения УФ-В приходится 37%, на излучения УФ-А—33%. а на долю видимого излучения — 30% энергии излучения ламп.

Эритемные лампы типа ЛЭР (рефлекторные) предназначены для использования в помещениях с повышенной пыльностью и под слоем люминофора имеют отражающий слой, направляющий поток излучения в сторону продольного выходного окна, составляющего треть поверхности лампы

??. Лампа тииаДРТ.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ДРТ являются наиболее мощными источниками ультрафиолетового излучения. Спектр их излучения—линейчатый Наряду с линиями, характерными для спектра ртути, эти лампы имеют излучение малой интенсивности на протяжении всего участка в ультрафиолетовой и видимой области Помимо ультрафиолетового, лампы ДРТ испускают значительное количество видимого излучения. Лампа представляет собой цилиндрическую трубку из кварцевого стекла В ее концы впаяны вольфрамовые самокалящиеся электроды. Внутрь колбы лампы введены дозированная количество ртути и инертный газ аргон

Кварцевое стекло для колбы лампы ДРТ применяют из-за высокой его стойкости к тепловым и механическим нагрузкам и из-за того, что оно хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение всех трех областей (А, В, С). Средний полезный срок службы ламп ДРТ — 800 ч.

40. Лампа типа дрл.

При подаче напряжения на лампу между близко расположенными основными и вспомогательными электродами возникает разряд ионизи­рующий газ в горелке и обеспечивающий зажигание разряда между ос­новными электродами. При зажигании лампы разряд между основными и вспомогательными электродами прекращается. Балластное устройство в виде дросселя Др ограничивает ток разряда и стабилизирует его при от­клонениях напряжения сети в допустимых пределах.

В момент зажигания ток лампы в 2...2,6 раза превышает номиналь­ный, но по мере разогрева горелки он постепенно уменьшается, напряже­ние на лампе возрастает с 65 до 130В, мощность лампы и ее поток излучения возрастают. Разгорание лампы длится 5... 10 мин. В рабочем режиме температура внешней колбы может превышать 200 °С. Повторное зажигание лампы ДРЛ возможно лишь спустя 10... 15 мин после ее погасания.

Кроме отдельных линий, характерных для газового разряда в парах ртути при высоком давлении, излучение лампы содержит красную составляющую в виде сплошного спектра в диапазоне волн 580... 720 мм, обусловленную свечением люминофора при облучении его ультрафиоле­товым излучением кварцевой горелки лампы. Излучение люминофора составляет 8... 10% общего потока лампы и в некоторой степени улучша­ет спектральный состав излучения.

Световая отдача ламп ДРЛ составляет 40...50 лм-^Вт-1.

Устройство лампы ДКсТВ 6000:1 - внешняя стеклянная трубка; 2 - разрядная кварцевая трубка; 3 - электрод; 4 - патрубок для охлаждающей воды.

Дуговые ксеноновые трубчатые лампы относятся к группе газоразрядных ламп высокого давления , которых стабилизация тока может осуществляться без помощи балластного сопротивления. Это объясняется тем, что в таких лампах разряд происходит в плазме и носит квазистационарный насыщенный характер, при котором плотность тока почти не зависит от степени ионизации газа, так как рост числа электронов приводит к пропорциональному уменьшению длины их свободного пробега. Соответствующие геометрические размеры столба плазмы и почти постоянное удельное сопротивление его обеспечивают постоянство омического сопротивления насышенного разряда

На рисунке показана конструкция ксеноновой трубчатой лампы ДКсТВ 6000 с водяным охлаждением. Лампа имеет разрядную трубку 2 из кварца с двумя электродами 5 из тарированного вольфрама Вводы лампы выполнены из молибденовой фольги. Разрядная трубка заполнена ксеноном при давлении 0,05 МПа.

Разрядная трубка расположена

соосно со стеклянным цилиндром 1,

образующим полость для

циркуляции охлаждающей воды

Вода омывает разрядную трубку

Винтообразно за счет смещения

Осей патрубков 4 относительно плоскости, проходящей через ось лампы. Расход охлаждающей

воды 5 л/мин при начальной температуре 5°С и температуре на выходе 40 °С. Для охлаждения используется дистиллированная

вода в замкнутом цикле. Система

охлаждения включает в себя

следующие элементы: бак Б для

охлаждающей воды, насос Н.

Обеспечивающий требуемый

расход воды, фильтр Ф,

очищающий воду от механических

примесей, перепускной кран К

для регулирования давления воды

в системе теплообменник Г для

охлаждения воды, выходящей из

лампы.

Кроме лампы с водяным

охлаждением выпускаются ксеноновые лампы ДКсТ с естественным воздушным охлаждением Лампы отличаются простой конструкцией и удобством эксплуатации Они представляют из себя кварцевую трубку определенных, зависящих от мощности .лампы, размеров, на торцах которой смонтированы электроды—внутри трубки и электрические вводы—вне ее. Электрические вводы выполняются либо в виде контактных штырей, либо в виде гибких много проволочных медных жгутов, оснащенных наконечником для подключения лампы к сети при помощи болтового соединения. Второй вариант ввода, как показала эксплуатация ламп, более надежен,

Ксеноновые лампы не требуют баластного сопротивления, но для их зажигания необходимо зажигающее устройство.

Излучение ксеноновых ламп в видимой части спектра весьма близко к естественному солнечному, однако нельзя не отметить избыток инфракрасного и ультрафиолетового излучений ламп. Особенно мощным ультрафиолетовым излучением отличаются лампы ДКсТ, кварцевая трубка которых прозрачна для коротковолновых излучений. Следует иметь в виду, что при освещенности более 150 лк УФ облученность, создаваемая ими, избыточна и может вызвать болезненную реакцию у длительно находящихся в этой зоне людей.

У лампы ДКсТВ роль фильтра отсекающего УФ излучения выполняет стекло внешней трубки, а колбы лампы ДКсТЛ выполнены из кварцевого стекла с легирующими присадками, обеспечивающими пропускание излучений лишь с длиной волны более 300 нм.

47. Выбор типа источника света для освещении.

Делая выбор между лампами накаливания и газоразрядными лампа- ми, нужно руководствоваться следующими соображениями

1. Нормативные документы для компенсации эффекта сумеречности регламентируют для одинаковых условий значительно более высокие нормы освещенности при использовании газоразрядных ламп, чем при использовании ламп накаливания. Это приводит к тому, что в энергетическом отношении осветительные установки с газоразрядными лампами могут и не иметь преимуществ перед установками с лампами накаливания при сравнительно низких уровнях нормированной освещенности.

2. Благоприятный спектральный состав излучения люминесцентных ламп позволяет получать при достаточных уровнях освещенности более правильную цветопередачу, чем при лампах накаливания.

3. Капитальные затраты на осуществление осветительных установок с люминесцентными лампами могут в несколько раз превосходить соответствующие затраты при использовании ламп накаливания.

4. Надежная работа люминесцентных ламп и стабильность их светотехнических характеристик, как об этом говорилось ввше обеспечиваются лишь три определянных параметрах средыэ

В соответствии с изложенным применение люминесцентного освещения можно рекомендовать в первую очередь:

а) в помещениях, где выполняются работы, требующие распознавания цветовых оттенков;

б) в помещениях, где выполняются работы, связанные с большим и длительным зрительным напряжением

в) в помещениях без естественного света, если в них люди находятся длительно;

г) в животноводческих помещениях, если это обеспечивает благотворное влияние на состояние животных и птицы и увеличивает продуктивность.

Лампы типа ДРЛ целесообразно применять при освещении высоких производственных помещений и открытых пространств, проезжих частей поселков и улиц

• В паспортных данных ЛЛ приведён световой поток спустя 100 ч работы. Это связано с тем что световой поток лампы в первые 100 ч работы сильно уменьшается:

F_Н = F₁₀₀ ; F₂₀₀₀ ≥ 0,7F_H; В=(4...8)*10³(Кд • м²)

• Светоотдача 40... 80 лм/вт;

• Световой КПД η =7... 8%;

• Коэффициент неравномерности яркости по длине лампы: К=0,87 для 127 В; К=0,92 для 220В

3) экономические

Срок службы 10000ч, лампа сложна и дорога, необходимо пусковое устройство. Работа лампы очень сильно зависит от напряжения сети. Также большое влияние на лампу оказывает влажность и температура

воздуха

43. Исправление цветности излучения ртутных ламп.

Применимость источника оптического излучения в качестве источника света определяется его красным отношением это отношение энергии красных лучей к энергии всего видимого излучения лампы.Это доля красных лучей во всем видимом спектре. Обычно эту величину определяют в %.

Если красное отношение < 5% то такой источник в качестве источника света применять нельзя. В случае если >5% но < 12 то такой источник излучения можно применять для освещения объектов где не требуется правильное цветовосприятие. Практически все лампы содержащие пары ртути имеют красное отношение < 5 %. Если >12% - применение источника света без ограничений

Способы исправления цветности:

1.Нанесение люминофорных покрытий на основную или на дополнительную колбу. Химический состав покрытий должен быть термостоек и преобразо­вывать УФ излучение не просто в видимое излучение а в оранжево- красное .

