Øvrige typer lyskilder, herunder induktionslamper

Induktionslamper

En induktionslyskilde fungerer uden elektroder, idet energien tilføres via en elektromagnetisk proces.

Induktionslamper har lange levetid hvilket gør dem velegnede til anvendelse på stedet, hvor det kan være svært at komme til at skifte lyskilde, f.eks. tankstationer

Typer
En induktionslampes kolbe og sokkel er normalt ikke blandt standardiserede typer, og kan derfor kun anvendes i specialiserede armaturer udelukkende beregnet til induktionslamper. 

 

kl-70-10-20-philips-master-ql-85w-high.jpg          kl-70-10-30-osram-endura-150w-high.jpg

Eksempler på induktionslamper: Philips QL-lampe (tv) og Osrams Endura (th).

 

Typiske anvendelser
Den meget lange levetid på over 60.000 timer gør induktionslampen velegnet til anvendelse på vanskeligt tilgængelige steder, fordi vedligeholdelsesomkostninger derved bliver minimale.

Mange benzinstationer i Danmark benytter lyskilderne til pladsbelysning og i udlandet anvendes de til belysning af stadioner, tunneler, metrostationer og fabrikshaller.

Opbygning
Der findes to hovedprincipper for opbygning af induktionslamper. Opbygningen af den ene type minder om opbygningen af Philips QL lampe, mens opbygningen af den anden type minder om opbygningen af Osrams Endura.

Principskitse over bestanddele i en induktionslampe af typen Endura. Der er viklet et par spoler omkring et rør med toroide facon. Rør og spole virker som en transformator, hvor spolerne udgør den ene vikling og gassen i røret udgår den anden vikling. Driftsfrekvensen er 250 kHz.

Lystekniske data
Den nominelle lysstrøm for en 150 W induktionslampe er 12.000 lumen. Da lyskilden ikke indeholder elektroder, der kan sværte og nedbrydningen af lyspulver er moderat, er lysstrømsnedgangen henover lyskildens levetid begrænset. 

Mere end 30 % af lysstrømmen indtræder øjeblikkelig efter start, mens over 80 % opnås efter 1 min.

For de eksisterende typer er lysudbyttet ca. 80 lm/W., hvorfor induktionslamperne stort set udkonkurreres af LED, som har samme gode farveegenskaber og levetid, men er mere effektiv.

Lyskildens ydeevne påvirkes ikke af dens brændestilling.

Levetiden er 60.000 timer, hvorefter man forventer mindre end 20 % lampeudfald og under 30 % lysstrømsnedgang. Levetiden er uafhængig af lyskildens tænd-sluk frekvens.

Induktionslamper har en farvetemperatur på 3000K eller 4000K og farvegengivelsesindekset er bedre end 80.

 

kl-70-10-70-philips-spektralfordeling-ql-high.jpg

Spektral effektfordeling for Induktionslampen QL.

 

kl-70-10-10-dcl-induktionslampe-virkemåde-low.jpg
Figuren viser, hvordan induktions-
lampen virker. (I
p) er den strøm,
der føres ind i antennen.
zoom

Virkemåde
Induktionslamper virker på samme måde som fluorescente lyskilder (f.eks. lysstofrør), blot tilføres strømmen via en antenne eller en spole, som er placeret udenfor den gastætte kolbe.

Induktionslamper findes i flere udgaver. En af disse er QL-lampen, som er baseret på en lavtryks-kviksølvlampe ligesom lysstofrørene. Til denne udgave er valgt en kolbeform, som mest af alt ligner en forstørret glødelampe.

Det eksterne forkoblingsudstyr er en elektronisk højfrekvensgenerator, der producerer en spænding med en frekvens på 2,65 MHz. En spænding påtrykkes videre til en snoet antenne. Når antennen føres (gastæt) ind i kolbens midte opstår en strøm i kolben. Kviksølvmolekylerne anslås af elektronstrømmen og udsender (primært) UV-stråling, der via et lyspulver omdannes til lys.

Eltekniske forhold
Induktionslamper og tilhørende forkoblingsudstyr opfylder givne specifikationer ved en netspænding mellem 185 og 255V. Lyskilden er beregnet til at fungere optimalt ved netspænding med en frekvens mellem 50-60Hz, men kan fungere inden for intervallet 47-63Hz.

Induktionslamper kan gentændes efter 0,5 sekunder. Effektfaktoren cosφ er 0,85.

Forkoblinger
Der findes specifikke typer forkoblinger, som er beregnet til de forskellige typer induktionslamper. Fælles for dem alle er, at de er elektroniske, dvs. HF-forkoblinger.

For induktionslamper baseret på en H-udladning (magnetisk felt) kan selve lyskilden opfattes som den ene del af en transformator, mens forkoblingen udgør den anden del af samme transformator. Det giver nogle konstruktionsmæssige fordele, som f.eks. mulighed for en meget lang afstand (maks. 20 m) mellem forkobling og lyskilde. Forkoblingen indeholder en højfrekvensoscillator og diverse beskyttelseskredsløb, som hindrer udsendelse af elektrisk støj.

Termiske forhold
Induktionslampen udmærker sig ved at udsende en maksimal lysstrøm over et meget bredt temperaturinterval, der typisk ligger mellem 55-125 °C.

 

kl-70-10-90-osram-induktion-termiske-forhold-high.jpg

Induktionslampen udsender maksimal lysstrøm over et meget bredt temperaturinterval. Figur: Osram.

 

Udvikling og historie
Omkring 1880 udviklede man teorien om udladningslamper i et elektrisk felt. Flere forskellige typer induktionslamper blev forsøgsfremstillet i perioden 1890 til 1930. Fælles for dem alle var termisk ustabilitet, der trods en positiv modstandskarakteristik førte til en kort levetid.

I perioden 1960 til 1980 blev der igen udført et antal forsøg, men resultatet var atter ustabil drift samt en forkobling mange gange større end lyskilden selv. Alligevel fortsatte udviklingen, fordi lyskilden, hvis den er rigtigt konstrueret, har en række fordele, såsom lang levetid, øjeblikkelig gentænding og mulighed for dæmpning.

Den rivende udvikling af pålidelig mikroelektronik i 80'erne har gjort det teknisk muligt at omsætte en gammelkendt teknisk ide til praksis. I 1991 præsenterede Philips den første udgave i to versioner (kaldet QL-lampen). I 1992 præsenterede det amerikansk firma Intersource en version til 110 V med integreret elektronik og E27 sokkel ("E" -lampen). Kort efter introducerede GE induktionslampen "Genura". Det var en reflektorlampe med R80 kolbe, der udmærkede sig ved kompakte dimensioner i forhold til tilsvarende sparepærer. Effektiviteten var ca. 50 lm/W og levetiden ca. 15.000 timer (svarende til et fald i lysstrømmen på 25 %).

En ny variant af induktionslampen blev introduceret i 1994, hvor gassen bestod af svovlplasma, der blev tilført energi fra en mikrobølgeenhed ved frekvensen 2,45 GHz. Derved blev lyskildens svovlplasma omdannet til en særlig type molekyler kaldet dimars. Disse molekyler udsendte dernæst lys i et næsten kontinuert spektrum i det synlige område, og farvegengivelsen var relativt god. Lysstrømmen var 135.000 lumen, effektiviteten 95 lm/W og farvetemperaturen 6.000 K. Den var tiltænkt som en central lyskilde, der via lysledere kunne oplyse store arealer. Systemet har dog aldrig vundet udbredelse. Det har senere vist sig, at systemet formentlig kunne forstyrre trådløst internet og trådløse telefoner.

 



Relaterede emner: