Люминесцентный свет применяется практически везде. Это подсветка домов, витрин, аквариумов, нежилых помещений, улиц. Люминесцентное и неоновое освещение активно применяется в различных представлениях и концертах. Также источники света могут использоваться в создании плазменных экранов телевизоров и компьютеров.

Основная область применения – подсветка крупных площадей. Стадионы, детские площадки, дворы освещаются именно люминесцентными приборами с пылевлагозащитным корпусом. Это связано с высокой световой отдачей и минимальным числом циклов включения и выключения – лампочки достаточно включить один раз в день в темное время суток.

Люминесцентные лампы — характеристики и маркировка

        Линейные люминесцентные лампы широкого применения, имеющие колбы в виде трубок, изготавливают диаметрами: 38 мм (обозначение колбы Т12), 26 мм (обозначение колбы Т8) и 16 мм (обозначение колбы Т5). Лампы с колбами Т5 рассчитаны для работы с электронными ПРА. Компактные лампы с цоколями как у бытовых ламп накаливания имеют внутри лампы электронный ПРА, с другими цоколями могут быть рассчитаны для работы с внешними ПРА.

    К единому способу маркировки ламп их производители пока не пришли. Но чаще всего лампы имеют в своем обозначении записанные через дробь мощность лампы и цветовые характеристики. Например, на Рис. 1 показано обозначение лампы Osram.

Рис. 1. Лампа Osram, 80 Вт, Ra = 80 — 89, цветовая температура 3000 ^оК

    Первая цифра (8) в обозначении 830 указывает индекс цветопередачи Ra, две следующих цифры (30) цветовую температуру. Кроме числовой маркировки нанесена надпись – warm white (тепло – белая). На лампах с цветовой температурой 4000 ^оК стоит маркировка 840 cool white (холодная белая). Лампы с Ra 80 и более относятся к высококачественным лампам, предназначенным для освещения помещений с длительным пребыванием людей. Лампы с Ra меньше 80 преимущественно предназначены для освещения помещений с умеренными требованиями по цветопередаче и комфорту. Например, лампы с обозначением 765 (Ra = 70 – 79, цветовая температура 6500 ^оК) или 640 (Ra = 60 – 69, цветовая температура 4000 ^оК).

    Компактные люминесцентные лампы маркируют либо цифровым кодом, либо указанием оттенка белого цвета. Например, на лампе с цоколем Е27 (Рис. 2) нанесена маркировка Cool light – холодный свет. Эта лампа имеет цветовую температуру 4200^оК.

Рис.2 Компактная люминесцентная лампа с цоколем Е27 и встроенным ЭПРА

    В соответствие с ГОСТ 6825-91 люминесцентные лампы отечественного производства обозначаются:

ЛД –лампа дневной цветности (соответствует цветовой температуре 5400 – 6500 ^оК),

ЛХБ – холодно – белая (цветовая температура лампы 4300 – 5000 ^оК),

ЛБ – белая (цветовая температура лампы 3300 – 4000 ^оК),

ЛТБ – тепло – белая (цветовая температура лампы 2700 – 3000 ^оК).

    Цветовые температуры для этих ламп указаны приблизительно.

Обратите внимание:

Широкий выбор различных ламп к светильникам представлен в современных интернет магазинах. Краткое описание наиболее интересных магазинов, а также некоторые замечания по покупке ламп и светильников, можно посмотреть на странице сайта Магазины светильников.

3 мая 2013 г.

К разделу  СВЕТИЛЬНИКИ 

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

Что такое люминесцентное освещение?

Люминесцентное освещение. Вы, наверное, уже имеете представление о том, что это такое. Может быть, вы хоть немного разбираетесь в том, как это работает.

Конечно, флуоресцентное освещение опасно для глаз и размывает цвет лица.

Но флуоресцентное освещение — это гораздо больше, чем не очень идеальные побочные эффекты, включая некоторые приятные преимущества.

Вот что мы обсуждаем в этом посте:

Что такое люминесцентное освещение?

Флуоресцентное освещение — это универсальный тип освещения, с которым вы, скорее всего, столкнетесь в офисе, школе или продуктовом магазине. Он известен своей энергоэффективностью по сравнению с лампами накаливания и галогеновыми лампами и более низкой ценой по сравнению со светодиодами.

Существует несколько различных типов люминесцентного освещения, включая линейные люминесцентные лампы, люминесцентные изогнутые лампы, люминесцентные лампы с круговой линией и компактные люминесцентные лампы (компактные люминесцентные лампы).

В этой статье мы сосредоточимся на линейных люминесцентных лампах из-за их популярности. Люминесцентные лампы обычно используются в потолочных светильниках, таких как troffers, во всех типах коммерческих зданий.

Как работают люминесцентные лампы?

Флуоресцентное освещение зависит от химической реакции внутри стеклянной трубки для создания света. Эта химическая реакция включает взаимодействие газов и паров ртути, в результате чего образуется невидимый ультрафиолетовый свет. Этот невидимый ультрафиолетовый свет освещает люминофорный порошок, покрывающий внутреннюю часть стеклянной трубки, излучающий белый «флуоресцентный» свет.

Вот более подробная разбивка процесса:

Электричество сначала поступает в осветительную арматуру, как трос, и через балласт.Балласт, который регулирует напряжение, ток и т. Д. И необходим для работы люминесцентной лампы, подает электричество на контакты люминесцентной лампы на обоих концах.

Подробнее: Что такое балласт и как он работает?

Затем, после того, как электричество проходит через контакты, оно течет к электродам внутри герметичной стеклянной трубки, в которой поддерживается низкое давление. Электроны начинают перемещаться по трубке от одного катода к другому.

Внутри стеклянной трубки находятся инертные газы и ртуть, возбуждаемые электрическим током.Ртуть испаряется, когда течет электричество, и газы начинают реагировать друг с другом, создавая невидимый ультрафиолетовый свет, который мы фактически не видим невооруженным глазом.

Но мы, очевидно, замечаем люминесцентные лампы, излучающие свет, так что же именно мы видим?

Каждая люминесцентная лампа покрыта люминофорным порошком. Если воткнуть палец в тюбик и потереть его изнутри, это будет выглядеть так, как будто вы только что насладились порошкообразным пончиком.

Это люминофорное покрытие светится, когда оно возбуждается невидимым ультрафиолетовым светом, и это то, что мы видим нашими глазами — светящийся порошок люминофора, который создает «белый свет».Отсюда и термин «флуоресцентный» — «светящийся белый свет».

Из-за содержания ртути в люминесцентных лампах важно утилизировать лампы после того, как они перегорели. У нас есть служба утилизации, которая позволяет легко и быстро избавиться от старых перегоревших ламп из вашего шкафа и забыть о них. Мы также продаем коробки для вторсырья.

Зачем люминесцентным лампам балласт?

Основная цель балласта — принимать переменный ток, проходящий через провода в ваших стенах — буквально волнами, вверх и вниз — и превращать его в постоянный и прямой поток электричества.Это стабилизирует и поддерживает химическую реакцию, происходящую внутри колбы.

Чтобы правильно выбрать балласт для ваших ламп, вам необходимо ответить на эти три вопроса:

1. Какому типу лампы требуется питание? (Например, это T8, T5? 4 фута? 2 фута? И т. Д.)
2. Сколько ламп нужно мощности?
3. Какое напряжение идет на прибор?

Балласты влияют на потребление энергии через так называемый балластный фактор.Подробнее о балластном факторе и его влиянии на потребление энергии читайте здесь.

Почему люминесцентные лампы становятся розовыми и оранжевыми?

Если вы посмотрите на большую комнату, освещенную в основном люминесцентными лампами, то с большой вероятностью вы увидите все виды разных цветов, исходящих от потолка. Почему?

Эта концепция называется «смещение цвета». Чем дольше горят флуоресцентные лампы, тем больше вероятность того, что химические свойства изменятся и вызовут несбалансированную реакцию, в результате чего флуоресценция станет менее белой и менее яркой, чем была раньше.

Если последовательность действительно важна для вашего проекта освещения, вы можете подумать о групповой замене этих лампочек. Заменяя все трубки партиями, вы можете устранить проблему несоответствия цветов и яркости в вашем помещении.

Еще одно соображение — это обновление светодиодов для ваших ламп. О вариантах светодиодных ламп T8 мы поговорим в этой статье.

В чем разница между линейными люминесцентными лампами и компактными люминесцентными лампами?

Чтобы уточнить, как в линейных, так и в компактных люминесцентных лампах используется одна и та же технология для создания искусственного света.Самая большая разница — это форм-фактор или размер и конфигурация ламп CFL.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — это просто усовершенствование линейной люминесцентной технологии, потребляющее меньше энергии. Они также предназначены для ввинчивания в обычную розетку для лампы накаливания или для вставки в утопленную емкость. Их часто называют «пружинными лампами» или «подключаемыми» КЛЛ в зависимости от назначения и формы.

Узнайте больше о компактных люминесцентных лампах в нашем посте «Что такое лампы CFL и где их следует использовать?»

Где вы используете линейное люминесцентное освещение?

Хотя люминесцентные лампы используются в самых разных областях, они работают не везде.Самая распространенная причина, по которой люди используют люминесцентные лампы, — это экономия энергии с минимальными первоначальными затратами.

Вот некоторые типичные области применения линейного люминесцентного освещения:

Торговые офисы

Обычно офисные помещения не слишком заботятся о декоративном и акцентном освещении. Главный приоритет — общее освещение, функциональное для офисной среды. Из-за этого линейные люминесцентные лампы являются основной лампой, используемой в офисных помещениях в США.

Склады

Если вы не знакомы с T5 с высокой выходной мощностью, вам необходимо это знать.Эти лампы могут прослужить до 90 000 часов и производить больше света (люменов), чем более толстые линейные люминесцентные лампы, такие как T12s и T8s. Из-за этого они являются отличным выбором для складов — или вообще для любого многоярусного потолка, где требуется значительное количество света.

Больницы

Подобно офисным помещениям, в больницах также используются линейные люминесцентные лампы для экономии энергии и получения белого, чистого и эффективного источника света.

Розничные магазины

При создании уникального дизайна освещения для розничной торговли мы рекомендуем правило 20/80 — 20 процентов вашего освещения должно быть декоративным и уникальным (например, настенные бра, люстры, чаши с облаками).Причем 80 процентов его должно быть стандартным общим освещением.

В таких универмагах, как Macy’s, JC Penney, Kohl’s и Target, 80-процентное общее освещение является основной областью для линейных флуоресцентных ламп.

Плюсы и минусы линейного люминесцентного освещения

Линейно-люминесцентные профи

• Энергоэффективность

  Переоборудовав лампы накаливания или галогенные на линейные люминесцентные лампы, вы можете рассчитывать на 40-процентную экономию на счетах за электроэнергию.

• Разнообразие цветовых температур

  Если вам нужно действительно «прохладное» пространство, такое как коридор больницы или станция метро, ​​флуоресцентные лампы предлагают такую ​​прохладную цветовую температуру, как 6500 Кельвинов. Хотя не так много приложений, в которых требуется настолько холодный свет, диапазон цветов от теплого до холодного — это гибкость для флуоресцентных ламп.

• Стоимость

  По сравнению со светодиодами, линейное люминесцентное освещение, как правило, более доступно.Фактически, светодиоды привели к снижению цен на флуоресцентные лампы за последние несколько лет.

Линейные люминесцентные лампы

• Изменение цвета или уменьшение светового потока

  Как мы упоминали выше, чем дольше горят флуоресцентные лампы, тем больше вероятность того, что химические свойства изменятся, что вызовет несбалансированную реакцию, что сделает флуоресценцию менее белой и менее яркой, чем была раньше. Светоотдача снижается, и со временем ваше освещение может выглядеть как лоскутное одеяло.

• Резкий свет

  Флуоресцентные лампы не приятны для глаз! Если вы обнаружите, что ваши глаза часто налиты кровью или сухие, вы можете оценить источник света, под которым вы находитесь большую часть дня. Например, линейные люминесцентные лампы в параболических троферах в офисном помещении могут вызвать у вас подсознательное косоглазие из-за резкого света. Лучшим применением были бы линейные флуоресцентные лампы в центральном фильтре корзины, который смягчает свет, достигающий земли.

• Период прогрева

  Для того, чтобы флуоресцентные лампы достигли своей полной яркости, вам, возможно, придется подождать 10-30 секунд для прогрева.

• Воздействие на окружающую среду или затраты на переработку

  Хотя затраты на переработку перевешиваются за счет экономии энергии, создаваемой флуоресцентными лампами, существуют дополнительные расходы, необходимые для правильной утилизации люминесцентных ламп. Если вы не хотите вообще заниматься ртутью и переработкой, светодиоды могут быть для вас лучшим вариантом.

Есть еще вопросы о том, подходит ли флуоресцентное освещение для вашей области применения? Поговорите со специалистом по освещению, который расскажет о специфике вашего помещения.

Световод: идентификация люминесцентной лампы

Световод

Люминесцентные лампы идентифицируются стандартизированным кодом, который раскрывает ценную информацию о рабочих характеристиках и физических размерах. Коды производителей, указанные на лампах и в каталогах, могут незначительно отличаться от общих обозначений. Однако все основные производители ламп основывают свои коды на системе идентификации, описанной ниже.

Лучший способ узнать идентификацию лампы — на примере.Ниже представлен ассортимент люминесцентных ламп, по одной для каждого популярного способа запуска:

Лампы быстрого запуска (40 Вт или менее) и предварительного нагрева

Лампы быстрого пуска — самый популярный тип люминесцентных ламп, используемых в коммерческих целях, например, в офисных зданиях.

Чтобы узнать больше о том, что «холодный» и «теплый» означают с точки зрения качества цвета источников света, см. «Показатели цвета».

Обратите внимание, что некоторые лампы могут иметь обозначение F40T12 / ES, но лампа потребляет 34 вместо 40 Вт; на это указывает модификатор «ES», обозначающий «энергосбережение».ES — общее обозначение; фактические обозначения производителя могут быть «SS» для SuperSaver, «EW» для Econ-o-Watt, «WM» для Watt-Miser и другие.

После режима запуска может быть добавлено другое число для обозначения цветопередачи и цветовой температуры, если цвет лампы (CW, WW, WWX и т. Д.) Не указан. Номер часто состоит из трех цифр, первая обозначает цветопередачу (например, «7» означает «75»), а затем следующие две указывают цветовую температуру («41» означает «4100K», например).

Высокопроизводительные лампы для быстрого пуска

Лампы для быстрого пуска с очень высокой мощностью

Лампы мгновенного пуска

Другие люминесцентные лампы

«FC» вместо «F» означает, что фонарь круглый.

«FB» или «FU» вместо «F» означает, что лампа изогнута или имеет U-образную форму. Суффикс «U» также может использоваться для U-образных ламп, за которым следует «/» и число, указывающее расстояние между ножками лампы в дюймах.«FT» вместо «F» используется для двухтрубных ламп T5.

См. Также: Обозначения NEMA для компактных люминесцентных ламп

См. Также: Рекомендации NEMA по эксплуатации систем люминесцентного освещения

Дополнительные световоды

3. Как работают люминесцентные лампы?

3.4. Физические характеристики ламп

Принципы работы

Люминесцентная лампа генерирует свет от столкновений с горячим газ («плазма») свободного ускоренного электроны с атомами– обычно ртуть — в какие электроны поднимаются на более высокие уровни энергии, а затем отступать, излучая на двух линиях УФ-излучения (254 нм и 185 нм).Таким образом созданное УФ-излучение затем преобразуется в видимый свет УФ возбуждение флуоресцентного покрытия на стеклянной оболочке фонарь. Химический состав этого покрытия подобран таким образом, чтобы излучать в желаемом спектре.

Строительство

Трубка люминесцентной лампы заполнена газом с низким содержанием пар ртути под давлением и благородные газы в целом давление около 0.3% от атмосферное давление. В самая обычная конструкция, пара эмиттеров накала, один на каждом конце трубки, нагревается током и используется для испускать электроны, которые возбуждают благородные газы и газообразную ртуть путем ударной ионизации. Ионизация может происходить только в исправных лампочках.Следовательно, вредное воздействие на здоровье от этого процесса ионизации невозможно. Кроме того, лампы часто оснащаются двумя конверты, что значительно снижает количество УФ-излучения испускается.

Электрические аспекты эксплуатации

Для запуска лампы и поддерживать ток на достаточном уровне для постоянного света эмиссия.В частности, схема подает высокое напряжение на запускают лампу и регулируют ток через трубку. Возможны различные конструкции. в в простейшем случае используется только резистор, что относительно энергоэффективность. Для работы от переменный ток (AC) напряжения сети, использование индуктивного балласта является обычным явлением и было известен отказ до конца срока службы лампы, вызывающий мерцание лампы.Различные схемы, разработанные для начать и запустить люминесцентные лампы выставляют различные свойства, то есть излучение акустического шума (гула), срок службы (лампы и балласта), энергоэффективность и мерцание интенсивности света. Сегодня в основном улучшенная схемотехника используется, особенно с компактными люминесцентными лампами, где Схема не может быть заменена перед люминесцентными лампами.Это уменьшило количество технических сбоев, вызывающих эффекты, как перечисленные выше.

ЭДС

Часть электромагнитный спектр который включает статические поля, а поля до 300 ГГц — вот что здесь упоминается как электромагнитные поля (ЭДС).Литература о том, какие виды и какие сильные стороны ЭМП которые излучаются из КЛЛ редко. Однако есть несколько видов ЭДС, обнаруженных в близость этих ламп. Как и другие устройства, которые зависят на электричество для выполнения своих функций они излучают электрические и магнитные поля в низкочастотный диапазон ( частота распространения 50 Гц и, возможно, также гармоники из них, e.грамм. 150 Гц, 250 Гц и т. Д. В Европе). Кроме того, КЛЛ, в отличие от лампы накаливания, также излучают в высокочастотном диапазоне ЭДС (30-60 кГц). Эти частоты различаются между разными типами ламп.

Мерцание

Все лампы будут различать интенсивность света при удвоении мощности от сети. (линейная) частота, так как мощность, подаваемая на лампу, достигает пика дважды за цикл при 100 Гц или 120 Гц.Для лампы накаливания это мерцание уменьшается по сравнению с люминесцентными лампами за счет тепла емкость нити. Если модуляция света интенсивности достаточно для восприятия человеческим глазом, тогда это определяется как мерцание. Модуляции на 120 Гц не видно, в большинстве случаев даже не при 50 Гц (Seitz et al.2006 г.). Флюоресцентные лампы включая КЛЛ, которые используют поэтому высокочастотные (кГц) электронные балласты называются «без мерцания».

Однако как лампы накаливания (Chau-Shing and Devaney, 2004), так и «немерцающие» люминесцентные источники света (Хазова и О’Хаган 2008) производят еле заметное остаточное мерцание.Дефектный лампы или схемы могут в некоторых случаях привести к мерцанию при более низкой частот, либо только в часть лампы или во время цикла запуска в несколько минут.

Световое излучение, УФ-излучение и синий свет

Имеются характерные различия между излучаемыми спектрами. люминесцентными лампами и лампы накаливания, потому что различных принципов работы.Лампы накаливания настраиваются по своей цветовой температуре за счет специальных покрытий из стекло и часто продаются с атрибутом «теплый» или «Холодные» или, точнее, по их цветовой температуре для профессиональные светотехнические приложения (фотостудии, магазины одежды и т. д.). В случае люминесцентных ламп спектральное излучение зависит от покрытия люминофора. Таким образом, люминесцентные лампы могут быть обогащены синим светом (длины волн 400-500 нм), чтобы лучше имитируют дневной свет по сравнению с лампами накаливания. Как и люминесцентные лампы, КЛЛ излучают больше синего цвета. свет, чем лампы накаливания.Есть на международном уровне признанные пределы воздействия излучения (200-3000 нм) испускается лампами и осветительными приборами, настроенными на защиту от фотобиологические опасности (Международная электротехническая Комиссия 2006 г.). Эти ограничения также включают излучение от КЛЛ.

УФ-содержание излучаемого спектра зависит как от люминофор и стеклянная колба люминесцентной лампы.УФ выброс лампы накаливания есть ограничивается температурой нити накала и поглощение стекла. Некоторый КЛЛ с одной оболочкой излучают УФ-В и следы УФ-С излучения на длине волны 254 нм, что не так для ламп накаливания (Khazova and O´Hagan 2008).Экспериментальный данные показывают, что КЛЛ производят больше УФ-излучение, чем вольфрамовая лампа. Кроме того, количество УФ-В излучение производится из КЛЛ с одной оболочкой, с того же расстояния 20 см, составляли примерно в десять раз выше, чем облучается вольфрамовой лампой (Мозли и Фергюсон, 2008 г.).

Недостатки люминесцентного освещения — энергоэффективное освещение

Флуоресцентные лампы — это особый тип газовых светильников, которые излучают свет в результате химической реакции, в которой газы и пары ртути взаимодействуют с образованием ультрафиолетового света внутри стеклянной трубки. Ультрафиолетовый свет освещает люминофорное покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки, которое излучает белый «флуоресцентный» свет. Флуоресцентные лампы имеют множество преимуществ перед старыми осветительными приборами, такими как лампы накаливания.Они намного эффективнее, поэтому потребляют меньше энергии. Они также имеют более длительный срок службы — примерно в 13 раз дольше, — поэтому их не нужно менять так часто.

Благодаря широкой доступности люминесцентных ламп, их можно найти практически везде — в школах, больницах, продуктовых магазинах, офисных зданиях, торговых центрах и наших домах. Хотя в ближайшем будущем технология светодиодов (светоизлучающих диодов) должна заменить люминесцентные лампы в качестве «короля выбора зеленого освещения», многие руководители предприятий продолжают использовать люминесцентные лампы в своих зданиях.На данный момент люминесцентные осветительные приборы могут быть дешевле, чем их более эффективные светодиодные аналоги, но у люминесцентного освещения есть недостатки, которые необходимо учитывать.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и люминесцентные лампы

Основное различие между ними — размер и применение. Большинство компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) имеют особую форму, которая позволяет их вставлять в стандартные бытовые розетки. Другое отличие состоит в том, что для линейных люминесцентных ламп требуется независимый балласт, отдельный от лампы, тогда как у большинства компактных люминесцентных ламп балласт встроен в цоколь.

И линейные, и компактные люминесцентные лампы излучают искусственный свет по той же технологии. В компактных люминесцентных лампах по-прежнему используются лампы, но, как следует из названия, они намного меньше, чем их аналоги с линейными лампами. Лампы CLF были разработаны для замены стандартных применений для ламп накаливания и представляют собой просто усовершенствования линейной люминесцентной технологии за счет увеличения срока службы и более эффективного освещения.

Использование флуоресцентного освещения

Раньше люминесцентным лампам требовался период «разогрева», чтобы испарить их внутренние газы в плазму.С тех пор было разработано несколько технологий почти мгновенного запуска, включая «быстрый запуск», «мгновенный запуск» и «быстрый запуск».

Поскольку люминесцентные лампы нагреваются, для их работы требуется большее напряжение. Требуемое напряжение регулируется балластом — магнитным устройством, регулирующим напряжение, ток и т. Д., — который необходим для зажигания люминесцентной лампы. По мере того как люминесцентный свет стареет и со временем становится все менее и менее эффективным, ему требуется все больше и больше напряжения для получения того же количества света, пока напряжение в конечном итоге не превысит возможности балласта и свет не выйдет из строя.

Недостатки люминесцентного освещения

Флуоресцентное освещение существует уже более 100 лет и остается недорогим вариантом для модернизации старых осветительных приборов. Флуоресцентные лампы обычно являются высокоэффективным способом освещения большой площади, они более эффективны и служат дольше, чем лампы накаливания; однако показано, что использование исключительно флуоресцентного освещения оказывает отрицательное влияние на эргономику и здоровье.

1. Люминесцентные лампы содержат токсичные материалы.

Ртуть и фосфор внутри люминесцентных ламп опасны . Если люминесцентная лампа разбита, небольшое количество токсичной ртути может выделяться в виде газа, загрязняя окружающую среду. Остальное содержится в люминофоре на самом стекле, который часто считается более опасным, чем пролитая ртуть.

При чистке разрыва люминесцентной лампы EPA рекомендует проветривать место разрыва и использовать влажные бумажные полотенца для сбора битого стекла и других мелких частиц.Утилизированное стекло и использованные полотенца следует поместить в герметичный пластиковый пакет. Избегайте использования пылесосов, так как они могут привести к попаданию частиц в воздух.

2. Частое переключение приводит к преждевременному выходу из строя.

Люминесцентные лампы значительно стареют, если они установлены в месте, где они часто включаются и выключаются. В экстремальных условиях срок службы люминесцентной лампы может быть намного короче, чем у дешевой лампы накаливания. Как бы то ни было, срок службы люминесцентной лампы можно продлить, если оставить ее включенной в течение длительного времени.

Если вы используете флуоресцентные лампы в сочетании с элементами управления освещением, такими как датчики движения, которые часто срабатывают и по истечении времени ожидания, следует учитывать аспект ранней частоты отказов.

3. Свет от люминесцентных ламп является всенаправленным.

Свет, исходящий от люминесцентных ламп, является всенаправленным. Когда люминесцентная лампа горит, она рассеивает свет во всех направлениях или на 360 градусов вокруг лампы. Это крайне неэффективно, потому что используется только около 60-70% света, излучаемого лампой, а остальная часть тратится впустую.Некоторые области, как правило, становятся чрезмерно освещенными из-за растраченного света, особенно в офисных зданиях, и могут потребоваться дополнительные аксессуары в самом осветительном приборе, чтобы правильно направить выход лампы.

4. Люминесцентные лампы излучают ультрафиолетовый свет.

В исследовании 1993 года исследователи обнаружили, что воздействие ультрафиолета при сидении под флуоресцентными лампами в течение восьми часов эквивалентно одной минуте пребывания на солнце. Проблемы со здоровьем, связанные с светочувствительностью, могут усугубляться искусственным освещением у чувствительных людей.Исследователи предположили, что УФ-излучение, излучаемое этим типом освещения, привело к увеличению числа заболеваний глаз, в первую очередь катаракты. Другие медицинские работники предположили, что повреждение сетчатки, миопия или астигматизм также могут быть объяснены побочными эффектами флуоресцентного света.

Ультрафиолетовый свет также может повлиять на ценные произведения искусства, такие как акварель и текстиль. Произведения искусства должны быть защищены дополнительными стеклянными или прозрачными акриловыми листами, помещенными между источником света и картиной.

5. Старые флуоресцентные лампы терпят непродолжительный период прогрева.

Обычно приходится ждать где-то 10-30 секунд, чтобы старые флуоресцентные лампы достигли полной яркости. Многие новые модели теперь используют «быстрый» запуск или аналогичные технологии, подобные упомянутым выше.

6. Балласт или жужжание.

Магнитные балласты необходимы для работы люминесцентных ламп. Электромагнитные балласты с незначительным дефектом могут издавать слышимый гудящий или жужжащий шум. Однако гудение можно устранить, используя лампы с высокочастотными электронными балластами.

7. Воздействие на окружающую среду и стоимость переработки.

Как упоминалось ранее, утилизация люминофора и, что более важно, токсичной ртути в люминесцентных лампах является экологической проблемой. Постановления, введенные правительством, требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от обычных и бытовых отходов.

В большинстве случаев экономия энергии превышает затраты на переработку, но переработка остается дополнительными расходами для обеспечения правильной утилизации ламп.В некоторых случаях, если утилизация ламп обходится слишком дорого, людям больше не рекомендуется утилизировать их.

8. Чувствительность флуоресцентного света

В течение последних нескольких десятилетий исследование за исследованием показывали случайную связь между воздействием флуоресцентного света и различными негативными эффектами. Все эти проблемы связаны с качеством излучаемого света и основным состоянием людей. Из более чем 35 миллионов человек, страдающих мигренью, большинство из них, вероятно, перенесут общую светочувствительность.Девять из каждых десяти аутичных людей имеют чувствительность к окружающей среде, которая, как сообщается, часто ухудшается при флуоресцентном освещении. Доказано, что при некоторых типах эпилепсии искусственное освещение вызывает приступы.

Подобно другим симптомам светобоязни (или светочувствительности), флуоресцентное освещение может вызывать: головные боли / приступы мигрени, напряжение глаз и воспаление, трудности с чтением или фокусировкой, тошноту, чувство тревоги и депрессии, нарушение режима сна и многое другое. Свойства, связанные с флуоресцентным освещением, которые, как считается, влияют на уровень толерантности человека, включают: большое количество синего света, низкочастотное мерцание и общую яркость.

9. Сезонное аффективное расстройство

Сезонное аффективное расстройство, известное как «Зимняя блюз», часто возникает у людей в зимние месяцы. Это связано с отсутствием полного спектра света, который мы обычно получаем от солнечного света. Во время унылого серого неба зимних месяцев большая часть светового спектра блокируется, и наши тела реагируют негативно.

Многие люди сообщают о подобных симптомах, когда они работают при флуоресцентном освещении и не выходят на улицу в течение дня.Без полного спектра света, который мы получаем от дневного света, некоторые функции организма не запускаются и не поддерживаются, что заставляет нас чувствовать себя подавленными на свалках.

Разница между люминесцентными и светодиодными лампами накаливания

Лампы накаливания

При окончательном выборе наружного освещения или подвесного светильника важно определить, какой тип лампы вы хотите использовать. Лампа накаливания излучает свет, когда электрический ток нагревает проволоку из вольфрамовой нити так, что она светится или накаляется.Пока лампа продолжает работать, вольфрам медленно испаряется из-за тепла. Когда нить накала теряет достаточно вольфрама (или ломается от удара), лампа выходит из строя. Лампы накаливания легко приглушаются. Лампы с одинаковым цоколем часто могут использоваться как взаимозаменяемые в одном и том же светильнике (если позволяют размер и мощность). В состав лампы накаливания входит:

• Стеклянная оболочка
• Нить из вольфрамовой проволоки в плотной спирали
• Поддерживающие провода для удержания нити
• Подводящие провода для подачи тока на нить
• Выхлопная труба для удаления воздуха из оболочки и заполнения это с газом
• Основание для удержания других частей, установки лампы и электрического контакта

Лампы накаливания можно разделить на обычные или галогенные в зависимости от наполняющего газа и давления в лампе, которые влияют на эффективность, срок службы и цвет.Напряжение в сети или низкое напряжение в зависимости от электрического тока, питающего лампу. Оба типа доступны как обычные, так и галогенные. Неотражающие или отражающие, в зависимости от того, излучает ли лампа свет во всех направлениях или направляет свет в пучок. Большинство неотражающих ламп — это лампы обычного типа, большинство современных ламп с отражателями — галогенные. Эффективность ламп накаливания невысока, что является серьезным недостатком с точки зрения более высоких эксплуатационных расходов и большего количества тепла в комнате.

Флуоресцентный

Лампы Fluorescnet излучают свет, когда электрическая дуга возбуждает газ в трубке.Ртуть в газе испускает ультрафиолетовое излучение, заставляя люминофорное покрытие лампы светиться или флуоресцировать. Светящиеся люминофоры создают свет белого цвета. Люминесцентным лампам для работы требуется балласт, а также специальные патроны для ламп.

Основные компоненты люминесцентной лампы:
• Стеклянная трубка (прямая, U-образная или круглая)
• Заполняющий газ, например аргон
• Металлические контактные штифты на внешнем конце трубки, которые обеспечивают электрический ток соединение
• Катоды на каждом конце внутренней части трубки, которые генерируют электрическую дугу
• Когда катоды больше не могут запускать дугу, лампа больше не будет работать
• Кристаллы ртути, которые испаряются по мере прохождения электрической дуги и испускают УФ-излучение
• Лучшие люминесцентные лампы отлично справляются с цветопередачей, поэтому выбор правильной люминесцентной лампы имеет решающее значение.

Люминесцентные лампы доступны в гораздо более широком диапазоне цветов, чем лампы накаливания, от теплых, почти ламп накаливания, до ледяных белых тонов, похожих на дневной свет. Флуоресцентные лампы — это очень энергоэффективный источник света, который имеет низкие эксплуатационные расходы и мало нагревает комнату. Флуоресцентные лампы особенно эффективны при высоком уровне общего и рабочего освещения. Они потребляют от 1/5 до 1/3 электроэнергии от лампы накаливания с сопоставимым световым потоком и служат до 20 раз дольше.Компактные типы используются в небольших, триммерных светильниках, таких как встраиваемые светильники, настенные бра, светильники, расположенные близко к потолку, и трековые светильники. Ввинчивающиеся типы могут использоваться вместо ламп накаливания в патронах для стандартных ламп. Если в ваших светильниках используется система затемнения, поищите люминесцентные лампы с надписью «регулируемая яркость».

Светодиод

Светоизлучающие диоды (СИД) излучают свет, когда напряжение подается на отрицательно заряженные полупроводники, заставляя электроны объединяться и создавать единицу света (фотон).Проще говоря, светодиод — это химический чип, заключенный в пластиковую капсулу. Поскольку они маленькие, несколько светодиодов иногда объединяются в одну лампочку. Светодиодное освещение в целом является более эффективным и долговечным, чем любой другой тип источника света, и оно разрабатывается для все большего и большего числа применений. Light Bulbs Etc предлагает широкий ассортимент светодиодной продукции: светодиодные лампы, светодиодные ленты, светодиодные светильники под шкафами, светодиодные декоративные и наружные светильники, светодиодные ландшафтные светильники, а также огромное количество светодиодных встраиваемых и переоборудованных элементов.

Многие светодиодные продукты рассчитаны на срок службы до 50 000 часов. Невероятная долговечность означает, что вы никогда больше не сможете поменять другой свет.

Что такое 50 000 часов? Это в 50 раз больше срока службы обычной лампы накаливания и в 5 раз больше срока службы средней компактной люминесцентной лампы (КЛЛ). Фактически, если вы запускаете светодиод на 6 часов в день каждый день, он прослужит почти 23 года. Это пять президентских выборов, время ремонта дома и простор для целого поколения.У всех нас есть по крайней мере одна труднодоступная лампочка, и для ее замены нужна лестница или столб. Для домовладельца срок службы в пятьдесят раз дольше, чем у ламп накаливания, означает на 50 меньше шансов упасть с лестницы. Для владельца бизнеса это означает значительно меньшие затраты на обслуживание и рабочую силу. Производство и использование светодиодов требует значительно меньше энергии, чем лампы накаливания или КЛЛ. Благодаря светодиодным осветительным приборам вы выбросите меньше ламп и перестанете беспокоиться о содержании в них ртути. Светодиодные осветительные приборы не содержат ртути и других токсичных материалов, что является очевидным преимуществом для окружающей среды.

* Информация предоставлена ​​Американской ассоциацией освещения и Cree LED Lighting

Люминесцентная лампа — Энциклопедия Нового Света

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядную лампу, которая использует электричество для возбуждения паров ртути в аргоне или неоне, в результате чего образуется плазма, излучающая коротковолновый ультрафиолетовый свет. Затем этот свет заставляет люминофор флуоресцировать, производя видимый свет.

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы всегда требуют пускорегулирующего устройства для регулирования потока энергии через лампу. В обычных ламповых светильниках — обычно 4 фута (120 см) или 8 футов (240 см) — балласт заключен в приспособление. Компактные люминесцентные лампы могут иметь обычный балласт, расположенный в приспособлении, или они могут иметь балласты, встроенные в лампы, позволяя использовать их в патронах, обычно используемых для ламп накаливания.

Поскольку люминесцентные лампы потребляют значительно меньше энергии, чем лампы накаливания, правительства и промышленность поощряют замену традиционных ламп накаливания люминесцентными лампами в рамках разумной экологической и энергетической политики.

История

Самым ранним предком люминесцентной лампы, вероятно, является устройство Генриха Гейслера, который в 1856 году получил голубоватое свечение от газа, который был запечатан в трубке и возбужден индукционной катушкой.

На Всемирной выставке 1893 года на Всемирной колумбийской выставке в Чикаго, штат Иллинойс, были представлены люминесцентные лампы Николы Теслы.

В 1894 году Д. Макфарлейн Мур создал лампу Мура, коммерческую газоразрядную лампу, предназначенную для конкуренции с лампой накаливания его бывшего начальника Томаса Эдисона.Используемые газы представляли собой азот и диоксид углерода, излучающие соответственно розовый и белый свет, и имели умеренный успех.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая излучала свет сине-зеленого цвета и поэтому не подходила для большинства практических целей. Однако он был очень близок к современному дизайну и имел гораздо более высокий КПД, чем лампы накаливания.

В 1926 году Эдмунд Гермер и его коллеги предложили увеличить рабочее давление внутри трубки и покрыть трубку флуоресцентным порошком, который преобразует ультрафиолетовый свет, излучаемый возбужденной плазмой, в более однородный белый свет.Сегодня Гермер известен как изобретатель люминесцентной лампы.

General Electric позже купила патент Гермера и под руководством Джорджа Э. Инмана довела люминесцентную лампу до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принципы работы

Основной принцип работы люминесцентной лампы основан на неупругом рассеянии электронов. Падающий электрон (испускаемый из катушек проволоки, образующей катодный электрод) сталкивается с атомом газа (например, ртути, аргона или криптона), используемого в качестве излучателя ультрафиолета.Это заставляет электрон в атоме временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень, чтобы поглотить часть или всю кинетическую энергию, доставляемую сталкивающимся электроном. Вот почему столкновение называется «неупругим», так как часть энергии поглощается. Это более высокое энергетическое состояние нестабильно, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень. Фотоны, которые испускаются из выбранных газовых смесей, обычно имеют длину волны в ультрафиолетовой части спектра.Человеческий глаз не видит его, поэтому его необходимо преобразовать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции. Это флуоресцентное преобразование происходит в люминофорном покрытии на внутренней поверхности люминесцентной лампы, где ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах люминофора, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем падают с испусканием следующего фотона. Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем тот, который его вызвал. Химические вещества, входящие в состав люминофора, специально подобраны так, чтобы эти испускаемые фотоны имели длину волны, видимую человеческим глазом.Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на нагрев покрытия люминофора.

Механизм образования света

Люминесцентная лампа заполнена газом, содержащим пары ртути низкого давления и аргон (или ксенон), реже аргон-неон, а иногда даже криптон.Внутренняя поверхность колбы покрыта флуоресцентным (и часто слегка фосфоресцирующим) покрытием, состоящим из различных смесей солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Катод колбы обычно изготавливается из спирального вольфрама, покрытого смесью оксидов бария, стронция и кальция (выбранной для того, чтобы иметь относительно низкую температуру термоэлектронной эмиссии). Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны. Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа в колбе, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации.В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя протекать через лампу более высоким токам. Ртуть, которая существует в точке стабильного равновесного давления пара около одной части на тысячу внутри трубки (с давлением благородного газа, обычно составляющим около 0,3 процента от стандартного атмосферного давления), затем также ионизируется, вызывая ее выделение. свет в ультрафиолетовой (УФ) области спектра преимущественно на длинах волн 253.7 нанометров и 185 нанометров. Эффективность флуоресцентного освещения во многом обязана тому факту, что ртутные разряды низкого давления излучают около 65 процентов своего общего света на линии 254 нанометров (также около 10-20 процентов света, излучаемого в УФ, приходится на линию 185 нанометров). УФ-свет поглощается флуоресцентным покрытием лампы, которое повторно излучает энергию на более низких частотах (более длинные волны: две интенсивные линии с длинами волн 440 и 546 нм появляются на коммерческих люминесцентных трубках) (см. Стоксов сдвиг) для излучения видимого света.Смесь люминофоров контролирует цвет света и вместе со стеклом колбы предотвращает утечку вредного ультрафиолетового света.

Электрические аспекты работы

Люминесцентные лампы представляют собой устройства с отрицательным сопротивлением, поэтому, когда через них протекает больше тока (больше ионизованного газа), электрическое сопротивление люминесцентной лампы падает, позволяя протекать еще большему току. Люминесцентная лампа, подключенная непосредственно к сети постоянного напряжения, быстро самоуничтожится из-за неограниченного протекания тока.Чтобы предотвратить это, люминесцентные лампы должны использовать вспомогательное устройство, обычно называемое балластом, для регулирования тока, протекающего через лампу.

Хотя балласт может быть (а иногда и является) таким же простым, как резистор, значительная мощность тратится впустую в резистивном балласте, поэтому балласты обычно используют вместо него реактивное сопротивление (катушка индуктивности или конденсатор). Для работы от сети переменного тока обычно используется простой индуктор (так называемый «магнитный балласт»). В странах, где используется сеть переменного тока на 120 В, сетевого напряжения недостаточно для освещения больших люминесцентных ламп, поэтому балласт для этих больших люминесцентных ламп часто представляет собой повышающий автотрансформатор со значительной индуктивностью рассеяния (чтобы ограничить ток).Любая форма индуктивного балласта может также включать конденсатор для коррекции коэффициента мощности.

В прошлом люминесцентные лампы иногда работали напрямую от источника постоянного тока с напряжением, достаточным для зажигания дуги. В этом случае не было сомнений в том, что балласт должен быть резистивным, а не реактивным, что приводит к потерям мощности в балластном резисторе. Кроме того, при непосредственном питании от постоянного тока полярность питания лампы должна быть изменена каждый раз при запуске лампы; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки.В настоящее время люминесцентные лампы практически никогда не работают напрямую от постоянного тока; вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и обеспечивает функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.

В более сложных балластах могут использоваться транзисторы или другие полупроводниковые компоненты для преобразования сетевого напряжения в высокочастотный переменный ток, а также регулирования тока в лампе. Их называют «электронными балластами».

Люминесцентные лампы, которые работают непосредственно от сети переменного тока, будут мигать с удвоенной частотой сети, поскольку мощность, подаваемая на лампу, падает до нуля дважды за цикл.Это означает, что свет мигает со скоростью 120 раз в секунду (Гц) в странах, которые используют переменный ток с частотой 60 циклов в секунду (60 Гц), и 100 раз в секунду в странах, которые используют 50 Гц. По этому же принципу может возникать гул от люминесцентных ламп, фактически от их балласта. И раздражающий гул, и мерцание устранены в лампах, в которых используется высокочастотный электронный балласт, например, во все более популярной компактной люминесцентной лампе.

Хотя большинство людей не могут непосредственно увидеть мерцание 120 Гц, некоторые люди ^[1] сообщают, что мерцание 120 Гц вызывает напряжение глаз и головную боль.Доктор Дж. Вейч обнаружил, что люди лучше читают, используя высокочастотные (20-60 кГц) электронные балласты, чем магнитные балласты (120 Гц). ^[2]

В некоторых случаях люминесцентные лампы, работающие на частоте сети, могут также вызывать мерцание на самой частоте сети (50 или 60 Гц), что заметно для большего количества людей. Это может произойти в последние несколько часов срока службы лампы, когда катодное эмиссионное покрытие на одном конце почти закончилось, и этот катод начинает испытывать трудности с испусканием достаточного количества электронов в газовый наполнитель, что приводит к небольшому выпрямлению и, следовательно, к неравномерному световому выходу в положительных и отрицательные рабочие циклы сети.Мерцание частоты сети также иногда может исходить от самых концов трубок, поскольку каждый трубчатый электрод поочередно работает как анод и катод в течение каждой половины цикла сети и дает немного отличающуюся диаграмму светового потока в анодном или катодном режиме (это было более серьезная проблема с трубками, возникшая более 40 лет назад, и в результате многие фитинги той эпохи закрывали концы трубок из поля зрения). Мерцание на сетевой частоте более заметно периферическим зрением, чем в центре взгляда.

Метод «запуска» люминесцентной лампы

Атомы ртути в люминесцентной лампе должны быть ионизированы до возникновения дуги может «ударить» внутри трубки. Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, и запуск лампы не представляет проблемы, но для больших ламп требуется значительное напряжение (в диапазоне от тысячи вольт).

В некоторых случаях это происходит именно так: мгновенный запуск Люминесцентные лампы просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти лампы можно идентифицировать по тому факту, что

1. Они имеют по одному штырю на каждом конце трубки.
2. Патроны, в которые они вставляются, имеют разъединяющую розетку на низковольтном конце, чтобы обеспечить постоянный ток сети. автоматически снимается, чтобы человек, заменяющий лампу, не мог получить удар электрическим током высокого напряжения.

В других случаях необходимо предусмотреть отдельное вспомогательное средство для запуска.Некоторые люминесцентные конструкции (лампы предварительного нагрева) используют комбинацию нити накала / катода на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим переключателем (см. Фото), который первоначально соединяет нити накала последовательно с балластом и, таким образом, предварительно нагревает нити перед включением. зажигая дугу.

Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением питания 240 В и обычно используют пускатель накаливания. Раньше также использовались 4-контактные термовыключатели и ручные переключатели. Электронные пускатели также иногда используются с этими электромагнитными балластными устройствами.

Во время предварительного нагрева нити испускают электроны в газовый столб за счет термоэлектронной эмиссии, создавая тлеющий разряд вокруг нитей. Затем, когда пусковой переключатель размыкается, индуктивный балласт и небольшой конденсатор на пусковом переключателе создают высокое напряжение, которое зажигает дугу. Удар трубки надежен в этих системах, но стартеры накаливания часто переключаются несколько раз, прежде чем позволить лампе оставаться зажженной, что вызывает нежелательное мигание во время запуска. В этом отношении старые термостартеры показали себя лучше.

После удара по трубке падающий основной разряд сохраняет нить накала / катод горячей, что позволяет продолжать излучение.

Если трубка не ударяется или ударяется, а затем гаснет, последовательность запуска повторяется. При использовании автоматических пускателей, таких как стартеры накаливания, неисправная лампа будет бесконечно циклически повторяться, мигая снова и снова, поскольку стартер многократно запускает изношенную лампу, а затем лампа быстро гаснет, поскольку излучения недостаточно для поддержания катодов в горячем состоянии, и лампа Сила тока слишком мала, чтобы пускатель накаливания оставался открытым.Это вызывает визуально неприятное частое яркое мигание и запускает балласт при температуре выше расчетной. При повороте стартера на четверть оборота против часовой стрелки он отключается, размыкая цепь.

У некоторых более продвинутых пускателей в этой ситуации истекает время ожидания, и они не пытаются повторять пуски, пока не будет сброшено питание. В некоторых старых системах для обнаружения повторных попыток пуска использовалось тепловое отключение сверхтока. Это требует ручного сброса.

