Metal Halide Lamps: Podroben vodnik
Metal halide svetilka je vrsta visoko intenzivne razsevalne (HID) svetilke, ki proizvaja svetlobo z električnim lukom skozi plinski mešani s parnicami živega srebra in kovinskih halogenidov. Kovinski halogenidi so spojini kovin z bromom ali jodom. Metal halide svetilke imajo visoko svetlosno učinkovitost, barvno ponazoritev in dolgo življenjsko dobo. Široko se uporabljajo za splošno osvetlitev tako znotraj kot tudi zunaj, na primer v komercialnih, industrijskih in javnih prostorih, parkirniških prostorih, športnih arenah, tovarnah, trgovinah ter za varnostno osvetlitev stanovanj in avtomobilske prednje svetilke.
Kaj je metal halide svetilka?
Metal halide svetilka je definirana kot električna svetilka, ki proizvaja svetlobo z električnim lukom skozi plinski mešani s parnicami živega srebra in kovinskih halogenidov. Električni luk je ustvarjen med dvema elektrodama znotraj majhnega steklenega ali keramičnega luka, ki je zaključen znotraj večjega steklenega puha, ki ima premaz za filtriranje ultravijoličnega svetla, ki ga proizvaja. Luk operira pod visokim tlakom od 4 do 20 atmosfer in visoko temperaturo okoli 1000 K.
Kovinski halogenidi, uporabljeni v svetilki, so običajno natrijev iodid, indijevega iodid in talijevega iodid. Ti spojini izboljšajo učinkovitost in barvno ponazoritev svetlobe, tako da dodajo oranžno in rdeče spektru od natrijeve D črte in zeleno spektru od talijeve črte, ko se kovinski ioni jonizirajo. Najpogostejši kovinski halogenid, uporabljen v svetilki, je natrijev iodid. Kovinski halogenidi pomagajo tudi stabilizirati luk in zmanjšati trepetanje svetlobe.
Metal halide svetilke imajo visoko svetlosno učinkovitost okoli 75 do 100 lumenov na vat, kar je približno dvojno toliko kot živega srebra svetilke in 3 do 5-krat toliko kot svetilke s žarnico. Imajo tudi visoki indeks ponazoritve barve (CRI) od 65 do 95, kar pomeni, da lahko točno ponazarjajo barve. Metal halide svetilke imajo življenjsko dobo od 6.000 do 15.000 ur, odvisno od vrste in moči svetilke.
Kdo je izumil metal halide svetilke?
Metal halide svetilke je izumil Charles Proteus Steinmetz leta 1912, vendar so bile komercialno na voljo le v 60. letih. Dr. Reiling iz General Electric je bil eden od pionirjev, ki je razvil metal halide svetilke leta 1960. Uporabil je natrijev iodid kot kovinski dodatek v svoji svetilki. Kasneje so drugi raziskovalci poskušali z drugimi kovinskimi halogenidi, kot so indijevega iodid, talijevega iodid, skandijevega iodid in dizprozijevega iodid.
Kako deluje metal halide svetilka?
Metal halide svetilka deluje z ustvarjanjem električnega luka med dvema elektrodama znotraj luka, ki vsebuje plinski mešani s parnicami živega srebra in kovinskih halogenidov. Luk je povezan z električnim balastom, ki regulira napetost in tok, ki je oskrbljen svetilki.
Ko je svetilka vklopljena, najprej ni luka, ker je plinski tlak in temperatura znotraj luka prenizka. Za zagnan svetilke uporabi dodatno elektrodo ali začetni elektrodi blizu ene glavne elektrode, ki ustvari začetni razpored med njima. Dvojmetalni preklop krači začetni elektrodi na glavni elektrodi ravno ob zagonu.
Začetni razpored segreva plinski mešani znotraj luka in jonizira nekatere argonove pline in parnice živega srebra. To ustvari nizek-intenzivni luk med glavnimi elektrodami, ki se postopoma pojašnjava in segreva, ko se več molekul plina jonizira.
Ko se temperatura luka poviša, se kovinski halogenidi parajo in se difuzijo iz stene v lukov tok. Nato se razpadajo in prinašajo proste kovinske atome in jod atome. Kovinski atomi proizvajajo večino svetlobnega izleta s tem, da emitirajo vidno zračenje, ko se vrnijo v svoje osnovno stanje po vzbudivanju z električnim lukom.
Različni kovinski halogenidi se parajo pri različnih stopnjah, odvisno od njihovega parnega tlaka in konfiguracije energetskih nivojev. Splošno prvi parajo indijevega iodid in oblikujejo modro omanto okoli živega srebra luka. Nato se parajo talijevega iodid in oblikujejo rumeno omanto okoli indijeve omante. Nazadnje se parajo natrijev iodid in dodajo oranžno in rdeče spektru.
Svetilka doseže svoj poln svetlobni izlet po približno 5 minutah segrevanja. Med tem časom se barvna temperatura in CRI svetilke spreminjata, ko se parajo več kovinskih halogenidov.
Kateri so komponenti metal halide svetilke?
Metal halide svetilka sestoji iz več komponent, ki skupaj proizvajajo svetlobo. Te komponente so:
Stekleni puhek: To je zunanja omanta, ki zajema luk in ga zaščiti pred zrakom in vlago. Ima tudi premaz za filtriranje ultravijoličnega svetla, ki ga proizvede luk.
Luk: To je majhen steklen ali keramičen cev, ki vsebuje elektrode in plinski mešani s parnicami živega srebra in kovinskih halogenidov. Deluje pod visokim tlakom in temperaturo.
Elektrode: To sta dva volframska štapa, ki sta zaprti v nasprotne konce luka. Ustvarita električni luk med sabo, ko skozi njih teče tok.
Začetna elektroda: To je dodatna elektroda, ki je pripegnjena na eno od glavnih elektrod ali na stekleni steber blizu njih. Ustvarja začetni razpored med sabo in drugo elektrodo, da zagnane svetilke. Začetna elektroda ima visok upor za omejitev toka ob začetnem luku.
Stekleni steber: To je steklen cev, ki povezuje luk s podlago svetilke. Tudi drži molibdenove žice, ki nosijo tok do elektrod.
Molibdenove žice: To so tanki kovinski žice, ki so zlitine v luk in stekleni steber. Niso magnetni in imajo visoko toplinsko točko. Prenašajo tok do elektrod in zapirajo luk pred zrakom in vlago.
Podlaga: To je del svetilke, ki se pripne na soket ali držalo svetilke. Lahko ima različne oblike in velikosti, odvisno od vrste in moči svetilke. Nekateri pogosti tipi podlog so E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s in RX7s-24.
Plinski mešani: To je kombinacija argona, parnic živega srebra in kovinskih halogenidov, ki napolnjuje luk. Argon pomaga zagnati svetilko in ohranja nizek luki. Parnice živega srebra zagotavljajo večino ultravijoličnega zračenja, ki vzbuja kovinske atome. Kovinski halogenidi dodajo vidno zračenje in izboljšajo barvno ponazoritev svetlobe.
Kateri so prednosti in slabosti metal halide svetilk?
Metal halide svetilke imajo mnogo prednosti in slabosti glede na druge vrste svetilk. Nekateri izmed njih so:
