Eigenschaften von Entladungslampen
Als Gasentladungslampen werden alle Lampen bezeichnet, deren Wirkung auf der Umwandlung der Eigenschaften eines Gases beruht. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen und sie werden in vielen Branchen eingesetzt. Unterscheiden sich in Effizienz, Zuverlässigkeit und guter Farbwiedergabe.
Was sind gasentladungslampen
Eine Gasentladungslampe (GRL) ist ein kleines elektrisches Gerät, das sichtbares Licht in einem bestimmten Spektrum emittiert.
Jedes Gerät enthält die folgenden Komponenten:
- ein Glaskolben mit gasgefüllten Elektroden;
- Steuergeräte in Form eines elektronischen Moduls oder eines Begrenzungswiderstands;
- Sockel zum Einbau in Geräte.
Sorten
Entladungslampen werden in GRL Nieder- und Hochdruck unterteilt. Jede der Gruppen hat ihre eigenen Merkmale, die die Wahl im Einzelfall beeinflussen.
Niederdruckentladungslampen
Der bekannteste Vertreter der Niederdruck-GRL ist eine Leuchtstofflampe. Es ist eine Röhre, die von innen mit einem Leuchtstoff beschichtet ist. Die Elektroden erhalten einen Hochspannungsimpuls und erhitzen sich.
Beim Erhitzen bildet sich zwischen den Kontakten eine Glühladung, in der gasförmigen Umgebung des Kolbens entsteht UV-Strahlung, die auf den Leuchtstoff einwirkt und ein Leuchten bewirkt.
Eine Vielzahl von Leuchtstofflampen (LL) sind kompakte Geräte, die mit dem Kürzel CFL gekennzeichnet sind und sich bis auf die Größe in nichts vom Vorgängermodell unterscheiden. Alle Geräte haben ein im Sockel integriertes Bedienelement.
Unabhängig davon lohnt es sich, Induktionsbeleuchtungsgeräte in Betracht zu ziehen. Sie haben keine Elektroden im inneren Teil und die Ionisierung erfolgt unter dem Einfluss eines hochfrequenten Magnetfelds. Typischerweise wird im Kolben eine Mischung aus Argon und Quecksilberdampf verwendet, die auf den Leuchtstoff einwirkt.
Hochdruckentladungslampen
Elemente, deren Druck innerhalb des Kolbens den atmosphärischen Druck übersteigt, werden als Hochdrucklampen bezeichnet.
Vertreter sind Quecksilberdampflampen (DRL). Vor nicht allzu langer Zeit machten sie den Großteil der gesamten Straßenbeleuchtung aus. Jetzt versuchen sie, sie durch Metallhalogenid- und Natriumquellen zu ersetzen, die eine höhere Effizienz haben.
Wenn Jodide an das Gerät angeschlossen sind, ist es mit DRI gekennzeichnet. Das Gerät enthält einen Quarzglasbrenner, in dem sich die Elektroden befinden. Als Funktionsstoff wird eine Mischung aus Argon, Quecksilber und einigen Metalliodiden verwendet. Der Brenner befindet sich in einem verdünnten Raum und ermöglicht es Ihnen, eine starke Strahlung zu erzeugen, die ausreicht, um große Flächen zu beleuchten. DRI kann eine Leistung von 250 bis 3500 Watt haben.
Ein weiteres Beispiel für ein Hochdruck-GRL ist das Arc Sodium Tubular Model (DNaT). Sie zeichnet sich durch eine sehr hohe Lichtausbeute und einen relativ geringen Stromverbrauch aus. Das Licht hat einen ausgeprägten Goldton.Zu den Nachteilen des Geräts gehört ein langes Herunterfahren, das etwa 10 Minuten dauern kann.
Wenn Sie eine weiße Beleuchtung benötigen, die dem Tageslicht so nahe wie möglich kommt, ist es besser, Arc-Xenon-Geräte zu wählen. Die maximale Leistung kann 18 kW erreichen. Wolframelektroden sind mit Thorium legiert und halten hohen Belastungen stand. Saphirglas wird verwendet, wenn eine UV-Leistung erforderlich ist.
Metallhalogenid-Entladungslampen (MHL) sind kompakte, zuverlässige und leistungsstarke Lichtquellen, bei denen es sich um einen Brenner in einer Vakuumflasche handelt. Der Brenner besteht aus Quarzglas oder Keramik. Der Innenraum ist mit Quecksilberdampf und Metallhalogeniden gefüllt. Strahlung entsteht, wenn während der Stromversorgung ein Plasma zwischen den Elektroden entsteht. Die Leistung der Geräte kann in einigen Fällen 3,5 kW erreichen. Ausgelegt für 12.000 Betriebsstunden. Das Einschalten auf volle Leistung dauert etwa 10 Minuten.
