Lampara ng Metal Halide: Isang Komprehensibong Gabay

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ang isang metal halide lamp ay isang uri ng high-intensity discharge (HID) na lamp na nagpapabuti ng liwanag sa pamamagitan ng electric arc sa pamamagitan ng gaseous mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ang mga metal halides ay mga compound ng metals na may bromine o iodine. Ang mga metal halide lamps ay may mataas na luminous efficacy, color rendition, at matagal na lifespan. Ginagamit ang mga ito para sa pangkalahatang pagsaliwa ng ilaw 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 Metal Halide Lamp?

Ang isang metal halide lamp ay inilalarawan bilang isang electrical lamp na nagpapabuti ng liwanag sa pamamagitan ng electric arc sa pamamagitan ng gaseous 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 nakakalabit sa loob ng mas malaking glass bulb na may coating upang i-filter ang ultraviolet light na nabuo. 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 lamp ay karaniwang sodium iodide, indium iodide, at thallium iodide. Ang mga compounds na ito ay nagpapabuti ng 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 pabababa sa flickering ng liwanag.

Ang mga metal halide lamps ay may mataas na luminous efficacy ng humigit-kumulang 75 hanggang 100 lumens per watt, na kasing-laki ng dalawa kaysa sa mercury vapor lamps at 3 hanggang 5 beses kaysa sa incandescent lamps. Mayroon din silang mataas na color rendering index (CRI) ng 65 hanggang 95, na nangangahulugan na maaring mag-reproduce ng colors nang tama. Ang mga metal halide lamps ay may lifespan ng 6,000 hanggang 15,000 oras, depende sa tipo at wattage ng lamp.

Sino ang Nag-imbento ng Metal Halide Lamps?

Ang mga metal halide lamps ay inimbento ni Charles Proteus Steinmetz noong 1912, ngunit hindi sila naging komersyal na available hanggang sa 1960s. Si Dr. Reiling mula sa General Electric ay isa sa mga pioneer na nag-develop ng metal halide lamps noong 1960. Gumamit siya ng sodium iodide bilang metal additive sa kanyang lamp. Sa paglipas ng 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 Metal Halide Lamp?

Gumagana ang isang metal halide lamp sa pamamagitan ng paglikha ng electric arc sa pagitan ng dalawang electrodes sa loob ng arc tube na naglalaman ng gaseous mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ang arc tube ay konektado sa isang electrical ballast na nag-regulate ng voltage at current na ibinibigay sa lamp.

metal halide lamp available in the market

Kapag naiswitch on ang lamp, walang arc ang nabubuo sa unang bahagi dahil ang gas pressure at temperatura sa loob ng arc tube ay masyadong mababa. Upang simulan ang lamp, ang auxiliary electrode o starter electrode malapit sa isa sa mga main electrodes ay gumagawa ng initial discharge sa pagitan ng kanila. Ang bimetal switch ay short ang starter electrode sa main electrode sa oras ng pagsisimula.

Ang initial discharge ay kinakalabasan ang gas mixture sa loob ng arc tube at ionizes ang ilang argon gas at mercury vapor. Ito ay nagbibigay ng low-intensity arc sa pagitan ng main electrodes na unti-unting lumiliwanag at lumalaki ang temperatura habang mas maraming gas molecules ang ionized.

Kapag tumaas ang temperatura ng arc, ang metal halides ay vaporize at diffuse mula sa wall papunta sa arc stream. Pagkatapos, ang mga ito ay dissociate at nagbibigay ng 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 pagkatapos 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 ring vaporize at gumagawa ng blue sheath sa paligid ng mercury arc. Pagkatapos, ang thallium iodide ang vaporize at gumagawa ng yellow sheath sa paligid ng indium sheath. Sa wakas, ang sodium iodide ang vaporize at nagdaragdag ng orange at red sa spectrum.

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

Ano ang Mga Komponente ng Metal Halide Lamp?

Ang isang metal halide lamp ay binubuo ng maraming komponente na gumagana kasabay upang magbigay ng liwanag. Ang mga komponente na ito ay:

Glass bulb: Ito ang outer envelope na naglalaman ng arc tube at nagprotekta dito mula sa air at moisture. May coating din ito upang i-filter ang ultraviolet light na nabuo ng arc.
Arc tube: Ito ay isang maliit na fused quartz o ceramic tube na naglalaman ng electrodes at gas mixture ng vaporized mercury at metal halides. Ito ay gumagana sa mataas na presyon at temperatura.
Electrodes: Ito ay dalawang tungsten rods na sealed sa opposite ends ng arc tube. Nililikha nila ang electric arc sa pagitan ng kanila kapag may current na dumadaan.
Starter electrode: Ito ay isang auxiliary electrode na nakakabit sa isa sa mga main electrodes o sa isang glass stem malapit sa kanila. Nililikha nito ang initial discharge sa pagitan ng sarili at ng isa pang electrode upang simulan ang lamp. Ang starter electrode ay may mataas na resistance upang limitahan ang current sa initial arc.
Glass stem: Ito ay isang glass tube na konektado ang arc tube sa base ng lamp. Ito rin ang naglalaman ng molybdenum wires na nagdadala ng current sa electrodes.
Molybdenum wires: Ito ay maliit na metal wires na fused sa arc tube at glass stem. Sila ay non-magnetic at may mataas na melting point. Nagdadala sila ng current sa electrodes at nagseal ang arc tube mula sa air at moisture.
Base: Ito ang bahagi ng lamp na konektado sa socket o lamp holder. Maaari itong magkaroon ng iba't ibang hugis at laki depende sa tipo at wattage ng lamp. Ang ilang common na base types ay E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s, at RX7s-24.
Gas mixture: Ito ay isang combination ng argon gas, mercury vapor, at metal halides na nagpuno sa arc tube. Ang argon gas ay tumutulong sa pagsisimula ng lamp at nagpapanatili ng mababang arc voltage. Ang mercury vapor ay nagbibigay ng karamihan sa ultraviolet radiation na nag-eexcite ng metal atoms. Ang metal halides ay nagdaragdag ng visible radiation at nagpapabuti ng color rendition ng liwanag.