Lampara ng Metal Halide: Ang Komprehensibong Gabay

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ang ilaw na metal halide ay isang uri ng mataas na intensity discharge (HID) na ilawan na gumagawa ng liwanag sa pamamagitan ng electric arc sa pamamagitan ng gas mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ang mga metal halides ay mga compound ng metal na may bromine o iodine. Ang mga ilaw na metal halide ay may mataas na luminous efficacy, color rendition, at mahabang buhay. Ginagamit ito malawak para sa pangkalahatang ilaw tanto sa loob at labas, tulad ng komersyal, industriyal, at pampublikong espasyo, parking lots, sports arenas, factories, at retail stores, pati na rin ang residential security lighting at automotive headlights.

Ano ang Ilaw na Metal Halide?

Ang ilaw na metal halide ay inilalarawan bilang isang electrical lamp na gumagawa ng liwanag sa pamamagitan ng electric arc sa pamamagitan ng gas mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ang electric arc ay nilikha sa pagitan ng dalawang electrodes sa loob ng maliit na fused quartz o ceramic arc tube, na nakapaloob sa mas malaking glass bulb na may coating upang i-filter ang ultraviolet light na nai-produce. Ang arc tube ay gumagana sa mataas na presyon ng 4 hanggang 20 atmospheres at mataas na temperatura ng humigit-kumulang 1000 K.

Ang mga metal halides na ginagamit sa ilawan ay karaniwang sodium iodide, indium iodide, at thallium iodide. Ang mga compounds na ito ay nagpapabuti sa efficiency at color rendition ng liwanag sa pamamagitan ng pagdaragdag ng orange at reds sa spectrum mula sa sodium D line at green sa spectrum mula sa thallium line habang ang metal ions ay ionize. Ang pinaka karaniwang metal halide compound na ginagamit ay sodium iodide. Ang mga metal halides din ay tumutulong sa pag-stabilize ng arc at pagsisiguro na walang flickering ng liwanag.

Ang mga ilaw na metal halide ay may mataas na luminous efficacy ng humigit-kumulang 75 hanggang 100 lumens per watt, na kasing laki ng dalawang beses ng mercury vapor lamps at 3 hanggang 5 beses ng incandescent lamps. Mayroon din silang mataas na color rendering index (CRI) ng 65 hanggang 95, na nangangahulugan na maaari silang maging accurate sa reproduction ng mga kulay. Ang mga ilaw na metal halide ay may lifespan ng 6,000 hanggang 15,000 oras, depende sa uri at wattage ng ilawan.

Sino ang Nag-imbento ng Mga Ilaw na Metal Halide?

Ang mga ilaw na metal halide ay inimbento ni Charles Proteus Steinmetz noong 1912, ngunit hindi ito available sa komersyo hanggang 1960s. Si Dr. Reiling mula sa General Electric ay isa sa mga pioneer na nag-develop ng mga ilaw na metal halide noong 1960. Gumamit siya ng sodium iodide bilang metal additive sa kanyang ilawan. Sa ibang panahon, iba pang mga mananaliksik ay sumubok ng iba't ibang metal halides, tulad ng indium iodide, thallium iodide, scandium iodide, at dysprosium iodide.

Paano Gumagana ang Ilaw na Metal Halide?

Gumagana ang ilaw na metal halide sa pamamagitan ng paglikha ng electric arc sa pagitan ng dalawang electrodes sa loob ng arc tube na naglalaman ng gas mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ang arc tube ay konektado sa isang electrical ballast na nagregulate ng voltage at current na ipinapadala sa ilawan.

metal halide lamp available in the market

Kapag isinalang ang ilawan, walang arc ang naipaproduce dahil ang gas pressure at temperatura sa loob ng arc tube ay masyadong mababa. Upang simulan ang ilawan, isang auxiliary electrode o starter electrode malapit sa isa sa mga pangunahing electrodes ay gumagawa ng initial discharge sa pagitan nila. Isang bimetal switch na short ang starter electrode sa main electrode tuwing sinisimulan ito.

