Korszerű fényforrások a színpadvilágításban. Világítástechnika PELYHE LTD

Átírás

1 Korszerű fényforrások a színpadvilágításban. Világítástechnika

2 A fényforrásokra jellemző fogalmak Fényhasznosítás A fényhasznosítás megadja, hogy a felvett elektromos teljesítményt ( P ) milyen hatásfokkal váltja át fényre, vagyis hány Lumen fényáram/watt felvett elektromos teljesítményt hoz létre egy lámpa. Jelölés: η (Éta) Mértékegység: Lumen/Watt Jele: Lm/W Fényhasznosítási - érték = megtermelt fényáram(lm) felvett elektromos teljesítmény(w) A fényhasznosítási érték az egységnyi elektromos energia által keltett fényáram értékét határozza meg. A fényáram értékét Lumenben, az elektromos teljesítményt Wattban adjuk meg. Az emberi szem érzékenységének maximumánál (555nm) 1w teljesítmény 683 lumen fényáramnak felel meg, azaz a fényhasznosítás 683 lumen/watt Optikai hatásfok a látható fényteljesítmény és az összes kisugárzott teljesítmény aránya. 2

3 Stúdió, TV és színpadi fényforrások fényáram értékei, átlagos élettartama és fényhasznosítása Fajta Teljesítm. W Fesz. V Fényáram lm Ált. élettartam/h Fényhasznosítás lm/w Mozilámpa Alacsonyfesz. fényszórólámpa Keményüvegbúrás halogén-projektor lámpa Kvarcüvegbúrás halogén projektor lámpa Kvarcüvegbúrás halogén projektor lámpa Halogén vonalizzó, 2 oldali aljzattal Kvarcüvegbúrás halogén projektor lámpa Fémhalogén lámpa (HMI, MSI, RSI) A halogénizzók a bevezetett elektromos energia cca 7%-át alakítja át látható fényé (16-33 lm/w), a fémhalogén izzók 20-30%-át ( lm/w). 3

4 Élettartam (T) Élettartam a fényforrás működőképességét jellemző időtartam. Egysége: óra, h. Az élettartamok kapcsán megkülönböztetünk: Névleges élettartam : A gyártó által deklarált érték. Átlagos élettartam : A kiégési görbe 50%-ához tartozó érték. Tényleges élettartam : A vizsgált darabot jellemző érték. Prognosztizált élettartam : Adott helyen, adott üzemi feltételek mellett várható érték 4

5 Színvisszaadás A fényforrás színvisszaadási tulajdonsága azt jellemzi, hogy fényében a környezetünk mennyire természetes módon jelenik meg. Az Ra általános színvisszaadási index fejezi ki ennek mértékét. Jelölik még CRI-ként is (Color Rendering Index) Színvisszaadási index R a, (CRI) A színvisszaadási index megadja, pontosan milyen egy adott fényforrásra vonatkoztatott színvisszaadási arány. Az R a meghatározásához nyolc teszt-színt választanak ki a környezetünkből, melyeket a vizsgálandó fényforrás és egy azonos színhőmérsékletű standard tesztlámpa fényének teszik ki. Minél kisebb az egyes teszt-színektől való eltérés, annál jobb a színvisszaadás. A 100- as érték azt jelenti, hogy a fényforrás a teljes színskálát megjeleníti. 5

6 Színvisszaadási index (R) A színvisszaadási index az adott színhőmérsékletű összehasonlító sugárzás által keltett színérzettől való eltérést, a spektrális telítettséget jellemző fogalom. Az általános színvisszaadási index jele: Ra; (CRI) dimenzió nélküli szám. Az általános színvisszaadási index a 14 színminta egyedi színvisszaadási indexei közül 8 színminta átlaga. A szabványok előírják, hogy adott látási feladathoz milyen színvisszaadási fokozat szükséges. Színvisszaadási fokozat Ra Színlátás Példák 1 A > 90 kiváló Izzólámpák, többsávos fénycsövek 1 B kiváló Fémhalogénlámpák, ritkaföldfém adalékkal 2A kiváló De luxe fénycsövek, fémhalogénlámpák 2 B jó De luxe fénycsövek, fémhalogénlámpák közepes Higanylámpák 4 < 40 gyenge Nagynyomású nátriumlámpák 6

7 7

8 Színhőmérséklet A fény színe egy hőmérséklettel jellemezhető, melyet a fényforrás határoz meg. A fényforrás színhőmérséklete az a hőmérséklet, amelyen az (elméleti fizikában meghatározott) feketetest ugyanolyan színű, mint a vizsgált fényforrás. Max Planck fizikus rendszerezte a fény színe és a sugárzás hőmérséklete közti összefüggést egy úgynevezett feketesugárzás - leírásával. Ezt nevezzük Planck görbének. Ő kiszámította a mindenkori úgynevezett Színhőmérsékletet. Ez a Kelvin fokban meghatározott érték a hőmérséklet thermodinamikai alapjain került kiszámításra, az abszolút nullapontra ( mínusz 273,15 Celsius fok ) vonatkoztatva. 8

9 Színhőmérséklet (F) Színhőmérséklet a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlására jellemző, a színérzetet meghatározó fogalom. Egysége: kelvin, K. A világítási berendezések létesítésével foglalkozó szabványok a fényforrásokat, a táblázat szerinti, színhőmérsékleti csoportokba sorolják. A színhőmérsékleti csoport jele Színhőmérsékleti tartomány (K) M < 3300 S H >

10 Fényszín A fényszín a fényforrás által kibocsátott fény melegségét vagy hidegségét jellemző valódi szín, melyet Kelvinben kifejezett színhőmérséklettel jellemeznek A fényszínt a színhőmérséklete adja meg és három csoportra osztható: Színvisszaadás Ra Legközelebbi színhőmérséklet Fényszínek 3. szint 3,300 K alatt meleg fehér (ww, wam white) 2. szint 3,300 5,000 K semleges fehér ( nw, neutral white) 1. szint 5,000 K felett napfény fehér (dw, daylight white) 10

11 11

12 Alapvető lámpafoglalatok Számuk, a professzionális világítástechnika területén történő alkalmazásuknak köszönhetően az utóbbi években ugrásszerűen megnőtt. Az új készülék konstrukciók, példának okáért mind csekélyebb házméretekkel vagy még nagyobb teljesítményfokozatban, a lámpagyártóknál is számos új lámpatípus kifejlesztéséhez vezetett. A legelterjedtebb lámpafejek: Gy9,5 Gx9,5 GY16 G22 G38 HPL Gx16D (PAR lámpák) R7s G6,35 Gx5,3 E40 üveg-, kerámia, fém 12

13 Edison / Bayonet / speciális (pl süllyesztett érintkezős) foglalatok 13

14 G (tűs) típusú foglalatok 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 Fényforrások és fénykeltési elvek Természetes fényforrások Termikus emisszió Elektromos Lumineszcens Félvezető kisülés Hőmérséklet sugárzás NAP St. János bogár Nincs villámlás Mesterséges fényforrások Izzólámpa Nagynyomású Fémhalogén Xenon Fénycső, kompakt fénycső LED Halogén izzólámpa 19

20 Az izzólámpák egy zárt lámpaburából állnak, melyben egy spirálon átmenő villamos áram szükséges az izzáshoz. Az izzólámpa fénysugárzása tulajdonképpen csak egy melléktermék, az energia nagyobb része hősugárzás és csak a teljesítmény 10 %-a alakul látható fénnyé. Az izzószál anyaga wolfram, melynek olvadáspontja 3400 Cº fölötti izzóhőmérsékletnek is ellenáll. A spirál átmérője és hossza minden fényforrásnál egyedileg a kívánt üzemi feszültségre, a teljesítményfelvételre és lámpahőmérsékletre készül. A wolframszál jó hőállóságának ellenére, ez az anyag is korlátozva alkalmazható az izzólámpa főbb jellemzőinek megfelelően Egyrészt a növekvő lámpateljesítmény egy csekélyebb élettartamhoz vezet, a növekvő izzóhőmérséklet feltételezi az izzószál anyagának gyorsabb elgőzölését és legvégül hosszabb égetési idő után az teljesen elolvad. Más oldalról nézve korlátozza ezt a folyamatot az izzólámpák célzott színhőmérséklete, a színhőmérséklet növekedése nagyobb izzószál hőmérsékletéttel valósítható meg és ezzel a fényforrás élettartamának természetes végét még gyorsabbá teszi. Ennek köszönhetően az izzólámpa színhőmérséklete nem haladhatja meg a 3400 K-t, ellenkező esetben a hőmérséklet az izzószál olvadáspontjának kritikus közelségében lenne és az élettartama extrém rövid volna. Emellett az elgőzölgő wolfram a lámpabúra belső felén fekete bevonatot képez és az égési idő növekedésével a színhőmérséklet csökkenni fog. Ez a folyamat játszódik le kétségtelenül a lámpabúra gáztöltése ellenére, amely nagyobb hőmérsékletnél a túl gyors wolframpárolgást akadályozza. 20

21 Modernebb izzólámpáknál a töltőgázba egy kis mennyiségű halogénelemet kevernek (pl. bromidok, jód,) a búráfeketedés megakadályozása céljából (halogén-körfolyamat). Egyszerűsítve a dolgot az elpárolgó wolfram atomok el se jussanak a búráig, hanem kerüljenek vissza a spirál közelébe, így a búra belső hőmérséklete 250 Cº marad. Kisebb, nem olvadó lámpaburáknál a gyártók gondoskodtak róla, hogy a lámpaburák belső oldala a többlethőmérsékletet gyorsan átvegye és a wolfram-halogenid vegyületek ne ott rakódjanak le, hanem visszavándorolva a spirál melegebb környezetébe ott visszabomoljanak wolfram és halogén atomokra. A kisebb és stabilabb lámpaburák alkalmazása lehetővé teszi a töltőgáz nyomásának növelését, mely egy műveletet, amely a wolframszál párolgási sebességét csökkenti és a lámpa élettartamát ill. a fényhasznosítását megnöveli. A halogénnel adalékolt fényforrások általánosan mint halogén izzólámpák kerültek a köztudatba. Előnye a lényegében változatlan színvisszaadás melletti öszélettartam, nagyobb fényhasznosítás valamint lámpaélettartam és kisebb méretek, melyek nem utolsósorban a fényvetők házméreteit csökkentik. 21

22 Halogén körfolyamat 1 2 wolfram (W) Halogen (X) W + nx WX n 3 4 WX n W + nx Szinhőmérséklet cca. : 3000K Búratérben 1400 C Búra belső hőmérséklet : 250 C hőmérséklet áramlás regeneratív(visszaépítő) kémiai folyamat 22

23 Halogén izzólámpák - Átfolyó áram hatására felmelegedő izzószál halogénnel adalékolt gáz közegben. A spirálról elpárolgott wolframot a halogén elemek visszaszállítják a spirálra, növelve ezzel az élettartamot. - Tipikusan 3000K körüli hőmérséklet, utal a várható élettartamra - Kitűnő színvisszaadás, kitűnő fénykomfort,0-100% szabályozható - Változatos kivitelek tükörrel ill. tükör nélkül, változatos fejtípusok - Nem túl jó fénykeltési hatásfok - Élettartam tipikusan óra - Megbízható, alacsony költségszint - Jellemzően: 200W.10kW 23

24 Stúdiók és színházak halogén izzói A stúdiók és színházak halogénizzóival szemben támasztott követelmények egyediek és nem hasonlíthatóak össze az általános világítással. A következő követelmények elengedhetetlen feltételei ezeknek a fényforrás-kategóriáknak: Nagyobb és állandó fényáram; egyedi, a filmszakmára jellemző nagy megvilágítás-értékek eléréséhez. Jobb fényhasznosítás; azonos teljesítményfelvételnél nagyobb fényteljesítmény a látható fény tartományában az IR hősugárzás rész visszaszorítása mellett (nagyobb színhőmérséklet, kisebb hősugárzás) Nagyobb fénysűrűség, hogy a leadott fényt tükrökkel és lencsékkel jobban vezessék a kívánt irányban Konstans színhőmérséklet; a stúdióvilágításnál különösen minden fényforrás egységes színhőmérsékletére figyelni kell. Egzakt, pontos beültetési helyzet; lámpacsere után szükségtelen a fényforrások beállításával, pozicionálásával foglalkozni. 24

25 A fényvetőket nézve a leggyakrabban alkalmazottak a halogén-izzólámpák, amelyek három lényeges fényforrás-konstrukciót takarnak. Egyoldalon fejelt halogénlámpa Kétvégén fejelt halogénlámpa PAR lámpák 25

26 Egyoldalon fejelt halogénlámpa Az egyoldalon fejelt halogénlámpák egy üvegburából, és egy érintkezőlábakkal ellátott kerámia fejből (kivételes esetben fémfej is lehet) állnak. Ez egy olyan optimális optikai leképezést enged meg, amely elkerüli a szóródási effektust és az emittált (kisugárzott) fényt a lencsék vagy tükrök segítségével a kívánt irányban vezeti. A lámpa izzószála spiralizált és egyoldalon egymás mellett úgy van elhelyezve, hogy a fő sugárzási irányban magát az ellenkező irányba ne árnyékolja. 26

27 Gyakorlatban ez síkbeli elrendezéshez vezet (monoplán elrendezés). A duplasíkú és fedésileg eltolt elrendezés (biplán elrendezés) a lámpatest szélességét tovább csökkenti és még nagyobb fénysűrűséget eredményez. 27

28 Ebben az összefüggésben említhető meg, hogy a törpefeszültségű (12-24V) halogénlámpáknál az egyedi spirálok távolsága lényegesen kisebb, mint a hálózati feszültségű (230 V) lámpáknál, így kisebb méretű lámpabúra szükséges.) Az egyoldalon fejelt halogénlámpákat 24 kw-ig használják 28

29 HALOGEN LAMPS Single Ended Gy 9,5 GX 9,5 Üzemi hőmérsékletek: Izzószál csatlakozásánál 500 C A burában C A foglalatnál 350 C (attention of the positioning ) Élettartam cca:. 500 HOURS G 22 GY 16 G 38 Előnyei Hátrányai - Kis méret - Kíváló színvisszaadás Ra - kitünő fehér fény - Kiválóan dimmerelhető - Magas üzemi hőmérséklet - Rövid élettartam - Érzékeny a rázkódásra - Esetenként nem felcserélhető csatlakozás 29

30 Két végén fejelt halogénlámpák A kétvégén fejelt halogénlámpák általánosan a halogéncsoporthoz tartoznak, és alkalmazhatóak fényár,- felületvilágító lámpatestekhez és riportlámpatestekhez is. Ezek egy hosszú üvegburából és kétoldalon kiképzett kerámiafejből állnak melyből az izzószál kivezetése axiális. A kétoldalon fejelt halogénlámpák 5 kw-ig beépíthetők. Megfelelő fényvetők mindazonáltal a szabványos teljesítményfokozatokban 500, 800, 1000, 1250 és 2000 W-os kivitelben találhatóak. 30

31 A színház nézői számára alig észrevehető a színhőmérséklet különbség, kivétel ez alól, ahol extrém nagy különbségek vannak (pl. egy halogénizzó fénye közvetlenül összehasonlítható a lényegesen magasabb színhőmérsékletű kisülőlámpáéval). Ezzel szemben a TV-stúdiókban egy egységes és állandó színhőmérséklet bír nagy jelentőséggel, ahol a TV kamerák, mint a színes filmek is, egy egzakt színhőmérsékletre vannak beállítva és az eltérés törvényszerűen színeltolódáshoz vezet. Ez a színhőmérséklet 3200 K-nél található, itt a lehető legjobb a kompromisszum a relatív hosszú élettartam (400 óra) és a jobb fényhasznosítás között (csekélyebb hőfejlődéssel jár). A 3200 K színhőmérsékletű lámpákat a szakemberek, mint stúdiólámpákat ismerik. CP (cinema photo) sorozat. Színházban a nagyobb színhőmérséklet nem feltétlenül szükséges, mely a lámpaélettartam lerövidüléséhez vezet. A színházba 2900 vagy 3000 K lámpákat építenek be, ahol a megszokott égési idő 750 óra. Ennek megfelelően ezeket a lámpákat, mint színpadlámpákat osztályozzák. T (theater sorozat). 31

32 PAR-lámpák A PAR-lámpák üvegtükrös lámpák, melyeknél a fényforrás parabolikus fémgőzölt üvegtükörrel összeépített egység. Alkalmazhatóak a manapság kapható fényvetőkhöz (pl. PAR 36, PAR 56, PAR 64) és 1000W-ig különböző teljesítményekben szállítható. A spirál elrendezése közvetlenül a parabolatükör fókusz pontjában található. Az előtétüveg főfelületének különböző struktúrája segítségével eltérő sugárzási szög érhető el. A választék az átlátszótól (Very Narrow Spot Narrow Spot CP 60) a matitott (Spot CP 61), a bordázottól (Flood CP 62) a nagyon erősen bordázottig (Wide Flood CP 95) terjed. Legújabban fémtükörrel ALUPAR típusként is gyártják. 32

33 33

34 Halogén izzólámpák fejlesztési irányok: - IRC bevonatok megjelenése - Gyorsan, könnyen a lámpatest megbontása nélkül cserélhető fényforrás - Az optimális optikai világítástechnikai paramétereknek alárendelt spirálkonstrukció (80V típusok) - Új nyersanyagok - Megnövelt hőmérséklet tűrés hosszabb élettartam - Fizikai méretek csökkentése 34

35 Relatirelatív értékek Relatirelatív értékek Halogén fényforrások működési karakterisztikája feszültség 100 % 105 % % % feszültség % 35

36 W lumen K óra 500 M 40 MP T18 MP ,5x11,5 400 CP82 MP ,3x11, T11 MP ,5x T19 BP x CP70 BP x T 29 BP CP 90 BP

37 Fémhalogén lámpák - Ívkisülés nagy nyomáson higany, + egyéb fémek (pl. Indium, Tallium, Diszprózium) - Minden esetben működtető egység használata szükséges - Extrém nagy fényáramok( kb 3,5x nagyobb a hasonló teljesítményű halogénhez képest, akár 1,5..2 millió lumen) - Kitűnő színvisszaadás, kiváló fénykeltési hatásfok - Kis méretű fénypont, kiváló optikai hatásfok - Élettartam tipikusan óra - Jellemzően:200W.18kW (24kW) 37

38 Kisülőlámpák A kisülőlámpáknál a fény egy a gázban történő elektromos kisülés hatására folyékony vagy szilárd adalékanyagok segítségével jön létre, ahol a fényforrások üzemeltetéséhez egy előtétkészülék, a kisülés beindításához pedig egy gyújtókészülék használata szükséges. A gyújtókészülék néha a fényvetőbe építve, azon belül a lámpafejbe integrálva található, az előtét nagyobb méreteinek köszönhetően, mint külső egység használatos % hatásfok lm/w fényhasznosítás 38

39 Összehasonlítva az izzólámpával, a nappalifény-spektrumban ajánlott kisülőlámpáknál a fény megszokott színhőmérséklete 5200 K-tól K-ig terjed, a különböző fényszínek a gyártók által rögzítettek a különböző töltőanyagok összeállításától függően. A kisülőlámpák fényteljesítménye a halogénizzókkal összehasonlítva lényegesen magasabb (4-szer nagyobb), fénysűrűségét a készülék konstrukciónak köszönhetően egy szűkebb sugárnyaláb segíti elő. A kisülőlámpák hagyományos módon nem dimmerellhetők. Erre a célra olyan elektronikus előtétek ajánlhatók, amely a dimmer-funkciót is tudja, ez a világításszabályozás % tartományban engedhető meg. 70 %-os határ alatt egy további szabályozás szükséges, amely a színhőmérséklet látható változásához vezet, egy olyan effektushoz, amely üzem közben nem kívánt. Komplett elsötétítési lehetőség ezekkel nem valósítható meg. A gyakorlatban ezt mechanikus elsötétítő blendékkel oldják meg, melyek lamelláit általában egy fényvezérlőpultról tudják vezérelni. Egyes kisülőlámpák kikapcsolás után melegen nem gyújthatók újra, az új gyújtási folyamat előtt hagyni kell őket először kihűlni. Éppen ezért fontos tudni, hogy a kisülőlámpák teljes fényteljesítménye a gyújtási folyamat után mennyi idő múlva áll rendelkezésre (felfutási idő). Ez az időtartam a fényforrástól függően akár 2-4 percet is igényelhet. Egyes kisülőlámpáknál már megvalósították a melegen is utángyújthatóságot. (60 KV) A kisülőlámpák alkalmazása a film és TVszektorban alapvető a külső felvételeknél, ahol nappali fényű filmeket forgatnak. Itt rá vannak utalva egy kb K színhőmérsékletre és a halogénizzós fényvetők csak akkor alkalmazhatók, ha az ő fényüket egy korrekciós szűrővel erre a színhőmérsékletre összehangolják. Ezáltal a fényhasznosítás vesztesége 50%, így a drasztikusan csekély fényerősség még jobban lecsökkenne és a felvétel számára többé nem volna elegendő. A színházban a kisülőlámpákat, mint kiegészítő fényforrást alkalmazzák, melyeket nagy fényintenzitása és a kemény, hideg fénye határoz meg. 39

40 40

41 Keramikus fémhalogén 41

42 A fontosabb kisülőlámpa típusok. HMI Fémhalogénlámpák (HMI. MSI) HTI Fémhalogénlámpák (HTI MSR- CSR) HQI Fémhalogénlámpák (HQI) XBO Xenonlámpák (XBO) UV-lámpák Fénycsövek 42

43 Fémhalogénlámpák (HMI) A HMI lámpák váltakozóáramú kisülőlámpák, melyekben a villamos ív egy sűrű, ritka földfémmel adalékolt (Dysprozium, Thulium és Holmium), különböző fémhalogenidekből és higanyból álló gázban jön létre. Ezeket a lámpákat az Osram 1970-ben fejlesztette ki és többnyire DAY LIGHT napfény fényvetőkben használatosak. Más fényforrásgyártók is készítenek azonos teljesítményjellemzőkkel fényforrásokat más terméknév alatt értékesítve őket. A jellegzetes HMI lámpák nagyon magas fényhasznosításúak, amely max.100 lm/w, a színhőmérsékletük K, a színvisszaadási index Ra>90, a fényáramszabályozás %-ig terjed, éppen úgy, mint meleg újragyújtásnál. 43

44 A halogén körfolyamat érvényesül a HMI lámpáknál is, melynél akadályozza a búra belső falára történő lecsapódást, melynek oka az elektródaanyag elgőzölgésében keresendő. A körfolyamat továbbá beállítja az ív meleg zónájában a fénykeltéshez szükséges gázhalmazállapotú halogenidek nagy koncentrációját. A HMI lámpák normál állapotban konvekciós (hőáramlás) hűtéssel üzemeltethetők, különösen nagy teljesítményeknél a fej hűtéséhez egy segédventillátor szükséges. A HMI lámpáknál lényeges megkülönböztetési szempont a fej kiképzése. Az egyoldalon fejelt fényforrások egy érintkezőkkel ellátott fejjel rendelkeznek és leghasználtabban W teljesítményfokozatokban találhatók, de W változatban is kezd elterjedni és 6-12 kw-os változatban is használatosak. A kisülőcső általában egy dupla burában van, azaz a kisülőcső egy második üvegburával van ellátva. Az egyoldalon fejelt kisülőlámpák előnye a kisebb beépítési helyigény, amely a különösen nagy teljesítményű Day Light, nappalifény-fényvetőknél a házméretek csökkenéséhez vezet. Tipizált fejtipusok pl. GZY9,5; GZZ9,5; GX9,5 (általában 400 W-ig), G22 (általában 1200 W-ig) és G38 (1200 W-tól). A kétoldalon fejelt HMI lámpák relatív rövid ívűek, amely a fényvezetés nagyon jó kontrollját biztosítja a beltéri fényvetőkben. Ez különösen az Osram által kifejlesztett rövid elektródatávolságú GS verzióknak felel meg. A fényforrás mindkét oldalán hüvelyes fej található menettel ill. cilindrikus érintkezőkkel. Szállíthatók 125 W-tól W-ig terjedő teljesítményfokozatokban, a fejkivezetések tipusai pedig SFc10-4, SFc15,5-6, Sfa21-12, S25,5 és S30 néven. A Philipsnél egyébként ezek a lámpák MSR, az Osramnál HSR -SE, a GE.-nél CSR-SE, a Radiunnál RSR jelűek. 44

45 Fémhalogénlámpák (HTI) A HTI lámpák éppen úgy a fémhalogénlámpa kategóriába tartoznak, mint az előzőekben leírt HMI lámpák, de rövid ívvel készülnek, amely a fényforrások még kompaktabb beépítését teszi lehetővé. Lényeges ismertetőjele a nagyon rövid ívnek köszönhető, rendkívül irányított pontvilágítás, valamint a magas fényhasznosítás és fénysűrűség. Felépítése és töltése majdnem teljesen azonos a HMI lámpa kisülőcsövével. Két lényeges beépítési fajtát különböztetnek meg. Egyrészt a HTI lámpák mint egyoldalon fejelt tükröslámpák szállíthatók, dikrotikusan fókuszálható ellipszoid hidegtükörrel, amellyel egy optimális fókuszálhatóság, spotnagyság és színhomogenitás mutatható fel. 45

46 Másrészt a megszokott üvegburában tükör nélkül szállítható, tetszés szerint egyoldalon vagy kétoldalon fejelt változatban, ahol a lámpakivezetések a professzionális világítástechnikai piacon a korábbi alkalmazásokhoz társíthatók. A legtöbb lámpatípus az elektronikus előtéttel történő üzemeltetést igényli, ezért működéséhez váltakozó áram szükséges. Általánosságban a HTI lámpák tulajdonságaik alapján főleg kompakt felépítésű optikai sugárzású világítási rendszerekben alkalmazhatók, ahol a legtöbb lehetőséget gyors színváltásnál kínálja (pl. szkennerek, robot lámpák). Az átlagos teljesítményértékek 150, 250, 300, 400, 600, 1200, W, a színhőmérséklet fokozatonként K. A HTI lámpák alfajaként említhető a HSR / MSR és a HSD / MSD jelű lámpák, amelyek hasonló konstrukcióval rendelkeznek, de melegen nem gyújthatók újra, kivéve az újabb HR típusok.

47 Fémhalogénlámpák (HQI) A HQI lámpák is halogénlámpák, a nagynyomású higanygőzlámpák továbbfejlesztéseként jöttek létre, kiegészítésként a higany-halogén vegyülethez különböző fémeket adalékoltak, melynek következtében a fényhasznosítás érthető módon megnőtt. Előnye a hagyományosan jó színvisszaadási tulajdonság, a nagy fényhasznosítás és a relatív hosszú élettartam. A piacra szállítható HQI-lámpa választék nagy és változatos teljesítménytartományban 75W-tól 3500W-ig terjed, tetszés szerinti érintkező, kapocs és fejkiképzéssel. Ezek a fényforrásfajták széles területen megtalálhatók, de elsősorban az általános világítás feladatainál, ahol a HQI lámpákat fényárlámpáknál, a közvilágításban vagy az építészet területén (díszvilágítás) alkalmazzák. Az építészeti területhez alkalmazkodott viszont a közelmúltban már kapható színes fényű 150 W-os lámpa (kék, zöld, sárga vagy orange), amely színek előállítása speciális fémek keverésével lehetséges. A HQI lámpáknál van lehetőség meleg és hagyományos újragyújtásra az utóbbi kategóriánál az újragyújtási idő időtartama 20 percig is terjedhet. 47

48 Alacsony nyomású natrium lámpák 48

49 Xenonlámpák (XBO) A xenonlámpák tiszta xenon gázzal töltött rövid ívű lámpák, melyben a kisülés íve nagy nyomás alatt van. A xenon töltés túlnyomása, a lámpa üzeme közben akár háromszorosára is megnőhet.. Ennek a lámpafajtának lényeges tulajdonsága a nagyon nagy fénysűrűség, a 6000K színhőmérséklet, egy magas Ra>95 színvisszaadási index, egy állandó fényszín és élettartam mellett, amelynél a gyújtás után a teljes fényáram rendelkezésre áll. Alapvető különbség más kisülőlámpához képest, az üzemeltetéséhez szükséges egyenáram, amelyet egy speciális hálózati egyenirányítótól kap. Felöleli a 75W-tól W-ig terjedő teljesítményspektrumot, amelynél ez a lámpafajta feltételezi konstrukcióján keresztül, hogy kizárólag kétoldalon fejelt lehet. 49

50 Fémhalogén lámpák fejlesztési irányok - Nagyobb kimenő fényáram - hasonló fizikai méretek - Moduláris rendszerek, teljesítmény tartományonként csereszabatos külső méretekkel - Gyorsan, könnyen a lámpatest megbontása nélkül cserélhető fényforrás - DIMM BOOST - Megnövelt hőmérséklet tűrés hosszabb élettartam - Fizikai méretek további csökkentése 50

51 Teljesítmény növelés - kompakt méretek mellett Az elvárt kimenő fényteljesítmény egyre nagyobb 300 W 700 W 1500 W 2000 W 250 W 575 W 1200 W 51

52 És a helyzet egyre FORRÓBB 1500 W De mi a nagyobb teljesítmény hatása a több fényen kívül???? 1200 W..a fényforrásra?..a lámpatestre?..az alkalmazásra? 700 W 575 W 400 W 200 W 52

53 Mit kapunk a fényen kívül megnő a hőterhelés minden területen (különösen veszélyes a fényforrásra, elektronikákra, műanyagokra nézve) egyre intenzívebb hűtés szükséges (de ez növeli a működés közben keltett zajt) a lámpák nehezebbek és nagyobbak lesznek a kijövő fénysugár nagyobb IR tartalma miatt a lámpatest nehezebben elhelyezhető 53

54 UV-lámpák Az UV-lámpák általánosan, mint feketefényű lámpák ismertek, amelyek csak ultraviola sugárzást bocsátanak ki. Ez egy olyan fényfajta, amely a látható tartományon kívül fekszik és fluoreszkál. A fényforrás fekete üvegbúrában helyezkedik el, amely a látható fény komplett spektrumát elnyeli. Gyakorlatban az UV-lámpák alkalmazása fehér felületen egyfajta túlvilágításhoz vezet, amelynél ez a besugárzott felület úgy működik a szemlélő számára, mint maga a lámpatest. Az UV-lámpák szállíthatók, mint higanygőzlámpák (menetes fejjel, 125W-400W) vagy fénycsövek (pl.18w vagy 36W). A fénycsövek alkalmazásának előnye, hogy kikapcsolás után azonnal újragyújtható. Általában speciális effektekhez alkalmazzák őket. 54

55 Fénycsövek A fénycsövek fényhasznosítása az izzólámpákénál egy sokkal nagyobb fényhasznosítást (kb.3-szor, 5-ször magasabb) jelent és amely hosszabb élettartamban és csekélyebb energiafelvételben nyilvánul meg. A fényforrások kétségkívül nagy felületűek és a felületi fénysűrűségük csekély, az általuk emittált fény nehezen fókuszálható. Az általános fénycsövek kisnyomású kisülőlámpák, melyeket a piacon manapság számtalan teljesítményben (4-215W), alakban, csőhosszban, csőátmérőben és fényszínben kínálnak. 55

56 A fénycsövek alapfelépítése egy csőalakú búrából és két végébe beépített egy-egy elektródból áll (spirál kivezetések), melyek között higanygőzben létesített ívkisülés van, melyet a cső belső falán található fényporkeverék látható fénnyé alakít. A fényporrétegek vegyi összetételétől függnek a különféle fényszínek, a különböző színhőmérséklet tartományok 2700K és 6500K közé esnek. Ismertebb fényforrásgyártók: G.E., OSRAM, RADIUM, PHILIPS, Pontosabban a kisnyomású higanygőzben létesített ívkisülés túlnyomórészt ultraibolya sugárzást gerjeszt, melynek nagy része láthatatlan, melyet a búra belső falára felvitt fényporréteg látható fénnyé alakít. (FÉNYTRANSZFORMÁTOR) A fénycsövek színház és stúdióterületre történő alkalmazásához fényáram szabályozás szükséges. Ez nem úgy működik, mint a halogénlámpáknál, ahol a feszültség vezérlése által érhető el, hanem egy költségesebb technikát igényel. 56

57 Szabályozható fénycsö Az alacsony nyomású fluorescens lámpák / közismert nevükön fénycsövek / fényerejét a hagyományos dimmerekkel nem, vagy csak nagyon kis mértékben lehet szabályozni, viszont a fénycsövek előnyös tulajdonságainak a hagyományos izzólámpák szabályozhatóságával történő ötvözése új világítási effektusok létrehozását tehetik lehetővé, A fénycső működési elvéből és az emberi szem tehetetlenségéből fakadóan adódik, hogy a hagyományos hálózati feszültség 50 Hz rezgésszámánál lényegesen magasabb frekvenciát kell biztosítanunk a teljes szabályozhatóság eléréséhez. Erre a célra egy impulzus generátornak / Pulse Generator / nevezett önálló elektronikus egységet alkalmaznak, mely általában khz frekvenciatartományban állítja elő a gyújtó impulzusokat. Ezeknek az impulzusoknak a sűrűségét megváltoztatva a fénycső által egy időegység alatt kibocsátott fény mennyisége is változik. VIP 90 szabályzó egység 57

58 BEKAPCSOLÁSI ÁRAM Ideális paramétereket feltételezve, kizárólag ohmikus összetevőket tartalmazó terhelés esetén a kapocsfeszültség hatására átfolyó áram állandó. Az átfolyó áram ( I ) - mértékegysége A=Amper - nagysága függ a kapocsfeszültségtől ( U ) - mértékegysége V=Volt - és a terhelés ellenállásától ( R ) - mértékegysége Ω=Ohm. A három érték közti összefüggést a közismert OHM háromszöggel tudjuk a legegyszerűbben leírni: R=U/I ( Ω ) I=U/R ( A ) U=I*R ( V ) A fogyasztó által felvett teljesítmény ( P ) a kapocsfeszültség és az átfolyó áram szorzatával egyenlő mértékegysége W=Watt: P=U*I ( W ) A normál izzólámpák vákumban, vagy semleges ( inert ) gázzal töltött zárt térben egy vezető anyagból álló szálat ( izzószál ) - a rákapcsolt feszültség segítségével fehérizzásig hevítenek. Az izzószálak anyagát képező vezető anyagok ( pl.: Wolfram ) / Németül a wolfram neve Tungsten e két név kombinációjából született a TUNGSRAM márkanév / ellenállása egyéb, jelen esetben elhanyagolható tényezők mellett - függ azok hőmérsékletétől. Az ellenállás és a hőmérséklet pozitív összefüggésben állnak egymással a hőmérséklet emelkedésével nő az izzószál ellenállása. 58

59 A fent említett összefüggésekből adódik, hogy az üzemi hőmérséklet eléréséig az izzószál ellenállása folyamatosan növekszik és az átfolyó áram ezzel egyenes arányban csökken. Mivel a kapocsfeszültség állandó, belátható, hogy a felvett teljesítmény is a csökkenő áramfelvétel függvényében csökken. A hidegellenállás és az üzemi hőmérsékleten mérhető ellenállás közt a különbség nagyságrendi is lehet. Pl. a GE T W Izzó szobahőmérsékleten mérhető hidegellenállása 3,8 Ω, a hálózati ( kapocs ) feszültség 230 V, ebből számítással meghatározva a T19 izzó bekapcsoláskor felvett rövididejű teljesítményfelvétele több, mint 13,9 kw, a pillanatnyi áramfelvétele szobahőmérsékletű állapotban több mint 60 A. A bekapcsolási áram csökkentésére és ezzel egyidejűleg az izzó élettartamának lényeges megnövelésére közvetlen kapcsolású ( direkt ) áramkörök esetén az úgynevezett Soft Switch áramkör ( null-átmenet komparátorral rendelkező kapcsoló ) használata ajánlott. Szabályzott áramköröknél az előfűtés ideális beállításával csökkenthetjük a bekapcsoláskor fellépő áramlökés mértékét és növelhetjük meg egyidejűleg a fényforrás élettartamát. Induktív illetve kapacitív összetevőket tartalmazó terhelés esetén a bekapcsoláskor igen rövid ideig tartó áramlökések keletkezhetnek, melyek kiküszöbölésére illetve csökkentésére rendszerint kapcsolástechnikai megoldásokat alkalmaznak. 59

60 Jelölési kódok Halogén fényforrások LIF kód (Lighting Industries Federation) CP cinema photo 3200 K P1 photo 3400 K P2 photo 3200 K A1 dia és vetitők T theater K K fényárlámpák M vegyes Minden gyártónál azonosak: teljesítmény fénypontmagasság működési feszültség foglalat színhőmérséklet Eltérhetnek: búrakialakítás fényáram ANSI kód(american National Standarts Institute) Fémhalogén fényforrások nincs egységes jelölés HMI-RSI HSR-MSR-CSR MSD-HSD 60

61 SharXS HTI benefit 1 Simple lamp descriptions: SharXS HTI 400W/D3/75 D = double ended 3 = 3 mm electrode gap 75 = 7500 K colour temperature = easy to understand. 61

62 SharXS HTI benefit 2 The new lamp types: SharXS HTI 200W/D3/70 3 mm 7000 K 3000 h * SharXS HTI 400W/D3/75 3 mm 7500 K 1000 h ** SharXS HTI 575W/D4/75 4 mm 7500 K 750 h * SharXS HTI 700W/D4/75 4 mm 7500 K 750 h * SharXS HTI 700W/D4/60 4 mm 6000 K 750 h * SharXS HTI 1200W/D7/60 7 mm 6000 K 750 h * SharXS HTI 1200W/D7/75 7 mm 7500 K 750 h * * nominal service life; ** 1,000 hrs (from March 05 on) 62

63 Fényforrás adatlap 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 2008 január 5.

76 2008 január 5.

77 77