Λαμπτήρες Μέταλλου: Ένα Συνοπτικό Οδηγό
Η μεταλλική αλυσιδωτή λάμπα είναι ένα είδος φωτιστικού συστήματος υψηλής εντάσεως (HID) που παράγει φως μέσω ηλεκτρικής τόξου που διασχίζει μία αεριούχη μίγνυμα ατμοποιημένου υδραργύρου και μεταλλικών αλυσιδών. Οι μεταλλικές αλυσίδες είναι συνθέτες μετάλλων με βρωμίο ή ιώδιο. Οι μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες έχουν υψηλή φωτεινή απόδοση, αποδόσεις χρωματικής αποδόσεως και μεγάλη διάρκεια ζωής. Χρησιμοποιούνται ευρέως για γενικούς σκοπούς φωτισμού, και εσωτερικά και εξωτερικά, όπως εμπορικά, βιομηχανικά και δημόσια χώρα, πάρκινγκ, αθλητικά στάδια, εργοστάσια, καταστήματα, καθώς και για φωτισμό ασφάλειας σε κατοικίες και φώτα αυτοκινήτων.
Τι είναι μια μεταλλική αλυσιδωτή λάμπα?
Μια μεταλλική αλυσιδωτή λάμπα ορίζεται ως ηλεκτρική λάμπα που παράγει φως μέσω ηλεκτρικής τόξου που διασχίζει μία αεριούχη μίγνυμα ατμοποιημένου υδραργύρου και μεταλλικών αλυσιδών. Η ηλεκτρική τόξος δημιουργείται μεταξύ δύο ηλεκτρόδων μέσα σε ένα μικρό συντεταμένο πυρήνα από κρύσταλλο ή κεραμικό, το οποίο είναι εγκλωβισμένο μέσα σε ένα μεγαλύτερο γυάλινο κεφάλι που έχει επένδυση για να φιλτράρει το υπεριώδες φως που παράγεται. Ο πυρήνας λειτουργεί με υψηλή πίεση 4 έως 20 ατμόσφαιρες και υψηλή θερμοκρασία περίπου 1000 K.
Οι μεταλλικές αλυσίδες που χρησιμοποιούνται στη λάμπα είναι συνήθως ιωδίδιο νατρίου, ιωδίδιο ινδίου και ιωδίδιο θαλλίου. Αυτές οι ουσίες βελτιώνουν την απόδοση και τη χρωματική απόδοση του φωτός προσθέτοντας πορτοκαλί και κόκκινα στο φάσμα από την γραμμή D του νατρίου και πράσινο στο φάσμα από τη γραμμή του θαλλίου, καθώς οι μεταλλικοί ιόντες ιονίζονται. Η πιο συνηθισμένη μεταλλική αλυσίδα που χρησιμοποιείται είναι το ιωδίδιο νατρίου. Οι μεταλλικές αλυσίδες βοηθούν επίσης να σταθεροποιήσουν την τόξο και να μειώσουν το tremble του φωτός.
Οι μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες έχουν υψηλή φωτεινή απόδοση περίπου 75 έως 100 λούμενα ανά ώττ, που είναι περίπου δύο φορές αυτή των λαμπών υδραργύρου και 3 έως 5 φορές αυτή των λαμπών απόφλεξης. Έχουν επίσης υψηλό δείκτη χρωματικής απόδοσης (CRI) 65 έως 95, που σημαίνει ότι μπορούν να αναπαράγουν τα χρώματα ακριβώς. Οι μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες έχουν διάρκεια ζωής 6.000 έως 15.000 ώρες, ανάλογα με το είδος και την ισχύ της λάμπας.
