Разные новости из области светотехники


14 сообщений / 0 новых
Последнее сообщение
Аватар пользователя Dominique
Dominique
Разные новости из области светотехники

В Петербурге осваивают новые технологии уличного освещения

Петербург один из первых регионов России, где внедряется беспроводное управление уличным освещением. Причем «Ленсвет» обкатывает сразу два подобных подхода, наиболее распространенных в мировой практике. Пилотный проект, связанный с тестированием технологии LoRaWAN на Васильевском острове, подошел к завершению. И тут же стартует другой, в Кировском районе, где на светодиодный участок «проникнет» система передачи данных с помощью сим-карт. Применение той и другой позволит решить сразу несколько задач, а потому станет важным шагом в реализации программы «Умный город»...


Аватар пользователя rft2
rft2

Ламповая революция

Привычные всем лампы накаливания очень неэкономичны: в видимый свет в них преобразуются всего несколько процентов потребляемой электроэнергии. Поэтому для освещения уже давно используются значительно более экономичные светодиодные и люминесцентные лампы. Однако первые «не любят» повышенную температуру, а вторые используют вредные пары ртути, которые порождают ультрафиолетовое излучение под действием электрического разряда.

Проблема в том, что Россия подписала международную Минаматскую конвенцию о ртути, направленную на защиту здоровья людей и окружающей среды от выбросов ртути и её соединений, которые могут приводить к отравлениям. С 2020 года конвенция запрещает производство ряда бытовых приборов, содержащих ртуть. Так что с будущего года люминесцентные лампы окажутся вне закона. Что же придёт им на смену?

С 1980-х годов во многих странах исследователи ведут работы по созданию так называемых катодолюминесцентных светильников. В них внутри вакуумной колбы находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод), между которыми создано значительное напряжение (до десятка тысяч Вольт). Под действием электрического поля электроны, испускаемые катодом, разгоняются и бомбардируют поверхность анода, под которой нанесен слой люминофора, испускающий при этом свет. В зависимости от люминофора такая лампа может излучать практически в любой области спектра — от красной до ультрафиолетовой. Особенно актуальна сейчас их способность давать ультрафиолетовое излучение. При этом, что важно, катодолюминесцентные осветительные приборы никакой ртути не содержат и абсолютно экологичны как в эксплуатации, так и при утилизации.

Схема устройства лампочки: 2 — катод; 1 и 3 — управляющие элементы; 4 — испускаемые электроны; 5 — люминофор; 6 — алюминиевый анод; 7 — вывод анода; 8  — стеклянная вакуумная колба.

Как говорится, всё новое – это хорошо забытое старое. Таким же способом создавали поток электронов кинескопы старых телевизоров и электронные лампы (радиолампы). Однако в них катод испускал электроны при сильном нагреве. Когда же катодолюминесцентные лампочки с нагреваемым катодом попытались серийно производить в США, рынок не принял новинку, – основном из-за ее громоздких размеров и необходимости ждать после включения несколько секунд, пока катод достигнет рабочей температуры. По той же причине старый ламповый телевизор или радиоприёмник начинал работать не сразу после включения, а после того, как «прогреется».

В поисках решения проблемы физики изобрели катоды, не требующие нагрева, так называемые автокатоды. Их принцип действия основан на явлении автоэлектронной эмиссии — испускании электронов холодным катодом под действием электрического поля за счет туннельного эффекта. Вот только создать эффективный, долговечный и при этом технологичный автокатод, имеющий приемлемую для массового производства себестоимость, оказалось крайне сложно. Ни в Японии, ни в США, где сейчас ведутся подобные работы, этого сделать до сих пор не удалось, а российским физикам — удалось!

Исследователи из МФТИ и ФИАН создали и испытали прототип такой лампы, обладающей не достигнутыми никем в мире характеристиками надежности, долговечности и силы света. Об этом они рассказали в журнале Journal of Vacuum Science & Technology B.

(а) – Фото модуля, содержащего излучающий катод (на него указывает стрелка). (b) – увеличенное изображение катода, изготовленного из углеволокна.

Как объяснил руководитель работы профессор МФТИ Евгений Шешин, разработанный автокатод построен на основе обычного углерода. Исследователи научились создавать из углеродных волокон такую конструкцию, которая не боится ионной бомбардировки, дает большой ток, технологична и дешева в производстве. Такой технологии нет больше нигде в мире. Специальная обработка позволяет формировать на острие катода множество микровыступов размером в доли микрона (тысячная доля миллиметра), создающих вблизи поверхности катода сверхвысокую напряженность электрического поля, которая и выбивает электроны в окружающий вакуум.

Второе достижение российских физиков заключается в том, что им удалось сконструировать компактный источник высокого напряжения, необходимого для работы лампы. Его удалось разместить по периметру колбы лампочки, почти не влияя на ее размеры.

Лабораторные прототипы катодолюминесцентных лампочек со встроенным блоком питания на стандартном цоколе E27 с рассеивателем Angel и без него (b). Они приблизительно соответствуют 25-ваттной лампочке накаливания. Потребляемая мощность — 5,5 Вт.

Результаты испытаний свидетельствуют, что новая лампочка при массовом производстве вполне способна конкурировать с массовой светодиодной продукцией из Китая. Она не содержит импортных комплектующих и может выпускаться на любом отечественном электроламповом заводе. Она сможет окончательно вытеснить экологически опасные ртутные люминесцентные лампы, которые мы сейчас повсеместно используем в своих квартирах.

По материалам пресс релиза МФТИ

Автор: Алексей Понятов

31 мая 2019

Наука и жизнь


Аватар пользователя Dominique
Dominique

Ну какая уж тут революция) Ведь по сути перед нами пусть и усовершенствованный, но всё же вариант хорошо известного источника света. И наверняка, со всеми присущими ему недостатками (возможно, кроме чуть улучшенного срока службы). Недаром в обзоре ни слова про светоотдачу и стабильность потока.

Есть также сильное подозрение, что подобные "чудо-лампы", как и приснопамятные ЭЛТ, будут облучать пользователей рентгеном Biggrin

Вот вам и "вредная ртуть" для сравнения)


Аватар пользователя Студент-Электрик
Студент-Электрик

Инновации, как же - о таких ИС писали еще в 70-х. да и по свидетельствам тех кто плотно общался с разработчиками, лампы эти только на словах хорошие, на деле сплошной брак и автокатод не работает. 


Аватар пользователя OMEGATRON
OMEGATRON

Что же, раз уж заговорили об этих ЛИС, то покажу несколько опытных поделий от Саратовского ПО Рефлектор.

 

1)  Безымянный опытный ЛИС 1.

Катод в приборе точечный автоэмиссионный холодный.
Самое интересное, в приборе это экран:
На нижней левой врезке показано то как нанесен люминофор--не сплошняком а с прозрачными отверстиями. нанесен через сетку то бишь.

//ipic.su/img/img7/tn/1.1559332413.jpg) //ipic.su/img/img7/tn/1.1559332823.jpg)

 

2) Безымянный опытный ЛИС2.

У этого прибора тоже точечный автоэмиссионный катод.
Люминесцентный экран, представляет из себя полусферический котелок который равномерно облучается электронами с автокатода.

//ipic.su/img/img7/tn/2.1559332540.jpg) //ipic.su/img/img7/tn/2.1559332851.jpg)

 

3)  Безымянный опытный ЛИС3.

У этого прибора тоже точечный автоэмиссионный катод.
Люминесцентный экран, представляет из себя конус на который нанесен люминофор. Так же непонятен 3й электрод--на торцевой части баллона нанесено токопроводящее покрытие оксида олова, какую роль играет данный электрод, непонятно...

//ipic.su/img/img7/tn/3.1559332578.jpg) //ipic.su/img/img7/tn/3.1559332880.jpg)

 

4) Безымянный опытный ЛИС4.

Этот образец так же имеет точечный автоэмиссионный катод.
В этом образце, целых 3 электрода--Автокатод, конусный электрод с люминофором(Дифлектор ?) и люминофорный экран на просвет--Анод.
люминофор нанесенный на конический электрод, скорей всего, служит для дополнительного усиления яркости светового потока.

//ipic.su/img/img7/tn/4.1559332607.jpg) //ipic.su/img/img7/tn/4.1559332985.jpg)

 

5)  Безымянный опытный ЛИС5.

Очень, не постесняюсь этого слова, странный источник света.
У этого прибора целых два(!) точечных автоэмиссионных катода с разных сторон.
Люминесцентный экран--Он же Анод, представляет из себя прозрачное токопроводящее покрытие оксида олова на который нанесен люминофор.
Н обоих концах, расположены автокатоды которые, по сути, бьют друг в друга, но для того чтобы электроны не летели на катоды, через анодное покрытие так же выведены дефлекторы конической формы--рассеиватели электронов, выведены они посредством пружинных контактов прижатых к токопроводящему слою.
Вот такой странный и интересный люминофорный источник света!

//ipic.su/img/img7/tn/5.1559332642.jpg) //ipic.su/img/img7/tn/5.1559333023.jpg)


Аватар пользователя Арсен
Арсен

Dominique писал(а):

Есть также сильное подозрение, что подобные "чудо-лампы", как и приснопамятные ЭЛТ, будут облучать пользователей рентгеном Biggrin

Рентгеном врядли-там нужно резкое торможение электронов об вольфрамовый анод.


Аватар пользователя Т800
Т800

Студент-Электрик писал(а):

Инновации, как же - о таких ИС писали еще в 70-х. да и по свидетельствам тех кто плотно общался с разработчиками, лампы эти только на словах хорошие, на деле сплошной брак и автокатод не работает. 

Первые светодиоды тоже не особо выдавались даже в роли индикаторов, однако теперь достигли немалых успехов в деле освещения. Так что думаю, работать в направлении вакуумных ламп с холодным катодом (ВЛХК) стоит, ведь технологии не стоят на месте и то, что казалось фантастикой вчера, вполне может стать обыденностью завтра (вспомним хотя-бы мобильники).

Главное - чтобы новые (или хорошо забытые старые) идеи не были задушены происками конкурентов.


Аватар пользователя Dominique
Dominique

Главными слабыми местами любых люминесцентных источников являются КПД преобразования энергии в свет и долговечность люминофора. Если их успешно преодолеть, то любая технология может получить небывалое развитие. Однако пока сравнительных успехов удалось добиться только с твердотельными источниками.

И даже если действительно появится некая "новая" электровакуумная технология, "уделывающая" светодиоды по параметрам за счёт всяких там золотых нанокатодов, платиновых наносеток и урановых наностёкол, едва ли она сможет конкурировать с диодами по цене.


Аватар пользователя SilverRay
SilverRay

Добавлю свои пять копеек. Двумя основными недостатками автоэмиссионных катодов были (и остаются, насколько мне известно, по сей день):
1) необходимость иметь достаточно высоковольтный источник.
2) неравномерная плотность пучка электронов с автокатода, что вынуждает использовать костыли в виде модуляции напряжения питания.

Не далее как вчера под руку подвернулись опытные образцы подобных источников -- как из "Волны" (НИИ при "Рефлекторе"), так и из Физтеха (для них делала Запрудня ака "Зелта"). Да, они светят, и довольно ярко. Но...

//ipic.su/img/img4/tn/1.1559476641.jpg) //ipic.su/img/img4/tn/2.1559476642.jpg) //ipic.su/img/img4/tn/3.1559476643.jpg) //ipic.su/img/img4/tn/4.1559476643.jpg)

В этом плане "Волна" пошла дальше и переключилась именно на индикаторы с автокатодами, что куда как более реально и удобно. Увы, сейчас эти разработки, скорее всего, ушли за рубеж, а самой "Волны" уже нет.
 


Аватар пользователя SilverRay
SilverRay

Арсен писал(а):
Рентгеном врядли-там нужно резкое торможение электронов об вольфрамовый анод.

Тормозное излучение возникает в любом материале, вопрос в его энергетических характеристиках и длине волны.


Аватар пользователя Арсен
Арсен

Об этом и шла речь. От кинескопных теликов,молотящих 24/7 ещё никто не умер.



Аватар пользователя Dominique
Dominique

Арсен писал(а):

Об этом и шла речь. От кинескопных теликов,молотящих 24/7 ещё никто не умер.

Не видал ты лысых инженеров, всю жизнь промолотивших на советских ВЦ с трубочными терминалами Rofl


Аватар пользователя Dr. Cortex
Dr. Cortex

Немножко не в тему, но до чего же умиляет эта формулировочка: "защиту людей и окружающей среды от выбросов ртути" . Много ли интересно было случаев отравления ртутью за 100 лет использования ртутосодержащих ИС? Те же выхлопы от автотранспорта приносят в разы больший ущерб окружающей среде и атмосфере (особенно дизель), нежели какая то там ртуть, но банить двигатели внутреннего сгорания что то никто не торопится.


Аватар пользователя Т800
Т800

А банят только то, что уже нельзя впарить лохам по цене самолёта.