Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Сірча́на ла́мпа — джерело світла квазісонячного спектра.
Високоефективна лампа з широким спектром випромінювання, що генерується сіркою, яка перебуває в стані плазми.
Принцип дії
Мікрохвильове випромінювання нагріває сірку в атмосфері інертного газу аргону. Плазма сірки випромінює потужне світло зі спектром, близьким до спектру сонячного світла, майже без інфрачервоної і ультрафіолетової складових. Спектр випромінювання сірчаної лампи поєднує атомарний і молекулярний спектри сірки. Пропорція їх залежить від інтенсивності НВЧ поля накачування. Також у спектрі присутні в невеликій кількості лінії атомарного інертного газу.
Використання безелектродного розряду, як джерела оптичного випромінювання в принципі передбачає наявність таких обов'язкових елементів, як: власне лампа з колбою тої чи іншої форми, генератор електромагнітних коливань та електродинамічна система, що транспортує цю НВЧ-енергію до лампи і формує в зоні локалізації лампи певну стаціонарну або змінну топографію НВЧ-електромагнітного поля. До цих обов'язкових елементів слід додати якийсь формувач діаграми спрямованості отриманого оптичного випромінювання.
Міняти колірну температуру в певних межах можна, змінюючи тиск пари сірки в колбі. Так, підвищення тиску від 4,4 до 12,1 Бар підвищує довжину хвилі максимуму випромінювання від 470 до 570 нм, що відповідає зниженню колірної температури від 6100 до 5100 К. Однак, частка видимого випромінювання при цьому знижується більш ніж у півтора раза: від 68 % до приблизно 41 %.
Історія
В 70-і роки XX століття в США на фірмі Fusion System Corp. (FSC) створено і використано в технологічному процесі УФ-сушіння випромінювачі на основі безелектродних НВЧ-розрядних ламп, головним чином з аргоново-ртутним наповненням. Випромінювачі працювали з НВЧ-накачуванням на частотах 915 і 2450 МГц.
На початку 90-х років американські інженери, експериментуючи зі складами робочої речовини-наповнювача лампи, виявили, що заміна ртуті в колбі безелектродної лампи сіркою дозволяє отримати досить інтенсивне квазісонячне випромінювання. Це послужило відправним пунктом для створення в 1992 році перших світлових НВЧ-приладів на основі сірчаних ламп з НВЧ-накачуванням на частоті 2450 МГц. А в жовтні 1994 року у Вашингтоні вже продемонстровано дві потужні освітлювальні системи з використанням досить виграшної комбінації НВЧ-джерела світла на сірчаній лампі і порожнистого «призматичного» світловода.
У 2006 році LG Electronics почала виробництво освітлювачів на основі сірчаних ламп. Лінійка цих світильників отримала назву плазмові освітлювальні системи (PLS).
Технічні характеристики
Основні технічні характеристики деяких сірчаних ламп:
| SOLAR 1000TM | PSF1032A | PSF1831A | |
| Потужність, Вт | 1375 | 1000 | 1850 |
| Світловий потік, клм | 130 | 91 | 186 |
| Світлова віддача, лм/Вт | 94,5 | 91 | 101 |
| Індекс передання кольору | 79 | 76 | 79 |
| Колірна температура | 5900 | 5500 | |
| Термін служби | > 15 000 год* | 100 000 | |
Термін служби сірчаної безелектродної лампи визначається ресурсом блоку живлення (перетворювача змінного струму на постійний) і електродвигуна охолоджувальної системи. Для ламп першої хвилі він становив приблизно 10-15 тисяч годин. Ресурс колби ж значно вищий, оскільки сірка практично не реагує з кварцом, навіть за температури 1000 °C. За деякими оцінками термін служби колби може досягати 60 тис. годин, LG заявляє термін служби своїх плазмових прожекторів 100 тис. годин.
Сірчана лампа і фотосинтез
Сірчана лампа, завдяки особливостям свого спектра, виявилася хорошим джерелом світла для фотосинтезу рослин і, відповідно, для використання в оранжерейному освітленні. Компанія Fusion Lighting на замовлення НАСА провела дослідження, з метою збільшити випромінювання лампи на довжинах хвиль у районі 625 нм, де квантова ефективність фотосинтезу близька до одиниці. Виявилося, що додавання в колбу [en] створює пік випромінювання поблизу 625 нм. При цьому спостерігається лише невелике зниження інтенсивності випромінювання в діапазоні малих довжин хвиль, частка ж інфрачервоного випромінювання залишається практично незмінною.
