Лампы холодного катода (ЛХК) - современный, эффективный, простой и безопасный источник света

Что такое лампы холодного катода ( ЛХК )?

Что же такое газосветные лампы? Очень часто мы слышим разные названия для этих ламп: неон, газосвет, что не совсем верно. Всемирно принятое и правильное название - лампы холодного катода (далее ЛХК). Лампа получила такое название потому, что работает на электродах, в которых отсутствует нить накаливания, а выделение тепла в процессе работы незначительно. Именно поэтому лампы холодного катода являются энергосберегающими, поскольку часть энергии, уходящей в тепло, также минимальна.

Уникальность ЛХК в том, что они предоставляют бесконечные возможности для их использования.

Для того, чтобы по достоинству оценить возможности ЛХК, давайте рассмотрим из чего же они состоят.

Конструктивно ЛХК представляют собой запаянную стеклянную трубку, наполненную инертным газом, на концах которой находятся электроды. Свечение создается электрическим разрядом, проходящим через инертный газ. Для того, чтобы создать электрический разряд необходимой мощности, нужен трансформатор, который создает необходимое напряжение и ток.

Казалось бы - ничего сложного и необычного. Но уникальность ЛХК в том, что, меняя те или иные параметры каждого элемента, мы можем получать совершенно разные результаты, и выбирать из них необходимые нам под конкретные задачи, что невозможно с другими источниками света, жестко привязанными к определенным техническим условиям.

Давайте более подробно рассмотрим каждый элемент лампы и влияние изменений параметров на результат свечения.

В современных ЛХК белого или цветного свечения используются три основные группы люминофоров:

"Standard".
По большей части состоят из фосфоров, называющихся галофосфатами, которые очень экономичны и акцентированы прежде всего на эффективность свечения, а не на высокую светоотдачу. Спектр таких белых цветов беден красными оттенками (630-670 нм), но в то же время богат длинами желтых и зеленых волн, где наиболее высока чувствительность человеческого глаза. Эти характеристики лежат в основе скорее негативного суждения со стороны публики об освещении неоновыми лампами. Действительно, недостаток в гамме красных оттенков производит угнетающий эффект на теплые цвета и, прежде всего, на цвет кожи человека, которая становится неестественно бледной. Их CRI колеблется от 50 до 76, согласно температуре цвета. 

Белые "Spectra"

"Спектра" - название, которое группа "Технолюкс" использует для обозначения смесей изученных фосфоров с целью получения белых цветов с наиболее полным спектром, имеющим наиболее высокий CRI при различных температурах цвета: в "холодных" цветах показатель CRI доходит до 97-99, в то время как в более "теплых" цветах CRI постепенно снижается. Такие виды освещения представляют максимальную точность цветов и особенно рекомендуются для использования рекламных стендов, а также в графике, мебельных салонах и магазинах одежды для внутреннего освещения. Среди производителей неоновых ламп подобные смеси называются "Extra", "Extra De Luxe", "Super De Luxe", и они имеют показатель CRI выше 90.

Белые Трифосфор

Состоят из так называемых "редкоземельных" элементов, успешно используемых группой "Технолюкс" с 1977 года при производстве газосветных ламп. Они имеют яркость в 1.2-1.4 раза выше, чем остальные трубки. (Внимание! Некоторые ошибочно полагают, что яркость трубок с "редкоземельными" элементами в несколько раз выше.

Это неверно и может привести к ошибкам при расчете мощности освещения!). Такие лампы стоят дороже и производят свечение типичным спектром, состоящим из пиков, который имеет большую эффективность. Т.е. они способны преобразовывать в видимый свет значительную часть ультрафиолетового излучения. Это означает, что можно использовать лампы с меньшим диаметром (где, наравне с интенсивностью тока имеется сильное ультрафиолетовое излучение на люминофорное покрытие лампы), или что можно увеличивать интенсивность тока в лампе, без ухудшения, и даже с улучшением соотношения Lumen/Watt. Это позволило, к примеру, производить "компактные" неоновые лампы. Трифосфоры - это смесь из трех веществ:
вещества, излучающие синий свет (примерно 450 нм);
вещества, излучающие зеленый свет (примерно 550 нм);
вещества, излучающие оранжево-красный свет (примерно 615 нм).

