Метален халогенен лампи: Пълен водичка
Металохалогенна лампа е вид високointензивна (HID) лампа, която произвежда светлина чрез електрическа дъга през газов смес от парирана ртуть и метални халогени. Металните халогени са съединения на метали с бром или йод. Металохалогенните лампи имат висока светлинна ефективност, цветова репродукция и дълг срок на използване. Те се използват широко за обща осветителна цел както в помещения, така и навън, като комерсиални, индустриални и обществени пространства, паркинги, спортни арени, фабрики и търговски магазини, както и за домашна сигурност и автомобилни фарове.
Какво е металохалогенна лампа?
Металохалогенна лампа се дефинира като електрическа лампа, която произвежда светлина чрез електрическа дъга през газов смес от парирана ртуть и метални халогени. Електрическата дъга се създава между два електрода в малка фузирана кварцева или керамична дъгова тръба, която е заключена в по-голяма стъклена колба, която има покритие, което филтрира ултравиолетовата светлина, произведена. Дъговата тръба работи при високо налягане от 4 до 20 атмосфери и висока температура от около 1000 К.
Металните халогени, използвани в лампата, обикновено са йодид на натрий, йодид на индиум и йодид на тал. Тези съединения подобряват ефективността и цветовата репродукция на светлината, добавяйки оранжево и червено към спектъра от линията на натрия D и зелено към спектъра от линията на тала, докато металните йони се йонизират. Най-общият метален халогенен състав, използван, е йодид на натрий. Металните халогени помагат също да стабилизират дъгата и намалят трептенето на светлината.
Металохалогенните лампи имат висока светлинна ефективност от около 75 до 100 люмена на ват, което е почти два пъти повече от ртутните лампи и 3 до 5 пъти повече от накалителни лампи. Те имат също висок показател на цветова репродукция (CRI) от 65 до 95, което означава, че могат да възпроизвеждат цветовете точно. Металохалогенните лампи имат срок на използване от 6,000 до 15,000 часа, в зависимост от типа и мощността на лампата.
Кой изобрети металохалогенните лампи?
Металохалогенните лампи бяха изобретени от Чарлс Протеус Стайнметц през 1912 година, но те не бяха налични за комерсиално използване до 1960-те години. Д-р Рейлинг от General Electric беше един от пионерите, които разработиха металохалогенните лампи през 1960 година. Той използва йодид на натрий като метален добавител в своята лампа. По-късно други изследователи експериментираха с различни метални халогени, като йодид на индиум, йодид на тал, йодид на скандий и йодид на диспрозий.
Как работи металохалогенна лампа?
Металохалогенна лампа работи, като създава електрическа дъга между два електрода в дъгова тръба, която съдържа газов смес от парирана ртуть и метални халогени. Дъговата тръба е свързана с електронен баласт, който регулира напрежението и ток, доставяни към лампата.
Когато лампата е включена, в началото не се произвежда дъга, защото налягането и температурата в дъговата тръба са твърде ниски. За да започне лампата, допълнителен електрод или стартерен електрод близо до един от основните електроди създава първоначален разряд между тях. Биметален превключвател краткосвързва стартерния електрод с основния електрод точно в момент на стартиране.
Първоначалният разряд загрява газовата смес в дъговата тръба и йонизира някои от аргоновия газ и парите на ртутьта. Това създава слаба дъга между основните електроди, която постепенно увеличава яркостта и температурата, докато все повече газови молекули се йонизират.
Когато температурата на дъгата се повишава, металните халогени се парират и дифузират от стената в потока на дъгата. После те се диссоциират и дават свободни метали и йод атоми. Металните атоми произвеждат най-голямата част от светлинния изход, като излъчват видима радиация, когато се възвръщат към своето основно състояние след като са възбудени от електрическата дъга.
Различните метални халогени се парират с различни скорости в зависимост от техното парно налягане и конфигурацията на енергийните нива. Обикновено йодид на индиум се парира първи и формира син обвивка около ртутната дъга. След това йодид на тал се парира и формира жълта обвивка около обвивката на индиума. Накрая йодид на натрий се парира и добавя оранжево и червено към спектъра.
Лампата достига максималния светлинен изход след около 5 минути нагреване. През това време цветовата температура и CRI на лампата се променят, докато се парират все повече метални халогени.
Какви са компонентите на металохалогенна лампа?
Металохалогенна лампа се състои от няколко компонента, които работят заедно, за да произведат светлина. Тези компоненти са:
Стъклена колба: Това е външният обвив, който обгръща дъговата тръба и я защитава от въздух и влага. Тя има покритие, което филтрира ултравиолетовата светлина, произведена от дъгата.
Дъгова тръба: Това е малка фузирана кварцева или керамична тръба, която съдържа електродите и газовата смес от парирана ртуть и метални халогени. Тя работи при високо налягане и температура.
Електроди: Това са две волфрамови пръчки, които са запечатени в противоположните краища на дъговата тръба. Те създават електрическа дъга между тях, когато ток протича през тях.
Стартерен електрод: Това е допълнителен електрод, който е прикрепен към един от основните електроди или към стъклена стълб близо до тях. Той създава първоначален разряд между себе си и друг електрод, за да започне лампата. Стартерният електрод има висока резистенция, за да ограничи тока в началния разряд.
Стъклена стълб: Това е стъклена тръба, която свързва дъговата тръба с основата на лампата. Тя също държи молибденовите жици, които пренасят тока към електродите.
Молибденови жици: Това са тънки метални жици, които са фузираны в дъговата тръба и стъклената стълб. Те са немагнитни и имат висока точка на топене. Те предават тока към електродите и запечатват дъговата тръба от въздух и влага.
Основа: Това е частта на лампата, която се свързва с контакта или държача на лампата. Тя може да има различни форми и размери в зависимост от типа и мощността на лампата. Някои общи типове основи са E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s и RX7s-24.
Газова смес: Това е комбинация от аргонов газ, пари на ртуть и метални халогени, които запълват дъговата тръба. Аргоновият газ помага да започне лампата и да поддържа ниско дъгово напрежение. Парите на ртутьта предоставят повечето от ултравиолетовата радиация, която възбужда металните атоми. Металните халогени добавят видима радиация и подобряват цветовата репродукция на светлината.
