Tekniset tiedot. Lamppujen ominaisuudet. Kompromissi eliniän ja kirkkauden välillä

Transkriptio

1 Tekniset tiedot Lamppujen ominaisuudet Lamppujen valintaa varten täytyy määritellä tai tietää lamppujen tiettyjä ominaisuuksia. Tehonkulutus (W) tai virrankulutus (A) W = voltti x ampeeri Käyttöjännite (V) Kannan malli Muoto ja mitat Suojakaasun koostumus (jos ilmoitettu) Erikoistapaukset: Valovirta Värilämpötila (valokuvauslamput) Hehkulangan korkeus ja paikka (optisetlamput, joissa pistemäinen hehkulanka) Tämä on hyvä tietää Kompromissi eliniän ja kirkkauden välillä Valovirran määrä ja lampun elinikä liittyvät erottamattomasti yhteen. Niiden välillä on tehtävä tarpeisiin soveltuva kompromissi. Suurempi kirkkaus merkitsee aina lyhyempää elinikää. Mitä valo on? Valonsäteet Kun lamppu kytketään päälle, se alkaa lähettää fotoneja (valosäteilyä) luvun lopulla tiedemiehet todistivat, että fotonien siirtyminen ilmaan tapahtuu aaltoina. Näitä aaltoja kutsutaan usein valonsäteiksi. Valosäteilyn näkyvät ominaisuudet määritellään aallonpituuden avulla, aallonpituus ilmaistaan nanometreinä (nm, nanometri on miljardisosa metristä eli millimetrin miljoonasosa). Huomaa: suuren määrän valosäteilyä lähettävä lamppu ei välttämättä aina anna enemmän valoa. Mitä enemmän aallonpituuksia valosäteily sisältää, sitä kylläisempi on sen valo. Auringon säteily sisältää kaikkia näkyvän valon aallonpituuksia sekä lisäksi infrapuna- ja ultraviolettisäteilyä; Aurinko on siten erittäin kylläinen valonlähde. Näkyvän valon spektri Valolähteen eli lampun valosäteilyn sisältämien aallonpituuksien määrät ilmaistaan spektrikäyrällä. Lampun spektrikäyrästä voidaan nähdä, kuinka paljon lamppu säteilee esimerkiksi infrapunaa tai ultraviolettia. Valmistajat ilmoittavat tietoja aallonpituuksien spektrijakautumasta, tavoitteena varmistaa lamppujen sopivuus valaisuun.

2 Tekniset tiedot Hehkulangat S-2 C-2F C-2V C-2R C-6V C-17 S-6 C-6 O-6 C-7A C-8 C-8U C-8Z C-12 C-13 C-21 P-6Z C-2V (tuettu) C-8Z 3C-6 C-6 CC-6 C-6/C-6 C-2V C-5 C-8I C-8U C-6-Oval C-6 CC-6 2-C-8 2-CC-8 CC-8 S: hehkulanka ilman kierrettä C: yksinkierteinen hehkulanka CC: hehkulanka kaksoiskierteellä 2R: ilman tukea 2V: 1 tuki hehkulangalle 2F: 2 tukea hehkulangalle 8 ja 8I: hehkulanka pitkittäin 12: hehkulanka poikittain C-8 (quartzline) CC-8 (quartzline) C-8 Eliniän laskeminen käyttöjännitteen perusteella Kokemuksen perusteella valmistajat ovat luoneet käyriä ja kaavioita, jotka näyttävät lamppujen ominaisuuksien keskimääräisen muutoksen suhteessa käyttöjännitteeseen. Ts = Tn x (Un/Us) 12 Ts: elinikä ylijännitteellä Tn: nimelliselinikä Us: käytetty (yli)jännite Un: nimellisjännite 4.0 elinikä YLI- TAI ALIJÄNNITTEEN KERROIN virta 1.0 valovirta LAMPUN KÄYTTÖJÄNNITE 0.5 Lamppujen ominaisuudet suhteessa käyttöjännitteeseen

3 Ultravioletti (UV) ja infrapuna (IR) Ultraviolettisäteily Ultraviolettisäteet ovat säteilyä aallonpituusalueella nm nm. Yli 380 nm aallonpituudella säteily ilmenee näkyvänä valona. Alle nm aallonpituudella säteilyä kutsutaan röntgensäteilyksi. UV-säteilyä käytetään yleisesti hyödyksi lääketieteessä (desinfiointi), teollisuudessa (piirilevyjen valmistus), ja jopa solariumeissa (rusketuksen hankkiminen). Ultraviolettisäteilyä käytettäessä täytyy noudattaa erityistä varovaisuutta, koska väärin toteutettuna valaisin voi olla erittäin vaarallinen iholle ja silmille. Monet lamput säteilevät ultraviolettisäteitä. Esimerkiksi halogeenilamput säteilevät UV:ta. Sen lisäksi, että UV-säteily on haitallista, siitä ei ole mitään hyötyä tavallisessa valaisukäytössä. Tämän takia lampunvalmistajat käyttävät lamppujen kehittelyssä uusia menetelmiä, joilla voidaan vähentää UV-säteilyn määrää suodattamalla sitä erikoissuotimilla (UV STOP -tekniikka). Ultraviolettisäteilyä on kolmea lajia: UV-A, UV-B ja UV-C. Mitä lyhyempi aallonpituus, sitä vahingollisempaa UV-säteily on ihmiselle (lisätietoja sivulla 412) pm/picometer nm/nanometer 10-9 µm/micrometer 10-6 mm/milimeter m/meter Kosminen Gamma Röntgen UV IR Tutka Radiopuhelin UVC UVB UVA lyhyt keskip. pitkä nm nm Violetti - Sininen - Vihreä - Keltainen - Punainen Valosäteilyn aallonpituudet: ihmissilmä erottaa valona ainoastaan säteilyn, jonka aallonpituus on välillä 380 nm ja 780 nm. Näiden aallonpituuksien alapuolella on ultraviolettisäteily (UV) ja yläpuolella infrapunasäteily (IR). Infrapunasäteily (IR) Infrapunasäteily on (lämpö)säteilyä aallonpituudella 780 nm - 1 mm. Alle 780 nm aallonpituudella säteily on näkyvää valoa. Yli 1 mm aallopituuden säteilyä kutsutaan radioaalloiksi (tutka, radio). Infrapunasäteilyä käytetään sähköliesissä ruokien kuumentamiseen (keittotasot), teollisuudessa maalin ja pinnoitteiden kuivattamiseen sekä lääketieteessä hoitotarkoituksiin (lämpöterapia).

4 Valaistuksen käsitteitä Valovirta: myös lampun kirkkaudeksi kutsuttu valovirta on valolähteen kaikkiin suuntiin säteilemän valon kokonaismäärää. Se ilmaistaan lumeneissa (lm) tai lyhenteellä MSCP (Mean Spherical Candle Power, ympärisäteilevä valoteho). Huomaa: 1 MSCP = 1 lm/12,56. Valovoima: valovirran voimakkuus mitattuna yhdestä suunnasta määrätyssä kulmassa. Se ilmaistaan kandeloissa (cd). Valaistusvoimakkuus: määritelty valaistulle pinnalle lankeavan valon vaikutuksen mittaamiseen. Se ilmaistaan lukseissa (lx). 1 luksitarkoittaa 1 m 2 kokoisen pinnan valaisua valovirralla 1 lm. Värilämpötila Symboli: Tc Yksikkö: Kelvin-aste ( K) Värilämpötila on suure, jonka avulla määritellään valkoisen valon kyky toistaa värejä. Tämä suure on suoraan riippuvainen lampun säteilemän valon spektrin jakautumasta eri aallonpituuksille (tarkemmin kohdassa Valosäteily). Värilämpötilaa kuvaava käyrä sisältää valkoisen valon alueella valkoisia lämpimistä sävyistä (noin K), valkoisen kylmiin sävyihin (noin K). Esimerkiksi lampulla, joka aallonpituudet painottuvat lähelle infrapuna-aluetta, värilämpötila on alhainen (3000 K), kun taas lampulla, joka sisältää paljon lähellä ultraviolettia olevia aallonpituuksia, värilämpötila on korkea (8000 K). Valmistajat yleensä ilmoittavat värilämpötilan loisteputkilamppujen kohdalla. Päivänvalon sävyisen loisteputken värilämpötila on 6500 K, teollisuuskäyttöön tarkoitetun valkoisen loisteputken värilmpötila on K. Valkoinen valo, kun sitä käytetään tieteellisessä merkityksessä, koostuu kaikista näkyvän valon spektrin aallonpituuksista violetista punaiseen. Värintoisto-ominaisuudet Värintoistoindeksi, tai RA-indeksi, on valolähteen kyky tuoda esille erilaisia värejä. Värintoistoindeksin arvo vaihtelee välillä nollasta sataan. Mitä suurempi lukuarvo, sitä enemmän väreja valo pystyy toistamaan. Luonnonvaloa pidetään täydellisenä valona ja sen indeksiksi on siten asetettu. Valaistuskäytössä värintoistoindeksi määrittelee lampun kyvyn valaista värilliset esineet ihmissilmälle vääristymättömissä väreissä. Esimerkiksi liikennetunneleissa ja katuvalaistuksessa käytettyjen natriumhöyrylamppujen on havaittu vääristävän värintoistoa huomattavasti. Näiden lamppujen RA-indeksiluku onkin alhainen. Joissain tapauksissa värit luonnollisina toistavien lamppujen käyttö on välttämätöntä (museot tai kuvataidegalleriat ja ateljeet). Värilämpötila, trikromaattiset arvot ja värintoistoindeksi ovat suureita, joilla voidaan arvioida valon laatua ja sen sisältämiä värikomponentteja. Nämä kaikki kuuluvat kolorimetriikan maailmaan. Tämä on hyvä tietää Päivänvalo (tai auringonvalo, luonnonvalo) on valo, johon lamppuja verrataan. Sen trikromaattiset arvot ovat: x = y = z = 0,33, sen RA-indeksi on, se on valoa jossa värit toistuvat täydellisinä. Sen taajuusspektri on tasainen koko näkyvän valon alueella (380 nm nm). Sen värilämpötila on 6500 K. Päivänvalon voimakkuus keskikesällä on.000 luxia auringossa ja luxia varjossa.

