Проектант
Размещение
рекламы





@proektant.
 
ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ
 

Осенний выставочный сезон открылся сразу двумя крупными событиями

Всемирные выставки или ЭКСПО (EXPO сокр. от exposition – выставка) проводят уже более полутора веков. За это время их популярность невероятно выросла – выставки даже сравнивают с чемпионатами мира и Олимпийскими играми. Эксперты подсчитали: с момента проведения первой выставки в Лондоне в 1851 году ЭКСПО посетили более миллиарда человек по всему миру. Людей привлекает возможность первыми увидеть технические новинки. Ведь именно на ЭКСПО получили путёвку в жизнь многие изобретения, прочно вошедшие в наш обиход: телефон, рентгеновский аппарат, застёжка-молния, вафельный стаканчик для мороженого, телевещание, сенсорный экран и другие.

В Астане презентованы инновационные проекты по экономии воды, снегоуборке и ливневке

С 25 по 27 августа в рамках масштабного стартап-марафона Astana Innovations Challenge завершился второй Startup Weekend, в котором участники предложили собственные решения по ресурсосбережению и коммунальному хозяйству. Инициаторами стартап-марафона выступили акимат г. Астаны, АО «Астана Innovations» совместно с Бизнес-инкубатором MOST.

Участники второго стартап-уик-энда в течение 54 часов работали над созданием инновационного продукта по эффективному использованию и экономии воды, снегоуборке, ливневке и электронному КСК. В течение трех дней были проведены образовательные и менторские сессии, так участники получили экспертную поддержку для работы над своими проектами.

Строительный рынок ждет перезагрузка

С 2020 года все объекты за счет госбюджета будут строиться по технологии BIM (Building Information Model). Как введение нового стандарта повлияет на отрасль, корреспонденту LS рассказали профучастники рынка. Отметим, что через три года государство будет требовать от участников строительного рынка обязательное использование данной системы при строительстве технологически сложных объектов за бюджетные средства. Как пояснил директор центра информационного моделирования КазНИИСА Александр Шахнович, особенность BIM в том, что в процессе архитектурно-строительного проектирования создается трехмерная виртуальная модель здания в натуральную величину. Она содержит всю информацию об объекте.

ПОИСК ПО САЙТУ
новости, статьи, объявления, информация
Поиск осуществляется только по страницам разделов «Инфо», «Новости», «Статьи»
Загрузка поиска

Современное состояние, перспективы развития и применения осветительных устройств на основе СВЧ разряда

Источник информации: Журнал «Светотехника»

Размещено 03.01.2014


 


О. Ю. Александрова, С. М. Бондаренко, Э. М. Гутцайт, Р. А. Жидков


Представлен краткий обзор разработок различных плазменных осветительных устройств на основе безэлектродного сверхвысокочастотного (СВЧ) разряда. Показаны примеры реализованных и разрабатываемых светильников. Обсуждаются вопросы развития плазменных ламп в настоящем и будущем.


Развитие источников электромагнитных колебаний в сторону повышения мощности и генерируемых частот, в частности, способствовало расширению исследований и применений безэлектродных парогазовых разрядов в ВЧ, а затем и в СВЧ электромагнитных полях.


В сентябре 1992 г. на VI Международном симпозиуме по науке и технологии источников света в Будапеште было сделано первое впечатляющее сообщение о создании нового высокоэффективного осветительного устройства (ОУ) квазисолнечного света на базе безэлектродной разрядной лампы СВД с аргоново-серным наполнением шаровой кварцевой колбы и с СВЧ-накачкой на частоте 2,45 ГГц (иногда называемой серной лампой) [1]. При поддержке Минэнерго США работы по разработке этих ОУ продолжились в компании Fusion System Corporation и затем в выделившейся из неё компании Fusion Lighting, занявшейся разработкой ультрафиолетовых ОУ для фотоотверждения покрытий в радиоэлектронике и полиграфии. В 1994 г. в Вашингтоне состоялась презентация ОУ «Solar 1000» тм, а в 1997 г. – её модификации «Light-drive 1000» тм. К сожалению, первые опыты оказались неудачными с точки зрения маркетинга. Fusion Ligthing в 1998 г. свернула производство УФ СВЧ ламп, а в 2002 г. вообще закрылась. Её патенты перешли в собственность компании LG [2], и в дальнейшем в серийном производстве появились два ОУ с серной лампой: потолочное ОУ PSH0731B, мощностью 730 Вт со световой отдачей 80 лм/Вт (рис. 1) и ОУ-уличный прожектор PSF1032A, мощностью 1050 Вт со световой отдачей 82 лм/Вт (рис. 2).


 осветительные устройства

Рисунок 1


 осветительные устройства

Рисунок 2


 осветительные устройства

Рисунок 3


 осветительные устройства

Рисунок 4


 осветительные устройства

Рисунок 5


 осветительные устройства

Рисунок 6


 осветительные устройства

Рисунок 7


 осветительные устройства

Рисунок 8


Параллельно в 1990-х исследования по рассматриваемым ОУ велись в Китайской инженерно-физической академии. Их результаты были реализованы на практике компанией Ningbo Yourne New Lighting Sourse, которая в 2001 г. начала выпуск ОУ с серной лампой [2]. В последние годы создана европейская группа по исследованию СВЧ разряда в серных лампах – Plasma International Group. Она стремится определить максимальную возможность по световой отдаче ОУ с серной лампой ηоу (ηоу – отношение светового потока серной лампы с резонатором к входной мощности всего ОУ) и обеспечить пути внедрения данной техники в освещение.


ОУ AS1300, разработанное Plasma International Group (рис. 3), состоит из двух блоков – питания СВЧ-генератора (магнетрона) и светоизлучающего – и имеет ηоу до120 лм/Вт [3]. Экспериментальные и теоретические НИР по ОУ с серными и им подобными (вращающимися шаровыми) лампами проводились тремя основными группами исследователей. Первую группу составили сотрудники ОАО «Плутон», ФГУП «ВЭИ», МЭИ (ТУ), НИИЯФ МГУ, ИЗМИРАН и ООО «ВНИСИ» [4–10], вторую – ИОФ РАН и МИФИ [11–13] и третью – ОАО «Лисма-ВНИИИС» [14].


Во ФГУП «ВЭИ» и ныне продолжаются исследования СВЧ разрядов в парогазовых смесях и накоплен большой опыт по созданию ОУ на их основе. Совместно с РАСХН во ФГУП «ВЭИ» проводятся работы по созданию ОУ с равноэнергетическим спектром (основные участники академик РАСХН Д. С. Стребков, канд. техн. наук В. В. Малышев и инженер Р. А. Жидков). В результате этих работ было создано ОУ, при разработке которого было уделено внимание непосредственно источнику питания магнетрона. В мировой практике для уменьшения массы и габаритов и повышения энергоэффективности используются ВЧ инверторные источники питания СВЧ генераторов. В ходе многих экспериментов во ФГУП «ВЭИ» удалось установить возможность светорегулирования этих ОУ путём модуляции светового потока. В итоге был разработан принципиально новый источник питания (ВЧ инвертор с обратной связью), в тракт обратной связи которого встроен процессорный блок, изменяющий по специальному алгоритму ток анода магнетрона. Привлекательность такого источника питания – в его небольших габаритах и массе. Этот источник питания имеет предварительный накал катода магнетрона, что может продлевать срок службы самого магнетрона до 20‒25 тыс. ч. На базе такого источника питания во ФГУП «ВЭИ» было разработано ОУ для продукционного облучения растений в теплицах, содержащее светоизлучающий блок и сопряженную с ним секцию полого световода длиной 2,7 м (рис. 4).


Разработанное ОУ позволяет повысить эффективность роста зеленных культур, что было подтверждено результатами исследований, проведённых в лаборатории аэропонных технологий НИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН (руководитель Ю. Ц. Мартиросян). В настоящее время ФГУП «ВЭИ» и ФГУП «Приборостроительный завод» (г. Трёхгорный) ведётся ОКР по серийному выпуску и внедрению ОУ с серными лампами. При этом каждый элемент ОУ должен быть легко сменяем, а сами ОУ должны быть легко разборны и содержать систему защиты с интеллектуальным управлением.


В последние годы всё больше зарубежных компаний включаются в борьбу за рынок ОУ с безэлектродными лампами, идя разными путями. В частности: Компания Сeravision (Великобритания) разрабатывает ОУ серии «Alvara» (рис. 5) с ηоу ≥ 90 лм/Вт мощностью 400‒800 Вт, с СВЧ безэлектродной металлогалогенной лампой, кварцевым резонатором и магнетронным генератором (рабочие частоты 2,45 или 5,8 ГГц) [16]. ОУ «Alvara» предназначены для освещения коммерческих и высоких производственных помещений, для уличного освещения. Компания также предлагает также соответствующие решения для фар автомобилей [17] (рис. 6).


Относительно маломощные светоизлучающие модули с полупроводниковым СВЧ генератором разработала компания Luxim (США) [18]. Компания предлагает целую серию таких модулей мощностью от 160 Вт и более. Сама (невращаемая) кварцевая металлогалогенная лампа торговая марка «LEP», в каждом модуле помещена в объёмный резонатор из диоксида алюминия (рис. 7). На базе этих модулей тоже американская компания Alphalite [19] освоила крупносерийный выпуск ОУ мощностью 300-400 Вт (рис. 8) для архитектурного и уличного освещения. По результатам патентных исследований, проведённых во ФГУП «ВЭИ», к 2010 г. число патентов только по мощным ОУ с вращаемой безэлектродной лампой, составляло около 140. Теперь же число патентов по данной тематике в целом почти удвоилось. Такая динамика позволяет считать, что интерес к ОУ с безэлектродными СВЧ лампами растёт, и с развитием полупроводниковых СВЧ генераторов за такими изделиями большое будущее. В настоящее время бурно развивается светодиодная промышленность. Светодиоды, с их высокой световой отдачей (компания Cree уже получила более 250 лм/Вт [20, 21]) и большие сроки службы (lj 50 тыс. ч), активно вытесняют традиционные источники света и успешно используются в освещении, включая уличное и дорожное. Но светодиодные источники света (модули и лампы) – не конкуренты мощным серным и им подобным безэлектродным лампам, и ОУ с ними могут занять разные ниши применения.


В отличие от светодиодов, разрядные СВЧ лампы наиболее эффективны при высоких температурах и обеспечивают световые потоки более 100 клм, т.е. на три порядка мощнее светодиодов. При этом серные лампы обладают уникальным квазисолнечным спектром излучения и даже более экологичным, чем солнечный свет, поскольку имеют пониженные интенсивности ультрафиолетового и инфракрасного излучения [4, 8]. При этом безэлектродные СВЧ лампы (серные или МГЛ) хорошо подходят для создания ОУ с большими световыми потоками. В частности, они перспективнее светодиодов для использования на входе протяжённых полых световодов для освещения больших пространств, и к тому же, например, серные лампы обладают уникальным квазисолнечным спектром, в чём-то даже более экологичном, чем солнечный (из-за практического отсутствия в нём УФ и ИК составляющих). Авторы: О. Ю. АЛЕКСАНДРОВА, С. М. БОНДАРЕНКО, Э. М. ГУТЦАЙТ, Р. А. ЖИДКОВ


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. Dolan I. T., Ury M. G., Wood C. H. A Novel High Efficacy Microwave Powered Light Source. Presented as a Land-mark Paper on September 2, 1992 Sixth International Symposium on the Science and Technology of Light Sources Technical University of Budapest. – Budapest, 1992.

2. Фролов А. Плазменные светильники: экологичность и сплошной спектр.// Магазин свет: электронный журнал. – 2011. URL: www.magazine-svet.ru/review/63804/ (дата обращения: 17.12.2012).

3. Plasma International. URL: plasma-i.com (дата обращения: 17.12.2012).

4. Шлифер Э. Д. Безэлектродные сверхвысокочастотные газоразрядные лампы / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. –М.:Дом Света,1999. 24 с.

5. Шлифер Э. Д. Некоторые особенности и проблемы создания осветительных и облучательных устройств на базе безэлектродных га­зоразрядных ламп с СВЧ-накачкой // Светотехника. – 1999. – № 1. – С. 6–9.

6. Козлов А. Н., Ляхов Г. А.., Павлов Ю. В., Резников А. Е., Умарходжаев Р. М, Шлифер Э. Д. СВЧ и ВЧ возбуждение разряда в парах серы с неоном // Письма в ЖТФ. – 1999. – Т. 25, вып. l3. – C. 27‒33.

7. Шлифер Э. Д. Настоящее и будущее безэлектродных СВЧ-разрядных источников света // Электроника, наука, технология, бизнес. – 2002. – № 3. – С. 52–55.

8. Гутцайт Э. М. Безэлектродные источники света, использующие электромагнитную энергию высоких и сверхвысоких частот // Радиотехника и электроника. – 2003. ‒ Т. 48, № 1. – С. 5–38.

9. Александрова О. Ю., Жидков Р. А., Шлифер Э. Д. Создание осветительных и облучательных установок на базе безэлектродных СВЧ разрядных ламп // Светотехника. – 2006. – № 3. – С. 21–27.

10. Гутцайт Э. М., Кущ О. К. Анализ квазипараболических отражателей с микроволновыми лампами на входе призматических световодов // Радиотехника и Электроника. –2006. – № 12. – С. 1488 –1495.

11. Диденко А. Н., Виноградов Е. А., Ляхов Г. А., Шипилов К. Ф. Высокоэффективный безэлектродный источник света с квазисолнечным спектром на основе тлеющего СВЧ разряда // Докл. РАН. – 1995. – Т. 334, № 2. – С. 182–183.

12. Диденко А. Н., Зверев Б. В. СВЧ-энергетика. ‒ М.: Наука, 2000. ‒ 264 с.

13. Диденко А. Н., Прокопенко А. В., Щукин А. Ю. Высокоэффективная серная лампа малой мощности // Светотехника. – 2009. –№ 5. –С. 22–24.

14. Вдовин В. Г., Корочков Ю. А. Проблемы и перспективы создания высокоэффективных безэлектродных разрядных ламп СВЧ возбуждения // Светотехника. –2006. –‒ № 3. – С. 28–32.

15. Жидков Р. А., Щербаков А. В. Устройство возбуждения магнетрона безэлектродной сверхвысокочастотной газоразрядной лампы прожектора // Патент России на полезную модель № 115605. 2012. Бюл. № 12.

16. Ceravision. URL: www.ceravision.com (дата обращения: 17.12.2012).

17. Science 2.0. URL: www.science20.com/newswire/bmw/ (дата обращения: 17.12.2012).

18. Luxim. URL: www.luxim.com (дата обращения: 17.12.2012).

19. Alphalite. URL: www.alphalite.com (дата обращения: 17.12.2012).

20. Cree. URL: www.cree.com (дата обращения: 17.12.2012).

21. Туркин А., Дорожкин Ю. Новое поколение мощных светодиодов CREE: особенности, преимущества, перспективы // Полупроводниковая светотехника. – 2012. – № 5. – С. 36–41.

22. Гутцайт Э. М., Коган Л. М., Маслов В. Э., Сощин Н. П. Моделирование светодиодных устройств с высоким индексом цветопередачи // Материалы 22-й Международной научно-технической конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии, «КрыМиКо - 2012». Севастополь, Крым, Украина. 10–14.09.2012. Т.2. – Севастополь: СевНТУ. – С. 595–596







СВЕЖИЕ СТАТЬИ


Контактные данные   |   Рекламно-информационные услуги   |   Размещение в Каталоге   |   Баннерная реклама   |   Статистика посещаемости