ગેસ ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ્સ માટે સ્વિચિંગ સર્કિટ

કૃત્રિમ પ્રકાશ સ્ત્રોતો કે જે પ્રકાશ તરંગો પેદા કરવા માટે પારાની વરાળમાં ગેસ માધ્યમના ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ કરે છે તેને ગેસ-ડિસ્ચાર્જ મર્ક્યુરી લેમ્પ કહેવામાં આવે છે.

સિલિન્ડરમાં પમ્પ થયેલ ગેસ નીચા, મધ્યમ અથવા ઉચ્ચ દબાણ પર હોઈ શકે છે. લેમ્પ ડિઝાઇનમાં નીચા દબાણનો ઉપયોગ થાય છે:

• રેખીય ફ્લોરોસન્ટ;

• કોમ્પેક્ટ ઊર્જા બચત:

• જીવાણુનાશક;

• ક્વાર્ટઝ

લેમ્પ્સમાં ઉચ્ચ દબાણનો ઉપયોગ થાય છે:

• મર્ક્યુરી આર્ક ફોસ્ફરસ (ડીઆરએલ);

• મેટલ હલાઇડ્સના રેડિયોએક્ટિવ એડિટિવ્સ (ડીઆરઆઈ) સાથે ધાતુનો પારો;

• આર્ક સોડિયમ ટ્યુબ્યુલર (DNaT);

• સોડિયમ આર્ક મિરર (DNaZ).

તેઓ તે સ્થળોએ સ્થાપિત થયેલ છે જ્યાં ઓછી ઉર્જા વપરાશ સાથે મોટા વિસ્તારોને પ્રકાશિત કરવું જરૂરી છે.

ડીઆરએલ લેમ્પ

ડિઝાઇન સુવિધાઓ

ચાર ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને લેમ્પનું ઉપકરણ ફોટોમાં યોજનાકીય રીતે બતાવવામાં આવ્યું છે.

તેનો આધાર, પરંપરાગત મોડલ્સની જેમ, જ્યારે તેને ચકમાં સ્ક્રૂ કરવામાં આવે ત્યારે સંપર્કો સાથે જોડાવા માટે વપરાય છે. કાચનો બલ્બ હર્મેટિકલી તમામ આંતરિક તત્વોને બાહ્ય પ્રભાવથી સુરક્ષિત કરે છે. તે નાઇટ્રોજનથી ભરેલું છે અને તેમાં શામેલ છે:

• ક્વાર્ટઝ બર્નર;

• આધાર સંપર્કોમાંથી વિદ્યુત વાયરો;

• વધારાના ઇલેક્ટ્રોડ્સના સર્કિટમાં બનેલા બે વર્તમાન-મર્યાદિત રેઝિસ્ટર

• ફોસ્ફર સ્તર.

બર્નર ઇન્જેક્ટેડ આર્ગોન સાથે સીલબંધ ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ ટ્યુબના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, જેમાં મૂકવામાં આવે છે:

• ઇલેક્ટ્રોડ્સની બે જોડી — મુખ્ય અને વધારાના, ફ્લાસ્કના વિરુદ્ધ છેડે સ્થિત છે;

• પારોનો એક નાનો ટીપું.

આર્ગોન - એક રાસાયણિક તત્વ જે નિષ્ક્રિય વાયુઓનું છે. તે હવાના વિભાજનની પ્રક્રિયામાં ઊંડા ઠંડક અને સુધારણા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. આર્ગોન એ રંગહીન, ગંધહીન મોનોએટોમિક ગેસ છે, ઘનતા 1.78 kg/m3, tboil = –186 ° C. આર્ગોનનો ઉપયોગ ધાતુશાસ્ત્ર અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં, વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીમાં નિષ્ક્રિય માધ્યમ તરીકે થાય છે (જુઓ ઇલેક્ટ્રિક આર્ક વેલ્ડીંગ), તેમજ સિગ્નલ, જાહેરાત અને અન્ય લેમ્પમાં જે વાદળી પ્રકાશ આપે છે.
ડીઆરએલ લેમ્પ્સના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

ડીઆરએલ પ્રકાશ સ્ત્રોત એ ક્વાર્ટઝ ટ્યુબમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે વહેતા આર્ગોન વાતાવરણમાં ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ડિસ્ચાર્જ છે. આ બે તબક્કામાં લેમ્પ પર લાગુ વોલ્ટેજની ક્રિયા હેઠળ થાય છે:

1. શરૂઆતમાં, મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને સકારાત્મક ચાર્જ આયનોની હિલચાલને કારણે નજીકમાં સ્થિત મુખ્ય અને ઇગ્નીશન ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ગ્લો ડિસ્ચાર્જ શરૂ થાય છે;

2. ટોર્ચ પોલાણમાં મોટી સંખ્યામાં ચાર્જ કેરિયર્સની રચના નાઇટ્રોજન માધ્યમના ઝડપી ભંગાણ અને મુખ્ય ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા ચાપની રચના તરફ દોરી જાય છે.

પ્રારંભિક મોડનું સ્થિરીકરણ (આર્ક અને લાઇટનો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ) લગભગ 10-15 મિનિટ લે છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, ડીઆરએલ લોડ બનાવે છે જે નોંધપાત્ર રીતે રેટ કરેલ મોડ પ્રવાહો કરતાં વધી જાય છે. તેમને મર્યાદિત કરવા માટે, અરજી કરો ગઠ્ઠો - ગૂંગળામણ. 

પારાના વરાળમાં સપ્તરંગી કિરણોત્સર્ગ વાદળી અને વાયોલેટ રંગ ધરાવે છે અને તેની સાથે શક્તિશાળી અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ છે. તે ફોસ્ફરમાંથી પસાર થાય છે, તે બનાવેલા સ્પેક્ટ્રમ સાથે ભળી જાય છે અને સફેદ રંગની નજીક હોય તેવો તેજસ્વી પ્રકાશ બનાવે છે.

ડીઆરએલ સપ્લાય વોલ્ટેજની ગુણવત્તા પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે અને જ્યારે તે 180 વોલ્ટ સુધી ઘટી જાય છે, ત્યારે તે બહાર જાય છે અને પ્રકાશતું નથી.

દરમિયાન આર્ક ડિસ્ચાર્જ ઉચ્ચ તાપમાન બનાવવામાં આવે છે, જે સમગ્ર માળખામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ સોકેટમાંના સંપર્કોની ગુણવત્તાને અસર કરે છે અને કનેક્ટેડ વાયરને ગરમ કરવા માટેનું કારણ બને છે, જેનો ઉપયોગ માત્ર ગરમી-પ્રતિરોધક ઇન્સ્યુલેશન સાથે થાય છે.

લેમ્પના સંચાલન દરમિયાન, બર્નરમાં ગેસનું દબાણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે અને માધ્યમના વિનાશ માટે શરતોને જટિલ બનાવે છે, જેને લાગુ કરેલ વોલ્ટેજમાં વધારો કરવાની જરૂર છે. જો પાવર બંધ હોય અને લાગુ પડે, તો દીવો તરત જ શરૂ થશે નહીં: તેને ઠંડું કરવાની જરૂર છે.

ડીઆરએલ લેમ્પ કનેક્શન ડાયાગ્રામ

ચાર-ઈલેક્ટ્રોડ મર્ક્યુરી લેમ્પને ચોક દ્વારા ચાલુ કરવામાં આવે છે અને ફ્યુઝ.

ફ્યુઝિબલ લિંક સર્કિટને સંભવિત શોર્ટ સર્કિટથી સુરક્ષિત કરે છે, અને ચોક ક્વાર્ટઝ ટ્યુબની મધ્યમાંથી વહેતા પ્રવાહને મર્યાદિત કરે છે. લાઇટિંગ ફિક્સ્ચરની શક્તિ અનુસાર ચોકનો પ્રેરક પ્રતિકાર પસંદ કરવામાં આવે છે. ચોક કર્યા વિના વોલ્ટેજ હેઠળ દીવો ચાલુ કરવાથી તે ઝડપથી બળી જાય છે.

સર્કિટમાં સમાવિષ્ટ કેપેસિટર ઇન્ડક્ટન્સ દ્વારા રજૂ કરાયેલ પ્રતિક્રિયાત્મક ઘટક માટે વળતર આપે છે.

ડીઆરઆઈ લેમ્પ

ડિઝાઇન સુવિધાઓ

ડીઆરઆઈ લેમ્પની આંતરિક રચના ડીઆરએલ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન છે.

પરંતુ તેના બર્નરમાં ઇન્ડિયમ, સોડિયમ, થેલિયમ અથવા અન્ય કેટલીક ધાતુઓના હેપોજેનાઇડ્સમાંથી ચોક્કસ માત્રામાં ઉમેરણો હોય છે. તેઓ તમને સારા રંગ સાથે પ્રકાશ ઉત્સર્જનને 70-95 એલએમ / ડબ્લ્યુ અને વધુ વધારવા માટે પરવાનગી આપે છે.

ફ્લાસ્ક નીચેની આકૃતિમાં બતાવેલ સિલિન્ડર અથવા લંબગોળ સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે.

બર્નરની સામગ્રી ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ અથવા સિરામિક હોઈ શકે છે, જેમાં વધુ સારી ઓપરેશનલ પ્રોપર્ટીઝ છે: ઓછી અંધારું અને લાંબી ઓપરેશનલ લાઇફ.

આધુનિક ડિઝાઈનમાં વપરાતા બોલ આકારના બર્નર પ્રકાશ આઉટપુટ અને સ્ત્રોતની તેજ વધારે છે.

ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત

ડીઆરઆઈ અને ડીઆરએલ લેમ્પમાંથી પ્રકાશના ઉત્પાદન દરમિયાન થતી મૂળભૂત પ્રક્રિયાઓ સમાન છે. તફાવત ઇગ્નીશન યોજનામાં રહેલો છે. ડીઆરઆઈ લાગુ મેઈન વોલ્ટેજથી શરૂ કરી શકાતું નથી. આ મૂલ્ય તેના માટે પૂરતું નથી.

ટોર્ચની અંદર ચાપ બનાવવા માટે, ઇન્ટરઈલેક્ટ્રોડ સ્પેસ પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પલ્સ લાગુ કરવી આવશ્યક છે. તેમનું શિક્ષણ IZU - એક પલ્સ ઇગ્નીશન ઉપકરણને સોંપવામાં આવ્યું હતું.

IZU કેવી રીતે કામ કરે છે

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પલ્સ બનાવવા માટે ઉપકરણના સંચાલનના સિદ્ધાંતને શરતી રીતે સરળ યોજનાકીય રેખાકૃતિ દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે.

ઓપરેટિંગ સપ્લાય વોલ્ટેજ સર્કિટના ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે. ડાયોડ ડી, રેઝિસ્ટર આર અને કેપેસિટર સી કેપેસિટર ચાર્જિંગ વર્તમાન બનાવે છે. ચાર્જિંગના અંતે, કનેક્ટેડ ટ્રાન્સફોર્મર T ના વિન્ડિંગમાં ખુલ્લા થાઇરિસ્ટર સ્વીચ દ્વારા કેપેસિટર દ્વારા વર્તમાન પલ્સ આપવામાં આવે છે.

સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મરના આઉટપુટ વિન્ડિંગમાં 2-5 kV સુધીનો ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પલ્સ ઉત્પન્ન થાય છે. તે લેમ્પના સંપર્કોમાં પ્રવેશ કરે છે અને વાયુયુક્ત માધ્યમનું આર્ક ડિસ્ચાર્જ બનાવે છે, જે ગ્લો આપે છે.

DRI પ્રકાર લેમ્પ કનેક્શન ડાયાગ્રામ

IZU ઉપકરણો બે ફેરફારોના ગેસ ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ્સ માટે બનાવવામાં આવે છે: બે અથવા ત્રણ વાયર સાથે. તેમાંના દરેક માટે, તેનું પોતાનું કનેક્શન ડાયાગ્રામ બનાવવામાં આવ્યું છે.તે બ્લોક હાઉસિંગ પર સીધા જ પ્રદાન કરવામાં આવે છે.

બે-પિન ઉપકરણનો ઉપયોગ કરતી વખતે, પાવર તબક્કો ચોક દ્વારા લેમ્પ બેઝના કેન્દ્રિય સંપર્ક સાથે અને તે જ સમયે IZU ના અનુરૂપ આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ છે.

તટસ્થ વાયર આધારની બાજુના સંપર્ક અને તેના IZU ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ છે.