Более новая конструкция балласта с быстрым запуском Конструкция балласта предусматривает обмотки накала накала в балласте; они быстро и непрерывно нагревают нити / катоды, используя низковольтный переменный ток.При запуске не возникает индуктивных всплесков напряжения, поэтому лампы обычно следует устанавливать рядом с заземленным отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и инициировать дуговый разряд.

Электронные балласты часто возвращаются к стилю между стилями предварительного нагрева и быстрого запуска: конденсатор (или иногда автоматически отключающая цепь) может замкнуть цепь между двумя нитями накала, обеспечивая предварительный нагрев нити. Когда трубка загорается, напряжение и частота на лампе и конденсаторе обычно падают, таким образом, ток конденсатора падает до низкого, но ненулевого значения.Обычно этот конденсатор и катушка индуктивности, которая обеспечивает ограничение тока при нормальной работе, образуют резонансный контур, увеличивая напряжение на лампе, так что она может легко запуститься.

Некоторые электронные балласты используют запрограммированный пуск. Выходная частота переменного тока начинается выше резонансной частоты выходного контура балласта, и после того, как нити нагреваются, частота быстро уменьшается. Если частота приближается к резонансной частоте балласта, выходное напряжение возрастает настолько, что лампа загорается.Если лампа не загорается, электронная схема прекращает работу балласта.

Механизмы выхода из строя лампы в конце срока службы

Режим выхода из строя люминесцентных ламп в конце срока службы зависит от того, как вы их используете, и от типа ПРА. В настоящее время существует три основных режима отказа и четвертый, который начинает появляться:

Эмиссионная смесь заканчивается

«Эмиссионная смесь» на нитях / катодах трубки необходима для того, чтобы электроны могли проходить в газ посредством термоэлектронной эмиссии при используемых рабочих напряжениях трубки. Смесь медленно распыляется путем бомбардировки электронами и ионами ртути во время работы, но большее количество распыляется каждый раз, когда лампа запускается с холодными катодами (метод запуска лампы и, следовательно, тип механизма управления оказывает значительное влияние на это).Лампы, работающие обычно менее трех часов при каждом включении, обычно исчерпывают эмиссионную смесь до того, как выйдут из строя другие части лампы. Распыленная эмиссионная смесь образует темные пятна на концах трубок, которые можно увидеть в старых трубках. Когда вся эмиссионная смесь исчезнет, ​​катод не может пропустить достаточно электронов в газовую заливку, чтобы поддерживать разряд при расчетном рабочем напряжении трубки. В идеале управляющий механизм должен отключать трубку, когда это происходит. Однако некоторые устройства управления будут обеспечивать достаточно повышенное напряжение для продолжения работы лампы в режиме с холодным катодом, что приведет к перегреву конца трубки и быстрому разрушению электродов и их поддерживающих проводов до тех пор, пока они не исчезнут полностью или стекло не потрескается, разрушив Заполнение газом низкого давления и прекращение выпуска газа.

Отказ электроники встроенного балласта

Это относится только к компактным люминесцентным лампам со встроенными электрическими балластами. Отказ балластной электроники — это несколько случайный процесс, который следует стандартному профилю отказов для любых электронных устройств. Сначала наблюдается небольшой пик ранних отказов, за которым следует спад и неуклонное увеличение срока службы лампы. Срок службы электроники сильно зависит от рабочей температуры — обычно он сокращается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры.Указанный средний срок службы обычно соответствует температуре окружающей среды 25 ° C (это может варьироваться в зависимости от страны). В некоторых фитингах температура окружающей среды может быть намного выше этой, и в этом случае отказ электроники может стать преобладающим механизмом отказа. Точно так же использование компактного цоколя люминесцентной лампы приведет к более горячей электронике и сокращению среднего срока службы (особенно с более высокой номинальной мощностью). Электронные балласты должны быть спроектированы так, чтобы отключать лампу, когда заканчивается смесь выбросов, как описано выше.В случае интегральных электронных балластов, поскольку они никогда не должны снова работать, это иногда достигается путем преднамеренного сгорания какого-либо компонента для окончательного прекращения работы.

Отказ люминофора

Эффективность люминофора падает во время использования. Приблизительно к 25000 часов работы это обычно будет вдвое меньше яркости новой лампы (хотя некоторые производители заявляют, что период полураспада у своих ламп намного больше). Лампы, в которых отсутствуют отказы системы эмиссии или встроенной балластной электроники, в конечном итоге разовьются в этом режиме отказа.Они все еще работают, но стали тусклыми и неэффективными. Процесс идет медленно и часто становится очевидным только тогда, когда новая лампа работает рядом со старой.

В трубке заканчивается ртуть

Ртуть теряется из-за газового наполнения в течение всего срока службы лампы, поскольку она медленно поглощается стеклом, люминофором и электродами трубки, где больше не может работать. Исторически это не было проблемой, потому что в трубках содержится избыток ртути. Тем не менее, экологические проблемы в настоящее время приводят к созданию трубок с низким содержанием ртути, в которые гораздо точнее дозируют ртуть, достаточную для обеспечения ожидаемого срока службы лампы.Это означает, что потеря ртути возьмет верх из-за выхода из строя люминофора в некоторых лампах. Симптомы отказа аналогичны, за исключением того, что потеря ртути сначала вызывает увеличенное время разгона (время для достижения полного светового потока) и, наконец, заставляет лампу светиться тускло-розовым светом, когда ртуть заканчивается, а основной газ аргон вступает во владение. первичный разряд.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди считают цветовой спектр, создаваемый некоторыми люминесцентными лампами, резким и неприятным.При флуоресцентном освещении у здорового человека иногда может казаться болезненный размытый оттенок кожи. Это связано с двумя вещами.

Первой причиной является использование трубок плохого качества с низким индексом цветопередачи и высокой цветовой температурой, например «холодный белый». Они имеют плохое качество света, из-за чего доля красного света ниже идеальной, поэтому кожа имеет менее розовую окраску, чем при лучшем освещении.

Вторая причина связана с особенностями типа глаза и трубки.Естественный дневной свет с высокой цветовой температурой выглядит естественным при уровнях дневного освещения, но по мере снижения уровня освещения он становится для глаза все более холодным. При более низких уровнях освещенности человеческий глаз воспринимает более низкие цветовые температуры как нормальные и естественные. Большинство люминесцентных ламп имеют более высокую цветовую температуру, чем лампы накаливания 2700 K, а более холодные лампы не выглядят естественными для глаз при гораздо меньшем дневном освещении. Этот эффект зависит от люминофора лампы и применяется только к лампам с более высокой CCT при значительно меньших уровнях естественного дневного света.

Многие пигменты выглядят немного иначе при просмотре под люминесцентными лампами по сравнению с лампами накаливания. Это связано с различием в двух свойствах: CCT и CRI.

CCT, цветовая температура, для освещения GLS с нитью составляет 2700 K, а для галогенного освещения — 3000 K, тогда как люминесцентные лампы обычно доступны в диапазоне от 2700 K до 6800 K, что представляет собой значительную вариацию с точки зрения восприятия.

CRI, индекс цветопередачи, является мерой того, насколько хорошо сбалансированы различные цветовые компоненты белого света.Спектр лампы с такими же пропорциями R, G, B, что и у излучателя черного тела, имеет индекс цветопередачи 100 процентов, но люминесцентные лампы достигают значений индекса цветопередачи от 50 до 99 процентов. Лампы с более низким индексом цветопередачи имеют несбалансированный цветовой спектр визуально низкого качества, что приводит к некоторым изменениям воспринимаемого цвета. Например, пробирка с галогенфосфатом с низким CRI 6800 K, которая выглядит так же неприятно, как и они, придает красному оттенку тускло-красный или коричневый цвет.

Один из наименее приятных источников света исходит от трубок, содержащих старые люминофоры галофосфатного типа (химическая формула Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (F, Cl): Sb ³⁺ , Mn ²⁺ ), обычно обозначаемый как «холодный белый».«Плохая цветопередача связана с тем, что этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного. На взгляд эта смесь кажется белой, но свет имеет неполный спектр. В люминесцентных лампах лучшего качества используются либо галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи или смесь трифосфорных люминофора на основе ионов европия и тербия, у которых полосы излучения более равномерно распределены по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи обеспечивают более естественную цветопередачу. человеческий глаз.

Использование

Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров.Все более популярными становятся компактные люминесцентные лампы (CF). Во многих компактных люминесцентных лампах вспомогательная электроника встроена в цоколь лампы, что позволяет им вставляться в обычный патрон для лампочки.

В США уровень использования люминесцентного освещения в жилых помещениях остается низким (обычно ограничивается кухнями, подвалами, коридорами и другими помещениями), но школы и предприятия находят значительную экономию затрат на люминесцентные лампы и лишь изредка используют лампы накаливания.

В осветительных приборах часто используются люминесцентные лампы разных оттенков белого.В большинстве случаев это происходит из-за непонимания разницы или важности различных типов трубок. Смешивание типов трубок в фитингах также делается для улучшения цветопередачи трубок низкого качества.

В других странах использование люминесцентного освещения в жилых помещениях варьируется в зависимости от стоимости энергии, финансовых и экологических проблем местного населения, а также приемлемой светоотдачи.

В феврале 2007 года Австралия приняла закон, запрещающий к 2010 году большинство продаж ламп накаливания. ^{[3] [4]} Хотя закон не определяет, какие альтернативы использовать австралийцам, компактные флуоресцентные лампы, вероятно, станут их основной заменой.

Токсичность ртути

Поскольку люминесцентные лампы содержат ртуть, токсичный тяжелый металл, правительственные постановления во многих областях требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от обычных и бытовых отходов. Ртуть представляет наибольшую опасность для беременных женщин, младенцев и детей.

Свалки часто отказываются от люминесцентных ламп из-за высокого содержания в них ртути.Бытовые и коммерческие источники отходов часто обрабатываются по-разному.

Количество ртути в стандартной лампе может сильно различаться — от 3 до 46 мг. ^[5] Типичная четырехфутовая (120-сантиметровая) люминесцентная лампа Т-12 (а именно, F32T12) эпохи 2006 года содержит около 12 миллиграммов ртути. ^[6] Новые лампы содержат меньше ртути, а версии на 3-4 миллиграмма (например, F32T8) продаются как лампы с низким содержанием ртути.

Очистка сломанных люминесцентных ламп

Сломанная люминесцентная лампа опаснее сломанной обычной лампы накаливания из-за содержания ртути.Из-за этого безопасная очистка разбитых люминесцентных ламп отличается от очистки обычных разбитых стекол или ламп накаливания. Девяносто девять процентов ртути обычно содержится в люминофоре, особенно в лампах, срок службы которых близок. ^[7] Таким образом, типичная безопасная очистка обычно включает тщательную утилизацию любого битого стекла, а также любого рыхлого белого порошка (флуоресцентное покрытие стекла) в соответствии с местными законами об опасных отходах. Влажное полотенце обычно используется вместо пылесоса для очистки стекла и порошка, в основном для уменьшения распространения порошка по воздуху.

Преимущества перед лампами накаливания

Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания аналогичной яркости. Это связано с тем, что большая часть потребляемой энергии преобразуется в полезный свет и меньше преобразуется в тепло, что позволяет люминесцентным лампам работать холоднее. Лампа накаливания может преобразовывать только 10 процентов потребляемой мощности в видимый свет. Люминесцентная лампа, производящая столько полезной энергии видимого света, может потребовать от одной трети до одной четвертой количества потребляемой электроэнергии.Обычно люминесцентная лампа служит в 10-20 раз дольше, чем эквивалентная лампа накаливания. Если освещение используется в помещениях с кондиционированием воздуха, все потери лампы также должны быть устранены оборудованием для кондиционирования воздуха, что приводит к двойному штрафу за потери из-за освещения.