Эти три пика позволяют увеличивать контраст цветов, делая освещение более приятным и увеличивая CRI до высокого уровня, между 81 и 89. В любом случае, если необходимо получить максимально богатые и четкие цвета, это не самый подходящий выбор, из-за формы пиков спектра свечения. Проще говоря, такие фосфоры имеют тенденцию усиления тонов зеленого и оранжевого цветов.

Грамотный подбор ЛХК с определенными люминофорами позволяет более правильно подобрать освещение для того или иного интерьера.

Широкая цветовая палитра. Современные технологии позволяют получить свечение ЛХК любой цветовой тональности.

Как говорилось выше, инертные газы, используемые для свечения, - это, в основном, неон, аргон и их смеси. Неон имеет красное свечение, а аргон - голубое. Как же получаются разнообразные оттенки?

Все дело в люминофорном покрытии внутренних стенок трубок. Именно благодаря этому, ЛХК имеют огромное разнообразие цветного свечения.

Обычно применяются трубки из прозрачного стекла. Более насыщенные и яркие цвета получаются при использовании трубок из цветного стекла, в которых также используется внутреннее люминофорное покрытие.

 Разница между ними в том, что прозрачные трубки с люминофорным покрытием в выключенном состоянии белые (т.е. имеют цвет люминофора), а трубки из цветного стекла имеют цвет сами по себе.

Итак, в зависимости от задачи, стоящей перед дизайнером или проектировщиком, можно задействовать огромную палитру цветов и оттенков при использовании ЛХК.

Используя более теплый или более холодный оттенок белого при освещении помещения, можно создать ту или иную атмосферу, подчеркнуть теплые элементы интерьера или выделить более холодные детали. ЛХК позволяют реализовывать самые смелые фантазии художников.

Любые формы ЛХК

С помощью специального оборудования трубке можно придать самую оригинальную форму. Можно закрутить ее в пружину, повторить Вашу роспись, изогнуть в любых трех измерениях. Согласитесь, это очевидный плюс для реализации дизайнерских решений.

Любые размеры ЛХК

Стеклянные трубки ЛХК выпускаются различных диаметров от 6 мм до 38 мм.

Длина ламп может быть от 20 мм до 6 м.

Нужно Вам осветить узкую нишу, либо засветить огромную рекламную крышную установку - ЛХК способны решить любую проблему.

ГАЗ - НАПОЛНИТЕЛЬ ЛХК

В качестве наполнителя используется неон (для красного свечения и оттенков красного), аргон+ртуть, аргонно-неоновые смеси, а также, в некоторых случаях, криптон и ксенон.

ЭЛЕКТРОДЫ ЛХК

Электроды - очень маленький и в тоже время важный элемент в работе каждой ЛХК. Тот факт, что его рабочая температура 40°С, делает возможным использование ЛХК практически в любых температурных условиях (от +100 до -40 °С). Принцип работы электрода для ЛХК построен таким образом, что в нем нет нити накаливания, и, как следствие, в нем ничего не может перегореть. Именно поэтому ЛХК лишены недостатков, присущих лампам с горячим катодом (лампы накаливания и люминесцентные).

ТРАНСФОРМАТОРЫ ЛХК

Еще один важный элемент в работе ЛХК. Благодаря трансформатору, низкое напряжение из обычной сети преобразуется в высоковольтное, а ток уменьшается и переходит в разряд мА (10 в минус третьей степени).

Существует мнение, что высокое напряжение опасно для жизни. Но то, что создает реальную опасность для человека, это не напряжение, а ток. Так, в обычной сети ток составляет 1.2 Ампера. А ток, необходимый для работы ЛХК, в 1000 раз меньше.

Трансформаторы бывают двух типов - электромагнитные трансформаторы и электронные конверторы.

Электромагнитный трансформатор
в смоляном кожухе

Электромагнитные трансформаторы были очень популярны в прошлом, но постепенно они вытесняются электронными конверторами, поскольку они громоздки, тяжелы и создают шум при работе. Электронные конверторы, наоборот, миниатюрны, легки и бесшумны. Кроме того, они работают на высокой частоте (19 КГц), что дополнительно повышает безопасность для человека, поскольку высокочастотный ток не проходит сквозь объекты, а распространяется по поверхности. Тем самым, он не может нанести никакого ущерба.