2.Совмещение спектра излучения разрядной лампы со спектром излучения ЛН.

3.Добавление в атмосферу разряда различных добавок разряд в парах, которых дает красное излучение.

Устройство лампы Д РЛ: 1 — внутренняя кварцевая колба; 2 — основные вольфрамо- вые электроды; 3 — токоограни- чиваюшие резисторы; 4 — дополнительные электроды; 5 — внешняя колба; 6 — слой лю- минофора _-------- Др

46. Ксеноновые лампы.

Схема включения лампы ДРЛ

42. Дуговые ртутные лампы с металлическими излучающими добавками тина дри.

Лампа содержит трубчатую горелку 1 из кварцевого стекла с помещен­ными в ее торцы вольфрамовыми электродами 2. Полость горелки заполнена аргоном, строго дозированными компонентами в виде ртути йодидов редкоземель­ных металлов (гольмия тулия таллия), а также натрия и цезия. Горелка помещена во внешнюю прозрачную термостойкую кожу 3 с вакуумом, обеспечивающим необходимый температурный режим горелки и устраняющим возможность электрического пробоя между токоведущими частями лампы.

Схема содержит трансформатор Тр2, вторичная обмотка которого вы­полняет роль балластного сопротивления, стабилизирующего разряд между электродами Первичная обмотка трансформатора Гр2 является частью зажигающего устройства, содержащего, кроме того, трансформатор Tpl, конденсатор С и разрядник Р.

Напряжение сети, приложенное к электродам лампы, недостаточно для возникновения разряда между ними. При включении кнопкой К.П трансформатора Tpl конденсатор С на протяжении части полупериода сети заряжается от вторичной обмотки Tpl до напряжения пробоя разрядника Р. В момент пробоя по первичной обмотке Тр2 протекает импульс тока разряда конденсатора, а во вторичной обмотке трансформатора Тр2 возни­кает импульс напряжения с амплитудой до 2... 3 кВ, обеспечивающий зажигание разряда в горелке лампы. В следующий полупериод сети процесс повторяется.

Зажигающее устройство обеспечивает надежное включение лампы при температуре окружающей среды до —40 °С. Светотехнические и электротех­нические параметры лампы во время ее разогрева меняются так же, как и у ламп ДРЛ. Время разогревания лампы 2...4мин.

Повторное зажигание лампы ДРИ после ее погасания возможно через 5... 10 мин, в зависимости от условий охлаждения.

Каждый из компонентов наполнения горелки лампы дополняет линейча­тый спектр ртутного разряда своим излучением. Йодид натрия дополняет излучение в желтой части спектра, таллия — в зеленой, индия — в голубой. Совокупность излучений всех компонентов создаст впечатление непрерывного спектра, а определенный состав смеси позволяет получить цветность излуче­ния лампы, близкую к естественному свету.

По сравнению с лампами ДРЛ световой поток ламп ДРИ такой же мощности больше в 1,5... 1,6 раза а спектральный состав излучения обеспечи­вает правильную цветопередачу.

Световая отдача ламп ДРИ достигает 95 лм-Вт^-1, что ставит их в ряд наиболее эффективных источников света.

В процессе эксплуатации световой поток ламп ДРИ уменьшается в 1,3... 1,5 раза быстрее по сравнению с лампами ДРЛ, этим объясняется значительно меньший срок службы первых.

Рис. 9.12. Принципиаль­ная упрошенная схема пускового устройства и система охлаждения лам­пы ДКсТВ 6000.

41. Ртутно-накальные и ртутно-накальные люминесцентные лампы.

В лампах ДРВ исправление цветности осуществлено совмещением спектров излучений разрядной лампы и ЛН.

Лампа ДРВЛ отличается от ДРВ формой колбы и наличием люмино­фора. В лампе используется два способа исправления цветности. «Красное» отношение 25%. Срок службы5000ч. Световая отдача 28-32 лм/Вт.

Рис. 13. Устройство осветительной люминесцентной лампы:

37. Устройство и принцип действия люминесцентных ламп.

Газоразрядная лампа низкого давления представляет собой длинную стеклянную колбу в виде трубки, на внутреннюю поверхность которой нанесем слой люминофора. Из колбы удален воздух и вместо него введен инертный газ аргон и дозированное количеств во ртути. В торцы колбы впаяны электроды. Электроды лампы изготовлены из вольфрамовой проволо­ки, свитой в спираль, и покрыты специальным составом (углекислыми солями бария и стронция), который в процессе обработки превращается в так называе­мый оксид Каждый электрод лампы имеет два вывода которые заканчиваются штырьками, закрепленные в цоколе. Конструкция электрода, показанная на рисунке, известна под названием самокалящимися катода с предварительным подогревом. При установившемся режиме работы лампы требуемый нагрев катодов лампы поддерживается током разряда. Поэтому их и называют самокалящимися. Для подогрева катодов в начальный период зажигания лам­пы по вольфрамовой спирали пропускается ток Это позволяет снизить напряжение зажигания лампы и уменьшить разрушение катодов. После зажигания разряда необходимость в подогреве электродов отпадает. Полный срок службы люминесцентной лампы в основном определяется долговечностью активирующего покрытия катодов. Зажигание люминесцентных ламп без предварительного разогрева катодов уменьшает долговечность активирующего покрытия.

Электроэнергия в процессе дугового разряда преобразуется в энер­гию коротковолнового УФ излучения, которое в люминофоре преобразу­ется в длинноволновое УФ излучение (в эритемных люминесцентных лампах) или в видимое излучение (в лампах ЛБ, ЛД и т.д.)

Рис. 18. Ртутио-кварцевая лампа ПРК-2: ' — трубка из корневого стекла; 2 —электрод; 3 — хомут с держа­телями; 4 — токопроаодящая* полоса.

??. Инфракрасные облучательные установки.

Плюс: высокий коэффициент преобразования эл. Энергии в ИКИ (простота процесса); низкий коэффициент поглощения ИКИ воздухом; высокая проникающая способность в органические вещества; высокий коэффициент поглощения ИКИ водой.

Цель применения:

1. Сушка материалов

2. Обогрев живых организмов

Требуемая ИК облученность

где α_т - коэффициент поглощения.

t_H, t_n - t°C воздуха для животных и помещения.

«Светлые» источники (ИК ЛН) излучают ИКИ видимое излучение (нагрев 2300°С).

t°C «темных» источников 700⁰С при λ=4000нм. «Темные» источники имею большую мощность.

Конструкция «светлых» источников аналогична светильникам (ИКУФ-1М, «Луч» с лампами ИКЗК, ЛЗ, ЛЗО).

«Темные» источники: керамические нагреватели (t⁰=l 123К с λ=2580нм), ТЭНы; регулируются изменением напряжения.

Электрические источники ИК излучения обладают высоким коэффициентом полезного действия, малой инерционностью, металлоемкостью и массой при значительных единичных мощностях, легко поддаются регулированию и управлению при помощи средств автоматизации.

ИК излучение используется в сельскохозяйственном производстве для обогрева молодняка животных и птицы, сушки овощей и фруктов, для предпосевной обработки семенного материала зерновых и овощных культур, дезинфекции и во многих других процессах сельскохозяйственного производства

где В ад, В_д - яркость поля адап­тации и дискомфорта,

φ- пространственный угол;

φ ( - ) -функция положения дис­комфортного пятна относительно центрального поля зрения.

Для грубых работ показатель ≤40, для тонких ≤20.

При несколько дискомфортных пятен:

??. Бактерицидные установки для обеззараживания воды.

Чистая вода, в которой отсутствуют взвешенные и коллоидные вещества, хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение, в том числе и коротковолновое, обладающее сильным бактерицидным действием. При прохождении через воду излучение частично поглощается ею и находящимися в ней частицами, в частности микроорганизмами Уменьшение облученности по мере прохождения излучения через слой воды подчиняется закону Бугера—Ламберта. При прохождении потока параллельных лучей через поглощающее вещество, согласно этому закону, справедливо следующее соотношние

где Ео—облученность на поверхности воды, Е—облученность после прохождения излучением слоя воды, х—толщина слоя воды, подвергшегося облучению, см α—коэффициент поглощения излучения, си'¹.

Величина коэффициента поглощения α зависит от длины волны (спек-

??. Автоматизация осветительных и облучательных установок.

Автоматическое управление - это экономия электроэнергии и увели­чение фактического срока службы источников излучения, улучшение качества освещения и облучения. В помещениях в светлое время суток должны быть отключены светильники ближайшие к окнам и другим световым проёмам. Освещение территорий должно включаться автома­тически при помощи фотореле и выключаться.

Постепенное изменение продолжительности светового дня , подобно естественному, повышает продуктивность кур-несушек. В теплицах используется непрерывное оптическое облучение всходов, затем прерывистое.

Простой прибор автоматического программного управления - мо­торное реле времени 2РВМ. Подзаводка пружины осуществляется электроприводом автоматически.

??. Стационарные УФ облучательные установки. Применяются для облучения животных и птицы в помещении со свободным их содержанием . Должны обеспечивать равномерное облучение по всей площади помещения,

Условие: уровень равномерности

Доза: количество облучения, необходимое организму с целью получения необходимого эффекта. Расчёт точечным метолом:

2. Выбирают источник.

3. Выбирают тип светильника.

4. Размещают их на плане.

5. Намечают контрольные точки max и min облученностью.

6. Рассчитывают облучённость в контрольных точках :

а) по кривым светораспределения:

где р_Эр - коэффициент отражения эритемного излучения, Рсвет - коэффициент отражения светового излучения.

Суммарная эритемная облучённость в расчётной точке:

б) по кривым изолюкс, необходимо учесть коэффициенты отражения светового и эритемного потока

определяют отношение облучснностей ≥0,8, иначе перерасчёт.

??. Подвижные УФ облучательные установки.

Применяют в животноводческих и птицеводческих помещениях при боксовом , клеточном содержании животных .

Подвижная УФ установка: облучатели, приводная станция, пульт управления.

Количество облучения:

К_А - коэффициент арматуры облучателя

Количество облучения, полученное животными от перемещения в

должной дозе облучения:

, где п – число возвратно поступательных перемещений. Варианты применения УФ облучателей:

1) Животные в просторных помещениях, задача расчета в опреде-

Облучательная механизированная установка УО-3, УО-4 предназначена для УФ облучения сель­скохозяйственных животных при их содержании в стойлах или станках.

Самоходная установка для облучения кур УОК-1 предназначена для ультрафиолетового облучения птицы при многоярусном клеточном содержании.

трального состава) излучения и физических свойств воды, но не зависит от облученности и толщины слоя х

Уравнение дает требуемую для практических целей точность в случае расположения источников излучения над зеркалом облучаемой воды. В практике ультрафиолетового обеззараживания воды иногда целесообразно источники излучения в кварцевых чехлах располагать в цилиндре, заполненном водой. В этом случае облученность уменьшается не только вследствие поглощения ее водой, но и в результате увеличивающейся концентрической площади облучения по мере удаления от кварцевого чехла лампы .изменениеоблученности при размещении линейных источников в воде характеризуется следующей формулой:

где R - радикс наружной поверхности концентрического слоя воды, для кото­рой определяется облученность,см

г—радиус наружной поверхности кварцевого цилиндрического чехла, в котором размещен источник , см

К расчету поглащения бактерицидного излучения водой при размещении источ­ников в воде или в кварцевом чехле окруженным водой.

Существуют два типа установок ультрафиолетового обеззараживания воды с непогруженными источниками и с погруженными источниками Способ размещения источников в установке определяется ее расчетной произ­водительностью, системой водоснабжения,в которой она устанавливается, качеством обеззараживания воды и типом используемых ламп. В обеззаражи­вающих установках применяют бактерицидные лампы типа БУВ и ртутные лампы высокого давления типа ПРК

??. Тепличиые облучательные установки.

Исходят из листа растения подходящие

источники:

1. ДКсТ - но не применяют из-за большая доля ИК, высокая стои­мость, малого срока службы,

2. ЛФ - люминесцентная фотосинтезная;

3. ДРЛФ-400 - ДРЛ фотосинтезная;

4. ЛОР - люминесцентная для облучения растений.

Все источники, кроме ЛФ являются точечными, следовательно рас­считываются точным методом. Расчет лежит в соотношении освещенности

и силы света:

Используют таблицы коэффициентами перевода В ТОУ источники располагаются в нескольких десятках см. задаваясь различным значением расчетных высот ламп по Еф рассчитывают кривые зависимости Еф(h) (чем ниже, тем больше облученность).

??. Эксплуатация осветительных и облучательных устаповок.

Неисправности:

1.сколы, трещины на корпусах патронов в соедини­тельных коробках.

2.подгорание контактной поверхности

3.выход из строя ламп, ПРА, конденсаторов, стартеров, резисто­ров.

4.повреждение изоляции на проводниках и конструкциях (изме­рение изоляции)

5.коррозия металлических поверхностей (осмотр),

Уменьшить пульсацию свет потока: вкл. Части ламп в разные фазы.

Установка и очистка светильников, смена ламп и плавких вставок, ремонт осуществляется при снятом напряжении, замена ламп путем групповой или индивидуальным способом. Соблюдение соответственно по мощности. В сроки указанные ответственным за эл. хозяйство. При приемке в эксплуатацию проверяют: соответствие проекту - щит; коммутационные аппараты; сечение, способ прокладки, светильники; источник света; заземление; уровень освещенности.

Эксплуатация Rизол- 1 раз в год чистка, замена.