Более высокая начальная стоимость люминесцентной лампы более чем компенсируется более низким потреблением энергии в течение срока ее службы. Более длительный срок службы может также снизить затраты на замену лампы, обеспечивая дополнительную экономию, особенно там, где труд является дорогостоящим.Поэтому он широко используется предприятиями по всему миру, но не домашними хозяйствами.

Ртуть, выбрасываемая в воздух при утилизации от 5 до 45 процентов люминесцентных ламп, ^[8] компенсируется тем фактом, что многие угольные генераторы выделяют ртуть в воздух. Повышенный КПД люминесцентных ламп помогает снизить выбросы электростанции.

Недостатки

Люминесцентным лампам требуется балласт для стабилизации лампы и обеспечения начального напряжения зажигания, необходимого для начала дугового разряда; это увеличивает стоимость люминесцентных светильников, хотя часто один балласт используется для двух или более ламп.Некоторые типы балластов издают слышимое гудение или жужжание.

Обычные балласты для ламп не работают от постоянного тока. Если доступен источник постоянного тока с достаточно высоким напряжением для зажигания дуги, можно использовать резистор для балласта лампы, но это приводит к низкой эффективности из-за потери мощности в резисторе. Кроме того, ртуть имеет тенденцию перемещаться к одному концу трубки, приводя только к одному концу лампы, производящему большую часть света. Из-за этого эффекта лампы (или полярность тока) должны регулярно меняться.

Люминесцентные лампы лучше всего работают при комнатной температуре (скажем, 68 градусов по Фаренгейту или 20 градусов по Цельсию). При значительно более низких или более высоких температурах эффективность снижается, а при низких температурах (ниже нуля) стандартные лампы могут не запускаться. Для надежной работы на открытом воздухе в холодную погоду могут потребоваться специальные лампы. Электрическая схема «холодного пуска» также была разработана в середине 1970-х годов.

Поскольку дуга довольно длинная по сравнению с газоразрядными лампами с более высоким давлением, количество света, излучаемого на единицу поверхности ламп, невелико, поэтому лампы большие по сравнению с источниками накаливания.Это сказывается на конструкции светильников, поскольку свет должен направляться из длинных трубок, а не из компактного источника. Однако во многих случаях полезна низкая сила света излучающей поверхности, поскольку она уменьшает блики.

Люминесцентные лампы не излучают ровный свет; вместо этого они мерцают (колеблются по интенсивности) со скоростью, которая зависит от частоты управляющего напряжения. Хотя это не так легко различить человеческим глазом, это может вызвать стробоскопический эффект, представляющий угрозу безопасности, например, в мастерской, где что-то, вращающееся с правильной скоростью, может казаться неподвижным, если освещено только люминесцентной лампой.Это также вызывает проблемы при записи видео, поскольку между периодическими показаниями датчика камеры и колебаниями интенсивности люминесцентной лампы может быть «эффект биения». Частота наиболее заметна на компьютерных мониторах с ЭЛТ, настроенных на частоту обновления, аналогичную частоте лампочек, которые будут мерцать из-за эффекта биений. Чтобы устранить это мерцание, можно изменить частоту обновления монитора.

Лампы накаливания из-за тепловой инерции их элемента меньше меняют яркость, хотя эффект можно измерить с помощью инструментов.Это также меньшая проблема с компактными флуоресцентными лампами, поскольку они умножают частоту линии до невидимых уровней. Установки могут уменьшить эффект стробоскопа, используя пускорегулирующие балласты или управляя лампами на разных фазах многофазного источника питания.

Проблемы с точностью цветопередачи обсуждались выше.

Если специально не разработаны и не утверждены для регулирования затемнения, большинство люминесцентных осветительных приборов нельзя подключать к стандартному диммерному переключателю, используемому для ламп накаливания.За это ответственны два эффекта: форма волны напряжения, излучаемого стандартным диммером с фазовым управлением, плохо взаимодействует со многими балластами, и становится трудно поддерживать дугу в люминесцентной лампе при низких уровнях мощности. Многие установки требуют 4-контактных люминесцентных ламп и совместимых контроллеров для успешного затемнения люминесцентных ламп; Эти системы стремятся поддерживать полностью нагретые катоды люминесцентной лампы даже при уменьшении тока дуги, способствуя легкой термоэлектронной эмиссии электронов в поток дуги.

Утилизация люминофора и небольшого количества ртути в трубках также представляет собой экологическую проблему по сравнению с утилизацией ламп накаливания. Для крупных коммерческих или промышленных пользователей люминесцентных ламп начинают становиться доступными услуги по переработке.

Обозначения трубок

Примечание: информация в этом разделе может быть неприменима за пределами Северной Америки.

Лампы обычно обозначаются кодом, например F ## T ##, где F означает люминесцентные лампы, первое число указывает мощность в ваттах (или, как ни странно, длину в дюймах в очень длинных лампах), буква T означает, что Форма луковицы трубчатая, а последнее число — диаметр в восьмых долях дюйма.Типичные диаметры: T12 (1,5 дюйма или 38 миллиметров) для бытовых ламп со старыми магнитными балластами, T8 (1 дюйм или 25 миллиметров) для коммерческих энергосберегающих ламп с электронными балластами и T5 ( ⁵ ⁄ 8 дюймов или 16 миллиметров) для очень маленьких ламп, которые могут работать даже от устройства с батарейным питанием.

Лампы Slimline работают от пускового балласта с мгновенным запуском и узнаваемы по их одножильным цоколям.

Лампы с высоким выходом ярче и потребляют больше электрического тока, имеют разные концы на выводах, поэтому их нельзя использовать в неправильном приспособлении, и они имеют маркировку F ## T12HO или F ## T12VHO для очень высокой мощности.Примерно с начала и до середины 1950-х годов и по сегодняшний день компания General Electric разработала и усовершенствовала лампу Power Groove с маркировкой F ## PG17. Эти лампы можно отличить по трубкам большого диаметра с рифлением.

U-образные трубки FB ## T ##, где B означает «изогнутые». Чаще всего они имеют то же обозначение, что и линейные трубы. Круглые лампы — это FC ## T #, с диаметром круга (, а не окружности или ватт), первое число, а второе число, как правило, 9 (29 мм) для стандартных светильников.

Цвет обычно обозначается WW для теплого белого, EW для усиленного (нейтрального) белого, CW для холодного белого (наиболее распространенного) и DW для голубоватого дневного белого. BL часто используется для черного света (обычно используется в средствах защиты от насекомых), а BLB — для обычных темно-голубых лампочек, которые имеют темно-фиолетовый цвет. Другие нестандартные обозначения применяются для огней для растений или огней для выращивания растений.

Philips использует числовые цветовые коды для цветов:

• Низкая цветопередача
  • 33 вездесущий холодный белый (4000 Кельвинов)
  • 32 теплый белый (3000 К)
  • 27 теплый белый цвет гостиной (2700 К)

• Высокая цветопередача
  • 9xy «Graphica Pro» / «De Luxe Pro» (xy00 K; например, «965» = 6500 K)
  • 8xy (xy00 K; например, «865» = 6500 K)
  • 840 холодный белый (4000 K)
  • 830 теплый белый (3000 K)
  • 827 теплый белый (2700 K)

• Другое
  • 09 Лампы для загара
  • 08 Blacklight
  • 05 Жесткое УФ (без использования люминофоров) вообще, используя конверт из плавленого кварца)

Нечетные длины обычно добавляются после цвета.Одним из примеров является F25T12 / CW / 33, что означает 25 Вт, диаметр 1,5 дюйма, холодный белый цвет, длина 33 дюйма или 84 сантиметра. Без 33-го можно было бы предположить, что F25T12 является более распространенным 30-дюймовым.

Компактные люминесцентные лампы не имеют такой системы обозначений.

Другие люминесцентные лампы

Blacklights

Blacklight — это подмножество люминесцентных ламп, которые используются для излучения длинноволнового ультрафиолетового света (с длиной волны около 360 нанометров). Они построены так же, как и обычные люминесцентные лампы, но стеклянная трубка покрыта люминофором, который преобразует коротковолновое УФ-излучение внутри трубки в длинноволновое УФ-излучение, а не в видимый свет.Они используются для возбуждения флуоресценции (для создания драматических эффектов с помощью краски для черного света и для обнаружения таких материалов, как моча и некоторые красители, которые были бы невидимы в видимом свете), а также для привлечения насекомых к насекомым.

Так называемые лампы blacklite blue также изготавливаются из более дорогого темно-фиолетового стекла, известного как стекло Вуда, а не из прозрачного стекла. Темно-пурпурное стекло отфильтровывает большинство видимых цветов света, непосредственно испускаемого разрядом паров ртути, производя пропорционально меньше видимого света по сравнению с УФ-светом.Это позволяет легче увидеть УФ-индуцированную флуоресценцию (тем самым позволяя афишам с черным светом казаться гораздо более драматичными).

Солнечные лампы

Солнечные лампы содержат другой люминофор, который сильнее излучает в средневолновом УФ-диапазоне, вызывая реакцию загара на большей части человеческой кожи.

Лампы для выращивания

Лампы для выращивания содержат смесь люминофора, которая стимулирует фотосинтез в растениях; они обычно кажутся людям розоватыми.

Бактерицидные лампы

Бактерицидные лампы вообще не содержат люминофора (технически они делают их газоразрядными лампами, а не люминесцентными), а их трубки изготовлены из плавленого кварца, прозрачного для коротковолнового ультрафиолета, непосредственно испускаемого ртутным разрядом.УФ-излучение, излучаемое этими трубками, убивает микробы, ионизирует кислород до озона и вызывает повреждение глаз и кожи. Помимо того, что они используются для уничтожения микробов и создания озона, они иногда используются геологами для идентификации определенных видов минералов по цвету их флуоресценции. При таком использовании они снабжены фильтрами так же, как и черно-голубые лампы; фильтр пропускает коротковолновое УФ-излучение и блокирует видимый свет, создаваемый ртутным разрядом. Они также используются в стиральных машинах EPROM.

Безэлектродные индукционные лампы

Безэлектродные индукционные лампы представляют собой люминесцентные лампы без внутренних электродов. Они были коммерчески доступны с 1990 года. В столб газа индуцируется ток с помощью электромагнитной индукции. Поскольку электроды обычно являются элементом, ограничивающим срок службы люминесцентных ламп, такие безэлектродные лампы могут иметь очень долгий срок службы, хотя и имеют более высокую закупочную цену.

Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL)

Люминесцентные лампы с холодным катодом используются в качестве подсветки жидкокристаллических дисплеев персональных компьютеров и телевизионных мониторов.

Использование в кино и видео

Специальные люминесцентные лампы часто используются при производстве фильмов и видео. Торговая марка Kino Flos используется для создания более мягкого заполняющего света и менее горяча, чем традиционные галогенные источники света. Эти люминесцентные лампы разработаны со специальными высокочастотными балластами для предотвращения мерцания видео и лампами с высоким индексом цветопередачи для приблизительной цветовой температуры дневного света.

