{"id":11689,"date":"2011-11-06T12:32:22","date_gmt":"2011-11-06T11:32:22","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11689"},"modified":"2015-11-06T13:24:02","modified_gmt":"2015-11-06T12:24:02","slug":"lampy-sodowe-i-metalohalogenkowe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=11689","title":{"rendered":"Lampy sodowe i metalohalogenkowe"},"content":{"rendered":"

\"ES_11_2011\"<\/a>W artykule przedstawione zosta\u0142y trzy rodzaje \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a: lampy sodowe niskopr\u0119\u017cne, lampy sodowe wysokopr\u0119\u017cne oraz lampy metalohalogenkowe. Pokazano zalety i wady poszczeg\u00f3lnych konstrukcji, ich podstawowe parametry, budow\u0119 oraz g\u0142\u00f3wne zastosowania.<\/strong><\/p>\n

Lampy sodowe niskopr\u0119\u017cne s\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142ami \u015bwiat\u0142a o rekordowej skuteczno\u015bci \u015bwietlnej, od 100 lm\/W do nawet 200 lm\/W, ale o \u015bwietle monochromatycznym uniemo\u017cliwiaj\u0105cym rozr\u00f3\u017cnianie barw. S\u0105 technologi\u0105 sko\u0144czon\u0105, w kt\u00f3rej trudno oczekiwa\u0107 jakiegokolwiek wyra\u017anego post\u0119pu. Prototypowe konstrukcje pojawia\u0142y si\u0119 od roku 1923, ale pierwsze znaczniejsze zastosowanie praktyczne pochodzi z roku 1932, kiedy firma Philips o\u015bwietli\u0142a drog\u0119 \u0142\u0105cz\u0105c\u0105 odleg\u0142e o 6 km dwa niedu\u017ce miasteczka w pobli\u017cu Maastricht.
\nLampy sodowe niskopr\u0119\u017cne, podobnie jak lampy rt\u0119ciowe niskopr\u0119\u017cne, wykorzystuj\u0105 promieniowanie rezonansowe i wobec tego ci\u015bnienie cz\u0105stkowe pary sodu, podstawowego sk\u0142adnika atmosfery w jarzniku wynosi oko\u0142o 1 Pa. Promieniowanie rezonansowe sodu to dwie linie widmowe usytuowane tu\u017c obok siebie. S\u0105 wynikiem przej\u015bcia atom\u00f3w sodu na poziom energetyczny podstawowy:
\n\"tab_1_lampy\"
\nJest to tzw. dublet sodowy, promieniowanie monochromatyczne, \u015bwiat\u0142o pomara\u0144czowe, je\u015bli pomin\u0105\u0107 \u015bladowe t\u0142o widmowe.
\nW por\u00f3wnaniu z lamp\u0105 rt\u0119ciow\u0105 niskopr\u0119\u017cn\u0105 (\u015bwietl\u00f3wk\u0105) okoliczno\u015bci\u0105 niezwykle korzystn\u0105 jest to, \u017ce promieniowanie rezonansowe sodu le\u017cy w zakresie widzialnym, a nawet do\u015b\u0107 blisko d\u0142ugo\u015bci fali odpowiadaj\u0105cej najwi\u0119kszej czu\u0142o\u015bci oka. Skuteczno\u015b\u0107 fotometryczna [6] ca\u0142kowitego promieniowania lampy wynosi \u03b7f<\/sub> = 0,68. Nie s\u0105 potrzebne luminofory, jak w \u015bwietl\u00f3wce. Zarazem w por\u00f3wnaniu ze \u015bwietl\u00f3wk\u0105 okoliczno\u015bci\u0105 bardzo niekorzystn\u0105 jest to, \u017ce dla uzyskania odpowiedniego ci\u015bnienia nasyconej pary sodu, jarznik trzeba utrzymywa\u0107 w temperaturze a\u017c oko\u0142o 300o<\/sup>C, co \u2013 zwa\u017cywszy du\u017c\u0105 obj\u0119to\u015b\u0107 jarznika, jak w ka\u017cdej lampie niskopr\u0119\u017cnej \u2013 niesie efekty niekorzystne. Wyst\u0119puj\u0105 du\u017ce straty cieplne obni\u017caj\u0105ce sprawno\u015b\u0107 energetyczn\u0105 lampy, a