Fényforrások 3 Fénycsövek

Az előadások a következő témára: "Fényforrások 3 Fénycsövek"— Előadás másolata:

1 Fényforrások 3 Fénycsövek
Schmidt Gábor képeinek felhasználásával BME VIK

2 Fényforrások rendszere
Hőmérsékleti sugárzók Kisülőlámpák Szilárdtest sugárzók (LED) Izzólámpák Halogén izzólámpák Kisnyomású Nagynyomású BME VIK

3 Ismétlés Csoportosítás a fénygerjesztés mechanizmusa alapján:
NAGYOBB KISEBB ENERGIANÍVÓ, SUGÁRZÁS Hőmérsékleti sugárzók kváziszabad elektronok sugárzása – sávon belüli átmenet minden lehetséges energiaérték megengedett 2. Lumineszcens sugárzók (lumineszcencia-hidegen sugárzás) kötött elektronok - sávok, vagy nívók közötti átmenet diszkrét energianívók 3.Szilárdtest sugárzók (Lighting Emitting Diode) Félvezetőn alapul p-n átmenetre nyitóirányú feszültséget kapcsolnak p is n is az érintkezési felület felé mozognak és rekombinálódnak BME VIK

4 Kisülőlámpák Kisnyomású Nagynyomású Higanylámpa Kevertfényűlámpa
Nátriumlámpa Fémhalogénlámpa Fénycső Kompaktfénycső Nátriumlámpa Elektróda nélküli lámpák BME VIK

5 Gázkisülések Gázatom (rendszáma n):
magjában n számú proton, és neutron (ezek együttes száma a tömegszám) a mag körül n számú elektron kering (meghatározott pályákon) az energiaszintek szigorúan meghatározottak az elektronok két csoportja: erősen kötött elektronok (az atommag közelében) vegyérték- (valencia) elektronok (külső pályákon) Valencia elektronok: kémiai kötések létrehozása könnyen gerjeszthetők nagyobb energiával leválaszthatók az atomról (ionozás) BME VIK .

6 Folyamatok gázkisülésben
Ütközés Rugalmatlan Rugalmas veszteség BME VIK

7 Ritkított gáztérben vizsgáljuk az áramvezetést:
Ube BME VIK

8 Folyamatok gázkisülésben 2.
A csőre adott feszültséget növeljük: A kozmikus sugárzás által keltett kis számú töltéshordozók (lineáristól való kezdeti eltérés: rekombináció) Telítés (a kis számú töltés hordozó eljut az elektródákhoz; eddig nincs fényjelenség) Töltéslavina (Townsend-kisülés) - ütközési ionozás - az áram a feszültséggel változik A kisülés önfenntartóvá válik. BME VIK

9 Folyamatok gázkisülésben 2.
Az áramerősség növelésével: kialakul a pozitív tértöltés és a katódesés (5,6) További áramerősség növeléskor a feszültség nem változik (6, katódfény a katódon) parázsfény kisülés (7) Termikus emisszió (8) ívkisülés (9, áramkorlátozás !) 2. Az ívkisülés jellemzői: kisnyomás, kis áramsűrűség  rezonancia vonalak gerjednek, nagy közepes úthossz, BME VIK

10 Szempontunkból érdekes anyagok ionizációs energiái.
Helium (He) 24,58 eV Neon (Ne) 21,56 –”- Argon (Ar) 15,76 –”- Kripton (Kr) 13,99 –”- Xenon (Xe) 12,12 –”- Higany Hg) 10,38 –”- Nátrium (Na) 5,12 –”- BME VIK

11 A higany gerjesztési nívói
alapállapot rezonanciavonal (az alapállapotba való visszatéréskor kisugárzott vonal) más gerjesztett nívók (sugárzás után a rezonanciavonalra kerül az elektron) metastabil nívók (innen nincs sugárzás által kísért visszalépés, energiacsökkentés ütközéssel) BME VIK

12 Fénycső felépítése Fénycső def:lágyüveg cső;fénypor bevonattal;Hg-al és nemesgázzal;kis nyomás;két végén W elektródákkal. Állvány részei: Árambevezető Szívócső Árnyékolótartó, árnyékológyűrű Elektróda emissziós bevonattal (alkáliföldfém) Fej Árambevezető Beforrasztás Állvány Higany (amalgám) csepp BME VIK

