A fény forrása V. - Fénycsövek
2006/11. lapszám | netadmin | 7563 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A fény forrása V. - Fénycsövek Fénycsövek Amint azt sorozatunk előző részében ismertettük (2006/9. lapszám), a gázkisülés elvén működő fényforrások két részre oszthatók: vannak a kisnyomásúak és a nagynyomásúak. A fénycsövek - amint arra nevük ...
Fénycsövek
Amint azt sorozatunk előző részében ismertettük (2006/9. lapszám), a gázkisülés
elvén működő fényforrások két részre oszthatók: vannak a kisnyomásúak és a nagynyomásúak.
A fénycsövek - amint arra nevük is utal - cső alakú, kisnyomású higanygőzzel
működő fényforrások. A hagyományos fénycső két végén fejelt, ahol a duplaspiralizált
wolfram elektródokat helyezik el. A fénycsőbe a higanyon kívül nemesgázt (argon,
krypton) töltenek. A kisülés többnyire a 253,7 nm-es UV-rezonanciavonalat erjeszti,
amelyet a cső belső falára felvitt fénypor alakít át látható fénnyé. A fénypor
minősége és összetétele határozza meg a fénycső színviszszaadását és színhőmérsékletét.
A két végén fejelt fénycsövek családját a széles típusválaszték jellemzi, színhőmérséklet,
színvisszaadás, teljesítmény, hossz, valamint átmérő tekintetében.
A gázkisülés elvét ismertető részben már felsoroltuk az ívkisülés létrejöttéhez
szükséges áramköri elemeket. Ezekre a fénycsövek áramkörében is szükség van.
A fénycső üzemeltetéséhez az áramkorlátozó előtéten kívül (és nem transzformátor!)
még gyújtóra is szükség van. E nélkül csak egyes speciális csövek gyújtanak be,
ilyenek a külső gyújtócsíkos, belső gyújtócsíkos típusok. A gyújtó szerepe a
két elektróda közötti viszonylag nagy feszültség létrehozása (esetenként akár
1000 V-nál is nagyobb), amely elegendő az ívkisülés beindításához (gyújtási feszültség).
A hagyományos gyújtó nem más, mint egy kis glimmlámpa, amelynek legalább egyik
elektródája bimetálból készült. Az áramkörön áthaladó áram hatására beindul a
glimmkisülés, a glimmáram felmelegíti a gyújtó elektródáit, amelyek hő hatására
összezáródnak. Ennek következtében áram folyik át a fénycső-elektródokon és az
előtéten. Ez az áram felizzítja a fénycső-elektródokat, aminek következtében
megindul az elektronemisszió. Mivel közben a bimetál kihűlt, megszakad a gyújtó
áramköre. Ez az áramerősség-változás az előtéten akkora feszültséget indukál,
amely már elegendő a fénycső begyújtásához. A bekapcsoláskor villogó fénycső
jelensége tulajdonképpen ennek a folyamatnak tudható be. Többszöri gyújtási kísérlet
esetén vagy a gyújtó bimetálja nem zárja kellőképpen az áramkört, vagy a fénycső-elektródok
már elhasználódtak. A gyújtó újra-újra gyújtja a fénycsövet, amely valahányszor
kialszik, mígnem vagy az egyik, vagy a másik áramköri elem tönkremegy. Az előtétnek
nem csak a fénycső begyújtásában van nagy szerepe, hanem a működés során is az
íváram korlátozásában. A fénycsövek korszerű működtetéséhez ma már nem induktív
előtéteket használnak, hanem elektronikus előtét-gyújtó egységeket (ezeket részletesen
egy következő részben ismertetjük).
Bizonyára találkozott a kedves olvasó a T12 (38 mm), T8 (26 mm), T5 (16 mm) stb.
kifejezésekkel. A T betű utáni szám a fénycső átmérőjére utal 1/8 inch-ben kifejezve.
A világítástechnikában a fényforrás-fejlesztők a zászlóvivők az új fejlesztések
területén. A gazdaságosságra való törekvésnek köszönhetően az 1936-os év szenzációja
a T 17 fénycsövek első nyilvános bemutatása volt. 1939-től a jó öreg T 12 fénycsövek
38 mm-es átmérőjükkel évtizedekig a gazdaságos fény jelképei voltak. A következő
lépésként 1978-ban megjelent a piacon a jelentősen vékonyabb (O 26 mm) és gazdaságosabb
T 8 generáció. Az új rendszer hatékonyságát még jobban megnövelte a modern elektronikus
előtétek használata, amely kombináció együtt jelentős élettartam-növekedést és
megtakarítást eredményezett. 1995 óta napjaink "slágere" a T 5 fénycső, amely
16 mm-re csökkentett átmérőjével és rendkívül nagy teljesítményválasztékával
szinte minden igényt kielégít. Az új rendszer 25 °C fokról 35 °C-ra eltolt fényáram-optimumának
köszönhetően nagyobb a fényáram, az új fénypor hatására pedig minimálissá vált
a fényáram-csökkenés, azaz hosszabb lett a hasznos élettartam. A továbbfejlesztett
elektronikus előtétekkel lámpakímélő, energiatakarékos előtétüzem valósítható
meg.
Az új fénycsöveknek két családját különböztetjük meg, egy rendkívül magas fokú,
104 lm/W-ig terjedő fényhasznosítású, és egy növelt fényáramú változatot, amelyek
azonos hosszméretek mellett eltérő teljesítménynyel rendelkeznek (1. táblázat).
Vizsgáljuk meg a megtakarítási lehetőségeket az ismert fejlesztések tükrében.
. A geometriai méretek csökkenése O 26 mm-ről O 16 mm-re ~ 4% megtakarítás.
. Fényáram-optimalizálás 25 °C-ról 35 °C-ra ~ 10% megtakarítás.
. Elektronikus előtétek alkalmazása ~ 7% megtakarítás.
. Új fejlesztésű lámpatestek alkalmazása (tükrök stb.) ~ 15-19% megtakarítás.
. Fényhasznosítás-növekmény a T8 fénycsövekhez képest ~ 10-17% megtakarítás.
A T5 típusú fénycsövek továbbfejlesztésén folyamatosan dolgoznak a kutatók, legutóbbi
új termék a +5 ...70 0C között állandó fényáramot biztosító T5 fénycső. Ez a
fejlesztés lehetővé teszi a fényforrás kültéri használatát is.
A táblázatból kiderül, hogy a fénycsövek fényhasznosítása lényegesen nagyobb,
mint az izzólámpáké. A fényhasznosítást nagyon befolyásolja a környezeti hőmérséklet.
Ugyanakkor, ha csökken a hálózati feszültség, csökken a kibocsátott fényáram
is, azaz kevésbé világítanak. A fénycsövek élettartama 10 000-16 000 óra közé
tehető. Ez az élettartam növelhető elektronikus előtét használatával.
A fénycsöveket a világítástechnikában a legelterjedtebb fényforrások közé soroljuk,
és használatuk létjogosultsága még hosszú ideig megmarad, köszönhetően kedvező
tulajdonságaiknak. Z. Nagy János