Противоречие с Агапито Флоресом

Многие считают, что изобретателем люминесцентного света был филиппинец по имени Агапито Флорес.Сообщается, что он получил французский патент на свое изобретение и продал его компании General Electric, которая заработала на его идее миллионы долларов. Однако Флорес представил свой патент General Electric после того, как компания уже представила публике люминесцентный свет, и намного позже того, как он был первоначально изобретен. ^[9]

См. Также

Примечания

1. ↑ Lightsearch.com. Световод: люминесцентные балласты. Адаптировано из Advanced Lighting Guidelines , первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии в 1993 году.Проверено 31 мая 2007 г.
2. ↑ Национальный исследовательский совет Канады, Мерцание люминесцентных ламп. Проверено 31 мая 2007 г.
3. ↑ Тодд Вуди, «Австралия запрещает использование традиционных лампочек для борьбы с глобальным потеплением». Зеленый вомбат. 20 февраля 2007 г. Проверено 31 мая 2007 г.
4. ↑ «Впервые в мире! Австралия сокращает выбросы парниковых газов из-за неэффективного освещения ». Канцелярия министра окружающей среды и водных ресурсов Австралии. Пресс-релиз (20 февраля 2007 г.). Проверено 31 мая 2007 года.
5. ↑ Программа ООН по окружающей среде, «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути». п. 183. Проверено 31 мая 2007 г.
6. ↑ Лаборатория светового дизайна, Ртуть в люминесцентных лампах. Проверено 31 мая 2007 г.
7. ↑ Floyd et al. (2002). Цитируется в Программе Организации Объединенных Наций по окружающей среде, «Инструментарий для идентификации и количественной оценки выбросов ртути», стр. 184. Проверено 10 февраля 2012 г.
8. ↑ Программа ООН по окружающей среде. «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути.» п. 184. Проверено 31 мая 2007 г.
9. ↑ Agapito Flores: About.com Inventors. Проверено 31 мая 2007 г.

Ссылки

• Аткинсон, Скотт. Идеи для отличного домашнего освещения . Sunset Publishing, 2003. ISBN 037601315X
• Дерри, Т. К. и Тревор Уильямс. Краткая история технологий . Mineola, NY: Dover Publications, 1993. ISBN 0486274721
• Хьюз, Томас П. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 2-е издание.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 2004. ISBN 0226359271

Внешние ссылки

Все ссылки получены 14 апреля 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света :

Примечание. могут применяться ограничения на использование отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

NEWMOA — Использование ртути в освещении

«Использование ртути в освещении» обобщает использование ртути в осветительных приборах, таких как люминесцентные лампы, автомобильные фары и неоновые вывески. Этот информационный бюллетень охватывает все типы ламп, которые содержат ртуть в отдельных устройствах; общее количество ртути во всех устройствах, которые были проданы в США как новые в 2001 и 2004 годах; переработка / утилизация ртутных ламп; и безртутные альтернативы.

Информация в этом информационном бюллетене основана на данных, представленных государственным членам Межгосударственного информационного центра по вопросам образования и сокращения выбросов ртути (IMERC) ¹ , включая Коннектикут, Луизиану, Мэн, Массачусетс, Нью-Гэмпшир, Нью-Йорк, Род-Айленд и Вермонт. .Эти данные доступны в Интернете через базу данных IMERC Mercury-Added Products. ²

При рассмотрении данных, обобщенных в этом информационном бюллетене, необходимо учитывать ряд важных предостережений:

• Информация может не отражать всю совокупность ртутьсодержащих ламп, продаваемых в США Страны-члены IMERC постоянно получают новую информацию от производителей продуктов с добавлением ртути, и данные, представленные в этом Информационном бюллетене, могут занижать общее количество ртуть продается в этой товарной категории.
• Информация об использовании ртути в осветительных приборах, продаваемых по всей стране с 2001 г., не включает лампы с добавлением ртути, проданные до 1 января 2001 г. или экспортированные за пределы США.
• Представленные данные включают только ртуть, которая используется в продукте, и не включает ртуть, выделяемую во время добычи, производства или других этапов жизненного цикла продуктов.

Типы ртутных ламп

Ртуть используется в различных лампах накаливания.Ртуть полезна в освещении, потому что она способствует эффективной работе лампочек и увеличению срока их службы. Флуоресцентные и другие лампы с добавлением ртути, как правило, более энергоэффективны и служат дольше, чем лампы накаливания и другие эквивалентные формы освещения. Пока лампы используются, ртуть в них не представляет опасности для здоровья.

Люминесцентные лампы ³ работают при очень низком давлении газа. Они излучают свет, когда электрический ток проходит между двумя электродами (также называемыми катодами) в трубке, заполненной парами ртути низкого давления и инертными газами, такими как аргон и криптон.Электрический ток возбуждает пары ртути в трубке, генерируя лучистую энергию, в основном в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне. Энергия заставляет люминофорное покрытие на внутренней стороне трубки «флуоресцировать», преобразовывая ультрафиолетовый свет в видимый свет. Изменение состава порошка люминофора внутри люминесцентных ламп изменяет спектр излучаемого света. Ртуть присутствует в лампе как в порошке люминофора, так и в парах.

Для люминесцентных ламп требуется балласт, который представляет собой устройство, используемое для обеспечения и регулирования напряжения в лампе, а также стабилизации тока в цепи. Люминесцентные лампы более энергоэффективны, чем лампы накаливания эквивалентной яркости, потому что большая часть потребляемой энергии преобразуется в полезный свет, а меньшая — в тепло. У них также более длительный срок службы лампы.

В зависимости от типа люминесцентной лампы они могут содержать ртуть в широком диапазоне от более 0 до 100 миллиграммов (мг).По данным Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA), около половины люминесцентных ламп, производимых их членами и продаваемых в США, содержат от 5 до 10 мг ртути; в то время как четверть содержат от 10 до 50 мг.

Типичные типы люминесцентных ламп включают: линейные (прямые), U-образные (изогнутые) и круглые (круглые) люминесцентные лампы / лампы; запперы от насекомых; лампы для загара; черные огни; бактерицидные лампы; лампы повышенной мощности; люминесцентные лампы с холодным катодом; и компактные люминесцентные лампы, как описано ниже:

Люминесцентные лампы высокой мощности (HO) используются на складах, промышленных объектах и ​​складских помещениях, где необходимо яркое освещение. Лампы с высокой выходной мощностью также используются для наружного освещения из-за их более низкой начальной температуры и в качестве ламп для выращивания растений.Они работают так же, как люминесцентные лампы, но рассчитаны на дуги с гораздо большим током. Излучаемый свет намного ярче, чем у традиционных люминесцентных ламп. Однако они менее энергоэффективны, поскольку требуют более высокого электрического тока.

Лампы с холодным катодом — это люминесцентные лампы небольшого диаметра, которые используются для подсветки жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) на широком спектре электронного оборудования, включая компьютеры, телевизоры с плоским экраном, фотоаппараты, видеокамеры, кассовые аппараты, цифровые проекторы и т. Д. копировальные аппараты и факсы.Они также используются для подсветки приборных панелей и развлекательных систем в автомобилях. Люминесцентные лампы с холодным катодом работают при гораздо более высоком напряжении, чем обычные люминесцентные лампы, что устраняет необходимость нагрева электродов и увеличивает эффективность лампы на 10–30 процентов. Они могут быть разных цветов, иметь высокую яркость и долговечность.

Компактные люминесцентные лампы (CFL) используют ту же базовую технологию, что и линейные люминесцентные лампы, но складываются или скручиваются, чтобы приблизиться к физическому объему лампы накаливания.В КЛЛ с винтовым креплением обычно используются люминофоры «премиум» для получения хорошего цвета, они поставляются со встроенным балластом и могут быть установлены практически в любую настольную лампу или осветительную арматуру, в которую можно установить лампу накаливания. КЛЛ на штифтовой основе не используют интегральные балласты и предназначены для использования в светильниках с отдельным балластом. Как винтовые, так и штифтовые КЛЛ используются в коммерческих зданиях. Использование этих типов ламп в жилых помещениях растет из-за их энергоэффективности и длительного срока службы.

Индивидуальные КЛЛ обычно содержат менее 10 мг ртути, при этом значительная часть (две трети) содержит менее 5 мг.Небольшой процент КЛЛ содержит от 10 до 50 мг ртути.

Разряд высокой интенсивности (HID) ⁴ — термин, обычно используемый для нескольких типов ламп, включая металлогалогенные, натриевые лампы высокого давления и лампы на парах ртути.Лампы HID работают аналогично люминесцентным лампам. Между двумя электродами в газонаполненной трубке возникает дуга, в результате чего металлический пар производит лучистую энергию. Однако для HID-ламп не требуется люминофорный порошок, поскольку комбинация факторов смещает большую часть производимой энергии в видимый диапазон. Кроме того, электроды расположены гораздо ближе друг к другу, чем в большинстве люминесцентных ламп; а в рабочих условиях общее давление газа в лампе относительно высокое. Это вызывает чрезвычайно высокие температуры в трубке, в результате чего металлические элементы и другие химические вещества в лампе испаряются и генерируют видимую лучистую энергию.

HID имеют очень долгий срок службы. Некоторые из них излучают намного больше люменов на прибор, чем обычные люминесцентные лампы. Как и люминесцентные лампы, источники HID работают от балластов, специально разработанных для используемых ламп и мощности. Кроме того, HID-лампам требуется период прогрева для достижения полной светоотдачи. Даже кратковременное отключение питания может привести к повторному срабатыванию системы и ее повторному прогреву — процесс, который может занять несколько минут.

Названия ламп HID (т.(например, галогенид металла, натрий высокого давления и пары ртути) относятся к элементам, которые добавляются к газам, которые обычно представляют собой ксенон или аргон и ртуть в потоке дуги. Каждый тип элемента приводит к тому, что лампа имеет несколько разные цветовые характеристики и общую эффективность лампы, как описано ниже:

Металлогалогенные керамические лампы (CMH) были недавно представлены, чтобы обеспечить высококачественную, энергоэффективную альтернативу лампам накаливания и галогенным источникам света. Многие из них оптически эквивалентны источникам галогенов, для замены которых они были разработаны.Они используются для акцентного освещения, освещения магазинов и полезны в помещениях с большим объемом, с высотой потолка 14-30 футов. Дуговая трубка изготовлена ​​из керамики. Лампы CMH обеспечивают лучшее качество света, лучшее сохранение светового потока и лучшую однородность цвета, чем лампы MH, при более низкой стоимости.

CMH содержат меньше ртути, чем лампы MH. Большинство из них содержат от более 5 до 50 мг ртути.

Ртутные лампы с короткой дугой — это кварцевые лампы сферической или слегка продолговатой формы с двумя электродами, глубоко проникающими в колбу, так что расстояние между ними составляет всего несколько миллиметров. Колба заполнена парами аргона и ртути при низком давлении. Мощность может варьироваться от сотни до нескольких киловатт.Благодаря небольшому размеру дуги и высокой мощности дуга получается чрезвычайно интенсивной. Ртутные лампы с короткой дугой используются для специальных применений, таких как прожекторы, специализированное медицинское оборудование, фотохимия, УФ-отверждение и спектроскопия.

Ртутные лампы с короткой дугой содержат относительно большее количество ртути, обычно от 100 до 1000 мг. Почти четверть этих ламп содержит более 1000 мг ртути.

Ртутные ксеноновые лампы с короткой дугой могут содержать от 50 до 1000 мг ртути. Небольшой процент этих ламп содержит более 1000 мг ртути.

Неоновые лампы — это газоразрядные лампы, которые обычно содержат газы неон, криптон и аргон (также называемые благородными газами) при низком давлении. Подобно люминесцентным лампам, каждый конец неонового света содержит металлические электроды. Электрический ток, проходящий через электроды, ионизирует неон и другие газы, заставляя их излучать видимый свет. Неон излучает красный свет; другие газы излучают другие цвета. Например, аргон излучает бледно-лиловый цвет, а гелий — оранжево-белый цвет.Цвет «неонового света» зависит от смеси газов, цвета стекла и других характеристик лампочек.

Хотя термин «неоновый свет» относится ко всем газоразрядным лампам, использующим благородные газы, независимо от цвета лампы, только красные лампы являются настоящими неоновыми огнями (т. Е. Используют неон). Красные неоновые лампы не содержат ртути. Почти в каждом другом цвете «неонового света» помимо других благородных газов используются аргон, ртуть и люминофор.

