Udladningslamper

Lystekniske data

De lystekniske egenskaber varierer for de forskellige typer af udladningslamper. Derfor egner de sig også til forskellige formål.

Nogle typer udladningslamper/damplamper er langt mere effektive end andre, ligesom der er betydelig variation i farveegenskaberne.

Generelt gælder, at høje wattager har et højere lysudbytte end lave wattager, ligesom udladningslamper med få linjer i spektralfordelingen har et højere lysudbytte end typer med mange linjer.

På samme måde kan man som hovedregel regne med, at de største wattager har den længste levetid.

I det følgende gennemgås lystekniske data (lysstrøm, lysudbytte, spektralfordeling og levetid) for hver af de fire typer udladningslamper.

Metalhalogenlamper
For metalhalogenlamper afhænger både lysstrømsnedgang og lysudbytte af de anvendte metalhalogener. Metalhalogenlampernes lysstrøm aftager relativt hurtigt i forhold til andre typer udladningslamper, hvilket skyldes en kraftigere sværtning af brænderen.

Metalhalogenlampens nominelle lysstrøm angives efter 100 timers drift. Efter start gennemløber metalhalogenlampen forskellige lysfarver, efterhånden som lyskilden opvarmes. Lyskilden udsender sin fulde lysstrøm efter 2 til 3 minutter.

kl-50-40-10-osram-metalhalogen-lysstrømsnedgang-high.jpg

Øverste kurve viser levetiden for metalhalogenlamper. Nederste kurve viser lysstrømsnedgangen henover lyskildens levetid.

 

Lysudbyttet for metalhalogenlamper er generelt højt og ligger mellem 70 og 100 lm/W afhængig af wattage og spektralfordeling.

Brændestillingen er afgørende for lyskildens lys- og farvemæssige funktion. De fleste metalhalogenlamper skal brænde i horisontal (vandret) stilling, mens nogle få typer skal brænde vertikalt (lodret). Man bør nøje følge producenternes anvisninger.

Metalhalogenlamper kan opdeles i to grupper afhængig af deres spektralfordeling:

  • udgaver med få (op til 3) linjer i spektret og højt lysudbytte.
  • udgaver med tilsyneladende sammenhængende spektrum (så mange og så tætte linjer, at spektret virker sammenhængende). Disse lyskilder har et relativt lavt lysudbytte.

 

kl-50-40-30-philips-spektral-hmn-td-70w-og-150w-730-3band-high.jpg

Typisk eksempel på spektralfordeling for metalhalogenlampe med 3 linjer. 

 

 

Metalhalogenlampers levetid afhænger af lampestrømmen, der bestemmer temperaturen og dermed fordampningen af emitterstof. Lyskildetyper med få spektrallinier har en nominel levetid omkring 12.000 timer. Andre typer (med flere spektrallinier) har en kortere levetid. Den økonomiske levetid varierer mellem 6.000 og 8.000 timer for lyskildetyper med få spektrallinjer.

Det er dog ikke altid den økonomiske levetid, der er afgørende for lyskildens udskiftning. Lyskilden undergår nemlig en ændring i lysfarve, der af kvalitetsmæssige årsager bør føre til en tidligere udskiftning. For visse fabrikater angives derfor en anbefalet levetid, hvor der netop er taget disse hensyn. Den anbefalede levetid er kortere end den økonomiske levetid.

Levetidskurver for metalhalogenlamper baseres normalt på 12 timers driftsperioder med lyskilden tændt i 11 timer og slukket i 1 time. Ved reduktion af driftsperioden, vil levetiden blive forringet. En halvering af driftsperioden (til 6 timer) reducerer typisk levetiden med 30 %. Konsekvenserne af en levetidsforringelse kan være så forskellige og uoverskuelige, at lyskildeleverandørerne bør konsulteres i hvert enkelt tilfælde.

Højtryksnatriumlamper
Lysstrømmen fra højtryksnatriumlamper falder kun lidt gennem lyskildens levetid. Lysstrømsnedgangen skyldes primært sværtning af udladningsrøret som følge af udslynget emitterstof, sekundært en gråtoning af udladningsrøret som følge af en begrænset kemisk reaktion mellem natriumgassen og aluminiumoxiden. Den nominelle lysstrømangives som lysstrømmen efter 100 timers drift og der går fra 6 til 7 minutter fra lyskilden startes til fuld lysstrøm er nået. 

Højtryksnatriumlampernes lysudbytte er bestemt af driftstrykket i lyskilden. Højtryks-natriumlamperne kan opdeles i 3 grupper:

  • Lamper med et lavt tryk (10 kPa) og et lysudbytte omkring 98 lm/W
  • Lamper med mellemtryk (40 kPa) og et lysudbytte omkring 80 lm/W
  • Lamper med højt tryk på ca. 1 atmosfære (95 - 100 kPa) og et lysudbytte omkring 40 lm/W. (White SON)


De fleste højtryksnatriumlamper kan anbringes i en vilkårlig brændestilling. Undtaget er de rørformede, 2-soklede udgave, der kræver horisontal (vandret) brændestilling. 

