Искусственные источники света

Для искусственного освещения производственных помещений и территорий предприятий используются электрические источники света, которые делятся на две группы:

• газоразрядные лампы низкого и высокого давления
• лампы накаливания.

В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.

Основные характеристики ламп:

• номинальное напряжение питающей сети U, B;
• электрическая мощность W, Вт;
• световой поток Ф, лм;
• световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) Ф/W, лм/Вт;
• срок службы t, ч.

Лампы накаливания

Основаны на способности раскаленной нити из тугоплавкого метала (вольфрама) излучать видимый свет. Появившись в начале ХХ столетия, они имеют широкое распространение и по настоящее время (главным образом для освещения жилых помещений), благодаря своим достоинствам:

• относительно низкая стоимость;
• простота в изготовлении;
• удобство и надежность в эксплуатации (не требуют включения в сеть дополнительных пусковых устройств;
• имеют незначительный период разгорания;
• компактны;
• практически не зависят от условий окружающей среды;
• световой поток к концу срока службы снижается незначительно).

Однако, они имеют и существенные недостатки:

• низкая световая отдача (7...20 лм/Вт), а, следовательно, неэкономичность эксплуатации;
• небольшой срок службы (до 2,5 тыс. ч.);
• неблагоприятный спектральный состав (преобладание желтой и красной частей спектра при недостатке в синей и фиолетовой его частях по сравнению с естественным светом);
• нерациональное распределение светового потока для большинства ламп, что требует применения осветительной арматуры (светильников).

В системах производственного освещения применяются лампы накаливания общего назначения с номинальным напряжением 127 и 220В и лампы накаливания местного освещения с напряжением 24 и 40В.

Галогенные лампы накаливания (ГЛН)

Имеют по сравнению с лампами накаливания более высокий срок службы, значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность, благодаря применению кварцевой колбы, а также повышенную светоотдачу.

ГЛН применяются в системах общего освещения, прожекторах, для инфракрасного облучения, кинофотосъемочного и телевизионного освещения, автомобильных фар и аэродромных огней и т.п.

Газоразрядные лампы

Это приборы, в которых излучение оптического диапазона возникает в результате газового разряда в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей.

Они имеют следующие преимущества:

• более высокая, чем у ламп накаливания, светоотдача;
• большой срок службы;
• относительно низкая яркость, что полезно для глаз;
• спектр излучения (особенно люминесцентных) близок к спектру естественного света.

Недостатки:

• относительно сложная схема включения, необходимость в специальных пусковых приспособлениях – стартерах, поскольку напряжение зажигания у этих ламп значительно выше напряжения сети, а период разгорания довольно продолжителен, кроме того, пусковые устройства часто создают шум;
• ограничение по температуре окружающей среды (для люминесцентных ламп (ЛЛ)); при температурах близких к 0 0С и ниже они зажигаются ненадежно;
  * малая единичная мощность при больших размерах;
• значительное снижение и пульсация светового потока к концу срока службы;
• неудобство в обращении (в случае боя ламп, имеющих ртуть, необходимо собрать ртуть резиновой грушей, а также необходимость в сдаче таких ламп специальным организациям или закапывании ламп за пределами жилых массивов в специально отведенных местах после эксплуатации).

Из газоразрядных ламп наибольшее распространение для освещения производственных помещений нашли люминесцентные лампы (ЛЛ), дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ), металлогалогенные лампы (МГЛ), натриевые лампы высокого давления (НЛВД).

Люминесцентные лампы

Газоразрядные лампы низкого давления, которые имеют стеклянную трубку, наполненную дозированным количеством ртути и инертного газа с впаянными по концам электродами. Внутренняя поверхность трубки покрыта слоем люминофора.

В зависимости от марок люминофора различают несколько типов ЛЛ. Например: дневного света (ЛД); дневного света с улучшенной цветопередачей1 (ЛДЦ); холодного белого цвета (ЛХБ); теплого белого цвета (ЛТБ); белого цвета (ЛБ); холодного естественного света (ЛХБ); естественного света с улучшенной цветопередачей (ЛЕЦ) и др. ЛЛ применяются для освещения внутренних отапливаемых помещений и являются более предпочтительными, чем лампы накаливания.

Дуговая ртутная люминесцентная лампа ДРЛ

Газоразрядная лампа высокого давления. Она состоит из внутренней кварцевой колбы (пропускающей ультрафиолетовые лучи), которая заполнена парами ртути под давлением 0,2...0,4 МПа, и внешней стеклянной колбы, покрытой люминофором. Газовый разряд в парах ртути сопровождается мощным ультрафиолетовым излучением, которое с помощью люминофора преобразуется в видимое.

Существенным недостатком ламп ДРЛ является преобладание в спектре сине-зеленой части, что исключает их применение, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности.

Преимущество ламп ДРЛ перед ЛЛ заключается в независимости их работы от температуры окружающей среды. Поэтому они применяются для освещения территорий предприятий, населенных пунктов, а также производственных помещений большой высоты.

Металлогалогенная лампа (МГЛ)

Общего назначения типа ДРИ (дуговая ртутная с излучающими добавками) по своей конструкции аналогична лампе ДРЛ. Для заполнения колб ламп применяются галогениды (йодиды) натрия, скандия, индия и других редкоземельных элементов. Внешне лампа ДРИ отличается от лампы ДРЛ отсутствием люминофорного покрытия колбы. Лампы ДРИ излучают практически сплошной спектр, приближающийся к естественному (преимущество перед ДРЛ), кроме того, они имеют более высокую светоотдачу. Однако они имеют меньший срок службы и более сложную систему включения. Применяются в основном для освещения территорий, а также и внутренних помещений (работы, связанные с большим освещением – сборка радиоаппаратуры, намотка проволоки).

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

Содержат смесь паров натрия, ртути при высоком давлении и зажигающий газ – ксенон. Натрий является основным рабочим веществом, ртуть вводится для повышения температуры разряда, ксенон повышает световую отдачу. НЛВД имеет цилиндрическую разрядную трубку, смонтированную в вакуумированной внешней колбе, которая изготавливается из стекла вольфрамовой группы или кварца.

Лампы НЛВД применяются для освещения помещений, где выполняются работы грубее V разряда зрительной напряженности.