7.ea. Kisülőlámpák folytatás

Az előadások a következő témára: "7.ea. Kisülőlámpák folytatás"— Előadás másolata:

1 7.ea. Kisülőlámpák folytatás
Kisnyomású kisülőlámpák (indukciós lámpák; SOX) Nagynyomású kisülőlámpák 1. BME - VIK

2 Ismétlés: folyamatok gázkisülésben
Ütközés Rugalmatlan Rugalmas veszteség BME - VIK

3 Megfelelő előtét esetén egyensúlyi állapot
A gáztérben a kozmikus sugárzás hatására jelen lévő töltéshordozók a feszültség hatására az elektródákhoz jutnak Nem önfenntartó kisülés  áramerősség növelésével  ionizációk száma nő  önfenntartó kisülés  áramkorlátozás Megfelelő előtét esetén egyensúlyi állapot A cső hossztengelyének legnagyobb részén az elektron és pozitív ion koncentráció közel azonos, kifelé semleges  Plazma állapot A plazmában lévő gerjesztett és ionizált gázrészecskék alapállapotba visszatérve fotont emittálnak. BME - VIK

4 Indukciós lámpák szintén kisnyomású higanykisülés nincsenek elektródok
nyitott ferrit magú tekercs mágneses tere gerjeszt a mágneses tér a gáztéren záródik a gerjesztő jel frekvenciája 2,65 MHz (Osram – 250 kHz) az élettartam többszöröse az elektródos kompakt fénycsövekének Philips QL, Osram Endura – külső előtét, GE Genura – integrált előtét BME - VIK .

5 A Philips cég QL elektróda-mentes lámpájának vázlata
BME - VIK

6 Fejben 2,6 MHz oszcillátor
Genura felépítése BME - VIK

7 A GE-Tungrsam GENURA lámpa fejébe beépített nagyfrekvenciás elektronikus áramkör vázlata
BME - VIK

8 Indukcióslámpák főbb jellemzői
Teljesítmény; Fényáram: gyártó függő, kevés típus *30-50 lm/W Hosszú felfutási és újragyújtási idejű Élettartamuk: gyártó függő 60kh is lehet Színhőmérséklet: S Színvisszaadás (fénypor függő) jó Vonalas színkép BME - VIK

9 Foto: DéTa BME - VIK

10 Kisnyomású nátriumlámpa
Szigetelő gyűrű Fej Elektróda Kisülőcső Dudor (gőznyomás biztosítására) Getter Szívócsúcs Kisnyomású nátriumlámpa BME - VIK

11 Kisnyomású nátriumlámpa színképi eloszlása
590 nm Kisnyomású nátriumlámpa színképi eloszlása BME - VIK

12 Kisnyomású nátriumlámpa
BME - VIK

13 Kis nyomású nátriumlámpák főbb jellemzői
Teljesítmény: 35 – 55-(200) W; Fényáram: 40 klm-ig *200 lm/W Hosszú felfutási és rövid újragyújtási idejű Élettartamuk: kh Színhőmérséklet: kisebb 2000 K Színvisszaadás rossz Gyakorlatilag monokromatikus sugárzó BME - VIK

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

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

16 Nagynyomású kisülőlámpák 1.1. Fizikai alapok
Fénygerjesztés mechanizmusa hasonló, de….. A higany sugárzás intenzitásának maximuma van 0.8 Pa nyomáson, de Pa-nál eléri a minimumot, ezután növekszik, de… BME - VIK

17 Különbség a kisnyomású és nagynyomású kisülések között
Kis nyomáson (1-100 Pa nagyságrend): a kevesebb ütközés, így nagy közepes úthossz miatt az elektronok nagy mozgási energiára tesznek szert nagy energiájú nívóról újabb ütközés előtt fotont emittálnak az alapállapotba való visszatérés közben (rezonanciavonalak) Nagy nyomáson (105 – 106 Pa): gyakoribb elektron-atom ütközések, kisebb közepes úthossz miatt kisebb energia rezonanciavolalak gerjesztésének valószínűsége kicsi, lépcsőzetes gerjesztéssel látható vonalak, atomok kölcsönhatása miatt a vonalak kiszélesedése rekombinációs sugárzás (folytonos) BME - VIK