Конверторы настолько умные, что фиксируют утечку тока на посторонний объект (который может быть человеком) и автоматически отключаются.

Также конвертор отключится, если произойдет обрыв проводов, или разобьется лампа, исключив возможность возникновения пожара.

Как мы видим, ЛХК совершенно безопасны, являясь единственным источником света, имеющим столько степеней защиты.

Электронный конвертор

Яркость свечения лампы зависит от тока. Таким образом, выбирая конвертор с той или иной выходной силой тока, мы можем выбрать яркость свечения лампы.

Итак, подводя итоги, еще раз выделим уникальные свойства ЛХК:

- большая цветовая гамма;

- возможность придавать любую форму;

- различные диаметры;

- стабильное свечение;

- длительный срок службы;

- использование в широком температурном диапазоне;

- возможность регулировать яркость свечения;

- энергосбережение;

- высокая степень безопасности.

ЛХК в освещении интерьеров

Пожалуй, на данный момент не существует ни одной лампы с такими широкими возможностями, как лампы холодного катода. Давайте соотнесем это с ЛХК.

Освещение коридора в офисном центре

Рисунок на потолке повторяется рисунком на полу, что придает динамику и оживляет банальный коридор. Белые лампы идеально повторяют форму сложных ниш на потолке без разрывов и затемнений, и дают мягкий рассеянный свет. При использовании люминесцентных ламп не удалось бы избежать разрывов в освещении, а свет в коридоре был бы излишне ярким, что повлекло бы за собой ненужное потребление энергии. Проект выполнен компанией Cathode Lighting System, USA.

Прежде всего стоит отметить, что ЛХК представлены 30-тью оттенками белого - от крайне теплого с цветовой температурой 1900K (свет живого огня) до крайне холодного с цветовой температурой 9000K. Ни одна лампа не может похвастаться такой широкой палитрой оттенков. И это дает поистине неограниченные возможности для освещения интерьера с самыми тонкими нюансами цветов. Нужно ли воссоздать романтический флер или теплоту живого огня, либо наоборот - сделать помещение максимально деловым, даже стерильным - все это возможно, выбрав ту или иную трубку ЛХК.

ЛХК - Освещение офиса

Здесь лампы холодного катода размещены в светорассеивающие плафоны, которые дают мягкий свет, не раздражающий сотрудников офиса. Проект выполнен компанией Oldham, UK.

Например, для интерьера, решенного в дереве с античными мотивами, очень подойдут лампы, свечение которых созвучно со светом живого огня.

Благодаря своему строению, ЛХК равномерно излучают свет вокруг себя на 360 градусов. Необходимо ли создать верхнее направленное освещение, рассеянное или отраженное - ЛХК без труда справляются со своей задачей.

ЛХК без труда крепятся в нишах, на потолках, стенах и даже в полу. При использовании ЛХК в нишах или при подсветке потолка или стены, Вы никогда не получите разрывов в свечении, что характерно при использовании других ламп.

Если Вам необходимо равномерное рассеянное свечение, достаточно убрать ЛХК за матовое стекло, молочное акриловое стекло или за полупрозрачный натяжной потолок. Если же есть необходимость в более направленном свечении, то добавьте за ЛХК зеркальный отражатель - и Вы получите четко направленный световой поток.

Возможность самостоятельно выбирать размер лампы значительно улучшает качество подсветки. Например, Вы хотите подсветить полки шкафа. Люминесцентные лампы имеют стандартные размеры и не могут осветить целиком требуемый периметр, а для ЛХК это не составит труда.

Хотите создать яркий световой или цветовой акцент - ЛХК поможет в этом. ЛХК способны принимать любую форму, любого размера, а в палитре более 60 цветов.

ЛХК в архитектурной подсветке

В последнее время очень большое внимание уделяется архитектурной подсветке. Специфика этого направления светового дизайна заключается в том, что необходимо освещать достаточно большие пространства. Это обстоятельство диктует особые условия к выбору оборудования. Светильники должны быть долговечными, энергосберегающими, с возможностью эксплуатации при разных температурных и погодных условиях, а свет ими излучаемый - ярким и равномерным.