થ્રી-પીન ઉપકરણ માટે, તટસ્થ કનેક્શન સ્કીમ સમાન રહે છે અને ચોક પછી તબક્કો પુરવઠો બદલાય છે. તે IZU સાથે બે બાકીના આઉટપુટ દ્વારા જોડાયેલ છે, નીચે આપેલા ફોટામાં બતાવ્યા પ્રમાણે: ઉપકરણમાં ઇનપુટ ટર્મિનલ «B» દ્વારા છે, અને આઉટપુટ - «Lp» દ્વારા આધારના કેન્દ્રિય સંપર્કમાં છે.

આમ, ઉત્સર્જક ઉમેરણો સાથે પારો લેમ્પ્સ માટે નિયંત્રણ ઉપકરણ (બેલાસ્ટ) ની રચના ફરજિયાત છે:

• થ્રોટલ;

• પલ્સ ચાર્જર.

પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ મૂલ્યને વળતર આપતું કેપેસિટર નિયંત્રણ ઉપકરણમાં શામેલ કરી શકાય છે. તેનો સમાવેશ લાઇટિંગ ઉપકરણ દ્વારા ઊર્જા વપરાશમાં સામાન્ય ઘટાડો અને યોગ્ય રીતે પસંદ કરેલ ક્ષમતા મૂલ્ય સાથે દીવોના જીવનના વિસ્તરણને નિર્ધારિત કરે છે.

આશરે 35 μF નું તેનું મૂલ્ય 250 W અને 45 - 400 W ની શક્તિ સાથે લેમ્પ્સને અનુરૂપ છે. જ્યારે ક્ષમતા ખૂબ વધારે હોય, ત્યારે સર્કિટમાં પડઘો થાય છે, જે દીવોના પ્રકાશના "ઝબકવા" દ્વારા પ્રગટ થાય છે.

વર્કિંગ લેમ્પમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કઠોળની હાજરી એ કનેક્શન સર્કિટમાં અત્યંત ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વાયરનો ઉપયોગ નક્કી કરે છે જેમાં બેલાસ્ટ અને લેમ્પ વચ્ચેની લઘુત્તમ લંબાઈ, 1-1.5 મીટરથી વધુ નહીં.

DRIZ દીવો

આ ઉપર વર્ણવેલ ડીઆરઆઈ લેમ્પનું સંસ્કરણ છે જે પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે બલ્બની અંદર આંશિક રીતે પ્રતિબિંબિત કોટિંગ ધરાવે છે, જે કિરણોના દિશાત્મક બીમ બનાવે છે.તે તમને પ્રકાશિત ઑબ્જેક્ટ પર કિરણોત્સર્ગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની અને બહુવિધ પ્રતિબિંબના પરિણામે પ્રકાશના નુકસાનને ઘટાડવા માટે પરવાનગી આપે છે.

એચપીએસ લેમ્પ

ડિઝાઇન સુવિધાઓ

આ ગેસ-ડિસ્ચાર્જ લેમ્પના બલ્બની અંદર, પારાને બદલે, સોડિયમ વરાળનો ઉપયોગ થાય છે, જે નિષ્ક્રિય વાયુઓના વાતાવરણમાં સ્થિત છે: નિયોન, ઝેનોન અથવા અન્ય, અથવા તેમના મિશ્રણ. આ કારણોસર તેમને "સોડિયમ" કહેવામાં આવે છે.

ઉપકરણના આ ફેરફારને લીધે, ડિઝાઇનરો તેમને ઓપરેશનની સૌથી મોટી કાર્યક્ષમતા આપવા સક્ષમ હતા, જે 150 એલએમ / ડબ્લ્યુ સુધી પહોંચે છે.

DNaT અને DRI ની ક્રિયાનો સિદ્ધાંત સમાન છે. તેથી, તેમના કનેક્શન આકૃતિઓ સમાન છે, અને જો બેલાસ્ટની લાક્ષણિકતાઓ લેમ્પના પરિમાણો સાથે મેળ ખાતી હોય, તો તેનો ઉપયોગ બંને ડિઝાઇનમાં ચાપને સળગાવવા માટે કરી શકાય છે.

મેટલ હલાઇડ અને સોડિયમ લેમ્પના ઉત્પાદકો ચોક્કસ પ્રકારના ઉત્પાદન માટે બેલાસ્ટ્સ બનાવે છે અને તેને એક જ આવાસમાં મોકલે છે. આ ballasts સંપૂર્ણપણે કાર્યરત છે અને જવા માટે તૈયાર છે.