zap\u0142on zimnej lampy trwa wyj\u0105tkowo d\u0142ugo: 7\u00b1 15 min. Aby tracon\u0105 moc ograniczy\u0107, rurze jarznika nadaje si\u0119 kszta\u0142t litery U i umieszcza si\u0119 j\u0105 w \u201etermosie\u201d, w ba\u0144ce zewn\u0119trznej oddzielonej pr\u00f3\u017cni\u0105 (rys. 1). Wewn\u0119trzn\u0105 powierzchni\u0119 ba\u0144ki zewn\u0119trznej pokrywa si\u0119 pow\u0142ok\u0105 (In2<\/sub>O3<\/sub> lub SnO2<\/sub> lub Au lub Bi2<\/sub>O3<\/sub>), stanowi\u0105c\u0105 filtr interferencyjny odbijaj\u0105cy promieniowanie podczerwone.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 1.\u00a0Budowa lampy sodowej niskopr\u0119\u017cnej [1]:
1 \u2013 trzonek BY 22,
2 \u2013 ba\u0144ka zewn\u0119trzna,
3 \u2013 reflektor podczerwieni,
4 \u2013 pr\u00f3\u017cnia,
5 \u2013 wg\u0142\u0119bienia jarznika, miejsca kondensacji sodu,
6 \u2013 \u015bcianka jarznika,
7 \u2013 atmosfera jarznika,
8 \u2013 getter<\/p><\/div>Jarznik ze szk\u0142a sodowo-wapniowego ma wewn\u0105trz pow\u0142ok\u0119 ze szk\u0142a boranowego, odporn\u0105 na dzia\u0142anie pary sodu. \u015acianka jarznika ma szereg wg\u0142\u0119bie\u0144, w kt\u00f3rych wytw\u00f3rnia umieszcza s\u00f3d (rys. 1). S\u0105 to najch\u0142odniejsze miejsca jarznika, w nich kondensuje si\u0119 s\u00f3d podczas stygni\u0119cia wy\u0142\u0105czonej lampy i w nich w pracuj\u0105cej lampie pozostaje nadmiar sodu. Gdyby tych wg\u0142\u0119bie\u0144 nie by\u0142o, s\u00f3d kondensowa\u0142by si\u0119 na ca\u0142ej wewn\u0119trznej powierzchni jarznika, tworz\u0105c zwierciadlan\u0105 pow\u0142ok\u0119 odbijaj\u0105c\u0105 \u015bwiat\u0142o. Aby ograniczy\u0107 kondensacj\u0119 sodu w zagi\u0119ciu U jarznika, kt\u00f3re mog\u0142oby te\u017c by\u0107 jednym z najch\u0142odniejszych miejsc, os\u0142ania si\u0119 je pokrywk\u0105 lub pow\u0142ok\u0105 odbijaj\u0105c\u0105 promieniowanie podczerwone.
\nW jarzniku poza par\u0105 sodu znajduje si\u0119 neon spe\u0142niaj\u0105cy rol\u0119 gazu zap\u0142onowego i gazu buforowego. Podczas rozgrzewu lampy zimnej wzbudzanie neonu daje czerwonawe \u015bwiat\u0142o. W warunkach ustalonych zanika ono niemal zupe\u0142nie, bo s\u00f3d ma poziomy wzbudzenia i poziom jonizacji (5,12 eV) kilkakrotnie ni\u017csze ni\u017c neon. W trakcie zap\u0142onu elektrody wolframowe z du\u017c\u0105 ilo\u015bci\u0105 emitera nie s\u0105 podgrzewane. Podwy\u017cszone napi\u0119cie zap\u0142onowe (rz\u0119du 1,4 Un<\/sub>) uzyskuje si\u0119 z transformatora rozproszeniowego, uk\u0142adu autotransformatorowego lub uk\u0142adu L-C.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 2. Przebieg pr\u0105du (Il), napi\u0119cia (Ul) i mocy (Pl) jarznika oraz strumienia \u015bwietlnego (F) podczas roz\u015bwiecania lampy sodowej niskopr\u0119\u017cnej oraz uk\u0142ad po\u0142\u0105cze\u0144<\/p><\/div>\n

Podczas wielu minut rozgrzewu i roz\u015bwiecania lampy strumie\u0144 \u015bwietlny stopniowo zwi\u0119ksza si\u0119 (rys. 2). Pob\u00f3r pr\u0105du i mocy zmienia si\u0119 w niewielkim zakresie, a w uk\u0142adzie z kompensacj\u0105 szeregow\u0105 nie ma zwi\u0119kszonego pr\u0105du za\u0142\u0105czeniowego.
\nLampy sodowe niskopr\u0119\u017cne s\u0105 mniej ni\u017c inne lampy wra\u017cliwe na odchylenia napi\u0119cia zasilaj\u0105cego (rys. 3), co w niekt\u00f3rych zastosowaniach mo\u017ce by\u0107 cenn\u0105 zalet\u0105. Ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 temperatur\u0119 jarznika lampa jest te\u017c ma\u0142o wra\u017cliwa na zmiany temperatury otoczenia.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 3. Wp\u0142yw wzgl\u0119dnej warto\u015bci napi\u0119cia zasilaj\u0105cego na wzgl\u0119dn\u0105 warto\u015b\u0107 parametr\u00f3w lamp sodowych niskopr\u0119\u017cnych [7]<\/p><\/div>Przydatno\u015b\u0107 lamp sodowych niskopr\u0119\u017cnych i w\u0142a\u015bciwy zakres ich stosowania wzbudza emocje: od zachwytu skuteczno\u015bci\u0105 \u015bwietln\u0105 po pot\u0119pienie za widmo \u015bwiat\u0142a. Nie wchodz\u0105 w rachub\u0119 jako lampy do og\u00f3lnych cel\u00f3w o\u015bwietleniowych we wn\u0119trzach. Pozostaje o\u015bwietlenie dr\u00f3g o s\u0142abym ruchu pieszym b\u0105d\u017a dr\u00f3g miejskich do\u015bwietlanych wystawami sklepowymi albo dr\u00f3g szybkiego ruchu, r\u00f3wnie\u017c autostrad, a zw\u0142aszcza ich w\u0119z\u0142\u00f3w, gdzie do prowadzenia wzrokowego kierowc\u00f3w przydaje si\u0119 \u015bwiat\u0142o o tak wyr\u00f3\u017cniaj\u0105cej si\u0119 barwie. Bywa, \u017ce niezorientowani w niuansach o\u015bwietleniowych kierowcy i inni u\u017cytkownicy dr\u00f3g o\u015bwietlonych niskopr\u0119\u017cnymi sod\u00f3wkami w og\u00f3le nie dostrzegaj\u0105 uchybie\u0144 widzenia barwnego: sygnalizacja \u015bwietlna \u015bwieci w\u0142asnym \u015bwiat\u0142em, podobnie pobliskie wystawy sklepowe i napisy \u015bwietlne, a kierowca o\u015bwietla drog\u0119 i przeszkody na niej bia\u0142ym \u015bwiat\u0142em w\u0142asnych reflektor\u00f3w.
\nMonochromatyczne \u015bwiat\u0142o sod\u00f3wek niskopr\u0119\u017cnych zapewnia du\u017c\u0105 ostro\u015b\u0107 widzenia, nawet w zamglonej lub zapylonej atmosferze, co jest atutem w o\u015bwietleniu drogowym, a tak\u017ce w niekt\u00f3rych silnie zapylonych pomieszczeniach przemys\u0142owych. Przydaje si\u0119 te\u017c na stanowiskach kontroli technicznej wykrywaj\u0105cych defekty powierzchni.
\nLampy sodowe niskopr\u0119\u017cne nie nadaj\u0105 si\u0119 do instalowania w miejscach nara\u017conych na drgania, np. na estakadach d\u017awig\u00f3w ani na mostach lub wiaduktach. S\u0105 wyj\u0105tkowo du\u017cymi i ci\u0119\u017ckimi \u017ar\u00f3d\u0142ami \u015bwiat\u0142a i mimo stosowanych \u015brodk\u00f3w zaradczych \u0142atwo ulegaj\u0105 wtedy uszkodzeniom mechanicznym przy trzonku.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 4. Budowa lamp sodowych wysokopr\u0119\u017cnych [1]:
a) o ba\u0144ce cylindrycznej przezroczystej;
b) o ba\u0144ce owalnej matowanej:
1 \u2013 trzonek,
2 \u2013 getter (poch\u0142aniacz gaz\u00f3w),
3 \u2013 doprowadnik,
4 \u2013 jarznik,
5 \u2013 ba\u0144ka zewn\u0119trzna,
6 \u2013 warstwa rozpraszaj\u0105ca \u015bwiat\u0142o<\/p><\/div>Lampy sodowe wysokopr\u0119\u017cne<\/strong><\/p>\n

Je\u017celi, wychodz\u0105c z warunk\u00f3w panuj\u0105cych w lampie sodowej niskopr\u0119\u017cnej
\n(1 Pa), zwi\u0119ksza\u0107 ci\u015bnienie cz\u0105stkowe pary sodu, to zanika promieniowanie rezonansowe sodu i skuteczno\u015b\u0107 \u015bwietlna wy\u0142adowania maleje a\u017c do ci\u015bnienia oko\u0142o 100 Pa. Dopiero przy dalszym zwi\u0119kszaniu ci\u015bnienia, rosn\u0105cy udzia\u0142 wy\u017cszych przej\u015b\u0107 energetycznych atom\u00f3w sodu pozwala znowu uzyska\u0107 zadowalaj\u0105cy poziom skuteczno\u015bci \u015bwietlnej.