Das Prinzip der Lampe
Das Funktionsprinzip des GRL basiert auf der Wirkung einer elektrischen Entladung auf ein ionisiertes Gas. Am häufigsten verwenden Geräte Argon, Neon, Krypton, Xenon sowie verschiedene Mischungen. Oft wird Natrium oder Quecksilber zugesetzt.
Zugehöriges Video: Gerät, Funktionsprinzip und Funktionsmerkmale von DRL-Lampen
Sobald die Kontakte bestromt werden, wird in der Röhre ein elektrisches Feld erzeugt. Es provoziert die Bewegung von Elektronen und deren Wechselwirkung mit Gasteilchen. Beim Zusammenstoß von Teilchen wird Energie freigesetzt, die dann in Strahlung eines bestimmten Spektrums umgewandelt wird. Das spezifische Spektrum hängt von der Zusammensetzung des Gases und den Besonderheiten des Betriebs der Ausrüstung ab.
Die Phosphorbeschichtung auf der Glühbirne hilft dabei, UV-Strahlung in sichtbares Licht umzuwandeln.
Manchmal gibt es Modelle mit einer eingebauten Betastrahlungsquelle. Es sorgt für die Ionisierung des Gases im Kolben, wodurch die Glimmladung minimiert wird.
So wählen Sie eine Gaslampe aus
Bei der Auswahl einer Gaslampe lohnt es sich, Art, Leistung und Schatten des emittierten Lichts zu berücksichtigen. Beliebte Halogen-Metalldampflampen, die sich durch hohen Druck sowie ein starkes und helles Leuchten auszeichnen. Borosilikatglas entfernt UV-Licht vollständig und macht das Licht sicherer.
Das Leuchten des Gasentladungselements wird dem weißen Tageslicht nahe kommen, jedoch je nach Füllung unterschiedliche Schattierungen aufweisen. Natrium ist gelb, Thallium ist grün und Indium ist blau.
Im Angebot sind Lampen zur Beleuchtung von Aquarien oder Gewächshäusern. Sie haben ein spezielles Spektrum, das umweltfreundlicher ist als das von herkömmlichen Leuchtstoff- oder Natriumlampen.
Natriumlampen können ungefähr 25.000 Stunden betrieben werden, was mit LED-Elementen vergleichbar ist. Gleichzeitig ist das emittierte weiße Leuchten dem Tageslicht so nahe wie möglich und ermöglicht es Ihnen, Objekte ohne Farbverfälschung detailliert zu untersuchen.
Beliebt sind nachleuchtende Modelle, die in der Industrie und im Alltag eingesetzt werden. In diesen Elementen befindet sich Quecksilber. Bei der Auswahl ist es wichtig, den langen Start und die erhebliche Erwärmung während des Betriebs zu berücksichtigen.
Anwendungsgebiet
Entladungslampen sind in verschiedenen Industrien weit verbreitet. Besonders hervorzuheben sind Xenon-Autoscheinwerfer. Sie werden von den bekanntesten Automobilherstellern (Toyota, Opel, BMW) verwendet.
Effektive Geräte zur Beleuchtung großer Lagerhallen, Industriewerkstätten und Straßen, Beleuchtung von Werbetafeln und Gebäudefassaden.
Vorteile und Nachteile
Wie andere Lampen haben auch Gasentladungs-Leuchtmittel Vor- und Nachteile. Für die richtige Organisation des Beleuchtungssystems wird empfohlen, jeden Punkt zu berücksichtigen.
Vorteile:
- Modelle sind ziemlich langlebig und haben eine bedeutende Uhrenressource;
- Es sind Geräte mit unterschiedlichen Spektralparametern und Leistungsindikatoren erhältlich, mit denen Sie einfach ein Gerät zur Lösung eines bestimmten Problems auswählen können.
- Die Leistung von Gasentladungslampen ist viel höher als die Leistung anderer Geräte.
Nachteile herkömmlicher Gasentladungslampen:
- für den Betrieb benötigt das Gerät Steuergeräte;
- Lampen sind schwierig zusammenzubauen, was Reparaturen erschwert und die Kosten erhöht;
- Modelle reagieren empfindlich auf Änderungen der Umgebungstemperatur und Stromstöße;
- manche Lampen brauchen lange zum Starten;
- Quecksilbergeräte müssen recycelt werden.
Es gibt Nachteile, aber die Leistung und Effizienz von Gasentladungslampen ermöglichen es ihnen, sich dennoch zuverlässig am Markt zu behaupten.