Неоновая легкая промышленность — это надомная промышленность. Каждую лампу мастера изготавливают индивидуально в небольших мастерских. Огромное количество производителей неонового света затрудняет их идентификацию IMERC. В результате страны-участницы IMERC до сих пор не получали Уведомлений от большинства производителей неонового света.

Неоновые лампы содержат от 250 до 600 мг ртути на лампу, в зависимости от предпочтений производителя.

Количество ртути в отдельных лампах

Таблица 1 суммирует диапазон количества ртути в ртутных лампах каждого типа, которые производятся и продаются как новые в США.S. Производители, импортеры и дистрибьюторы продуктов с добавлением ртути указывают количество использованной ртути в виде точного числа или диапазона. Эти данные были переданы странам-членам IMERC компаниями-членами Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) за 2004 календарный год.

По данным производителей ламп, примерно 60 процентов всех типов люминесцентных ламп, продаваемых в США.С. в 2004 г. содержал 10 мг ртути и менее. Остальные 40 процентов содержали более 10 мг и до 100 мг ртути. Сообщается, что лампы, используемые в оборудовании для загара, содержат в среднем 17 мг ртути на лампу, при этом максимальное значение составляет 20 мг, а минимальное — 5,5 мг. Сообщалось, что бактерицидные лампы содержат в среднем 7,6 мг ртути на лампу, при этом максимальное значение составляет 70 мг, а минимальное — 5,5 мг. По сообщениям, все четырехфутовые линейные люминесцентные лампы содержали в среднем 13,3 мг, максимальное — 70 мг, минимальное — 2.5 мг. Четырехфутовые люминесцентные лампы, прошедшие испытание на определение токсичности выщелачивания (TCLP) ⁵ , содержали в среднем 5,3 мг ртути, максимальное значение — 20 мг, минимальное — 1,4 мг.

Компактные люминесцентные лампы содержали наименьшее количество ртути на лампу в 2004 году. Две трети этих ламп содержали 5 мг или меньше ртути, а 96 процентов содержали 10 мг или меньше.

HID как класс содержали относительно большее количество ртути в отдельных лампах, проданных в 2004 году.Из всех ламп HID лампы MH содержат наибольшее количество ртути. Почти три четверти ламп MH, проданных в 2004 году компаниями-членами NEMA, содержали от более 50 до 1000 мг ртути.

Ртутные короткодуговые и ртутные капиллярные лампы содержат относительно большое количество ртути. Две трети ртутных ламп с короткой дугой содержат от 100 до 1000 мг ртути, а еще 23 процента содержат более 1000 мг ртути. Все ртутные капиллярные лампы содержат от более 100 до 1000 мг ртути.

Общее использование ртути в лампах

В таблице 2 представлено общее количество ртути в лампах, проданных в США в 2001 и 2004 календарных годах для всех производителей ламп, подотчетных IMERC, и только для компаний, представленных NEMA.

Производители ламп, входящие в NEMA, включают General Electric, Osram Sylvania, Philips, Eye Lighting, Halco, Light Sources, Panasonic, Ruud Lighting, SLI, Ushio, Venture Lighting и Westinghouse. Полный список всех производителей ламп, отчитывающихся перед государствами-членами IMERC, доступен в отчете Тенденции использования ртути в продуктах: сводка базы данных IMERC по продуктам с добавлением ртути , июнь 2008 г. ⁶

* Данные за 2001 год не разбивают лампы HID по конкретным типам; несколько производителей предоставили эту информацию.
** В эту категорию входят некоторые лампы HID. Невозможно было отделить их от других ламп в категории.
N / A = не применимо

В 2001 году все производители ламп, подотчетные государствам-членам IMERC, продали около 21 438 фунтов или около 10,7 тонны ртути в ртутных лампах. В 2004 году этот показатель снизился на 0,6 тонны, или на 6 процентов. Использование ртути в люминесцентных лампах снизилось на 14 процентов, тогда как использование ртути в лампах HID увеличилось примерно на 15 процентов.Уменьшение общего содержания ртути в люминесцентных лампах, вероятно, связано с усилиями производителей по сокращению дозировки ртути на лампу, в то время как более высокие продажи, вероятно, объясняют увеличение общего содержания ртути в лампах HID.

Наибольшее изменение между двумя отчетными годами произошло в общем количестве ртути, используемом в компактных люминесцентных лампах, увеличившись почти на 70 процентов, что связано с увеличением продаж. Хотя ртутные лампы с короткой дугой содержат больше ртути в каждом блоке, чем люминесцентные лампы, общее количество для всех блоков было низким, поскольку в США было продано мало ртути.С.

Из общего количества ртути в 2001 году, показанного в таблице 2, 72 процента было продано в лампах, произведенных компаниями-членами NEMA. Ртуть в лампах, продаваемых членами NEMA, немного увеличилась в 2004 году до 79 процентов от общего объема ртути, проданной в лампах.

С 2004 года значительно увеличилось количество электроники, в которой используются люминесцентные лампы с холодным катодом, часто в серии, используемой для освещения дисплеев. Автономные ЖК-мониторы теперь входят в стандартную комплектацию многих новых компьютеров, а в большом разнообразии домашнего и офисного оборудования теперь используются ЖК-экраны, включая телевизоры, устройства глобальной системы позиционирования (GPS), портативные системы связи и развлечения, а также цифровые камеры.Использование ламп с добавлением ртути в автомобилях и транспортных средствах для отдыха также значительно увеличилось за последние несколько лет. В дополнение к HID-фарам многие автомобили теперь оснащены развлекательными системами, навигационными системами и приборными панелями, в которых используются ЖК-экраны или подсветка с ртутными лампами. Многие автомобили для отдыха также предлагают пакеты опций, которые включают плоские телевизоры с люминесцентными лампами и линейные люминесцентные лампы.

В последние годы государственные учреждения, компании и экологические организации активно продвигали использование энергоэффективных лайнеров и компактных люминесцентных ламп.Стоимость КЛЛ резко снизилась, поэтому они стали более доступными для потребителей. Эти усилия и рост продаж продукции с ЖК-экранами, вероятно, увеличат общее использование ртути в лампах в трехлетнем отчетном 2007 году.

Вторичная переработка и утилизация ртутных ламп

Согласно EPA, люминесцентные и другие ртутные лампы должны обрабатываться как опасные отходы в соответствии с Правилом об универсальных отходах ⁷ , если только лампа не соответствует требованиям TCLP. Все государства-члены IMERC, Калифорния, Коннектикут, Иллинойс, Луизиана, Мэн, Массачусетс, Миннесота, Нью-Гэмпшир, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Северная Каролина, Род-Айленд, Вермонт и Вашингтон приняли Правило универсальных отходов.Эти государства требуют, чтобы предприятия и другие нежилые организации перерабатывали ртутьсодержащие лампы или утилизировали их как универсальные или опасные отходы. В большинстве случаев эти правила не распространяются на жилые домохозяйства. Однако в некоторых штатах, включая Мэн, Массачусетс, Миннесоту и Вермонт, домашние хозяйства должны надлежащим образом утилизировать или утилизировать все ртутьсодержащие лампы, включая КЛЛ.

Есть значительное количество компаний, государственных программ и неправительственных организаций, занимающихся сбором и переработкой отработанных ламп с добавлением ртути. ⁸ Штаты Нью-Гэмпшир и Вермонт успешно работают с местными хозяйственными магазинами по сбору и переработке отработанных люминесцентных ламп. Недавно Home Depot запустила национальную кампанию по сбору и переработке КЛЛ у потребителей. ⁹ Бесплатная программа позволяет потребителям сдавать отработанные люминесцентные лампы на переработку почти в 2 000 магазинов. Другие независимые хозяйственные магазины и сети хозяйственных магазинов, включая Ace и TrueValue, могут принимать КЛЛ и / или другие люминесцентные лампы для сбора и переработки в некоторых магазинах.Программы по обращению с опасными бытовыми отходами (HHW) также будут принимать и перерабатывать КЛЛ и другие люминесцентные лампы во многих населенных пунктах.

Sylvania предлагает потребителям удобную программу возврата использованных КЛЛ на переработку. ¹⁰ Потребители могут заказать «Mini RecyclePak» за 15 долларов США через Интернет. Комплект предварительно промаркирован и поставляется со всеми необходимыми упаковочными материалами, поэтому потребители просто возвращают комплект с использованными лампочками в любое почтовое отделение США или центр сбора почты.Компания Sylvania также предлагает комплекты для переработки для предприятий и дистрибьюторов, которые подходят для люминесцентных ламп других размеров.

Для получения дополнительной информации о государственных требованиях к переработке и утилизации ламп посетите следующие веб-сайты: http://www.newmoa.org/prevention/mercury/lamprecycle/requirements.cfm и / или http://www.almr.org/ . Домовладельцы и предприятия могут также позвонить в бюро по обращению с опасными отходами своих государственных агентств по охране окружающей среды для получения дополнительной информации.

Департамент охраны окружающей среды штата Мэн (Maine DEP) недавно завершил исследование выбросов ртути при разрыве КЛЛ. ¹¹ Исследование показало, что концентрация ртути в сломанной лампе может быть выше безопасного уровня в воздухе помещения. В результате Департамент окружающей среды штата Мэн пересмотрел свои рекомендации по очистке неисправных КЛЛ. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и многие государственные природоохранные агентства рассмотрели отчет штата Мэн и обновили свои рекомендации по очистке сломанных КЛЛ. EPA постоянно обновляет это руководство для потребителей и планирует провести дополнительные исследования по надлежащей очистке сломанных КЛЛ.

Для получения дополнительной информации об очистке от пролитой ртути флуоресцентной лампы посетите: http://www.epa.gov/mercury/spills/index.htm#fluorescent

Перечислены дополнительные ссылки на руководство по очистке CFL стран-членов IMERC:

Как указано выше, ртуть содержится в порошковой форме и в виде пара в люминесцентных лампах, и со временем она прилипает к стеклянным стенкам ламп. Для получения дополнительной информации о возможных выбросах ртути из ламп в окружающую среду посетите: http: // www.newmoa.org/prevention/mercury/landfillfactsheet.cfm.

Альтернативы без ртути

В настоящее время недоступна технология для производства энергосберегающих ламп общего назначения без содержания ртути, хотя лампы без содержания ртути были недавно разработаны для конкретных целей, таких как автомобильные фары или освещение витрин. Поэтому лампы с добавлением ртути будут по-прежнему использоваться, но с ними следует обращаться как с опасными отходами и утилизировать по окончании срока их полезного использования.Как указано выше, в каждом штате есть особые правила для предприятий и домовладельцев, касающиеся переработки или утилизации ламп с добавлением ртути.

Технология светоизлучающих диодов (LED) — это один из вариантов, который, как ожидается, в будущем при расширении исследований и разработок станет жизнеспособной альтернативой ртутным лампам. ¹² Светодиод — это полупроводниковый диод, который излучает свет, когда электрический ток проходит в прямом направлении устройства через цепь светодиода. Свет, излучаемый светодиодными лампами, зависит от используемого полупроводникового материала и может иметь синий (более холодный) или белый (более теплый) цвет.

используются в коммерческих целях с 1960-х годов и предлагают энергоэффективность, экономию на обслуживании, ударопрочность, долговечность и другие преимущества. Они значительно более энергоэффективны, чем лампы накаливания и люминесцентные лампы. Современные светодиоды обычно используются в коммерческих осветительных приборах, таких как дисплеи стадионов, рекламные щиты, светофоры, уличные фонари и, в последнее время, в качестве световых индикаторов в автомобилях и авианосцах. Однако для большинства целей общего освещения светодиоды еще не могут конкурировать с люминесцентными лампами из-за их стоимости — особенно по сравнению с КЛЛ, присутствующими сегодня на рынке.Необходимы дополнительные исследования для повышения энергоэффективности и снижения стоимости светодиодных технологий.