Merkmale von Entladungslampen
Alle Lampen, deren Wirkung auf der Umwandlung von Gaseigenschaften beruht, werden als Entladungslampen bezeichnet. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen und sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie zeichnen sich durch ihre Effizienz, Zuverlässigkeit und gute Farbwiedergabe aus.
Was sind Entladungslampen?
Eine Entladungslampe (GDL) ist ein kleines elektrisches Gerät, das sichtbares Licht in einem bestimmten Spektrum aussendet.
Jedes Gerät enthält die folgenden Komponenten:
- Ein Glaskolben mit Elektroden, die mit Gas gefüllt sind;
- Steuergerät in Form eines elektronischen Moduls oder eines Begrenzungswiderstandes
- Die Basis für den Einbau in das Gerät.
Sorte
Gasentladungslampen werden in Niederdruck- und Hochdruckentladungslampen unterteilt. Jede Gruppe hat ihre eigenen spezifischen Merkmale, die die Wahl einer bestimmten Anwendung beeinflussen.
Niederdruck-Entladungslampen
Das bekannteste Beispiel für eine Niederdruck-GRL ist die Leuchtstofflampe. Es besteht aus einer Röhre, die innen mit einem Phosphor beschichtet ist. Die Elektroden erhalten einen Hochspannungsimpuls und werden erhitzt.
Bei Erwärmung entsteht zwischen den Kontakten eine Glimmladung und in der Gasumgebung des Kolbens wird UV-Strahlung erzeugt, die auf den Leuchtstoff einwirkt und ihn zum Leuchten bringt.
Eine Variante der Leuchtstofflampen (LL) sind kompakte Geräte, die mit der Abkürzung CLL gekennzeichnet sind und sich vom Vorgängermodell nur durch die Größe unterscheiden. Alle Geräte haben ein in den Sockel integriertes Bedienelement.
Induktionsleuchten sind eine gesonderte Betrachtung wert. Sie haben keine Elektroden im Inneren und die Ionisierung wird durch ein hochfrequentes Magnetfeld verursacht. In der Regel wird im Lampenkolben eine Mischung aus Argon und Quecksilberdampf verwendet, die den Leuchtstoff beeinflusst.
Hochdruck-Entladungslampen
Komponenten, die im Inneren des Kolbens einen höheren Druck als den Atmosphärendruck aufweisen, werden als Hochdrucklampen bezeichnet.
Sie werden durch Quecksilberdampf-Entladungslampen (EB) repräsentiert. Es ist noch nicht lange her, dass sie den Großteil der Straßenbeleuchtung ausmachten. Heute werden sie jedoch durch Metallhalogenid- und Natriumdampflampen ersetzt, die einen höheren Wirkungsgrad haben.
Wenn Jodide an die Vorrichtung angeschlossen sind, ist sie mit DRI gekennzeichnet. Das Gerät enthält einen Quarzglasbrenner, in dem sich die Elektroden befinden. Als funktionelle Substanz wird eine Mischung aus Argon, Quecksilber und einigen Metalljodiden verwendet. Der Brenner befindet sich in einem verdünnten Raum und erzeugt eine starke Strahlung, die ausreicht, um große Flächen zu beleuchten. Die Leistung von HIDs kann zwischen 250 und 3500 Watt liegen.
Ein weiteres Beispiel für eine Hochdruck-GDL ist das Natriumbogenröhrenmodell (DNaT). Sie zeichnet sich durch eine sehr hohe Lichtleistung und einen relativ geringen Stromverbrauch aus. Das Licht hat eine ausgeprägte goldene Färbung. Der Nachteil ist die lange Abschaltzeit, die bis zu 10 Minuten betragen kann.
Wenn Sie weißes Licht wünschen, das dem Tageslicht so nahe wie möglich kommt, wählen Sie am besten Xenon-Bogenlampen. Die maximale Leistung kann bis zu 18 kW betragen. Die Wolframelektroden sind mit Thorium legiert und können hohen Belastungen standhalten. Saphirglas wird verwendet, wenn UV-Strahlung in der Ausgabe erforderlich ist.
Metallhalogenid-Entladungslampen (MHL) sind kompakte, robuste und leistungsstarke Lichtquellen, die aus einem Vakuumröhrenbrenner bestehen. Der Brenner ist aus Quarzglas oder Keramik gefertigt. Das Innere ist mit Quecksilberdampf und Metallhalogeniden gefüllt. Die Strahlung wird durch das Auftreten eines Plasmas zwischen den Elektroden erzeugt, wenn Strom angelegt wird. Die Leistungsabgabe der Geräte kann in einigen Fällen bis zu 3,5 kW betragen. Sie sind für eine Lebensdauer von 12.000 Stunden ausgelegt. Es dauert ca. 10 Minuten, bis die volle Leistung erreicht ist.