Переваги
На практиці основну експансію здійснюють з НВЧ-накачуванням близько 800—1000 Вт, і світловим потоком приблизно до 130 клм. Ці системи відносно прості конструктивно, не вимагають примусового охолодження пальника, дозволяють використовувати звичайні серійні магнетрони, що застосовуються в побутових НВЧ-печах.
Підсумовуючи відомі на сьогодні дані, можна виділити основні переваги НВЧ-світлових приладів з безелектродними лампами:
- Підвищена до 100 лм/Вт світлова віддача (світлова віддача безпосередньо колби становить 150 лм/Вт, але близько третини потужності втрачається в трансформаторі, магнетроні, на роботу вентиляторів тощо)
- Суцільний квазісонячний спектр оптичного випромінювання з різко зниженим рівнем випромінювання в УФ і ІЧ діапазонах і з максимумом спектру, що збігається з максимумом кривої видності людського ока. Це природне передання кольору.
- Відсутність мерехтіння джерела світла.
- Малогабаритність і рівнояскравість світного тіла, що полегшує оптимізацію оптичних систем.
- Висока довговічність лампи (десятки тисяч годин).
- Екологічна чистота матеріалів наповнення лампи: сірки і аргону.
- Можливість регулювання сили світла.
- Можливість модульного ремонту в блокових конструкціях великих ламп.
Недоліки
- Складність конструкції
- Висока вартість лампового модуля
- Висока температура колби пальника, звідси необхідність використання високоякісного кварцового скла та захисту від пилу.
- Великий діаметр світного тіла (25—30 мм), що ускладнює фокусування і використання в оптичних системах.
- Інертність (лампа досягає 80 % номінальної світності за 20—25 с, а після вимкнення може бути увімкнена тільки через 5—15 хвилин).
- Високий рівень акустичного шуму через необхідність інтенсивного охолодження колби.
- Труднощі в придушенні мікрохвильового випромінювання, що просочується в навколишнє середовище.
Примітки
- . Архів оригіналу за 18 листопада 2017. Процитовано 22 грудня 2020.
- . Архів оригіналу за 17 листопада 2017. Процитовано 22 грудня 2020.
- . Архів оригіналу за 20 березня 2015. Процитовано 22 грудня 2020.
- Оскільки випромінювання не теплове, а обумовлене взаємодією молекул сірки з електронами аргонової плазми.
- http://www.mephi.ru/upload/main/news/Shchukin.pdf [ 19 липня 2014 у Wayback Machine.] «… переваги НВЧ-джерел світла на основі сірки: підвищена світлова віддача (~100 лм/Вт), що забезпечує можливість енергозбереження; суцільний квазісонячний спектр, максимум спектральної густини потужності якого практично збігається з максимумом кривої чутливості людського ока, тобто природне передання кольору; генерування в інфрачервоній ділянці низьке (<1 %)»
- http://www.belsut.gomel.by/ellibrary/1/29.pdf[недоступне посилання з Ноябрь 2018] «У сталому режимі НВЧ-розряд високого тиску в парі сірки має суцільний спектр оптичного випромінювання, близький до сонячного. … високі енергоефективні властивості (світлова віддача до 100 лм/Вт); 2) практично природне передання кольорів, обумовлене суцільним квазісонячним спектром з різко зниженим рівнем випромінювань в УФ та ІЧ діапазонах і з максимумом у діапазоні видимого випромінювання;»
