Люминесцентные лампы с увеличенным сроком службы

Новые типы люминесцентных ламп с увеличенным сроком службы

За последние 5 лет ведущие электроламповые фирмы (Philips Lighting, General Electric Lighting, Osram) повысили срок службы линейных люминесцентных ламп (ЛЛ) массового применения с 10—12 тыс. ч до 15—16 тыс. ч, а при работе в схемах с электронными ПРА даже до 18 тыс. ч.

Шведская фирма Auraligjit АВ недавно привлекла к себе пристальное внимание экспертов на мировом светотехническом рынке, освоив производство нескольких серий специальных люминесцентных ламп с резко увеличенным сроком службы (27 — 40 тыс. ч).

Представляет интерес история образования и развития этой фирмы, являющейся в скандинавском регионе основным производителем источников света, в первую очередь, люминесцентных ламп.

Небольшой электроламповый завод в окрестностях Стокгольма начал выпуск первых серийных ламп накаливания в 1930 г. (тогда фирма называлась Luma). Через несколько лет было организовано собственное производство вольфрамовой проволоки. Для спиралей тел накала. В 1943 г. фирма Luma — одна из первых в Европе — начала массовое производство люминесцентных ламп. После второй мировой войны производство интенсивно развивалось, новые площади и мощности осваивались на заводе в Карлскроне, где в 1970 г. пущен в эксплуатацию большой цех с автоматизированным технологическим оборудованием.

Специализация предприятия в направлении разработки и выпуска люминесцентных ламп с повышенной продолжительностью горения, а также решение Швеции присоединиться к Европейскому Союзу при­вели к необходимости структурной перестройки в деятельности фирмы, которая была завершена в 1994 г.

Фирма оценивает свои производственные возможности выпуском примерно 3 млн. шт. люминесцентных ламп в год. При численности персонала фирмы 200 человек ее годовой оборот составляет около 60 млн. долларов.

В 1980 г. фирма Auralight АВ получила мировой патент на новую конструкцию электродного узла, позволившую в 2 -3 раза продлить полезный срок службы линейных люминесцентных ламп мощностью 18, 36 и 58 Вт в колбах диаметром 26 мм.

В 1990 г. фирма запатентовала новую технологию защиты дорогих узкополосных люминофоров и стекла от ртутного загрязнения в результате химических реакций в процессе эксплуатации люминесцентных ламп: снижение излучательной способности (эмиссии) люминофора существенно замедляется при нанесении на внутреннюю поверхность колбы специального бесцветного покрытия. (Использование такой внутренней защитной пленки в люминесцентных лампах серии TL-D Super 80 NG (Philips Lighting) и Polylux XL (GE-Lighting) позволило уменьшить спад светового потока к концу срока службы (12-15 тыс. ч) с 15-20 % до 5 %).

Рассмотрим особенности, преимущества и области применения каждой из четырех люминесцентных ламп с повышенным сроком службы, выпускаемых фирмой Auralight АВ.

Зависимости светового потока от времени наработки, иллюстрирует очень высокий полезный срок службы этих люминесцентных ламп, достигнутый за счет указанных выше усовершенствований.

Внешне люминесцентные лампы серии AURA-Long-Life ничем не отличаются от стандартных люминесцентных ламп диаметром 26 мм, значительное же различие между ними — в конструкции электродов. Спираль электрода окружена чашевидным экраном, закрепленным на нетоковедущем держателе, впаянном в стекло ножки между токовводами. Со стороны цоколя экранный узел снабжен донышком, сквозь которое проходят токовводы электрода, а со стороны разряда передний торец экрана имеет диафрагму с осевым отверстием. Диаметр этого отверстия выбран таким образом, что свободные электроны могут проникать через него беспрепятственно и элек­трические характеристики лампы в пусковом и рабочем режимах не выходят из нормируемого диапазона.

Электродный экран, примененный во всех сериях люминесцентных ламп фирмы Auralight АВ обеспечивает следующие преимущества:

• окращает скорость испарения эмиттерного вещества (окислы бария, стронция, кальция);
• уменьшает интенсивность бомбардировки катода ионами ртути;
• потемнение приэлектродных зон колбы.

Как известно, эмиттер, нанесенный на спираль электрода, предназначен для снижения работы выхода электронов, что не­обходимо для нормальных условий зажигания и стабилизации Разряда люминесцентных ламп. С обеднением эмиттерного слоя работа выхода электронов резко повышается и, начиная с определенного момента, когда масса эмиттера достигает критического минимума, лампа перестает функционировать.

Экран вокруг электродов повышает плотность электронов в околоспиральном слое, что, в свою очередь, увеличивает напряженность электрического поля непосредственно перед элек­тродом и, соответственно, приводит к меньшему катодноанодному падению потенциала. Таким образом, процесс расхода эмиттера у новых люминесцентных ламп замедляется по сравнению со стандартными лампами.

Высокий срок службы люминесцентных ламп и незначительный спад их светового потока в процессе эксплуатации обеспечивается также тщательным выполнением чрезвычайно жестких требований к чистоте исходных материалов, в том числе стекла, электроламповых газов, эмиттеров, люминофоров и строгим соблюдением технологических режимов на всех стадиях автоматизированного изготовления ламп.

Одним из важных факторов, определяющих качество люминесцентных ламп и поэтому подвергаемых постоянному контролю, является давление наполняющей смеси газов. Оно оказывает прямое воздействие на срок службы ламп, характеристики пускового режима и, в определенной мере, на процесс генерации светового излучения. Поэтому эффективный процесс откачки и применение инертных газов высокой чистоты принадлежат к числу основных предпосылок обеспечения заданных параметров люминесцентных ламп серии AURA Long-Life и других типов люминесцентных ламп с продленным сроком службы. Кроме того, во всех модификациях ламп применяется специальный геттер с увеличенной продолжительностью действия, связывающий газовые примеси, выделяемые во время работы ламп и негативно влияющие на срок службы. Лампы серии AURA-Long-Life, основные характеристики которых приведены в табл. 1, выпускаются трех номиналов по мощности с пятью оттенками цвета излучения — от теплобелого ("домашнего", близкого к свету ламп накаливания) до холодного (дневного) и могут, в зависимости от состава люминофора, соответствовать двум различным классам качества цветопередачи: 1B (Ra = 80 - 90) или 2A (Ra = 70 - 80). Лампы с более качественной цветопередачей имеют световую отдачу на 12—17 % выше, в этих люминесцентных лампах применяются трехкомпонентные люминофоры, активированные редкоземельными элементами.