Funktionsprinzip der Lampe
Das Funktionsprinzip des GRL beruht auf der Wirkung einer elektrischen Entladung auf ein ionisiertes Gas. Die am häufigsten verwendeten Gase sind Argon, Neon, Krypton, Xenon und verschiedene Mischungen. Häufig wird Natrium oder Quecksilber hinzugefügt.
Video zum Thema: Aufbau, Prinzip und Funktionsweise von Strahlungsrohren
Sobald die Kontakte unter Spannung stehen, wird in der Röhre ein elektrisches Feld erzeugt. Sie bewirkt eine Bewegung der Elektronen und deren Wechselwirkung mit den Gasteilchen. Bei der Kollision der Teilchen wird Energie freigesetzt, die dann in Strahlung eines bestimmten Spektrums umgewandelt wird. Das genaue Spektrum hängt von der Gaszusammensetzung und dem jeweiligen Gerät ab.
Die Umwandlung von UV-Strahlung in sichtbares Licht wird durch eine Phosphorbeschichtung auf dem Lampenkolben unterstützt.
Manchmal gibt es auch Modelle mit einer integrierten Beta-Quelle. Dadurch wird das Gas im Inneren des Kolbens ionisiert, wodurch die Glimmladung minimiert wird.
Wie man eine Gaslampe auswählt
Bei der Wahl einer Gaslampe sollte man auf den Typ, die Leistung und die Lichtfarbe achten. Beliebt sind Halogen-Metalldampflampen, die einen hohen Druck und ein starkes und helles Licht erzeugen. Borosilikatglas hält das UV-Licht vollständig ab und macht das Licht sicherer.
Die Lumineszenz des Entladungselements kommt dem weißen Tageslicht sehr nahe, aber je nach Füllung gibt es unterschiedliche Schattierungen. Natrium hat eine gelbe Farbe, Thallium ist grün und Indium ist blau.
Auf dem Markt gibt es Glühbirnen für die Hintergrundbeleuchtung von Aquarien oder Gewächshäusern. Sie haben ein spezifisches Spektrum, das umweltfreundlicher ist als herkömmliche Leuchtstoff- oder Natriumdampflampen.
Natriumdampflampen haben eine Lebensdauer von etwa 25.000 Stunden, was mit LED-Leuchtelementen vergleichbar ist. Das ausgestrahlte weiße Licht kommt dem Tageslicht so nahe wie möglich und ermöglicht eine detaillierte Betrachtung von Objekten ohne Farbverfälschung.
Nachleuchtende Modelle sind in der Industrie und im Haushalt beliebt. In diesen Elementen befindet sich Quecksilber. Bei der Auswahl ist es wichtig, die langen Anlaufzeiten und die starke Erwärmung während des Betriebs zu berücksichtigen.
Anwendungen
Gasentladungslampen werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt. Besonders Xenon-Scheinwerfer in Autos fallen auf. Die meisten bekannten Automobilhersteller (Toyota, Opel, BMW) verwenden sie.
Effektive Geräte für die Beleuchtung von großen Lagerhallen, Industriehallen und Straßen, Beleuchtung von Werbetafeln und Gebäudefassaden.
Vorteile und Nachteile
Wie alle anderen Lampen haben auch die Entladungslampen Vor- und Nachteile. Wir empfehlen, bei der Planung der Beleuchtungsanlage jeden einzelnen Punkt zu berücksichtigen.
Vorteile:
- Die Modelle sind ausreichend haltbar und haben eine beachtliche stündliche Nutzungsdauer;
- Die verschiedenen Spektral- und Leistungswerte erleichtern die Auswahl des richtigen Geräts für die jeweilige Aufgabe;
- Die Leistungsabgabe von Entladungslampen ist deutlich höher als die anderer Geräte.
Nachteile der herkömmlichen Entladungslampen:
- Für den Betrieb des Geräts ist ein Regelungsgerät erforderlich;
- Die Lampen sind schwer zu montieren, was die Reparatur erschwert und die Kosten in die Höhe treibt;
- Die Modelle sind empfindlich gegenüber Schwankungen der Umgebungstemperatur und Spannungsspitzen;
- Einige Lampen benötigen eine erhebliche Anlaufzeit;
- Quecksilberhaltige Geräte müssen entsorgt werden.
Es gibt zwar Nachteile, aber dank ihrer Leistung und Effizienz haben Gasentladungslampen nach wie vor einen festen Platz auf dem Markt.