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sircha na la mpa dzherelo svitla kvazisonyachnogo spektra Sirchana lampa Visokoefektivna lampa z shirokim spektrom viprominyuvannya sho generuyetsya sirkoyu yaka perebuvaye v stani plazmi Princip diyiMikrohvilove viprominyuvannya nagrivaye sirku v atmosferi inertnogo gazu argonu Plazma sirki viprominyuye potuzhne svitlo zi spektrom blizkim do spektru sonyachnogo svitla majzhe bez infrachervonoyi i ultrafioletovoyi skladovih Spektr viprominyuvannya sirchanoyi lampi poyednuye atomarnij i molekulyarnij spektri sirki Proporciya yih zalezhit vid intensivnosti NVCh polya nakachuvannya Takozh u spektri prisutni v nevelikij kilkosti liniyi atomarnogo inertnogo gazu Vikoristannya bezelektrodnogo rozryadu yak dzherela optichnogo viprominyuvannya v principi peredbachaye nayavnist takih obov yazkovih elementiv yak vlasne lampa z kolboyu toyi chi inshoyi formi generator elektromagnitnih kolivan ta elektrodinamichna sistema sho transportuye cyu NVCh energiyu do lampi i formuye v zoni lokalizaciyi lampi pevnu stacionarnu abo zminnu topografiyu NVCh elektromagnitnogo polya Do cih obov yazkovih elementiv slid dodati yakijs formuvach diagrami spryamovanosti otrimanogo optichnogo viprominyuvannya Minyati kolirnu temperaturu v pevnih mezhah mozhna zminyuyuchi tisk pari sirki v kolbi Tak pidvishennya tisku vid 4 4 do 12 1 Bar pidvishuye dovzhinu hvili maksimumu viprominyuvannya vid 470 do 570 nm sho vidpovidaye znizhennyu kolirnoyi temperaturi vid 6100 do 5100 K Odnak chastka vidimogo viprominyuvannya pri comu znizhuyetsya bilsh nizh u pivtora raza vid 68 do priblizno 41 IstoriyaV 70 i roki XX stolittya v SShA na firmi Fusion System Corp FSC stvoreno i vikoristano v tehnologichnomu procesi UF sushinnya viprominyuvachi na osnovi bezelektrodnih NVCh rozryadnih lamp golovnim chinom z argonovo rtutnim napovnennyam Viprominyuvachi pracyuvali z NVCh nakachuvannyam na chastotah 915 i 2450 MGc Na pochatku 90 h rokiv amerikanski inzheneri eksperimentuyuchi zi skladami robochoyi rechovini napovnyuvacha lampi viyavili sho zamina rtuti v kolbi bezelektrodnoyi lampi sirkoyu dozvolyaye otrimati dosit intensivne kvazisonyachne viprominyuvannya Ce posluzhilo vidpravnim punktom dlya stvorennya v 1992 roci pershih svitlovih NVCh priladiv na osnovi sirchanih lamp z NVCh nakachuvannyam na chastoti 2450 MGc A v zhovtni 1994 roku u Vashingtoni vzhe prodemonstrovano dvi potuzhni osvitlyuvalni sistemi z vikoristannyam dosit vigrashnoyi kombinaciyi NVCh dzherela svitla na sirchanij lampi i porozhnistogo prizmatichnogo svitlovoda U 2006 roci LG Electronics pochala virobnictvo osvitlyuvachiv na osnovi sirchanih lamp Linijka cih svitilnikiv otrimala nazvu plazmovi osvitlyuvalni sistemi PLS Tehnichni harakteristikiOsnovni tehnichni harakteristiki deyakih sirchanih lamp SOLAR 1000TM PSF1032A PSF1831APotuzhnist Vt 1375 1000 1850Svitlovij potik klm 130 91 186Svitlova viddacha lm Vt 94 5 91 101Indeks peredannya koloru 79 76 79Kolirna temperatura 5900 5500Termin sluzhbi gt 15 000 god 100 000 Termin sluzhbi sirchanoyi bezelektrodnoyi lampi viznachayetsya resursom bloku zhivlennya peretvoryuvacha zminnogo strumu na postijnij i elektrodviguna oholodzhuvalnoyi sistemi Dlya lamp pershoyi hvili vin stanoviv priblizno 10 15 tisyach godin Resurs kolbi zh znachno vishij oskilki sirka praktichno ne reaguye z kvarcom navit za temperaturi 1000 C Za deyakimi ocinkami termin sluzhbi kolbi mozhe dosyagati 60 tis godin LG zayavlyaye termin sluzhbi svoyih plazmovih prozhektoriv 100 tis godin Sirchana lampa i fotosintezSirchana lampa zavdyaki osoblivostyam svogo spektra viyavilasya horoshim dzherelom svitla dlya fotosintezu roslin i vidpovidno dlya vikoristannya v oranzherejnomu osvitlenni Kompaniya Fusion Lighting na zamovlennya NASA provela doslidzhennya z metoyu zbilshiti