 

kl-50-40-60-osram-nav-4y-50-400w-højtryksnatrium-type-a-high.jpg

kl-50-40-70-philips-mini-whiteson-100w-højtryksnatrium-type-c-high.jpg

Figuren viser spektrale effektfordelinger for en højtryksnatriumlampe med et Ra-indeks på kun 25 (tv) og for en White SON lyskilde med et Ra-indeks på 80 (th). 

 

Farvetemperaturen spænder fra 2000 til 2500 K. Anvendes højfrekvent forkoblingsudstyr, stiger farvetemperaturen til op i mod 2800 K. Farvegengivelsesindekset, Ra, for de tre lyskildegrupper varierer mellem 20 og 80, hvilket fremgår af figuren. Forøges trykket yderligere i udladningsrøret, vil Ra-værdien falde. 

Den nominelle levetid for højtryksnatriumlamper ligger for type A og B omkring 24.000 timer, mens levetiden er noget mindre for lyskildetyper med et højt farvegengivelsesindeks (type C). Når lyskilden er udbrændt, vil den typisk stå og blinke. Udgaver uden kviksølv har ikke denne ulempe. Den økonomiske levetid varierer også efter lyskildetypen og ligger for type A og B mellem 10.000 og 16.000 timer og for type C på 8.000 timer. 

For alle typer gælder, at farvegengivelsesindekset falder gennem lyskildens levetid og den anbefalede levetid er for type C angives til ca. 5.500 timer, hvorefter lyskilden bør udskiftes. Levetidskurver for højtryksnatriumlamper baseres på driftsperioder af 10 timers varighed efterfulgt af mindst 1 times afkøling. Afvigelser herfra har betydning for levetiden. Således giver kortere driftstider en kortere levetid. 

Lavtryksnatriumlampen
Sammenlignet med andre lyskilder er lysstrømsnedgangen for lavtryksnatriumlamper meget moderat. Lavtryksnatriumlampen bruger op imod 15 minutter, før den opnår maksimal lysstrøm og den nominelle lysstrøm angives som lysstrømmen efter 100 timers indbrænding.

Lavtryksnatriumlampens monokromatiske lys ved bølgelængden 589 nm sikrer en meget effektiv lyskilde, da det menneskelige øje har sin maksimale følsomhed i netop dette område. Lysudbyttet, der stiger med wattagen, ligger i intervallet 70 til 160 lm/W. Brændestillingen er afgørende for lyskildens levetid. Derfor må producentens anvisninger følges nøje.

I figuren ses den spektrale effektfordeling. I det synlige område findes udelukkende to meget tætliggende linjer, der samlet benævnes D-linjerne.

 

kl-50-40-90-lavtryksnatrium-spektralfordeling-high.jpg

Spektral effektfordelingskurve for lavtryksnatriumlampe.

 

Lyskildens monokromatiske natur gør det vanskeligt at bestemme farvetemperaturen, men typisk angives denne til 1700 K. Forsøger man at udregne Ra-værdien, bliver den negativ, hvilket i lyskildeoversigter normalt fortolkes som et nul, dvs. Ra=0.

Lavtryksnatriumlampens nominelle levetid er omkring 15.000 timer. Levetidsophør skyldes i reglen enten mekaniske fejl (på udladningsrør eller yderkolbe) eller mangel på elektrodernes emitterstof. Lyskildens økonomiske levetid ligger omkring 11.000 timer. Tænd-sluk frekvensen har nogen - men ikke så stor - betydning for levetiden, da elektroderne kun bliver lettere belastet i tændingssituationen.

 

kl-50-40-91-lavtryksnatrium-monokromatisk-lys-high.jpg kl-50-40-92-farver-i-dagslys-high.jpg

Alle farver forsvinder i lyset fra lavtryksnatrium (tv). Til højre ses den samme hånd i dagslys.

 

Kviksølvlamper
Lysstrømsnedgangen hen over levetiden varierer for forskellige typer kviksølvlamper og skyldes generelt, at emittermateriale er kondenseret på udladningsrørets inderside. Kviksølvlampers nominelle lysstrøm angives som lysstrømmen efter 100 timers indbrænding. Efter start af kviksølvlampen er lysstrømmen op til 5 minutter om at nå sin nominelle værdi, fordi alt kviksølv først skal nå at fordampe.

Klare kviksølvlamper (dvs. uden belægning på kolben) har et lavere lysudbytte end typer med belægning, hvilket skyldes belægningens omdannelse af UV-stråling til lys.

Kviksølvlampen kan principielt brænde i alle stillinger. 

De fleste kviksølvlamper har en neutral lysfarve (3400-4200 K) og et Ra-indeks 60 eller ringere.

Den nominelle levetid for kviksølvlamper ligger mellem 16.000 og 24.000 timer. 

 

 

Relaterede emner: