Kaasupurkauslamppu



Kaasupurkauslampun toiminta ja valon tuottaminen perustuu sähköpurkauksen lähettämiseen ionisoidun kaasun läpi. Käytettävät kaasut ovat yleensä jalokaasuja (argon, nenon, krypton ja xenon) tai näiden sekoituksia ja useimmat lamput sisältävät myös elohopeaa, natriumia tai metallihalideja. Käytössä elektronit kiihtyvät sähkökentän ansiosta katodilta anodille ja törmäävät matkalla kaasu- ja metalliatomeihin. Jotkut kaasu- tai metalliatomin elektronit virittyvät törmäyksen johdosta korkeammalle energiatasolle. Kun elektroni palaa takaisin normaalille energiatasolleen, se emittoi (säteilee) fotonin, joka on näkyvää valoa tai ultraviolettivaloa. Ultraviolettivalo saadaan näkyväksi valoksi lampun fluoresoivan sisäpinnan avulla. Kaasupurkauslampun käyttöikä on pitkä, mutta lamppu on monimutkaisempi valmistaa ja sen käyttö vaatii elektroniikkaa tuottaakseen oikean sähköpurkauksen kaasun läpi.[1]

Historia

Francis Hauksbee esitteli ensimmäisen kaasupurkauslampun vuonna 1705. Hän näytti, että tyhjennetty, varautunut lasiastia tuottaa jonkin verran valoa. Myöhemmin havaittiin, että käyttämällä jalokaasua ilman tilalla, saatiin valon tuotto optimoitua.[2]

Käyttökohteet

Loistelamppu, loisteputki
Ehkä parhaiten tunnettu matalapaineinen kaasupurkauslamppu. Loisteputki on osa loistevalaisinta. Loistevalaisimeen kuuluu loisteputken lisäksi sytytin ja joko magneettinen kuristin(rautasydämiset kelat) tai elektroniset liitäntälaitteet. Loisteputken molemmissa päissä on elektrodit, eli katodi ja anodi ja loisteputken lasikuvun sisällä on elohopeaa ja jalokaasua.[3]
DSC03187.JPG
Loisteputken pää
DSC03188.JPG
Loisteputki












Magneettisella kuristimella varustetun loistelampun sytytys
Kun valaisin kytketään päälle syntyy sytyttimen sisällä olevien avonaisten bi-metallikärkien(bimetalliliuska) välille 230V jännite. Sähköpurkaus sytyttimessä lämmittää sen bi-metallikärkiä, jolloin ne sulkeutuvat ja oikosulkuvirta pääsee kulkemaan kuristimen sekä loistelampun päissä olevien vastusten läpi. Vastusten lämpeneminen höyrystyttää elohopeaa, sekä erittää elektroneja, jolloin tarvitaan pienempi sytytysjännite. Kuristimen kautta kulkenut virta on muodostanut siihen magneettikentän. Kun bi-metallikärjet jonkin ajan kuluttua ovat tarpeeksi jäähtyneet, ne avautuvat. Tämä aiheuttaa korkean jänniteen purkautuneen magneettikentän takia. Tämä taas aikaan saa sähköpurkauksen loisteputkessa, mikä sytyttää lampun.[4] [5]

Energiansäästölamppu
Energiansäästölamppu toimii loisteputken toimintaperiaatteella. Magneettiset kuristimet on korvattu elektronisilla vastaavilla, jotka muuttavat sähkön taajuuden kymmeniin kilohertseihin. Valo ei tämän jälkeen välky.[6]

Pienpainenatriumlamppu
Pienpainenatriumlamppu on hyötysuhteeltaan paras sähkölamppu. Lampun valon tuottaminen perustuu höyrystyneen natriumin lähettämään näkyvään valoon, kun sen läpi johdetaan sähköpurkaus. Tuotetun valon aallonpituus (589nm) on lähellä aallonpituutta (n. 550nm), jonka ihmissilmä herkimmin näkee.[7] [8]

Suurpainenatriumlamppu
Suurpainenatriumlampun toiminta perustuu höyrystyneen natriumin lähettämään näkyvään valoon, kun sen läpi johdetaan sähköpurkaus. Yleisesti käytössä tievalaisimina, koska ne ovat kohtuuhintaisia (verrattuna pienpainenatriumlamppuun), kestävät pitkään (yli 30 000 tuntia) ja eivät juurikaan himmene käytössä.[9]

Elohopeahöyrylamppu
Elohopeahöyrylampun toimintaperiaate perustuu elohopeahöyryyn, josta tuotetaan valoa sähköpurkauksien ja loisteaineen avulla. Loisteaineella pinnoitettu lampun kupu muuntaa ultraviolettisäteilyn näkyväksi valoksi.[10]

Hohtolamppu
Glim- (tai glimm-) lamppu. Hohtolampun lasikuvun sisällä on kaksi metallilankaa, joiden välissä oleva neon-kaasu hohtaa, kun sen läpi johdetaan virtaa.[11]

Monimetallilamppu (metallihalogeenilamppu)
Monimetallilampun toimintaperiaate on hyvin saman kaltainen elohopeahöyrylampun kanssa, mutta valon tuotto perustuu eri metallien seokseen.[12]


Lähteet:
  1. ^ Wikipedia - Gas discharge lamp http://en.wikipedia.org/wiki/Gas-discharge_lamp, viitattu 10.2.2010
  2. ^ Wikipedia - Kaasupurkauslamppu http://en.wikipedia.org/wiki/Gas-discharge_lamp, viitattu 10.2.2010
  3. ^ Wikipedia - Loistelamppu http://fi.wikipedia.org/wiki/Loistelamppu, viitattu 10.2.2010
  4. ^ Wikipedia - Fluorescent lamp http://en.wikipedia.org/wiki/Fluorescent_lamp, viitattu 10.2.2010
  5. ^ Loistelamppu http://home.tamk.fi/~okopponen/k9203sahkosuunnitteluk/valaistussemmari/5Loistelamppu.html, viitattu 10.02.2010
  6. ^ Wikipedia - Energiansäästölamppu http://fi.wikipedia.org/wiki/Energians%C3%A4%C3%A4st%C3%B6lamppu, viitattu 10.2.2010
  7. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Pienpainenatriumlamppu, viitattu 10.2.2010
  8. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_vapor_lamp, viitattu 10.2.2010
  9. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Suurpainenatriumlamppu, viitattu 10.2.2010
  10. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Elohopeah%C3%B6yrylamppu, viitattu 10.2.2010
  11. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Hohtolamppu, viitattu 10.2.2010
  12. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Monimetallilamppu, viitattu 10.2.2010