\nLampa sodowa wysokopr\u0119\u017cna (rys. 4), kt\u00f3ra to wykorzystuje, pojawi\u0142a si\u0119 na rynku dopiero w roku 1962, kiedy opanowano technologi\u0119 przejrzystego materia\u0142u na jarznik, wytrzymuj\u0105cego dzia\u0142anie pary sodu w temperaturze przekraczaj\u0105cej 750o<\/sup>C. Jest to lukaloks, tlenek glinu Al2<\/sub>O3<\/sub> z ewentualnym dodatkiem tlenku magnezu MgO, polikrystaliczny o wsp\u00f3\u0142czynniku przepuszczania do 0,96 albo monokrystaliczny o wsp\u00f3\u0142czynniku przepuszczania do 0,98. Materia\u0142 nie jest plastyczny, wobec tego nie mo\u017cna zatapia\u0107 w nim doprowadnik\u00f3w. Tnie si\u0119 odcinki rurki z lukaloksu i z obu ko\u0144c\u00f3w wprowadza do wn\u0119trza rurki niobowe do elektrod, uszczelnione korkami ceramicznymi. Niob ma wsp\u00f3\u0142czynnik rozszerzalno\u015bci cieplnej najbardziej zbli\u017cony do warto\u015bci charakteryzuj\u0105cej stosowan\u0105 tu ceramik\u0119 glinow\u0105.
\nDo niedawna jarznik z regu\u0142y zawiera\u0142 nasycon\u0105 par\u0119 sodu, par\u0119 rt\u0119ci jako gaz buforowy, wielokrotnie zwi\u0119kszaj\u0105cy napi\u0119cie \u0142uku oraz gaz szlachetny (Xe, A, Ne) jako gaz zap\u0142onowy, a przy okazji \u2013 ze wzgl\u0119du na du\u017c\u0105 mas\u0119 atomow\u0105 \u2013 ograniczaj\u0105cy straty cieplne kolumny \u0142ukowej. Jest tendencja eliminowania rt\u0119ci (ang. Hg-free lamps<\/em>) i u\u017cywania ksenonu jako gazu buforowego.
\nZap\u0142on i rozgrzew lampy zimnej trwa 2 do 5 minut. Pobierany pr\u0105d pocz\u0105tkowo ma warto\u015b\u0107 (1,4 \u00f7 1,6)In<\/sub>. Czas powt\u00f3rnego zap\u0142onu lampy nagrzanej po kr\u00f3tkotrwa\u0142ym zaniku lub zapadzie napi\u0119cia wynosi do 6 minut, ale wprowadzenie anteny zap\u0142onowej spieczonej z jarznikiem pozwala skr\u00f3ci\u0107 ten czas poni\u017cej 1 minuty.
