Классификация источников света
Главная >> Статьи ИИС
С физической точки зрения источником света может быть названа любая материальная система, излучающая электромагнитную энергию в оптической области спектра. В технике источниками света называют приборы, служащие для преобразования какого-либо вида энергии в энергию оптического излучения.
Источники света могут быть как естественными (светящие небесные тела, молния и др.), так и искусственными (свеча, электрическая лампа и др.). В современных искусственных источниках света для преобразования в свет используется преимущественно электрическая энергия. Такие источники света называются электрическими.
Электрические источники света можно классифицировать (разделить на классы, группы) по многим признакам, однако главными из инх являются: механизм генерирования света (вид излучения); назначение (область применения); конструктивно-технологические особенности.
По первому признаку (вид излучения) электрические источники света делятся на три больших класса:
- Тепловые
- Люминесцентные
- Смешанного излучения.
К тепловым электрическим источникам оптического излучения относятся прежде всего разнообразные лампы накаливания, в которых свет излучается проводником (вольфрамовым телом накала), накаленным протекающим через него электрическим током. К этому классу можно также отнести: электрические дуги между угольными электродами, основным источником излучения которых является поверхность электрода; газокалильные лампы, в которых излучают сетки, накаленные внешней теплотой; электрические инфракрасные излучатели.
К люминесцентным источникам света относятся такие источники, свечение которых основано на явлении люминесценции. По опреде лению С. И. Вавилова, люминесценция — это «... избыток излучения' над температурным излучением, если это избыточное излучение обладает конечной длительностью примерно от Ю-10 с и больше» Люминесценция не подчиняется законам теплового излучения. В основе ее лежит индивидуализированный перевод атомов и молекул вещества в возбужденное состояние, возвращаясь из которого в нормальное состояние, они излучают накопленную энергию в виде света. В зависимости от рода применяемой первичной (возбуждающей) энергию люминесценция делится на различные виды: электролюминесценция! (свечение веществ под действием электрического поля), фотолюминесценция (свечение веществ при облучении их светом), хемилюминесцен-ция (свечение в результате химической реакции) и др.
Типичными представителями люминесцентных источников света являются трубчатые люминесцентные лампы низкого давления, а также дуговые ртутные лампы типа ДРЛ (см. разд. 4), в которых одновременно с электролюминесценцией паров ртути в плазме электрического разряда используется фотолюминесценция нанесенного на стенку колбы люминофора под действием излучения столба разряда. К этому же классу относятся различные безлюминофорные газоразрядные лампы тлеющего, дугового, высокочастотного и импульсного разрядов (трубки тлеющего разряда, лампы с парами натрия, импульсные лампы и др.).
Источниками света смешанного излучения называются такие, в которых имеют место одновременно и люминесценция, и тепловое излучение. Представителем этого класса источников света является, например, дуга высокой интенсивности, в которой свечение дуги обусловлено явлением электролюминесценции редкоземельных элементов, поступающих из фитиля анода в межэлектродное пространство, а свечение раскаленного анода является тепловым излучением.
По назначению (областям применения) все электрические источники света можно разделить на следующие основные классы: 1) общего назначения — для общего освещения помещений и открытых пространств; 2) местного освещения — для освещения индивидуальных рабочих мест; 3) транспортные; 4) для сигнализации и индикации; 5) для оптических систем и приборов; 6) метрологические; 7) для технологических целей; 8) для специальных светотехнических систем и установок.
По конструктивно-технологическим признакам источники света разделяют прежде всего на три крупных класса:
- лампы накаливания;
- газоразрядные лампы низкого давления;
- газоразрядные лампы высокого давления.
Каждый из этих классов имеет специфические конструктивно-технологические особенности. Для ламп накаливания такими особенностями, объединяющими все лампы накаливания в один Класс, являются: вольфрамовое спирализованное тело накала, относи тельно малые габариты, высокий уровень механизации и автоматизации сборочных операций. Газоразрядные лампы низкого давления, входящие во второй класс, объединяет наличие анода и катода, обеспечивающих электрический разряд в лампе; присутствие ртутных паров в лампе и наличие люминофора на колбе; как правило, относительно большая длина ламп.