5 Elinikä Alijännite Ylijännite prosenttia nimellisjännitteestä U 0 prosenttia nimelliseliniästä τ 0 % nimellisestä valovoimasta Φ 0 prosentteina nimellisvirrasta I 0 Tämä on hyvä tietää Lampun elinikä riippuu monista tekijöistä: lampun käyttöasento, ympäristölämpötila, jännitteen vaihtelut Tämän takia elinikää on vaikea hallita kovin tarkasti. Ilmoitetut lamppujen eliniät edustavat keskiarvoa, joka on saatu koekäyttämällä suurta määrää lamppuja vaihtovirralla ja nimellisjännitteellä. Tasavirralla lamppujen nimelliselinikä on 50 % vaihtovirralle ilmoitetuista arvoista. Lamppujen käyttökokemukseen perustuva kaavio (yllä)näyttää lamppujen ominaisuuksien muutokset suhteessa käyttöjännitteeseen. Hehkulamput yleisvalaistukseen: Ilmoitetut eliniät koskevat lamppujen käyttöä nimelliskäyttöjännitteellä; jos käyttöjännitettä on 5 % korkeampi, lampun elinikä pienenee 50 %. Jos lamppua kytketään päälle ja pois usein, sen elinikä lyhenee. Lamppumallille ilmoitettu elinikä on keskiarvo, joka pätee useimmille lampuille, mutta se ei tarkoita, että jokainen lamppu saavuttaisi kyseisen eliniän. Käytännön esimerkki: Hehkulamppu: 24 V,1 000 tunnin elinikä. Mikä on sen elinikä 5 % ylijännitteellä? 24 V + 5 % = 25,2 V (= käytössä oleva jännite) Elinikä ylijännitteellä = x (24 / 25,2) = 557 tuntia Päätelmä: lampun käyttö 5% nimellisjännitettä korkeammalla jännitteellä lyhentää elinikää lähes 50 % (557 tuntia verrattuna nimelliselinikään tuntia). Halogeenilamput: On tärkeää huolehtia lampun sähköisten liitosten hyvästä laadusta: huonolaatuinen liitos saattaa vaurioittaa liitospintoja, aiheuttaa ylikuumenemista ja johtaa lampun toiminnan loppumiseen. Ilmoitetusta nimellisjännitteestä poikkeaminen voi lyhentää lampun elinikää huomattavasti. Ylijännite: 5 % nimellisjännitteen ylitys lyhentää lampun elinikää jopa 50 %. Alijännite: lamppujen käyttöjännite ei saa olla jatkuvasti alle 95% nimellisjännitteestä, koska silloin halogeenilampun hehkulanka ei toimi normaalisti, lamppu nokeentuu nopeasti ja lampun elinikä lyhenee merkittävästi.

6 Kannat Kompaktiloistelamput ja loisteputket Merkkivalolamput kierteillä laipalla laipalla uralla E11 EP10 E14 IEC DIN E27 IEC DIN E40 IEC DIN G24d-2 G24d-3 G24d-1 P13.5s IEC PX13.5s puhelin johdinliitäntä kiila Bi-Pin M23 BA75 BA95 IEC IEC DIN DIN BA15d BA15s BA20s BA20d B21s-4 B21s-3 BA21d IEC IEC G24q-2 G24q-3 G24q G13 G5 G23 B22 P28s P30s P35s P40s Halogeenilamput Autolamput G22 G38 R7s-15/18 RSC DIN Fa4 DIN FC2 DIN G4 DIN G5.3 ansi GX5,3 GY5,3 soikea P43t P45t G6,35/GY6,35 lasi GZ6,35 DIN GZ4 G9.5 keskikoko GX9,5 DIN GY9,5 DIN tarkkuus G7,9/GX7,9 avoin GX16d P14,5s X511 PK22s Kantamalli G4 G5.3 GU5.3 GX5.3 G6.35 GY6.35 GZ4 G7.9 G9.5 GX9.5 GY9.5 GY16 G22 G38 Piikkien Ø 0, Jako (mm)