13 Halofoszfát fényporos fénycső spektrális eloszlása
BME VIK

14 Különböző színhőmérsékletű háromsávos fénycsövek spektruma
BME VIK

15 Fénycső energiafolyam-ábra és fényáram-tartása
BME VIK

16 Méretek Átmérő meghatározója: áramsűrűség (I/A) [ív a teljes csőkeresztmetszetre kiterjed] ≈35 mm Hossz meghatározója: térerősség ≈ 1 V/cm munkapontnak megfelelően I fv-ében > 1m →1200mm Jellemző átmérők: 38 mm (T12); 26 mm (T8); 16mm (T5); 8 mm (T2) BME VIK

17 Fénycsövek főbb jellemzői
Teljesítmény: 4 – 80 W; Fényáram: 200 – 7000 lm Fényhasznosítás: *100 lm/W Rövid felfutási és újragyújtási idejű Élettartamuk: kh ( átlagos égési időtartam 3 h, tápfeszültség ingadozás max. –10%, környezeti hőmérséklet megfelelő előtét és gyújtó esetén) Színhőmérséklet: K Színvisszaadás (fénypor függő) 65-85 Vonalas színkép BME VIK

18 Hagyományos és elektronikus előtétek
BME VIK

19 Fénycsöveknél: Név-leges teljesít-mény Pn; W Előtét típusa
Előtét típusa Előtét veszte-sége Pe; W Hálózati felvett teljesítmény PΣ; W Fény-áram Φ; klm Fényhasz-nosítαs η*; lm/W Meg-jegyzés 36 Hagyományos (KVG) 9 45 3 66,7 26 mm átmérőjű Kisveszteségű (VVG) 6 42 71,4 Elektronikus (EVG) 32+3 3,3 94,3 . BME VIK

20 A fénycsövek gyújtása A gyújtófeszültség a következő tényezőktől függ:
elektródtávolság (növekedésével nő a gyújtófeszültség, ugyanis csökken az elektronokra ható gyorsítóerő) a gáz nyomása (minimumgörbe szerint, Paschen: Ust = f(pd)) a gáz anyagi minősége gázkeverékek (Penning, az adalékgáz csökkenti a gyújtófeszültséget, ha az alapgáznak van metastabil gerjesztett állapota, s ez nagyobb energiájú, mint az adalék ionozási energiája) csőátmérő (csökkentésével nő a gyújtási feszültség, megnő a fali rekombináció szerepe) az elektród alakja, minősége BME VIK .

21 Fénycső gyújtó felépítése
Elektróda Ikerfém elektróda Zavarszűrő kondenzátor Bura (üveg) Tokozat Fénycső gyújtó felépítése (bimetálos) BME VIK

22 Hagyományos, ikerfém gyújtó
BME VIK

23 A fénycsövek üzemeltetése
Elektronikus előtét BME VIK

24 Speciális fénycső-típusok
Robbanásbiztos (FX) fénycsövek egycsapos fej belső gyújtócsík a gyújtócsík egyik vége galvanikusan érintkezik az egyik árambevezetővel, a másiknál hézag parázsfény kisülés: begyújtáshoz szükséges melegfejlesztés BME VIK

25 Speciális fénycső-típusok
Rapidstart fénycsövek külső gyújtócsík néhány mm széles bronzpor csík egyik vége 1 M ellenálláson keresztül összekötve az elektróddal a másik fejjel nincs összekötve, így ott parázsfény-kisülés alakul ki növekvő ionozás után a kisülés átterjed a két főelektród közé Reflektorbúrás fénycsövek titán-dioxid fémtükör-réteg a cső kb. 230º-nyi felületét borítja meghatározott irányban 65-70% fényáram-növekedés BME VIK

26 Speciális fénycső-típusok Nem látható tartományban sugárzó ff
Germicid lámpa (260 nm) Gyakorlatilag fénypor nélküli, csíra ölő hatás Erithemal-lámpa (mesterséges napfény) ~ 300 nm Speciális fénypor bevonattal Különleges sőtétkék üvegű UV (fény)cső, mezőgazdasági felhasználás (fotoszintézis tartománya) 400 nm és 650 nm BME VIK

27 Alkalmazások BME VIK

28 Rejtett világítás lakásban
BME VIK

29 Ipari alkalmazás BME VIK

30 Tirol (AT) BME VIK