18 A higany gerjesztési nívói (ismétlés)
alapállapot rezonanciavonal (az alapállapotba való visszatéréskor kisugárzott vonal) más gerjesztett nívók (sugárzás után a rezonanciavonalra kerül az elektron) BME - VIK

19 Hőmérsékleti viszonyok különbségei
Kisnyomású plazma alkotó részecskéi ↓hőmérsékletű gázt alkotnak,→átlag sebességük ↓, tömegük ↑. Az elektronok ↓ tömeg, ↑ sebesség →↑ hőmérséklet, nincs termodinamikai egyensúly. Nagynyomáson ↑az elektron atom üközések száma, elektronok lassulnak, nehezebb részecskék energiát kapnak →↑ hőmérséklet (4-6000K) lokális termodinamikai egyensúly BME - VIK

20 Nagynyomású ívben a kisülés a cső tengelyére lokalizálódik.→
Tengely mentén max áramerősség, max. fényintenzitás max. hőmérséklet (6000K) [Mind három mennyiség radiálisan gyorsan ↓] BME - VIK

21 Higanylámpa Fej Bura Állvány Kisülő cső (kvarc) Áramvezető és tartó
Gyújtó ellenállás 7.Fénypor BME - VIK

22 Higanykisülőcső Segédelektóda Fő elektródák 6. Gyújtó ellenállás
BME - VIK

23 A nagynyomású Hg kisülésben a rezonancia vonalakat a plazma elnyeli, viszont jól gerjed a 365 nm vonalcsoport BME - VIK

24 Fényporral szembeni követelmények
365 nm-s vonalat kell átalakítania; Látható vonalakat (405-ibolya; 436-kék; 546-zöld) ne nyelje el; C legyen működése optimális Emittált fény vörösben legyen gazdag BME - VIK

25 Higanylámpa BME - VIK

26 Nagynyomású higanylámpa spektruma
BME - VIK

27 Higanylámpák főbb jellemzői
Teljesítmény: (1000) W; Fényáram: 1,8 – 22(50) klm; *36-55 lm/W; hosszú felfutási és újragyújtási idejű; Élettartamuk: 16 kh (fényhalál); Színhőmérséklet: K; Színvisszaadás (fénypor függő) 40-50; Vonalas színkép BME - VIK

28 Foto:Tóth Mihály MÁV ZRt.
MÁV világítás a Phare program előtt (Szajol-Püspökladány) BME - VIK Foto:Tóth Mihály MÁV ZRt.

29 Kevertfényűlámpa (HMLI)
Izzószál Főelektróda Segédelektróda Gyújtó ellenállás Fej BME - VIK

30 Kevertfényűlámpa felépítése
Felépítése: 80 W Hgli + Izzószál ~ 80 W Sorba kötve izzószál BME - VIK

31 Kevertfényűlámpa BME - VIK

32 Kevertfényű lámpa spektruma
BME - VIK

33 Kevertfényűlámpák főbb jellemzői
Teljesítmény: 160, 250 W; Fényáram: 3,6; 7,0 klm; * lm/W; rövid felfutási és hosszú újragyújtási idejű; Élettartamuk: 10 kh (fényhalál); Színhőmérséklet: 4000 K; Színvisszaadás: 52; Színképe: vonalas + folytonos BME - VIK

34 Alkalmazás BME - VIK

35 T ív >T egyensúlyi >T fal
Fejlesztési irányok: - élettartam és fényhasznosítás növelése nátriumlámpa - színvisszaadás javítása  fémhalogénlámpa Szóba jöhető fémek: - nátrium (589 nm) - tallium (535 nm) - indium (410, 451 nm) - diszprózium (400, 421 nm) - holmium (389 nm) - szkandium (391, 402 nm) - ón (452 nm) Agresszivitásuk só formában csökkenthető halogenidek T ív >T egyensúlyi >T fal BME - VIK

36 Nagynyomású nátriumlámpa
Fej Bura(kemény üveg) Állvány(-”-) Kisülőcső(kerámia) Kitámasztó bordák Getter(bárium/cirkon-vas) Kitámasztó gyűrű Áramvezetők(nióbium) BME - VIK

