Lampe de soufre

La lampe (aussi lampe de soufre de de soufre de ) est fortement un système efficace de l'éclairage d'Electrodeless de du Plein-spectre du dont la lumière est produite par le plasma du soufre qui a été excités par par rayonnement de la micro-onde . La technologie a été développée au début des années 90, mais, bien qu'il ait semblé au commencement être très prometteur, l'éclairage de soufre était un échec commercial par la fin des années 1990. Depuis 2005, les lampes sont encore manufacturées pour l'usage commercial.

Mécanisme

< ! -- L'image d'Unsourced a enlevé : --> < ! -- Commenté dehors parce que l'image a été supprimée : --> La lampe de soufre se compose d'une boule de golf - ampoule classée du Fondre-quartz (de 30mm) contenant de plusieurs milligrammes de poudre du soufre et de gaz d'argon à l'extrémité d'un axe en verre mince. L'ampoule est enfermée dans un camp résonnant de la maille de fil du de micro-onde. Un magnétron , tout comme celui en fours à micro-ondes à la maison bombarde l'ampoule, par l'intermédiaire d'un guide d'ondes , avec 2.45 micro-ondes de gigahertz . L'énergie de micro-onde excite le gaz cinq à la pression des atmosphères , qui chauffe alternativement le soufre à un degré extrême formant un plasma rougeoyant brillamment capable d'illuminer des vastes zones. Puisque l'ampoule réchauffe considérablement, il est que un moteur électrique tourne l'ampoule tandis qu'un ventilateur la refroidit pour l'empêcher de fondre. L'ampoule est habituellement placée au centre d'un réflecteur parabolique pour diriger toute la lumière dans une direction.

Il serait impossible d'exciter le soufre using les électrodes traditionnelles que le soufre réagirait rapidement avec toutes les électrodes métalliques du les rendant inutiles. L'absence des électrodes tient compte d'une variété beaucoup plus grande de substances lumière-produisantes pour être employée que ceux utilisés dans des lampes traditionnelles.

La vie de conception de l'ampoule est approximativement 60. Cependant, la vie de conception des magnétrons est actuellement seulement des environ 15.

Excepté les lampes fluorescentes la période de préchauffage de la lampe de soufre est notamment plus courte que pour d'autres lampes à décharges de gaz, même aux basses températures ambiantes. Elle atteint 80% de son flux lumineux final dans vingt secondes (vidéo), et la lampe peut être remise en marche approximativement cinq minutes après une coupure d'électricité.

Les premières lampes de prototype étaient des unités de 5.9 kilowatts, avec une efficacité de système de 80 lumens par watt . Les premiers modèles de production étaient 1.4 kilowatt avec un résultat de 135. Les modèles postérieurs pouvaient éliminer le ventilateur et améliorer l'efficacité à plus de 100 lumens/watt.

Qualité de lumière émise

< ! -- L'image d'Unsourced a enlevé : --> Le plasma de soufre consiste principalement en molécules du dimère (S₂), qui produisent de la lumière par l'émission moléculaire . Puisque ce, au lieu de l'émission atomique , est le mécanisme de la génération légère, le spectre d'émission est continu dans tout le spectre évident . Le rendement de la lampe est bas dans l'énergie infrarouge du , et plus moins de 1% est la lumière ultra-violette du . Pas moins de 73% du rayonnement émis est dans le spectre évident, bien plus que d'autres types de lampes. Le rendement lumineux évident imite la lumière du soleil mieux que n'importe quelle autre source lumineuse artificielle, et le manque de rayonnement ultraviolet nocif est un avantage supplémentaire.

Le rendement spectral fait une pointe à 510 nanometres , donnant une tonalité distinctement verdâtre à l'environnement lumineux. La température de couleur corrélée est approximativement 6000 le Kelvins avec une C. La lampe peut être obscurcie à 15% sans affecter la qualité légère, et le rendement lumineux demeure constant au cours de la vie de l'ampoule.

L'utilisation d'un filtre magenta du peut être employée pour donner à la lumière une sensation plus chaude. Un tel filtre a été utilisé sur les lampes à l'air national et au musée d'espace dans le Washington, C.C

L'addition d'autres produits chimiques dans l'ampoule pourrait améliorer l'interprétation de couleur. Les ampoules de lampe de soufre avec du bromure (CaBr₂) de calcium de supplémentaire produisent un spectre semblable avec l'addition d'une transitoire dans des longueurs d'onde rouges à 625nm. D'autres additifs tels que l'iodure (LiI) de lithium de et l'iodure de sodium (NaI) peuvent être employés pour modifier les spectres de rendement.

Histoire

La technologie a été conçue par l'ingénieur Michael Ury de , le physicien Charles de en bois et leurs collègues en 1990. Avec l'appui du ministère de l'énergie des Etats-Unis , elle a été encore développée en 1994 par Fusion Lighting de Rockville, le Maryland , un avantage supplémentaire de la division UV de fusion de Fusion Systems Corporation. Ses origines sont dans des sources lumineuses de décharge de micro-onde utilisées pour le ultra-violet traitant dans le semi-conducteur et les industries de l'imprimerie. La division UV de fusion plus tard a été vendue à PLC de Spectris de , et le reste de systèmes de fusion plus tard a été acquis par le Eaton Corporation .

Seulement deux modèles de production ont été développés, tous les deux avec les caractéristiques semblables : le 1000 solaire de 1994 et le lecteur léger 1000 de 1997, qui était une amélioration du modèle précédent.

La production de ces lampes a fini en 1998. L'allumage de fusion a fermé ses portes début 2002, ensuite après avoir épuisé approximativement $90 millions dans les capitaux à risques . Leurs brevets ont été autorisés au groupe d'atterrisseur de . Les archives d'Internet de ont une copie du site Web ancien de l'éclairage de fusion. Leurs lampes ont été installées dans le monde entier dans plus de cent équipements, mais bon nombre d'entre eux ont été déjà enlevés.

En 2001, Ningbo Youhe New Lighting Source Co., Ltd, dans le Ningbo , Chine , a produit sa propre version de lampe de soufre. Le site Web de la compagnie n'est plus en ligne et peut être hors des affaires, mais l'information sur ces lampes est fournie par sa copie archivée aux archives d'Internet.

Depuis 2005, des lampes de soufre ont été lancées sur le marché par l'éclairage de Sulphur Plasma dans le Sliedrecht , les Pays Bas . Tandis que ces lampes sont une conception originale, leurs caractéristiques et rendement sont semblables aux modèles de production précédemment construits par Fusion Lighting.

En 2006, le LG Electronics a commencé la production de ses lampes de soufre, appelée le système de d'éclairage de Plasma (PLS).

Interférence électromagnétique

< ! -- L'image supprimée a enlevé : --> Les magnétrons dans des ces lampes peuvent très bien causer à interruption dans le le spectre sans fil de 2.4 gigahertz, qui est employé par le WI-Fi , les téléphones sans fil et la radio satellite dans le Amérique du Nord . Craignant l'interférence avec leurs émissions, la radio satellite de Sirius et de XM a pétitionné la Commission Fédérale des Communications (FCC) de des Etats-Unis forcer l'éclairage de fusion pour réduire de 99.9% les émissions électromagnétiques des lampes de soufre. En 2001, l'éclairage de fusion a accepté d'installer le en métal protégeant autour de leurs lampes réduisant les émissions électromagnétiques de 95%.

En mai 2003, la FCC a adopté un ordre terminant une démarche commencée en 1998 qui aurait défini des limites d'émission hors bande pour des lumières de radiofréquence fonctionnant à 2.45 gigahertz, dire le procès-verbal était devenu périmé et l'éclairage de fusion, la seule partie qui avait exprimé un intérêt dans 2.45 gigahertz d'éclairage de rf, avait cessé de poursuivre le développement de l'éclairage de rf dans cette bande. L'ordre a conclu :

"Nous refusons donc de fournir l'aide priée des concessionnaires par radio satellites pour interdire l'opération de toutes les lumières de rf dans la bande de 2.45 gigahertz, car nous constatons que la prohibition demandée overarching et n'est pas justifiée basé sur les circonstances. Si évidemment n'importe quelle entité cherchera à actionner des lumières de rf dans la bande de 2.45 gigahertz et à causer l'interférence nocive aux récepteurs radioélectriques satellite par conséquent, et nos limites existantes prouvent insatisfaisant, nous prendrons à ce moment-là action." approprié ;

Problèmes environnementaux

À la différence du soufre fluorescent et de des lampes à décharges les lampes à haute intensité ne contiennent aucun mercure . Par conséquent, les lampes de soufre ne constituent pas une menace à l'environnement ou n'exigent pas la disposition spéciale. En outre, l'utilisation des lampes de soufre a le potentiel de réduire le montant total d'énergie exigé pour l'éclairage.

Systèmes de distribution légère

Puisque la quantité de lumière produite à partir d'une ampoule est si grande, il est habituellement nécessaire de distribuer la lumière aux secteurs loin enlevés de la lampe. La méthode la plus commune employée est les pipes légères

Pipes légères

< ! -- L'image d'Unsourced a enlevé : --> La pipe légère de 3M (également appelé un le guide léger ou le tube léger ) est un long, transparent, creux cylindre avec un extérieur prismatique du développé par le 3M qui répartit la lumière uniformément sur sa longueur. Les pipes légères peuvent être tant que 40 mètres et sont réunies sur l'emplacement à partir des unités plus courtes et modulaires. La pipe légère est fixée au réflecteur parabolique de la lampe de soufre. Pour des pipes plus courtes, il y aura un miroir à l'extrême inverse ; pour les plus longs, il y aura une lampe à chaque extrémité. L'aspect global d'une pipe légère a été comparé à celui d'un tube fluorescent géant-classé . Une lampe de soufre avec une pipe légère peut remplacer des douzaines de lampes CACHÉES. À l'air national et au musée d'espace , trois lampes, chacune avec des 27 - la pipe du mètre , a remplacé 94 lampes CACHÉES tandis que considérablement l'augmentation de la quantité de lumière livrait.

Le nombre considérablement réduit de lampes peut simplifier l'entretien et réduire des coûts d'installation mais peut également exiger un réseau de réserve pour des secteurs où l'éclairage est critique.

Les pipes légères permettent à la lampe d'être placée dans un secteur facilement accessible pour l'entretien et à partir des endroits où la chaleur de la lampe peut être un problème.

Réflecteurs secondaires

Un réflecteur secondaire est une structure avec une surface reflétée placée directement dans le chemin du faisceau de lumière en tant que lui sort le réflecteur primaire parabolique de la lampe. Un réflecteur secondaire peut avoir une géométrie complexe qui lui permet de casser vers le haut la lumière et de la diriger vers où on le désire. Il peut mettre en lumière un objet ou étendre la lumière pour l'illumination générale.

À l'aéroport de Sundsvall-Härnösand de près du Sundsvall , Suède , éclairage de terrain d'aviation est fourni par des lampes de soufre montées sur des tours 30 mètres de grandes. Les lampes sont dirigées vers le haut et brillent leur lumière sur les réflecteurs secondaires wing-shaped qui étendent la lumière et la dirigent en bas. De cette façon, une lampe peut illuminer un secteur 30 par 80 mètres.

Aux sièges sociaux de l'énergie de DONG de , une compagnie d'énergie au Danemark, une lampe simple de soufre dirige sa lumière sur de nombreux réflecteurs et diffuseurs spéculaires pour illuminer le hall d'entrée aussi bien que plusieurs sculptures à l'extérieur de du bâtiment.

À l'entrée à l'hôpital d'université dans le Lund , Suède , les réflecteurs secondaires sur le plafond sont plaqués avec les films fortement r3fléchissants, mais shaped afin d'éviter n'importe quelle lueur. D'ailleurs, puisque ces films ont une structure extérieure microprismatic qui fractionnent les faisceaux, le risque de problèmes de lueur est encore réduit. Le fait que les réflecteurs déplacent la source lumineuse lointaine de l'oeil de n'importe qui qui s'avérerait justement regarder dans eux des aides pour éliminer plus loin des problèmes de lueur.

Éclairage indirect

Les montages indirects dirigent la majeure partie de leur flux lumineux vers le haut vers un plafond. Un plafond fortement r3fléchissant peut alors servir de source secondaire de luminance diffusive et basse, éclairage visuel élevé de qualité pour les espaces intérieurs. Les avantages primaires de l'éclairage indirect sont l'occasion de réduire de manière significative le potentiel indirect de lueur et d'éliminer complètement le visionnement direct de source.

Aux sièges sociaux de service municipaux de la zone (SMUD) de Sacramento de construisant, deux lampes de soufre ont été installées dans les dessus des kiosques libres que les 4.2m à haut plafond étaient modification avec la réflectivité élevée (90%), la tuile acoustique blanche de plafond de . Les lampes dirigent leur lumière vers le haut, et on le reflète outre du plafond fournissant l'éclairage indirect. L'étroit, le milieu, ou les modèles larges de faisceau peuvent être créés en choisissant de divers éléments de réflecteur.

Éclairage direct

Les pipes légères ne seraient pas nécessaires dans les applications telles que l'éclairage du stade , où un montage plat peut être monté assez haut de sorte que la lumière puisse répartir des vastes zones. L'installation à la base aérienne de colline de contient des lampes avec les pipes légères comme les montages de Downlight ont monté haut dans un hangar d'avions.

Fibres optiques

Les fibres optiques ont été étudiées comme système de distribution pour des lampes de soufre, mais aucun système pratique n'a été jamais lancé sur le marché.

Perspectives d'avenir

< ! -- L'image d'Unsourced a enlevé : --> En 2005, l'éclairage de plasma de soufre dans Sliedrecht- l'éclairage de plasma des Pays Bas et du soufre en Essex-Angleterre a commencé à lancer une lampe de soufre. Ils ont récemment commencé la pleine production. La recherche sur la technologie continue à plusieurs universités. En outre, plusieurs compagnies en Europe et Asie essayent d'apporter une lampe pratique de soufre au marché. Le ministère de l'énergie d'États-Unis ne place plus n'importe quelle recherche dans la technologie.

Le développement d'une source accessible, efficace, et longévitale de micro-onde est un obstacle technologique à la réduction des coûts et au succès commercial. Les prototypes de lampe étaient seulement disponibles dans les hauts wattages (1000+ W), qui a empêché l'adoption dans les applications où les demandes de rendement lumineux n'étaient pas grandes. La lampe de soufre a des problèmes avec la vie du magnétron et du moteur qui tourne l'ampoule et le bruit à partir du ventilateur. Puisque la lampe a les pièces mobiles, la fiabilité demeure un thème critique, et l'entretien de système peut empêcher l'adoption du marché.

Les chercheurs ont eu un certain succès à éliminer la nécessité de tourner l'ampoule en employant des micro-ondes circulairement polarisées du pour tourner le plasma à la place. D'autres expériences ont employé l'iodure de sodium , l'iodure de scandium de , le monobromide (InBr) d'indium de , le sélénium (photo) de , ou le tellurium comme milieu lumière-produisant.

Installations en avant

voient également : Liste des installations de lampe de soufre Plusieurs des installations des lampes étaient pour l'essai seulement, mais là restent quelques emplacements où les lampes sont en service comme source lumineuse primaire. Peut-être le plus évident de ces derniers serait les oreillettes en verre à l'air national et au musée d'espace .

Voir également

Lampe d'Electrodeless de
Liste de des sources lumineuses
Chronologie de de la technologie d'éclairage

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