viprominyuvannya lampi na dovzhinah hvil u rajoni 625 nm de kvantova efektivnist fotosintezu blizka do odinici Viyavilosya sho dodavannya v kolbu en stvoryuye pik viprominyuvannya poblizu 625 nm Pri comu sposterigayetsya lishe nevelike znizhennya intensivnosti viprominyuvannya v diapazoni malih dovzhin hvil chastka zh infrachervonogo viprominyuvannya zalishayetsya praktichno nezminnoyu PerevagiNa praktici osnovnu ekspansiyu zdijsnyuyut z NVCh nakachuvannyam blizko 800 1000 Vt i svitlovim potokom priblizno do 130 klm Ci sistemi vidnosno prosti konstruktivno ne vimagayut primusovogo oholodzhennya palnika dozvolyayut vikoristovuvati zvichajni serijni magnetroni sho zastosovuyutsya v pobutovih NVCh pechah Pidsumovuyuchi vidomi na sogodni dani mozhna vidiliti osnovni perevagi NVCh svitlovih priladiv z bezelektrodnimi lampami Pidvishena do 100 lm Vt svitlova viddacha svitlova viddacha bezposeredno kolbi stanovit 150 lm Vt ale blizko tretini potuzhnosti vtrachayetsya v transformatori magnetroni na robotu ventilyatoriv tosho Sucilnij kvazisonyachnij spektr optichnogo viprominyuvannya z rizko znizhenim rivnem viprominyuvannya v UF i ICh diapazonah i z maksimumom spektru sho zbigayetsya z maksimumom krivoyi vidnosti lyudskogo oka Ce prirodne peredannya koloru Vidsutnist merehtinnya dzherela svitla Malogabaritnist i rivnoyaskravist svitnogo tila sho polegshuye optimizaciyu optichnih sistem Visoka dovgovichnist lampi desyatki tisyach godin Ekologichna chistota materialiv napovnennya lampi sirki i argonu Mozhlivist regulyuvannya sili svitla Mozhlivist modulnogo remontu v blokovih konstrukciyah velikih lamp NedolikiSkladnist konstrukciyi Visoka vartist lampovogo modulya Visoka temperatura kolbi palnika zvidsi neobhidnist vikoristannya visokoyakisnogo kvarcovogo skla ta zahistu vid pilu Velikij diametr svitnogo tila 25 30 mm sho uskladnyuye fokusuvannya i vikoristannya v optichnih sistemah Inertnist lampa dosyagaye 80 nominalnoyi svitnosti za 20 25 s a pislya vimknennya mozhe buti uvimknena tilki cherez 5 15 hvilin Visokij riven akustichnogo shumu cherez neobhidnist intensivnogo oholodzhennya kolbi Trudnoshi v pridushenni mikrohvilovogo viprominyuvannya sho prosochuyetsya v navkolishnye seredovishe Primitki Arhiv originalu za 18 listopada 2017 Procitovano 22 grudnya 2020 Arhiv originalu za 17 listopada 2017 Procitovano 22 grudnya 2020 Arhiv originalu za 20 bereznya 2015 Procitovano 22 grudnya 2020 Oskilki viprominyuvannya ne teplove a obumovlene vzayemodiyeyu molekul sirki z elektronami argonovoyi plazmi http www mephi ru upload main news Shchukin pdf 19 lipnya 2014 u Wayback Machine perevagi NVCh dzherel svitla na osnovi sirki pidvishena svitlova viddacha 100 lm Vt sho zabezpechuye mozhlivist energozberezhennya sucilnij kvazisonyachnij spektr maksimum spektralnoyi gustini potuzhnosti yakogo praktichno zbigayetsya z maksimumom krivoyi chutlivosti lyudskogo oka tobto prirodne peredannya koloru generuvannya v infrachervonij dilyanci nizke lt 1 http www belsut gomel by ellibrary 1 29 pdf nedostupne posilannya z Noyabr 2018 U stalomu rezhimi NVCh rozryad visokogo tisku v pari sirki maye sucilnij spektr optichnogo viprominyuvannya blizkij do sonyachnogo visoki energoefektivni vlastivosti svitlova viddacha do 100 lm Vt 2 praktichno prirodne peredannya koloriv obumovlene sucilnim kvazisonyachnim spektrom z rizko znizhenim rivnem viprominyuvan v UF ta ICh diapazonah i z maksimumom u diapazoni vidimogo viprominyuvannya