Большое изучение ламп ДРЛ, или Очень серьёзные Красные отношения



Всем хорош дуговой ртутный разряд. В отличие от разрядов в газах, и свет даёт этакий голубовато-белый, и зажигается прямо от сетевого напряжения без дополнительных ухищрений, и особых требований к материалу разрядной трубки не предъявляет. При этом дёшев до неприличия, да ещё и приличную светоотдачу имеет. И всё бы прекрасно, если бы не один небольшой нюансик, а именно цветопередача. Как мы знаем, оценивается она по всему видимому спектру, от фиолетового цвета до глубокого красного. Если с первой частью всё условно благополучно (условно – потому что все основные цвета представлены сравнительно узкими спектральными полосками), то с последней совсем беда. Красных длин волн в спектре практически нет:

С этим связаны непрерывные попытки человечества «улучшить» ртутную лампу, которые сводились к поискам способов добавить к её спектру красную часть, самым радикальным из которых было тонирование колбы в красный оттенок Rofl . Однако достаточно быстро учёные пришли к использованию люминофоров, которые и дожили вполне благополучно в ртутных лампах до самого завершения их эпохи. В лампах низкого давления люминофоры прижились быстро и надёжно, а вот у более мощных ламп с повышенной интенсивностью излучения эта технология несколько припозднилась. Дело в том, что далеко не каждый люминофор оказался способен выдерживать те температуры и плотности УФ излучения, которые присущи данному классу ламп. Поэтому в то время, как трубчатые люминесцентные лампы вовсю бороздили космические выпускались практически с любой цветностью света и цветопередачей, лампы типа ДРЛ довольствовались весьма скромными цветовыми характеристиками. Тем не менее их люминофоры тоже потихоньку развивались, хоть и намного меньшими темпами.

Для оценки качества спектров с 1964 года применяется система общего индекса цветопередачи МКО CRI Ra. Параметр довольно удобный (хотя и не без оговорок), однако здесь есть несколько «но»:

  • появился он значительно позже, чем лампы ДРЛ с люминофором, так что система оценки их цвета имела полное право сложиться раньше;
  • ориентирован он в основном на белые источники со сплошным спектром, в противном случае может выдавать не очень корректные и предсказуемые результаты;
  • для ламп ДРЛ, даже с самыми продвинутыми люминофорами, он даёт слишком «некрасивые» (низкие) значения по сравнению с другими источниками света.


Всё это привело к тому, что для оценки цвета ламп ДРЛ было принято так называемое красное отношение (КО) – проще говоря, доля красной части спектра в общем световом потоке. Если вдруг кому интересны подробности, чисто математически оно оценивается в виде отношения двух интегралов:

где Ф – спектральная плотность светового потока лампы, V(λ) – функция видности.

Ранее нами был написан небольшой скрипт на языке php, который преобразует данные, полученные со спектроколориметра, в ряд удобных графиков (спектральная плотность излучения, цветовая диаграмма МКО 1931 г., цветовая диаграмма МКО 1976 г., индекс цветопередачи CRI Ra/Ri). Собственно, все спектры, размещаемые в нашей базе, начиная с 2021 года созданы этим скриптом. В июне 2023 года возникла идея дополнить скрипт расчётом красного отношения, по запросу нанося полученные значения на спектральные графики. По этому случаю было произведено большое измерение спектров ламп типа ДРЛ125 разных изготовителей и лет выпуска. Результаты получились довольно любопытные, и мы хотим ими поделиться.

В таблице собраны все данные, полученные в ходе эксперимента. Колонки не требуют особых пояснений, пожалуй за исключением пятой. Степень «нетронутости» ламп определялась как по истории их происхождения, так и визуально – по состоянию горелок.

БрендТипДата вып.СостояниеТцв, КRaКО, %
Л085СПОДРЛ 125(6)III 87новая491030,65,46
Л282СПОДРЛ 125(6)III 88немного б/у500946,610,27
Л283PolamLRF 125W04 75новая478626,04,71
Л284СПОДРЛ 125(15)I 89немного б/у410136,710,05
Л285СПОДРЛ 125(15)I 89немного б/у410857,615,96
Л286PolamLRF 125W08 75новая452828,46,02
Л343СПОДРЛ 125(6)II 88немного б/у442537,18,93
Л364СПОДРЛ 125(15)I 89немного б/у412237,410,2
Л369СПОДРЛ 125(6)III 88сильно б/у479420,73,68
Л378СПОДРЛ 125(6)III 88новая464831,46,81
Л379СПОДРЛ 125(6)I 90новая464335,57,58
Л400СПОДРЛ 125(6)III 88сильно б/у474726,75,48
Л401СПОДРЛ 125(6)IV 89новая458230,96,96
Л414ЛисмаДРЛ 125(8)III 95новая447637,28,81
Л493PhilipsHPL Comfort 125W06 94новая316550,117,86
Л498ЛисмаДРЛ 125(15)I 92немного б/у401141,511,63
Л862NarvaNF 125-01немного б/у445228,76,51
Л885ЛисмаДРЛ 125(8)-1I 02новая437935,88,74
Л886ЛисмаДРЛ 125(8)-1I 02новая428041,010,7
Л889ЛисмаДРЛ 125(8)III 94новая418734,99,23
Л964СЭЛЗДРЛ 125(6)04 85новая415243,411,73
Л971PhilipsHPL-N 125W/54205 10новая376945,913,47
PhilipsHPL-N 125W/542б/у402735,610,1
OsramHQL 125Wб/у432934,98,54

