Lámparas de Haluro Metálico: Una Guía Completa

Electrical4u

Campo: Electricidad Básica

China

Una lámpara de halogenuros metálicos es un tipo de lámpara de descarga de alta intensidad (HID) que produce luz mediante un arco eléctrico a través de una mezcla gaseosa de mercurio vaporizado y halogenuros metálicos. Los halogenuros metálicos son compuestos de metales con bromo o yodo. Las lámparas de halogenuros metálicos tienen una alta eficacia luminosa, reproducción del color y larga vida útil. Se utilizan ampliamente para iluminación general tanto en interiores como en exteriores, como en espacios comerciales, industriales y públicos, aparcamientos, estadios deportivos, fábricas y tiendas minoristas, así como en iluminación de seguridad residencial y faros automotrices.

¿Qué es una Lámpara de Halogenuros Metálicos?

Una lámpara de halogenuros metálicos se define como una lámpara eléctrica que produce luz mediante un arco eléctrico a través de una mezcla gaseosa de mercurio vaporizado y halogenuros metálicos. El arco eléctrico se crea entre dos electrodos dentro de un tubo de arco pequeño de cuarzo fundido o cerámica, que está encerrado dentro de un bulbo de vidrio más grande que tiene un recubrimiento para filtrar la luz ultravioleta producida. El tubo de arco opera a una alta presión de 4 a 20 atmósferas y a una alta temperatura de alrededor de 1000 K.

Los halogenuros metálicos utilizados en la lámpara suelen ser yoduro de sodio, yoduro de indio y yoduro de talio. Estos compuestos mejoran la eficiencia y la reproducción del color de la luz añadiendo naranja y rojos al espectro desde la línea D del sodio y verde al espectro desde la línea del talio a medida que los iones metálicos se ionizan. El compuesto de halogenuro metálico más comúnmente utilizado es el yoduro de sodio. Los halogenuros metálicos también ayudan a estabilizar el arco y reducir el parpadeo de la luz.

Las lámparas de halogenuros metálicos tienen una alta eficacia luminosa de alrededor de 75 a 100 lúmenes por vatio, lo que es aproximadamente el doble de las lámparas de vapor de mercurio y 3 a 5 veces más que las lámparas incandescentes. También tienen un alto índice de reproducción cromática (IRC) de 65 a 95, lo que significa que pueden reproducir los colores con precisión. Las lámparas de halogenuros metálicos tienen una vida útil de 6,000 a 15,000 horas, dependiendo del tipo y la potencia de la lámpara.

¿Quién Inventó las Lámparas de Halogenuros Metálicos?

Las lámparas de halogenuros metálicos fueron inventadas por Charles Proteus Steinmetz en 1912, pero no estuvieron disponibles comercialmente hasta la década de 1960. El Dr. Reiling de General Electric fue uno de los pioneros que desarrollaron las lámparas de halogenuros metálicos en 1960. Utilizó yoduro de sodio como aditivo metálico en su lámpara. Posteriormente, otros investigadores experimentaron con diferentes halogenuros metálicos, como yoduro de indio, yoduro de talio, yoduro de escandio y yoduro de disprosio.

¿Cómo Funciona una Lámpara de Halogenuros Metálicos?

Una lámpara de halogenuros metálicos funciona creando un arco eléctrico entre dos electrodos dentro de un tubo de arco que contiene una mezcla gaseosa de mercurio vaporizado y halogenuros metálicos. El tubo de arco está conectado a un balastro electrónico que regula la tensión y corriente suministrada a la lámpara.

lámpara de halogenuros metálicos disponible en el mercado

Cuando se enciende la lámpara, no se produce ningún arco inicialmente porque la presión y la temperatura del gas dentro del tubo de arco son demasiado bajas. Para iniciar la lámpara, un electrodo auxiliar o un electrodo de arranque cerca de uno de los electrodos principales crea una descarga inicial entre ellos. Un interruptor bimetálico cortocircuita el electrodo de arranque al electrodo principal justo en el momento de arrancar.

La descarga inicial calienta la mezcla de gas dentro del tubo de arco e ioniza parte del gas argón y vapor de mercurio. Esto crea un arco de baja intensidad entre los electrodos principales que gradualmente aumenta en brillo y temperatura a medida que se ionizan más moléculas de gas.

A medida que la temperatura del arco aumenta, los halogenuros metálicos se vaporizan y se difunden desde la pared hacia el flujo del arco. Luego se disocian y liberan átomos de metal y yodo átomos. Los átomos de metal producen la mayor parte de la salida lumínica emitiendo radiación visible cuando regresan a su estado fundamental después de ser excitados por el arco eléctrico.

Los diferentes halogenuros metálicos se vaporizan a diferentes tasas dependiendo de su presión de vapor y configuración de niveles de energía. En general, el yoduro de indio se vaporiza primero y forma una vaina azul alrededor del arco de mercurio. Luego, el yoduro de talio se vaporiza y forma una vaina amarilla alrededor de la vaina de indio. Finalmente, el yoduro de sodio se vaporiza y añade naranja y rojo al espectro.

La lámpara alcanza su máxima salida lumínica después de unos 5 minutos de calentamiento. Durante este tiempo, la temperatura de color y el IRC de la lámpara cambian a medida que se vaporizan más halogenuros metálicos.

¿Cuáles son los Componentes de una Lámpara de Halogenuros Metálicos?

Una lámpara de halogenuros metálicos consta de varios componentes que trabajan juntos para producir luz. Estos componentes son:

Bulbo de vidrio: Este es el envoltorio externo que encierra el tubo de arco y lo protege del aire y la humedad. También tiene un recubrimiento para filtrar la luz ultravioleta producida por el arco.
Tubo de arco: Este es un tubo pequeño de cuarzo fundido o cerámica que contiene los electrodos y la mezcla gaseosa de mercurio vaporizado y halogenuros metálicos. Opera a alta presión y temperatura.
Electrodos: Son dos barras de tungsteno que están selladas en los extremos opuestos del tubo de arco. Crean un arco eléctrico entre ellos cuando fluye corriente a través de ellos.
Electrodo de arranque: Este es un electrodo auxiliar que está unido a uno de los electrodos principales o a un vástago de vidrio cerca de ellos. Crea una descarga inicial entre sí mismo y otro electrodo para iniciar la lámpara. El electrodo de arranque tiene una alta resistencia para limitar la corriente en el arco inicial.
Vástago de vidrio: Este es un tubo de vidrio que conecta el tubo de arco a la base de la lámpara. También sostiene los hilos de molibdeno que llevan la corriente a los electrodos.
Hilos de molibdeno: Estos son hilos metálicos finos que están fusionados en el tubo de arco y el vástago de vidrio. No son magnéticos y tienen un punto de fusión alto. Transmiten la corriente a los electrodos y sellan el tubo de arco del aire y la humedad.
Base: Esta es la parte de la lámpara que se conecta al zócalo o portalamapas. Puede tener diferentes formas y tamaños dependiendo del tipo y la potencia de la lámpara. Algunos tipos comunes de bases son E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s y RX7s-24.
Mezcla de gas: Esta es una combinación de gas argón, vapor de mercurio y halogenuros metálicos que llena el tubo de arco. El gas argón ayuda a iniciar la lámpara y mantener un bajo voltaje de arco. El vapor de mercurio proporciona la mayor parte de la radiación ultravioleta que excita los átomos metálicos. Los halogenuros metálicos añaden radiación visible y mejoran la reproducción del color de la luz.