光源の分類。その2. 高圧および低圧用の放電ランプ

光源の分類。パート 1. 白熱電球とハロゲン電球

蛍光灯

蛍光ランプは、ガス放電の結果、人間の目には見えない紫外線が蛍光体コーティングによって可視光に変換される低圧ガス放電ランプです。

蛍光ランプは、水銀蒸気が送り込まれる電極を備えた円筒形の管です。放電の作用により、水銀蒸気は紫外線を放射し、これにより管の壁に堆積された蛍光体が可視光を放射します。

蛍光灯は柔らかく均一な光を提供しますが、放射面が大きいため、空間内の光の分布を制御するのが困難です。直管型、リング型、コの字型、電球型蛍光灯では形状が異なります。パイプの直径は、8 分の 1 インチ単位で表されることがよくあります (例: T5 = 5/8 « = 15.87 mm)。ランプのカタログでは、直径は通常ミリメートルで示されます。たとえば、T5 ランプの場合は 16 mm です。ほとんどのランプは国際規格です。業界では、約 100 種類の異なる標準サイズの汎用蛍光ランプが製造されています。電力が 15 の最も一般的なランプは、電圧 127 V の場合は 20.30 W、電圧 220 V の場合は 40.80.125 W です。ランプの平均点灯時間は 10,000 時間です。

蛍光灯の物理的特性は周囲温度に依存します。これは、ランプ内の水銀蒸気圧の特徴的な温度領域によるものです。低温では圧力が低いため、放射プロセスに参加できる原子が少なすぎます。温度が高すぎると、蒸気圧が高くなり、生成される紫外線の自己吸収がますます増加します。フラスコ壁温度が約 100 ℃のとき。 40 °C のランプは最大誘導火花放電電圧を達成し、したがって最高の光効率を実現します。

蛍光灯の利点:

1. 75lm/Wに達する高い発光効率

2. 標準ランプで最大 10,000 時間の長寿命。

3. ほとんどのタイプの白熱灯で演色性の高い、異なるスペクトル構成の光源を使用できる機能

4. 比較的低い輝度（まぶしさはありますが）。これが利点となる場合もあります。

蛍光灯の主な欠点は次のとおりです。

1. 限られたユニット出力と、所定の出力に対する大きな寸法

2. インクルージョンの相対的な複雑さ

3. 直流でランプに電力を供給することは不可能

4. 周囲温度による特性の依存性。従来の蛍光灯の場合、最適な周囲温度は 18 ～ 25℃です。最適温度から外れると光束や発光効率が低下します。 +10℃以下の温度では発火は保証されません。

5. 2 倍周波電流に等しい周波数を持つ光束の周期的な脈動。人間の目は視覚慣性によりこれらの光の振動に気づくことはできませんが、部品の動きの周波数が光パルスの周波数と一致する場合、その部品は静止しているように見えたり、ストロボ効果により反対方向にゆっくりと回転したりすることがあります。したがって、工業施設では、蛍光灯は三相電流の異なる位相でスイッチをオンにする必要があります（光束の脈動は異なる半周期になります）。

蛍光灯をマークする場合、次の文字が使用されます。L - 蛍光灯、D - 昼光色、B - 白色、HB - 冷白色、TB - 温白色、C - 光透過率の向上、A - アマルガム。

蛍光灯の管を螺旋状に「ねじる」と、コンパクト蛍光灯である CFL が得られます。パラメータでは、CFLは線形蛍光ランプ（発光効率最大75 lm / W）に近いです。これらは主に、さまざまな用途で白熱電球を置き換えることを目的として設計されています。

アーク水銀ランプ (DRL)

マーキング: D — アーク R — 水銀 L — ランプ B — 安定器なしで点灯

アーク水銀蛍光ランプ (DRL)

水銀石英蛍光ランプ (DRL) は、内側が蛍光体でコーティングされたガラスバルブと、バルブ内に配置された高圧水銀蒸気で満たされた石英管で構成されています。蛍光体の特性の安定性を維持するために、ガラスバルブには二酸化炭素が充填されています。

水銀石英管内で発生する紫外線の影響下で、蛍光体が発光し、光に青みがかった色合いを与え、実際の色を歪めます。この欠点を解消するために、蛍光体の組成に特別な成分が導入され、部分的に色が補正されます。これらのランプは、クロミナンス補正を備えた DRL ランプと呼ばれます。ランプの寿命は7500時間です。