Класс газоразрядных ламп высокого давления отличается следующими общими признаками: специфическая конструкция анода и катода; наличие деталей из кварца и тугоплавкого стекла, а также других тепло- и термостойких материалов; использование в большинстве случаев двух колб (кварцевая горелка и наружная колба); применение фольговых молибденовых впаев усложненной конструкции; сравнительно невысокая производительность технологического оборудования.
Последовательность изложения материала в настоящем учебнике соответствует основным конструктивно-технологическим классам.
Изложенная классификация положена в основу системы условных обозначений источников света. Условное обозначение каждого типоразмера источников света состоит, как правило, из четырех элементов.
Первый элемент — от одной до четырех букв, характеризующих группу источников света по важнейшим физическим и конструктивным особенностям. Например, для газоразрядных ламп: Т — лампа тлеющего разряда, Д — дугового разряда, И — импульсная, Л — люминесцентная и т. д. Для ламп накаливания; В — вакуумная моноспиральная, Г — газополная моноспиральная, Б — биспиральная, БК — биспираль-ная криптоновая и т. д. Для ламп накаливания с покрытиями на колбах к первым буквам условного обозначения добавляют буквы: МТ— матированная, МЛ — молочного цвета, ОП — опаловая. В ряде случаев лампы накаливания (преимущественно специальные) первого элемента в обозначении не имеют.
Второй элемент — буквенное сочетание из одной-двух букв, обозначающее: для ламп накаливания — название лампы или характерную особенность, указывающую на назначение, например А—автомобильная, Ж — железнодорожная, С — судовая, СМ — самолетная, ПЖ — прожекторная, К — кинопроекционная, КМ — коммутаторная, Р — рудничная, МН — миниатюрная, СМН — сверхминиатюрная, Д — свечеобраз-. пая, ЗК, ЗС, ЗШ — зеркальная и т. д.; для ламп тлеющего и дугового разрядов — среду, в которой происходит разряд (Г — гелий, К — криптон, Кс — ксенон, Р •— ртуть и т. д.) и характерную особенность или назначение ламп (Л — люминесцентная, Т — трубчатая, С — для светокопирования и т. д.);.дли люминесцентных ламп — цветность свечения (Д — дневного света, ДЦ — дневного света с правильной цветопередачей, Б — белая, ТБ — тепло-белая) и назначение или характерную особенность ламп (Ф — для фотосинтеза, Э — эритемная и т. д.).
Третий элемент — цифровое выражение, определяющее: для ламп накаливания — номинальное напряжение в вольтах н через дефис — номинальную мощность в ваттах, силу света в канделах, ток в амперах или световой поток в люменах в зависимости от принятой маркировки данного вида ламп; для двухспиральных ламп накаливания— номинальное напряжение в вольтах и через дефис — номинальные мощности или номинальные значения других параметров первой и второй спиралей; для ламп тлеющего разряда — наибольший ток лампы в миллиамперах; для ламп дугового разряда — мощность в ваттах или напряжение питания в вольтах; для люминесцентных ламп — мощность в ваттах и в случае необходимости ставится буквенное выражение, характеризующее схему включения (например, БП — быстрого пуска); для импульсных фотоосветительных ламп — энергию разряда в номинальном режиме с наименьшей частотой вспышек в джоулях; для импульсных ламп-строботронов — номинальную мощность в ваттах.
Четвертый элемент — отдельная от третьего элемента цифра, определяющая порядковый номер разработки. Для ламп первой разработки четвертый элемент отсутствует.
Воспользовавшись этой системой, можно так расшифровать условные обозначения некоторых ламп: БК МТ 220-100-2 — лампа накаливания биспиральная, криптоновая, в матированной колбе, напряжением 220 В, мощностью 100 Вт, вторая разработка; А 12-21—|—6 — лампа накаливания автомобильная, номинальным напряжением 12 В, двухспиральная, силой света 21 и 6 кд; ЛТБЦ40 — лампа люминесцентная, тепло-белого света, правильной цветопередачи, мощностью 40 Вт; ДРЛ400 — лампа дугового разряда, ртутная, люминесцентная, мощностью 400 Вт.