DNaT પ્રકારના લેમ્પ માટે વાયરિંગ ડાયાગ્રામ

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, HPS બેલાસ્ટ ડિઝાઇન ઉપરોક્ત DRI સ્ટાર્ટ-અપ યોજનાઓથી અલગ હોઈ શકે છે અને નીચેની ત્રણ યોજનાઓમાંથી એક અનુસાર કરવામાં આવી શકે છે.

પ્રથમ કિસ્સામાં, IZU દીવોના સંપર્કોની સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. બર્નરની અંદર આર્કની ઇગ્નીશન પછી, ઓપરેટિંગ પ્રવાહ દીવોમાંથી પસાર થતો નથી (જુઓ IZU સર્કિટ ડાયાગ્રામ), જે વીજળીના વપરાશને બચાવે છે. આ કિસ્સામાં, ચોકને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કઠોળ દ્વારા અસર થાય છે. તેથી તે ઇગ્નીશન કઠોળ સામે રક્ષણ આપવા માટે પ્રબલિત ઇન્સ્યુલેશન સાથે બાંધવામાં આવે છે.

તેથી, સમાંતર જોડાણ યોજનાનો ઉપયોગ લો-પાવર લેમ્પ્સ અને બે કિલોવોલ્ટ સુધીના ઇગ્નીશન પલ્સ સાથે થાય છે.

બીજી યોજનામાં, IZU નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે પલ્સ ટ્રાન્સફોર્મર વિના કામ કરે છે, અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પલ્સ વિશિષ્ટ ડિઝાઇનના ચોક દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, જેમાં લેમ્પ સોકેટ સાથે કનેક્ટ કરવા માટે એક નળ હોય છે. આ ઇન્ડક્ટરના વિન્ડિંગનું ઇન્સ્યુલેશન પણ વધે છે: તે ઉચ્ચ વોલ્ટેજના સંપર્કમાં આવે છે.

ત્રીજા કિસ્સામાં, શ્રેણીમાં ચોક, IZU અને લેમ્પ સંપર્કને કનેક્ટ કરવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. અહીં, IZU માંથી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પલ્સ ચોકમાં જતું નથી, અને તેના વિન્ડિંગ્સના ઇન્સ્યુલેશનને એમ્પ્લીફિકેશનની જરૂર નથી.

આ સર્કિટનો ગેરલાભ એ છે કે IZU વધતો પ્રવાહ વાપરે છે, જેના કારણે તેની વધારાની ગરમી થાય છે. આને માળખાના પરિમાણોમાં વધારો કરવાની જરૂર છે, જે અગાઉની યોજનાઓના પરિમાણો કરતાં વધી જાય છે.

આ ત્રીજા ડિઝાઇન વિકલ્પનો ઉપયોગ મોટાભાગે HPS લેમ્પના સંચાલન માટે થાય છે.

બધી યોજનાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ વળતર ડીઆરઆઈ લેમ્પ કનેક્શન ડાયાગ્રામમાં બતાવ્યા પ્રમાણે કેપેસિટર કનેક્શન.

લાઇટિંગ માટે ગેસ ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ કરીને હાઇ-પ્રેશર લેમ્પ્સ ચાલુ કરવા માટે સૂચિબદ્ધ સર્કિટમાં ઘણા ગેરફાયદા છે:

• અન્ડરરેટેડ ગ્લો સંસાધન;

• સપ્લાય વોલ્ટેજની ગુણવત્તા પર આધાર રાખીને;

• સ્ટ્રોબોસ્કોપિક અસર;

• થ્રોટલ અને બેલાસ્ટ અવાજ;

• વીજળી વપરાશમાં વધારો.

આમાંની મોટાભાગની ખામીઓ ઇલેક્ટ્રોનિક ટ્રિગર ડિવાઇસ (ECG) નો ઉપયોગ કરીને દૂર કરવામાં આવે છે.

તેઓ માત્ર 30% વીજળી બચાવવા માટે પરવાનગી આપે છે, પણ લાઇટિંગને સરળતાથી નિયંત્રિત કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે. જો કે, આવા ઉપકરણોની કિંમત હજુ પણ ઘણી ઊંચી છે.