業界では、3200 ～ 50,000 lm の光束を備え、80、125、250、400、700、1000、2000 W の容量のランプが製造されています。

DRL ランプの利点:

1. 高い発光効率（最大55lm/W）

2.長寿命（10000時間）

3. コンパクトさ

4. 環境条件は重要ではありません（非常に低い温度を除く）

DRL ランプの欠点:

1. 光線のスペクトルにおける青緑色部分が優勢であるため、演色性が不十分となり、識別の対象が人の顔や塗装面である場合にはランプの使用が除外されます。

2. 交流のみで動作可能

3. バラストチョークを介してオンにする必要性

4. スイッチを入れたときの点火時間 (約 7 分)、およびランプへの電源供給が非常に短時間中断された場合でも、冷却後にのみ再点火が開始されます (約 10 分)。

5. 蛍光灯を上回る脈動光束

6. サービス終了に向けて光束が大幅に減少

メタルハライドランプ

アークメタルハライドランプ（DRI、MGL、HMI、HTI）

マーキング: D - アーク、R - 水銀、I - ヨウ化物。

メタルハライドランプ -これらは、金属ヨウ化物または希土類ヨウ化物（ジスプロシウム（Dy）、ホルミウム（Ho）、ツリウム（Tm）、およびセシウム（Cs）およびハロゲン化スズ（Sn）との錯化合物を添加した高圧水銀ランプです。これらの化合物は中央の放電アークで分解し、金属蒸気が発光を刺激する可能性があり、その強度とスペクトル分布は金属ハロゲン化物の蒸気圧に依存します。

外部的には、金属生成ランプはバルブに蛍光体が存在しない点で DRL ランプとは異なります。これらは、高い発光効率（最大 100 lm / W）と光のスペクトル構成が大幅に優れていることを特徴としていますが、耐用年数は DRL ランプよりも大幅に短く、スイッチング方式はより複雑です。 バラストチョーク、点火装置が含まれています。

高圧ランプを短期間頻繁にオンにすると、耐用年数が短くなります。これはコールドスタートとホットスタートの両方に当てはまります。

光束は環境（照明器具の外側）の温度に実質的に依存しません。周囲温度が低い場合（最大-50℃）、特別な点火装置を使用する必要があります。

HMIランプ

HTI ショート アークランプ - 壁負荷が増加し、電極間の距離が非常に短いメタルハライド ランプは、光効率と演色性がさらに高くなりますが、寿命が制限されます。 HMI ランプの主な応用分野は、舞台照明、内視鏡検査、映画、日光撮影 (色温度 = 6000 K) です。これらのランプの出力は 200 W から 18 kW まで変化します。

電極間距離が短い HTI ショートアーク メタルハライド ランプは、光学目的のために開発されました。彼らはとても明るいです。したがって、これらは主に位置光源や内視鏡検査などの照明効果に使用されます。

高圧ナトリウム (HPS) ランプ

マーキング: D — 円弧。 Na - ナトリウム。 T — 管状。

高圧ナトリウムランプ (HPS) は、可視放射線源の中で最も効率的なグループの 1 つです。既知のすべてのガス放電ランプの中で最も高い発光効率 (100 ～ 130 lm / W) を持ち、長時間使用すると光束がわずかに低下します。耐用年数。これらのランプでは、多結晶アルミニウムで作られた放電管が円筒形のガラスフラスコ内に配置されており、ナトリウム蒸気に対して不活性であり、その放射線をよく透過します。パイプ内の圧力は約200kPaです。作業時間 — 10〜15,000時間。非常に黄色の光とそれに対応して演色評価数が低い (Ra = 25) ため、他のタイプのランプと組み合わせてのみ、人がいる部屋で使用できます。

キセノンランプ(DKst)

発光効率が低く耐用年数が限られている DKstT アークキセノン管ランプは、自然光に最も近い光のスペクトル構成と、すべての光源の中で最大の単位出力が特徴です。最初の利点は、ランプが建物内で使用されないため、実際には使用されません。2 番目の利点は、高いマストに取り付けられたときに広い広場を照明するための幅広い用途を決定します。ランプの欠点は、光束の脈動が非常に大きいこと、紫外線のスペクトルが過剰であること、点火回路が複雑であることです。