\nLampy sodowe wysokopr\u0119\u017cne s\u0105 dost\u0119pne w zakresie mocy od 35 W do 1000 W i wykazuj\u0105 skuteczno\u015b\u0107 \u015bwietln\u0105 od 40 lm\/W do 150 lm\/W. Niestety w\u0142asno\u015bci barwowe \u015bwiat\u0142a wi\u0119kszo\u015bci typ\u00f3w sod\u00f3wek wysokopr\u0119\u017cnych nie s\u0105 dobre: wska\u017anik oddawania barw Ra<\/sub> < 35 przy Tcp<\/sub> \u2248 2000 \u00f7 2100 K, nieliczne maj\u0105 wska\u017anik Ra<\/sub> \u2248 65 przy Tcp<\/sub> \u2248 2150 K, nieakceptowany we wn\u0119trzach o sta\u0142ym przebywaniu ludzi. Barwa \u015bwiat\u0142a z\u0142oto\u017c\u00f3\u0142ta jest natomiast do przyj\u0119cia w o\u015bwietleniu ulicznym, a po\u017c\u0105dana do dekoracyjnego o\u015bwietlania r\u00f3\u017cnych budowli, zw\u0142aszcza wykonanych z piaskowca. Za popraw\u0119 w\u0142asno\u015bci barwowych do poziomu Ra<\/sub> \u2248 80 \u00f7 85 przy Tcp<\/sub> = 2500 K p\u0142aci si\u0119 dwukrotnym obni\u017ceniem skuteczno\u015bci \u015bwietlnej, do poziomu 50 \u00f7 60 lm\/W. Ta dziedzina ma jeszcze znaczny potencja\u0142 rozwojowy. Trwaj\u0105 poszukiwania nowych rozwi\u0105za\u0144, je\u015bli chodzi o sk\u0142ad i parametry robocze atmosfery w jarzniku. Doskonali si\u0119 elektroniczne uk\u0142ady stabilizuj\u0105co-zap\u0142onowe gwarantuj\u0105ce stabilno\u015b\u0107 parametr\u00f3w mimo proces\u00f3w starzeniowych, objawiaj\u0105cych si\u0119 zwi\u0119kszaniem napi\u0119cia \u0142uku oraz mocy pobieranej, i mimo wyst\u0119puj\u0105cych odchyle\u0144 napi\u0119cia, na kt\u00f3re sod\u00f3wki wysokopr\u0119\u017cne s\u0105 bardziej wra\u017cliwe (rys. 5) ni\u017c sod\u00f3wki niskopr\u0119\u017cne.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 5. Wp\u0142yw wzgl\u0119dnej warto\u015bci napi\u0119cia zasilaj\u0105cego na wzgl\u0119dn\u0105 warto\u015b\u0107 parametr\u00f3w lamp sodowych wysokopr\u0119\u017cnych [7]<\/p><\/div>Lampy metalohalogenkowe<\/strong><\/p>\n

Lampy metalohalogenkowe s\u0105 pomys\u0142em z roku 1911, zrealizowanym na skal\u0119 przemys\u0142ow\u0105 dopiero w roku 1962. Obejmuj\u0105 wiele odmian lamp do og\u00f3lnych cel\u00f3w o\u015bwietleniowych (rys. 6, 7) i do cel\u00f3w specjalnych (np. g\u0142\u00f3wne \u015bwiat\u0142a samochodowe).
\nDo przestrzeni wy\u0142adowania w jarzniku poza rt\u0119ci\u0105 wprowadza si\u0119 r\u00f3wnie\u017c inne metale, ich atomy s\u0105 wzbudzane i do wzbogacenia widma wykorzystuje si\u0119 ich wy\u017csze przej\u015bcia energetyczne, daj\u0105ce promieniowanie w zakresie widzialnym. Spo\u015br\u00f3d og\u00f3lnej liczby osiemdziesi\u0119ciu metali wchodzi w rachub\u0119 u\u017cycie oko\u0142o pi\u0119\u0107dziesi\u0119ciu, kt\u00f3re spe\u0142niaj\u0105 wszelkie stawiane warunki:<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 6. Budowa lampy metalohalogenkowej o przezroczystej ba\u0144ce zewn\u0119trznej [7]<\/p><\/div>
\n\u2022 atomy maj\u0105 liczne poziomy wzbudzenia, znacznie ni\u017csze ni\u017c poziom jonizacji, \u0142atwo wzbudzaj\u0105 si\u0119 w atmosferze pary rt\u0119ci o du\u017cym ci\u015bnieniu cz\u0105stkowym, a prawdopodobie\u0144stwo ich jonizacji jest niedu\u017ce,
\n\u2022 w temperaturze roboczej jarznika do 1000 K tworz\u0105 lotne halogenki, a ich ci\u015bnienie cz\u0105stkowe pary nasyconej jest rz\u0119du 1 kPa,
