Энергосберегающие лампы. Теоретическая часть (страница 3)
реклама
Используемое оборудование
Для проведения работ необходим широкий ассортимент оборудования, а последнее стоит весьма недешево и не особо распространено. Собственно, на данном пункте статья должна была бы и закончиться. Но, так ли уж обязательно наличие высокоточного оборудования? Понятно, что «очень хочется», но при его отсутствии неужели нельзя что-то предпринять? Увы, при этом потеряется важное качество – нельзя будет вынести какой-то четкий вердикт по работе ламп … и это ничем не заменишь.
При тестировании необходимо получить информацию о световом потоке лампы на момент начала работы и по прошествии некоторого времени. Если будет устройство, которое позволит довольно точно измерить его уровень на начало и на момент окончания теста, то в процентном отношении полученные результаты будут отражать реальное положение дел.
Кроме освещенности хорошо бы получить информацию о цвете свечения лампы.
Для первого условия требуется фотометрический шар, который (при некоторых оговорках) можно изготовить самостоятельно.
реклама
Полный шар изготавливать нет необходимости, хватит и его половины – компактные люминесцентные лампы довольно симметричны и световой поток в оба полушария примерно одинаков. Конечно, можно было изготовить и полный вариант, но к улучшению точности это бы не привело – замкнутое пространство приводит к повышению температуры объекта, да и отраженные лучи не полностью поглощаются темной поверхностью и частично переотражаются во вторую половину сферы, складываясь с основным световым потоком лампы. Для более-менее адекватного восприятия освещенности необходимо большое количество датчиков, поэтому выбрано их повышенное число - 73 штуки, равномерно распределенное по внутренней поверхности полусферы.
Как показала проверка в работе, у данного решения существуют довольно существенные недостатки, но к моменту выяснения этих дефектов все лампы были уже измерены и отправлены на стенд, а потому что-то изменять в его устройстве не представляется возможным. Увы, не всё удается с первого раза.
Решение со сферой является вынужденной мерой, иначе просто нереально получить информацию о деградации яркости КЛЛ по мере ее работы - очень уж неравномерна сила света в различных направлениях и это исключает «ручное» измерение яркометром.
Для примера, возьмем «спиральную» и «3U» лампы:
За «0» градусов принята точка над лампой, прямо противоположная ее цоколю.
Характер распределения силы света неравномерен, особенно у «спирали» с ее явным увеличением интенсивности под углом около 45 градусов к оси. Снимать данные кривые вручную с последующим интегрированием по всей поверхности – задача не столько трудная или нудная, вовсе нет, при этом резко падает точность замера. Поэтому пришлось отказаться от обычного яркометра в пользу самодельного устройства. Впрочем, и ему нашлось применение.
реклама
Вторая проблема – необходимость получения информации о цвете. Фотоаппаратом можно сделать снимок светящейся лампы и получить невразумительную картинку ее цветовых характеристик. Можно, но смысла очень мало, нужен спектрометр. Готовое устройство стоит соответствующе, но вполне возможно сделать что-то подходящее и в кустарных условиях. По счастью, самой труднодоставаемой деталью является дифракционная решетка, что не является серьезной проблемой и здорово упрощает жизнь.
Для проведения работ был изготовлен щелевой дифракционный спектрометр по самой тривиальной технологии:
Всё просто – свет проходит через узкую щель, попадает на дифракционную решетку и разлагается в спектр. Если изготавливать из элементов сантехники, то на сборку можно потратить всего пару часов. Но, увы, ничего осмысленного с данного аппарата получить не удастся, фотоаппарат не предназначен для снятия спектра. По крайней мере, та «мыльница», что была использована в моём аппарате. Проблема даже не столько в насыщении пиков уровня, сколько в нелинейности фильтров R-G-B матрицы фотоаппарата.
В качестве образца света снята галогенная лампа накаливания. По теории, интенсивность цвета должна снижаться по мере перемещения в высокочастотную часть спектра (синий цвет), здесь же творится черт-те-что, особенно на стыке зеленого и красного. Вполне очевидно, что «измерения» на таком оборудовании откровенно несостоятельны. Однако существует механизм калибровки, который способен повысить точность – спектр образцовых источников света монотонно спадает от «красных» к «синим» цветам, причем данная зависимость известна и зависит, по большому счету, только от температуры нити накала.
А это означает, что хотя фотоаппарат и не удовлетворяет по качеству работы, но может быть использован с калибровочным профилем. Понимая очевидную глупость задачи, готовую программу искать даже не пытался, пришлось написать что-то свое. Попутно обнаружились нелинейности не только по разделительным фильтрам, но по уровням и цветам. Для данного фотоаппарата гамма непостоянна и уменьшается по мере снижения уровня.
Конечно, я пробовал найти более подходящий вариант фотоаппарата, но среди «мыльниц» плохо то одно, то другое. Где-то игнорируется фиксированный режим цветового баланса, где-то чудовищно обрезается уровень (насыщение). Увы, «дешево и хорошо» – это сказка.
Ладно, сделано и откалибровано, но насколько всё это соответствует действительности? На просторах интернета много работ по измерению спектра люминесцентных ламп, можно попробовать найти что-то похожее и сравнить с показателями самодельного устройства.
Например, в статье «Спектроскопия» сайта «Новое и старое» приводятся численные данные замера КЛЛ Navigator NCL-3U-15-827-E27 . Точно такой же лампы приобрести не удалось, просто не подвернулось под руку. Как мне кажется, ближайшей к ней будет «Космос 2700К», модели 9 и 25 Вт.
Данные статьи:
У меня для ламп «Космос 2700К» вышло следующее:
реклама
Для единообразия пересчитаю величины в процентах от максимума зеленого цвета (546.04 нм).
|
по КЛЛ «Navigator», % |
по «Космос», % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Довольно хорошо видно, что спектр с низким уровнем примерно совпадает (завышение одинаковое, около 20%), а вот высокий уровень искажен – особенно это касается зоны красного цвета. И тому, и другому есть простое объяснение: хотя в фотоаппарате и была выставлена отрицательная коррекция экспозиции, но всё равно он ограничил уровень. Свою лепту внесла коррекция профиля в программе – «форма» спектра восстановлена правильно, насколько это возможно, но обрезанные максимумы по цветам R-G-B перестали быть «максимальными» значениями. Посмотрите, у красного на длине волны около 612 нм очень «размазанная» (плоская) верхушка, что явно следует из ограничения уровня.
Хоть это и не совсем верно, но на общее распределение спектра не оказывает существенного влияния, «отрезанное» не вносит столь уж значимый вклад в общую энергию свечения, который формирует цвет свечения лампы.
К слову, спектр ртути и люминофора не зависит «от чего-либо», поэтому на графиках нет разметки длин волн – это загромоздит и так мелкие картинки, а цифры везде одни и те же.
Программа считает отношение средней энергии излучения к ее максимальному значению, как простейший вариант оценки равномерности излучаемого света. Кроме того, она строит диаграмму цветового пространства CIE 1931, что позволяет получить цветовую температуру источника света.
К обычному графику температуры черного тела и «рискам» цветовых температур добавлена сетка зон на соответствии приложения №2 требований «Постановления №602».
От теории к практике
Довольно безыдейно выпускать статью без проверки качества работы испытуемых устройств. Для сего было приобретено в магазине Метро некоторое количество КЛЛ самой популярной серии «подешевле». Можно долго и сладостно «петь» о достоинствах ламп по 500 рублей и выше, но лучше всего раскупается именно этот самый «подешевле», что и представляет наибольший интерес для тестирования.
GamBiT
Торговая марка GamBiT представляется ООО "Шелфер", здесь можно привести дополнительную ссылку.
В магазине были КЛЛ в упаковках двух цветовых гамм – синей и желто-зеленой. Первый вариант исполнения приобретен в виде двух блоков - лампы 9 Вт, три штуки и 13 Вт, пять штук.
В блок входят три лампы:
Модель: RF 051 .
- Тип: 3U;
- Мощность: 9 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Цоколь: Е27;
- Напряжение: 220 В 50 Гц;
- Световой поток: 340 Lm;
- Срок службы: 4 года;
- Длина: 110 мм;
- Диаметр: 41 мм;
- Эквивалент: 9 W = 45 W.
Следующая лампа также поставляется в блоке, теперь уже на пять штук.
Посмотрим на саму лампу поближе.
Модель: RF 049 .
- Тип: 2U;
- Мощность: 13 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Цоколь: Е27;
- Напряжение: 220 В 50 Гц;
- Световой поток: 450 Lm;
- Срок службы: 4 года;
- Длина: 155 мм;
- Диаметр: 42 мм;
- Эквивалент: 13 W = 65 W.
От «синей» серии переходим к «желто-зеленой». Увы, на сайте производителя и в описании на коробках ламп нет никакого упоминания о цветной дифференциации штанов ламп.
Модель: RF 064 .
- Тип: 3U;
- Мощность: 13 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Цоколь: Е27;
- Напряжение: 220 В 50 Гц;
- Световой поток: 550 Lm;
- Срок службы: 8 лет;
- Длина: 130 мм;
- Диаметр: 41 мм;
- Эквивалент: 13 W = 65 W.
Модель: RF 066 .
- Тип: 3U;
- Мощность: 20 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Цоколь: Е27;
- Напряжение: 220 В 50 Гц;
- Световой поток: 800 Lm;
- Срок службы: 8 лет;
- Длина: 145 мм;
- Диаметр: 41 мм;
- Эквивалент: 20 W = 100 W.
Модель: RF 067 .
- Тип: 3U;
- Мощность: 25 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Напряжение: 220 В 50 Гц;
- Световой поток: 1400 Lm;
- Срок службы: 8 лет;
- Длина: 175 мм;
- Диаметр: 52 мм;
- Эквивалент: 25 W = 125 W.
Экономка
На упаковке можно найти ссылку вида «economka.com», но при переходе выясняется, что это очередная «мурзилка». Поиск google показал, что слово «лампа» там даже не встречается. Наиболее правдоподобный вариант - http://economka.com.ua, но и на нем данная модель отсутствует.
Экономный покупатель берет блоками, так выходит дешевле. Что ж, нет никаких причин не последовать этому разумному (или нет?) совету. Для исследования был приобретен блок из пяти ламп.
Вообще-то, использование в тестировании не одиночных ламп, а блоков приносит много полезной информации – можно оценить меру стабильности характеристик ламп в одной партии, так сказать, культуру производства. Кроме того, это позволит задействовать лампы блока в различных режимах работы, что предоставит возможность четче определить изменения.
Но для этих КЛЛ у меня совершенно случайно оказался экземпляр из совсем другой партии, приобретенный примерно полгода назад. Из внешних отличий я смог найти только желтый фон под текстом «Теплый цвет» на упаковке новых ламп, старая была лишена цветового выделения.
Модель: 2U 15w E2727 eco.
- Мощность: 15 Вт;
- Цветность: 2700К;
- Цоколь: Е27;
- Напряжение: 220-240 В;
- Рабочий ток: 100 mA;
- Световой поток: 700Lm;
- Срок службы: 6000 ч;
- Эквивалент: 15 W = 75 W.
реклама
Страницы материала
Лента материалов раздела
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Комментарии Правила