Ang initial discharge ay nag-init ng gas mixture sa loob ng arc tube at ionize ang ilang bahagi ng argon gas at mercury vapor. Ito ang gumagawa ng low-intensity arc sa pagitan ng mga main electrodes na unti-unting lumiliwanag at tumataas ang temperatura habang mas maraming gas molecules ang ionized.

Kapag tumaas ang temperature ng arc, ang metal halides ay vaporize at diffuse mula sa wall tungo sa arc stream. Pagkatapos, sila ay dissociate at yield free metal at iodine atoms. Ang metal atoms ay nagbibigay ng karamihan sa output ng liwanag sa pamamagitan ng pag-emite ng visible radiation kapag bumabalik sila sa kanilang ground state matapos ma-excite ng electric arc.

Ang iba't ibang metal halides ay vaporize sa iba't ibang rate depende sa kanilang vapor pressure at energy level configuration. Karaniwan, ang indium iodide ang una na vaporize at gumagawa ng blue sheath sa paligid ng mercury arc. Pagkatapos, ang thallium iodide ay vaporize at gumagawa ng yellow sheath sa paligid ng indium sheath. Sa huli, ang sodium iodide ay vaporize at nagdaragdag ng orange at red sa spectrum.

Nararating ng ilawan ang kanyang full light output pagkatapos ng humigit-kumulang 5 minuto ng warming up. Sa panahong ito, ang color temperature at CRI ng ilawan ay nagbabago habang mas maraming metal halides ang vaporize.

Ano ang mga Component ng Ilaw na Metal Halide?

Ang ilaw na metal halide ay binubuo ng maraming component na nagtutrabaho magkasama upang gumawa ng liwanag. Ang mga component na ito ay:

Glass bulb: Ito ang outer envelope na naglalaman ng arc tube at proteksyon ito mula sa air at moisture. May coating din ito upang i-filter ang ultraviolet light na nai-produce ng arc.
Arc tube: Ito ang maliit na fused quartz o ceramic tube na naglalaman ng electrodes at gas mixture ng vaporized mercury at metal halides. Gumagana ito sa mataas na presyon at temperatura.
Electrodes: Ito ang dalawang tungsten rods na sealed sa opposite ends ng arc tube. Nililikha nila ang electric arc sa pagitan nila kapag may current na dumarating sa kanila.
Starter electrode: Ito ang auxiliary electrode na nakakabit sa isa sa mga main electrodes o sa glass stem malapit sa kanila. Nililikha nito ang initial discharge sa pagitan nito at isa pa ng electrode upang simulan ang ilawan. Ang starter electrode ay may mataas na resistance upang limitahan ang current sa initial arc.
Glass stem: Ito ang glass tube na konekta ang arc tube sa base ng ilawan. Ito din ang nag-hold ng molybdenum wires na nagdadala ng current sa electrodes.
Molybdenum wires: Ito ang thin metal wires na fused sa arc tube at glass stem. Sila ay non-magnetic at may mataas na melting point. Ipinapadala nila ang current sa electrodes at nagseal ng arc tube mula sa air at moisture.
Base: Ito ang bahagi ng ilawan na konekta sa socket o lamp holder. Maaari itong may iba't ibang hugis at laki depende sa uri at wattage ng ilawan. Ang ilang common base types ay E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s, at RX7s-24.
Gas mixture: Ito ang combination ng argon gas, mercury vapor, at metal halides na naka-fill sa arc tube. Ang argon gas ay tumutulong sa pag-simula ng ilawan at maintain ng low arc voltage. Ang mercury vapor ay nagbibigay ng karamihan sa ultraviolet radiation na excite ang metal atoms. Ang metal halides ay nagdaragdag ng visible radiation at nagpapabuti sa color rendition ng liwanag.