Ποιος εφηύρε τις μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες;
Οι μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες εφηύρθηκαν από τον Charles Proteus Steinmetz το 1912, αλλά δεν ήταν διαθέσιμες εμπορικά μέχρι τη δεκαετία του 1960. Ο Δρ. Reiling από τη General Electric ήταν ένας από τους πρωτοπόρους που ανέπτυξαν μεταλλικές αλυσιδωτές λάμπες το 1960. Χρησιμοποίησε ιωδίδιο νατρίου ως μεταλλικό πρόσθετο στη λάμπα του. Αργότερα, άλλοι ερευνητές πειραματίστηκαν με διαφορετικές μεταλλικές αλυσίδες, όπως ιωδίδιο ινδίου, ιωδίδιο θαλλίου, ιωδίδιο σκάνδιου και ιωδίδιο δυσπρόσιου.
Πώς λειτουργεί μια μεταλλική αλυσιδωτή λάμπα;
Μια μεταλλική αλυσιδωτή λάμπα λειτουργεί δημιουργώντας μια ηλεκτρική τόξο μεταξύ δύο ηλεκτρόδων μέσα σε έναν πυρήνα που περιέχει μία αεριούχη μίγνυμα ατμοποιημένου υδραργύρου και μεταλλικών αλυσιδών. Ο πυρήνας είναι συνδεδεμένος με έναν ηλεκτρονικό παραστατή που ρυθμίζει την τάση και ρεύμα που παρέχεται στη λάμπα.
Όταν η λάμπα είναι ενεργοποιημένη, δεν παράγεται τόξο στην αρχή, επειδή η πίεση και η θερμοκρασία του αερίου μέσα στον πυρήνα είναι πολύ χαμηλές. Για να ξεκινήσει η λάμπα, ένα βοηθητικό ηλεκτρόδη ή ένα ηλεκτρόδη εκκίνησης κοντά σε έναν από τους κύριους ηλεκτρόδες δημιουργεί μια αρχική διακίνηση μεταξύ τους. Ένας διμεταλλικός στροφής συνδέει το ηλεκτρόδη εκκίνησης με τον κύριο ηλεκτρόδη ακριβώς στην ώρα της εκκίνησης.
Η αρχική διακίνηση θερμαίνει την αεριούχη μίγνυμα μέσα στον πυρήνα και ιονίζει μερικά από τα μόρια αργόνιου και ατμοποιημένου υδραργύρου. Αυτό δημιουργεί μια χαμηλή ένταση τόξο μεταξύ των κυρίων ηλεκτρόδων που σταδιακά αυξάνει την ένταση και τη θερμοκρασία ως περισσότερα μόρια αερίου ιονίζονται.
Καθώς η θερμοκρασία της τόξου αυξάνεται, οι μεταλλικές αλυσίδες ατμοποιούνται και διαχωρίζονται από τον τοίχο στο ρεύμα τόξου. Στη συνέχεια, διασπάται και δίνει ελεύθερα μετάλλια και ιώδιο άτομα. Τα μεταλλικά άτομα παράγουν το μεγαλύτερο μέρος της φωτεινής έκδοσης εκτοξευόμενης ορατής ακτινοβολίας όταν επιστρέφουν στην κατάσταση ισορροπίας μετά την ενεργοποίηση από την ηλεκτρική τόξο.
Οι διαφορετικές μεταλλικές αλυσίδες ατμοποιούνται με διαφορετικούς ρυθμούς, ανάλογα με την πίεση ατμοποίησης και την ενεργειακή τους επιπλέον σύνθεση. Γενικά, το ιωδίδιο ινδίου ατμοποιείται πρώτο και δημιουργεί ένα μπλε περιβάλλον γύρω από την τόξο υδραργύρου. Στη συνέχεια, το ιωδίδιο θαλλίου ατμοποιείται και δημιουργεί ένα κίτρινο περιβάλλον γύρω από το περιβάλλον του ινδίου. Τελικά, το ιωδίδιο νατρίου ατμοποιείται και προσθέτει πορτοκαλί και κόκκινο στο φάσμα.
Η λάμπα φτάνει στην πλήρη φωτεινή έκδοση μετά από περίπου 5 λεπτά θερμανσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η θερμοκρασία χρώματος και ο CRI της λάμπας αλλάζουν ως περισσότερες μεταλλικές αλυσίδες ατμοποιούνται.