Коротко прокомментируем результаты. Цветовая температура новых ламп ДРЛ (кроме ламп типа «комфорт») находится в пределах 4000-4600К, при индексе цветопередачи 30-40. К концу срока службы эти числа меняются на 4500-5000К и 20-30 соответственно. В целом значения вполне соответствуют заявленным для каждого типа ламп. Лампа Л493 предсказуемо заняла первое место (хотя, честно говоря, в плане КО ожидалось даже больше). Точно так же закономерно последнее место разделила убитая ДРЛ125(6) (Л369) и новая LRF 125W (Л283). Несколько непонятен большой разброс между лампами из одной партии, например Л282/Л378, Л284/Л285/Л364, Л885/Л886. Также сильно удивили отдельные «выбросы» значений КО в обе стороны: для ламп Л085, Л282, Л964. Измерение показало, что даже имеющие приличную наработку лампы иностранного производства (две последние строчки таблицы) имеют КО, соответствующие новым отечественным лампам с маркировкой (8) или даже (10).

Как интерпретировать полученные результаты? Другими словами, что есть хорошо, а что плохо? Например, КО 10% – это много или мало? Красное отношение официально не применяется для оценки цветопередачи других источников света, однако ничто не мешает применить написанный нами скрипт и для них. Поэтому мы не удержались и сделали ещё одну серию расчётов для других типов ламп:

БрендТипДата вып.Тцв, КRaR9КО, %
МЭЛЗДРС 50-109 8168949,9-1000,01
Л816БЭЛЗЛБ 18-1II 89345051,3-10015,03
PhilipsCDM-TD 70W/830263275,1-80,724,27
Delta LightLED 9W285582,513,923,93
Delta LightLED 10W269593,173,026,49
СПОДРИ 125II 88317846,0-1009,78
СПОДРИ 125II 88284746,5-10012,07
Halogen 12V 10W262998,198,127,08
OsramHQI 100W/WDL300779,9-31,522,91
IKEACFL 7W E14257681,3-3,132,72
ВНИИИСКЛ 7/ТБЦIV 89279979,01,330,13
Л800PhilipsTLD 18W/2909 04266648,1-10019,87
Л615PhilipsTLD 18W/3303 95378461,2-93,715,19
Л567PhilipsTLD 18W/82706 96261783,4-8,731,29
Л526PhilipsTLD 18W/83003 96287485,57,429,46
Л783PhilipsTLD 18W/83509 12331982,811,825,5
Л605PhilipsTLD 18W/84004 96383184,424,923,19
Л934PhilipsTLD 18W/7907 11336173,218,029,38
Л878PhilipsTLD 18W/8909 03934666,711,325,41
Л856OsramL 18W/2504 09385866,5-58,616,02
Л390OsramL 18W/82703 06259883,9-2,232,25
Л776OsramL 18W/83007 10285884,414,830,43
Л779OsramL 18W/84003 11374583,132,824,45
Л771OsramL 18W/86502 08570780,741,117,88
Л782OsramL 18W/95403 11497990,549,920,2
Л965SylvaniaHSB-BW 160W371548,0-64,113,56
Л478PhilipsML 160W10 94344558,1-21,316,77
LED 1W 4500K425765,8-37,815,72
LED 1W 6500K884767,71,912,09
Л344SvetronikСКЛ-12ТБ07 95276581,7-5,629,42
Л388СЛЗЛДЦ 18III 88562789,454,215,29
Л034ЕЭЛЗЛЕЦ 20III 87339783,639,520,93
NarvaNA 70-01191821,1-10027,69

Выводы из таблицы:

  • значение КО для белых ламп с «приличной» цветопередачей (Ra > 80), как правило, составляет не менее 20 единиц;
  • КО максимально для ламп с минимальной цветовой температурой, и снижается по мере её увеличения;
  • несмотря на то, что у тепловых источников КО достаточно высокое, оно не является максимально возможным для той же цветовой температуры. Например, у КЛЛ цветности 827 КО на 20% выше, чем у галогенной лампы с такой же цветовой температурой;
  • КО имеет слабое отношение к цветопередаче, что вполне логично, т.к. цветопередача в общем случае определяется сбалансированностью спектра, а не наличием красного как такового;
  • как ни странно, знаменитый параметр R9 (специальный индекс цветопередачи для насыщенных красных цветов) не имеет прямой корреляции ни с общим индексом цветопередачи, ни даже с КО. Например, при изменении цветности ЛЛ с 827 до 865 R9 значительно растёт, а КО падает почти вдвое. Эта особенность связана скорее с методикой определения индекса R9.


Таким образом, даже самые лучшие из обследованных образцов ламп ДРЛ125 (в том числе HPL Comfort от Philips) по цветовым характеристикам не дотягивают даже до ЛЛ типа ЛБ, имеющих минимальный индекс цветопередачи Ra в пределах 51-55. С учётом области применения этого вида ламп (в основном уличное и вспомогательное освещение), этот недостаток был признан несущественным. Тем более, что в сравнении с пришедшими им на смену лампами ДНаТ это были всё ещё неплохие результаты. Однако реалии сегодняшнего дня таковы, что даже светодиоды NoName с весьма посредственными цветовыми характеристиками уверенно соответствуют лучшим ДРЛ с КО=15.

В дальнейшем, по мере появления такой возможности, планируется дополнить это исследование данными по нескольким лампам ДРЛ мощностью 250 и 400Вт.

Автор: Dominique, опубликовано: 27.06.23
(6)