37 Csőburás nátriumlámpa
1. Porcelán szigetelő 5. Kerámia zárósapka Csőburás nátriumlámpa BME - VIK

38 Nagynyomású nátriumlámpa típusai
Átlátszó burás - ellipszoid - csőburás Opalizált ellipszoid burás Iker kisülő csöves Fejelés szerint: -egy végén fejelt Edison -két végén fejelt BME - VIK

39 Nagynyomású nátriumlámpa
BME - VIK

40 SON spektrum BME - VIK

41 (nagynyomású) Nátriumlámpa főbb jellemzői
Teljesítmény: W; Fényáram: 3, klm; * lm/W; Hosszú felfutási és újragyújtási idejű; Élettartamuk: 24-28,5 kh (gyártó függő); Színhőmérséklet: <3000 K; Színvisszaadás: <40; de létezik színjavított is Vonalas színkép folytonos háttérrel BME - VIK

42 Ilyen volt Rákos állomás HgLI-vel
BME - VIK

43 Ilyen lett nátriumosítás után
BME - VIK

44 Fémhalogénlámpák Célja: a színvisszaadás javítása
Megoldás: különböző fémhalogedinek adagolása Típusok: egy végén fejelt, két végén fejelt kvarc kisűlő csöves, kerámia csöves egy kisülőcső, iker kisülő csöves cső burás, ellipszoid burás, átlátszó burás, opalizált burás általános (belsőtéri) világítási célú kerámia kisülőcsöves Fémhalogén autófényszórók (MPXL Micro Power Xenon Light, D 2) BME - VIK

45 Fémhalogénlámpa Fej Bura Állvány Kisülőcső (itt kvarc) Tartóbordák
Gyújtó ellenállás Bimetal Áramvezetők Tartóbilincsek Árnyékoló üvegcső Bárium getter Kitámasztó gyűrű BME - VIK

46 Fémhalogénlámpa spektrumok
BME - VIK

47 5. Opalizáltbura, esetleg fénypor
Fémhalogénlámpa 5. Opalizáltbura, esetleg fénypor BME - VIK

48 Kerámia kisülőcsöves fémhalogénlámpa
Előnye: Nagyobb hőállóság, szerkezeti stabilitás Jobb alakíthatóság, nagyobb geometriai pontosság Kisebb nátriumdiffúzió Rövidebb kisülőcső, kisebb egység teljesítmény BME - VIK

49 Standard fémhalogénlámpa
BME - VIK

50 Fémhalogénlámpa főbb jellemzői
Teljesítmény: W; Fényáram: 2, klm * lm/W Hosszú felfutási és újragyújtási idejű Élettartamuk: 5-18 kh (gyártó függő) Színhőmérséklet:3000 – 6500 (10000) K Színvisszaadás: Vonalas színkép BME - VIK

51 Termé-szetes fényű!!! BME - VIK

52 Alkalmazás: nagy terek
Foto: DéTa BME - VIK

53 Párizs Austerlitz pu Foto: DéTa BME - VIK

54 Fényforrások főbb műszaki paraméterei
ILCOS jelölés Egység-teljesítmény W Fényáram klm Fény-hasznosítás lm/W Szín-hőmérsékleti csoport Szín-visszaadási fokozat Élet-tartam kh Felfutási idő min Újragyújtási idő Izzólámpa I 15 … 300 0,1 … 4,6 8 … 16 M 1a 1 <0,1 Halogénlámpa (izzó) H 20 … 2000 0,2 … 40 10 … 20 2 Fénycső F 4 … 58 0,2 .. 5,4 50 … 90 M;S;H 2a … 1b 12 Kompakt fénycső FS 5 … 36 0,3 … 3,5 60 … 95* 1b 8 >0.1 Higanylámpa Q(E) 50 … 400 1,8 … 22 36 … 55 S 3 16 4 10 Kevertfényű-lámpa Q(B) 160 … 500 3 … 14 18 … 28 Fémhalogén lámpa 35 … 1000 5 … 300 67 … 86 S;H 5 (Nagynyomású) nátriumlámpa 3,4 … 130 97 … 130 24 (Kisnyomású) nátriumlámpa L 15 … 180 1,8 … 30 68 … 160 <4 7 0,1 LED 0,1 ... 0,001 ~ 20 ~ 2A BME - VIK *Előtétveszteségek nélkül