Lámpadas de Haluro Metálico: Unha Guía Completa

Campo: Electrónica Básica

China

A lampa de haluro metálico é un tipo de lampa de descarga de alta intensidade (HID) que produce luz mediante un arco eléctrico a través dunha mezcla gasosa de mercurio vaporizado e haluros metálicos. Os haluros metálicos son composto de metais con bromo ou yodo. As lampas de haluro metálico teñen unha eficacia lumínica alta, representación de cores e longa duración. Son amplamente utilizadas para iluminación xeral tanto en interiores como en exteriores, como espazos comerciais, industriais e públicos, aparcamentos, estadios deportivos, fábricas e tendas, así como para iluminación de seguridade residencial e farois de automóbiles.

Qué é unha lampa de haluro metálico?

Unha lampa de haluro metálico está definida como unha lampa eléctrica que produce luz mediante un arco eléctrico a través dunha mezcla gasosa de mercurio vaporizado e haluros metálicos. O arco eléctrico é creado entre dous electrodos dentro dun tubo de arco pequeno de cuarzo fundido ou cerámica, que está encerrado dentro dunha ampolla de vidro maior que ten un revestimento para filtrar a luz ultravioleta producida. O tubo de arco funciona a unha presión alta de 4 a 20 atmosferas e a unha temperatura alta de uns 1000 K.

Os haluros metálicos utilizados na lampa son xeralmente iodo de sodio, iodo de indio e iodo de tálio. Estes compostos melloran a eficiencia e a representación de cores da luz ao engadir oranzas e vermellos ao espectro da liña D do sodio e verde ao espectro da liña do tálio á medida que os íons metálicos se ionizan. O composto de haluro metálico máis común utilizado é o iodo de sodio. Os haluros metálicos tamén axudan a estabilizar o arco e reducir o parpadeo da luz.

As lampas de haluro metálico teñen unha eficacia lumínica alta de aproximadamente 75 a 100 lúmens por vatio, que é case o dobre das lampas de vapor de mercurio e 3 a 5 veces a das lampas incandescentes. Tamén teñen un índice de representación de cores (IRC) alto de 65 a 95, o que significa que poden reproducir as cores con precisión. As lampas de haluro metálico teñen unha vida útil de 6.000 a 15.000 horas, dependendo do tipo e a potencia da lampa.

Quen inventou as lampas de haluro metálico?

As lampas de haluro metálico foron inventadas por Charles Proteus Steinmetz en 1912, pero non foron comercialmente dispoñibles ata os anos 60. O Dr. Reiling de General Electric foi un dos pioneros que desenvolveu lampas de haluro metálico en 1960. Usou iodo de sodio como aditivo metálico na súa lampa. Posteriormente, outros investigadores experimentaron con diferentes haluros metálicos, como iodo de indio, iodo de tálio, iodo de escandio e iodo de disprosio.

Como funciona unha lampa de haluro metálico?

Unha lampa de haluro metálico funciona creando un arco eléctrico entre dous electrodos dentro dun tubo de arco que contén unha mezcla gasosa de mercurio vaporizado e haluros metálicos. O tubo de arco está conectado a un balasto electrónico que regula a tensión e corrente suministrada á lampa.

lampa de haluro metálico dispoñible no mercado

Cando a lampa está encendida, non se produce ningún arco inicial porque a presión do gas e a temperatura dentro do tubo de arco son demasiado baixas. Para iniciar a lampa, un electrodo auxiliar ou un electrodo de arranque próximo a un dos electrodos principais crea unha descarga inicial entre eles. Un interruptor bimetálico corta o electrodo de arranque ao electrodo principal só no momento de arrancar.

A descarga inicial aquece a mezcla de gas dentro do tubo de arco e ioniza algúns átomos de argón e vapor de mercurio. Isto crea un arco de baixa intensidade entre os electrodos principais que aumenta gradualmente en brillo e temperatura á medida que máis moléculas de gas son ionizadas.

Á medida que a temperatura do arco aumenta, os haluros metálicos vaporizan e difunden desde a parede ao chorro de arco. Entón se dissocian e producen átomos libres de metal e yodo átomos. Os átomos de metal producen a maior parte da saída de luz emitindo radiación visible cando retornan ao seu estado fundamental despois de ser excitados polo arco eléctrico.

Os diferentes haluros metálicos vaporizan a diferentes taxas dependendo da súa presión de vapor e configuración de nivel de enerxía. Xeralmente, o iodo de indio vaporiza primeiro e forma unha capa azul ao redor do arco de mercurio. Despois, o iodo de tálio vaporiza e forma unha capa amarela ao redor da capa de indio. Finalmente, o iodo de sodio vaporiza e engade oranzas e vermello ao espectro.

A lampa alcanza a súa máxima saída de luz despois de uns 5 minutos de calentamento. Durante este tempo, a temperatura de cor e o IRC da lampa cambian á medida que máis haluros metálicos son vaporizados.

Que componentes ten unha lampa de haluro metálico?

Unha lampa de haluro metálico consiste en varios componentes que traballan xuntos para producir luz. Estes componentes son:

Ampolla de vidro: Esta é a envoltura exterior que encerra o tubo de arco e protégelo do aire e da humidade. Tamén ten un revestimento para filtrar a luz ultravioleta producida polo arco.
Tubo de arco: Este é un tubo pequeno de cuarzo fundido ou cerámica que contén os electrodos e a mezcla de gas de mercurio vaporizado e haluros metálicos. Funciona a unha presión e temperatura alta.
Electrodos: Estes son dúas varas de tungsteno que están seladas nas extremidades opostas do tubo de arco. Crean un arco eléctrico entre eles cando a corrente fluye a través deles.
Electrodo de arranque: Este é un electrodo auxiliar que está adxunto a un dos electrodos principais ou a un pé de vidro próximo a eles. Crea unha descarga inicial entre si mesmo e outro electrodo para iniciar a lampa. O electrodo de arranque ten unha alta resistencia para limitar a corrente no arco inicial.
Pé de vidro: Este é un tubo de vidro que conecta o tubo de arco á base da lampa. Tamén sostén os fios de molibdeno que levan a corrente aos electrodos.
Fios de molibdeno: Estes son fios metálicos finos que están fundidos no tubo de arco e no pé de vidro. Son non magnéticos e teñen un punto de fusión alto. Transmiten a corrente aos electrodos e selan o tubo de arco do aire e da humidade.
Base: Esta é a parte da lampa que se conecta ao soquete ou portador da lampa. Pode ter diferentes formas e tamaños dependendo do tipo e a potencia da lampa. Algúns tipos comúns de bases son E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s e RX7s-24.
Mezcla de gas: Esta é unha combinación de gas argón, vapor de mercurio e haluros metálicos que rechea o tubo de arco. O gas argón axuda a iniciar a lampa e manter unha tensión de arco baixa. O vapor de mercurio proporciona a maior parte da radiación ultravioleta que excita os átomos metálicos. Os haluros metálicos engaden radiación visible e melloran a representación de cores da luz.