\n\u2022 uzupe\u0142niaj\u0105 promieniowanie w po\u017c\u0105danym zakresie widma,
\n\u2022 ich chemiczne oddzia\u0142ywanie na \u015bcianki jarznika i elektrody nie nadwer\u0119\u017ca nadmiernie trwa\u0142o\u015bci lampy.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 7.\u00a0R\u00f3\u017cne kszta\u0142ty lamp\u00a0metalohalogenkowych\u00a0o ba\u0144ce przezroczystej (1\u00b8 4)\u00a0lub matowanej (5 i 6) [7].\u00a0Lampa 4 (E40, 2000 W i 3500 W) dwutrzonkowa z odpowiednim uk\u0142adem zap\u0142onowym jest\u00a0przystosowana do\u00a0bezzw\u0142ocznego ponownego\u00a0zap\u0142onu po kr\u00f3tkotrwa\u0142ym\u00a0zaniku napi\u0119cia<\/p><\/div>Mo\u017cna u\u017cy\u0107 r\u00f3\u017cnej liczby wspomnianych metali i w rozmaitych proporcjach. Liczba mo\u017cliwych kombinacji rozwi\u0105za\u0144 lamp metalohalogenkowych jest nieograniczona. Wykorzystuj\u0105 one szczeg\u00f3lnie skomplikowany mechanizm wytwarzania \u015bwiat\u0142a i nadal maj\u0105 ogromne mo\u017cliwo\u015bci rozwojowe. W lampach seryjnie produkowanych nie przekracza si\u0119 liczby dziesi\u0119ciu metali, na og\u00f3\u0142 jest ich nie wi\u0119cej ni\u017c pi\u0119\u0107. Do najcz\u0119\u015bciej wykorzystywanych nale\u017c\u0105:
\n\"tab_2_lampy\"
\nWspomniane metale wprowadza si\u0119 do jarznika nie w postaci czystej, lecz w postaci halogenk\u00f3w, na og\u00f3\u0142 jodk\u00f3w. W warunkach roboczych halogenki s\u0105 lotne, a w osi jarznika, w kolumnie \u0142ukowej, dysocjuj\u0105, wprowadzaj\u0105c tam atomy podatne na wzbudzenie.
\nW rozgrzanym jarzniku sk\u0142adnikiem o najwi\u0119kszym ci\u015bnieniu cz\u0105stkowym (rz\u0119du 105<\/sup> Pa) jest para rt\u0119ci, kt\u00f3ra nie tylko dodaje swoje linie widmowe, ale r\u00f3wnie\u017c:
\n\u2022 pe\u0142ni rol\u0119 gazu buforowego, pozwalaj\u0105c uzyska\u0107 po\u017c\u0105dany poziom napi\u0119cia \u0142uku,
\n\u2022 ogranicza dyfuzj\u0119 innych metali z osi kolumny \u0142ukowej w kierunku \u015bcianek jarznika,
\n\u2022 wi\u0105\u017ce nadwy\u017ck\u0119 jodu w przezroczysty jodek rt\u0119ciowy HgJ2<\/sub> (o temperaturze wrzenia 351o<\/sup>C), bo sam jod silnie poch\u0142ania \u015bwiat\u0142o.
\nPrzy wielu sk\u0142adnikach nie\u0142atwo utrzyma\u0107 jednorodny sk\u0142ad atmosfery w ca\u0142ej obj\u0119to\u015bci jarznika o niejednakowej temperaturze, zapobiec \u201erozwarstwianiu si\u0119\u201d sk\u0142adnik\u00f3w, co niekorzystnie odbija si\u0119 na strumieniu \u015bwietlnym i na barwie \u015bwiat\u0142a. D\u0105\u017cy si\u0119 z tego powodu do ograniczania obj\u0119to\u015bci jarznika i unika si\u0119 wyd\u0142u\u017conych jarznik\u00f3w. Powinien to by\u0107 cylinder o stosunku wysoko\u015bci do \u015brednicy nieprzekraczaj\u0105cym 4, a wyj\u0105tkowo 5.
\nCi\u015bnienia cz\u0105stkowe par nasyconych u\u017cytych metali zale\u017c\u0105 od temperatury najch\u0142odniejszego punktu jarznika. St\u0105d wra\u017cliwo\u015b\u0107 lamp metalohalogenkowych na odchylenia napi\u0119cia zasilaj\u0105cego i na odchylenia od przewidzianego przez wytw\u00f3rc\u0119 po\u0142o\u017cenia pracy. Ko\u0144ce jarznika powinny mie\u0107 temperatur\u0119 wy\u017csz\u0105 od \u015bredniej, by zapobiec tam kondensacji jodku sodu NaJ i niekt\u00f3rych innych halogenk\u00f3w.