Большинство существующих светильников для подсветки фасадов зданий являются точечными, что зачастую нарушает целостность внешнего вида и общего восприятия постройки. Чтобы этого избежать, необходимо использовать линейный светильник. В этом случае, как нельзя лучше подходят светильники с использованием ламп холодного катода.

Оформление московского офиса "Сибур"
Линии из ЛХК подчеркивают архитектурные особенности здания и выполнены в цвете фирменного стиля компании. Дизайнер: Е. Манеева.

Компания Tecnolux разработала специальную серию линейных прожекторов Artline для архитектурной подсветки. Принцип работы прожектов Artline основан на том, что лампа небольшого диаметра (7 мм) помещается в фокус параболического отражателя из зеркального алюминия. В результате все лучи света, излучаемые лампой, приобретают единое направление. Это позволяет использовать весь свет без потерь для равномерного освещения нужного нам объекта.

Благодаря своей конструкции, прожекторы Artline позволяют избегать характерных разрывов в световой линии освещения. Также прожектор может быть укомплектован лампой любого цвета из палитры, предлагаемой Tecnolux.

Прожектор Artline помещен в алюминиевый профиль и имеет IP защиту 55. Поскольку источником света является лампа холодного катода, этот прожектор имеет длительный срок службы (более 80 000 часов), может работать при температурных условиях от -40 до +100 °С и имеет высокие энергосберегающие показатели.

Другая возможность использования ЛХК в архитектуре - создание дополнительного декора, акцентирование элементов, подчеркивание архитектурных особенностей здания. Чаще всего в этом случае используются открытые ЛХК.

Пластичность, долговечность, экономичность ЛХК делает их очень привлекательными для использования в архитектурном дизайне.

Использование ЛХК для внутренней подсветки световых коробов

На сегодняшний момент существует реальная проблема энергопотребления световых информационно-рекламных панелей (световых коробов).

Для внутренней подсветки коробов используются люминесцентные лампы, потребляющие огромное количество электроэнергии.

Рассмотрим на примере подсветки крышной рекламной панели размером 8 х 16 м.

В световом коробе такого размера используется 360 люминесцентных ламп, а общая потребляемая мощность составляет 16 200 Вт. Если мы используем в этом коробе ЛХК, то нам потребуется 108 ламп по 3 метра каждая, и общая потребляемая мощность составит 4 428 Вт.

При этом общий световой поток, излучаемый люминисцентными лампами, равен 864 000 люм, а общая эффективность 53.33 люм/Вт. Для ЛХК, соответственно, эти данные будут 324 000 люм, при эффективности 73.17 люм/Вт.

Следует отметить, что разница в данных по яркости в пределах 50% с трудом воспринимается человеческим глазом. Для того чтобы получить эффектное изображение на световом коробе, контраст более важен, чем яркость. Более яркое свечение снижает контраст изображения, делает его восприятие более тусклым. Также очень важна передача цвета изображения. Использование ЛХК с люминофорами, обеспечивающими высокую цветопередачу (например, цвет №66), делают цвета более сочными и яркими.

Другими словами, световые и экономические показатели ЛХК для использования в подсветке световых коробов являются более оптимальными.

Конечно, использование люминесцентных ламп при первоначальном просчете покажется более экономичным. Однако затраты со временем будут расти - люминесцентные лампы очень зависят от условий внешней среды и требуют частой замены и постоянного обслуживания. Добавим к этому высокие показатели энергопотребления (в 4 раза выше, чем у ЛХК). Люминесцентные лампы уже не кажутся таким выгодным освещением. Как тут не вспомнить русскую пословицу - "скупой платит дважды".

Как мы видим, ЛХК могут использоваться как в освещении интерьеров, так и в уличном освещении. При этом, из-за особенности конструкции и своих свойств, ЛХК обладают такими выгодными показателями, как экономичность, непрерывность линии освещения, возможность эксплуатации при любых погодных условиях.

Подробнее на сайте нашей компании - http://www.helvetica-ural.ru