\nJarznik pocz\u0105tkowo wykonywano z czystego kwarcu (jarznik kwarcowy), ale pozwala\u0142 on na dyfuzj\u0119 sk\u0142adnik\u00f3w atmosfery jarznika i stopniow\u0105 degradacj\u0119 parametr\u00f3w wy\u0142adowania; obecnie u\u017cywa si\u0119 r\u00f3wnie\u017c lukaloksu (jarznik ceramiczny), kt\u00f3ry temu zapobiega. Lampy metalohalogenkowe z ceramicznym jarznikiem maj\u0105 bardziej stabilne parametry barwowe i wi\u0119ksz\u0105 trwa\u0142o\u015b\u0107, a dzi\u0119ki wy\u017cszej temperaturze jarznika r\u00f3wnie\u017c wy\u017csz\u0105 skuteczno\u015b\u0107 \u015bwietln\u0105. Ba\u0144ka zewn\u0119trzna ze szk\u0142a hartowanego jest przezroczysta (rys. 7) albo matowana dla zmniejszenia luminancji.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 8. Przebieg pr\u0105du pobieranego (1) i strumienia \u015bwietlnego (2) podczas roz\u015bwiecania lampy metalohalogenkowej 1000 W (warto\u015bci wzgl\u0119dne odniesione do znamionowych)<\/p><\/div>\n

Mieszanin\u0119 Penninga u\u0142atwiaj\u0105c\u0105 zap\u0142on stanowi para rt\u0119ci oraz gazy szlachetne (Ne+A lub Kr+A). Halogenki, obecne w postaci lotnej r\u00f3wnie\u017c w trakcie zap\u0142onu, s\u0105 elektroujemne, co niestety podnosi napi\u0119cie zap\u0142onowe lampy. Rzadko \u2013 w przypadku lamp mniejszej mocy \u2013 wystarcza elektroda zap\u0142onowa i uk\u0142ad zasilania ze statecznikiem, jak w przypadku zwyk\u0142ej rt\u0119ci\u00f3wki. Do zap\u0142onu zimnej lampy jest na og\u00f3\u0142 potrzebny uk\u0142ad zap\u0142onowy wytwarzaj\u0105cy impulsy napi\u0119ciowe (np. o cz\u0119stotliwo\u015bci 22,5 kHz) o warto\u015bci szczytowej 1,8… 3 kV. Rozgrzew trwa kilka minut (rys. 8), a pr\u0105d wtedy pobierany mo\u017ce by\u0107 blisko dwukrotnie wi\u0119kszy ni\u017c znamionowy, co wymaga uwzgl\u0119dnienia przy projektowaniu instalacji. Natychmiastowy zap\u0142on lampy nagrzanej, po kr\u00f3tkotrwa\u0142ym zaniku lub zapadzie napi\u0119cia wymaga przy\u0142o\u017cenia napi\u0119cia o warto\u015bci szczytowej 25 \u00b8 60 kV i specjalnej konstrukcji lampy dwustronnie trzonkowanej (rys. 7). Lampy metalohalogenkowe s\u0105 bardzo wra\u017cliwe na odchylenia napi\u0119cia (rys. 9).<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 9.\u00a0Wp\u0142yw wzgl\u0119dnej\u00a0warto\u015bci napi\u0119cia\u00a0zasilaj\u0105cego\u00a0na wzgl\u0119dn\u0105 warto\u015b\u0107\u00a0parametr\u00f3w
lamp metalohalogenkowych [7]<\/p><\/div>Dost\u0119pny asortyment lamp do og\u00f3lnych cel\u00f3w o\u015bwietleniowych obejmuje szeroki zakres mocy od 20 W do 2000 W przy skuteczno\u015bci \u015bwietlnej od 60 lm\/W do 100 lm\/W, przy czym te wi\u0119ksze warto\u015bci na og\u00f3\u0142 nie id\u0105 w parze z doskona\u0142ymi parametrami barwowymi \u015bwiat\u0142a. S\u0105 jednak dost\u0119pne lampy o wska\u017aniku Ra > 95 przy temperaturze barwowej Tcp = 6500 K, niezast\u0105pione w miejscach, gdzie s\u0105 najwy\u017csze wymagania w tym wzgl\u0119dzie i trzeba wytworzy\u0107 ogromny strumie\u0144 \u015bwietlny: stadiony przystosowane do transmisji telewizyjnej.
\nWymieniaj\u0105c same \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a w istniej\u0105cych oprawach o\u015bwietleniowych mo\u017cna poprawi\u0107 w\u0142asno\u015bci barwowe wytwarzanego \u015bwiat\u0142a. Podobnie, jak w przypadku lamp sodowych wysokopr\u0119\u017cnych, doskonalone s\u0105 elektroniczne stateczniki i regulatory strumienia \u015bwietlnego.<\/p>\n

dr in\u017c. Edward Musia\u0142<\/strong><\/p>\n

L i t e r a t u r a
\n1. Baer R.: Beleuchtungstechnik. Grundlagen. Verlag Technik, Berlin-M\u00fcnchen, 1990.
\n2. Florentine F. A. i inni: Lighting high bay areas with electrodeless lamps. Journal of the Illuminating Society, Winter 1997, s. 27-34.
\n3. G\u00fcndel H., Sonnenburg R.: Frequenzverhalten von Leuchtstofflampen. Elektrie, 1989, nr 1, s. 8-10.
\n4. Kiefer G.: VDE 0100 und die Praxis. VDE Verlag, Berlin, 1992.
\n5. Litvinov V. S., Rochlin G. N.: Teplovye isto\u010dniki opti\u010deskogo izlu\u010denija. \u010cnergija, Moskva, 1975.
\n6. Musia\u0142 E.: Podstawowe poj\u0119cia techniki o\u015bwietleniowej. Biuletyn SEP \u201eInformacje o normach i przepisach elektrycznych\u201d, 2005, nr 75, s. 3-38.
\n7. Ris H. R.: Beleuchtungstechnik f\u00fcr Praktiker. VDE-Verlag, Berlin-Offenbach, 1992.
\n8. Roth H.: Sachgerechter Einsatz von Kompaktleuchtstofflampen. Elektropraktiker, 1994, nr 2,
\ns. 128-130, nr 3, s. 231-233.
\n9. Turner B. P. i inni: Sulfur lamps \u2013 progress in their development. Journal of the Illuminating Society, Winter 1997, s. 10-16.
\n10. Directive 2000\/55\/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on energy efficiency requirements for ballasts for fluorescent lighting.
\n11. Rozporz\u0105dzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 14 czerwca 2005 r. w sprawie zasadniczych wymaga\u0144 w zakresie efektywno\u015bci energetycznej dla statecznik\u00f3w do lamp fluorescencyjnych. Dz. U. 05.110.929. Rozporz\u0105dzenie wprowadzaj\u0105ce Dyrektyw\u0119 2000\/55\/EC.
\n12. Directive 2002\/95\/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment. (Directive RoHS)
\n13. Rozporz\u0105dzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 6 pa\u017adziernika 2004 r. w sprawie szczeg\u00f3\u0142owych wymaga\u0144 dotycz\u0105cych ograniczenia wykorzystywania w sprz\u0119cie elektronicznym i elektrycznym niekt\u00f3rych substancji mog\u0105cych negatywnie oddzia\u0142ywa\u0107 na \u015brodowisko. Dz. U 04.229.2310. Rozporz\u0105dzenie wprowadzaj\u0105ce Dyrektyw\u0119 RoHS.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

W artykule przedstawione zosta\u0142y trzy rodzaje \u017ar\u00f3de\u0142 \u015bwiat\u0142a: lampy sodowe niskopr\u0119\u017cne, lampy sodowe wysokopr\u0119\u017cne oraz lampy metalohalogenkowe. Pokazano zalety i wady poszczeg\u00f3lnych konstrukcji, ich podstawowe parametry, budow\u0119 oraz g\u0142\u00f3wne zastosowania. Lampy sodowe niskopr\u0119\u017cne s\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142ami \u015bwiat\u0142a o rekordowej skuteczno\u015bci \u015bwietlnej, od 100 lm\/W do nawet 200 lm\/W, ale o \u015bwietle monochromatycznym uniemo\u017cliwiaj\u0105cym rozr\u00f3\u017cnianie barw. S\u0105…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":11704,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[614],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11689"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11689"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11689\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11705,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11689\/revisions\/11705"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/11704"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11689"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11689"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11689"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}