Галогенові металеві лампи: Всесторонній посібник

Металево-галогенна лампа - це тип високоінтенсивної розрядної (HID) лампи, яка генерує світло електричним дуговим розрядом через паровий суміш розчиненого ртуті та металевих галогенів. Металеві галогени - це сполуки металів з бромом або йодом. Металево-галогенні лампи мають високу світлову ефективність, кольорову передачу і довгий термін служби. Вони широко використовуються для загального освітлення як в середині, так і поза приміщеннями, такими як комерційні, промислові та громадські простори, парковки, спортивні арени, заводи, роздрібні магазини, а також для безпеки освітлення житлових будівель та автомобільних фар.

Що таке металево-галогенна лампа?

Металево-галогенна лампа визначається як електрична лампа, яка генерує світло електричним дуговим розрядом через парову суміш розчиненої ртуть та металевих галогенів. Електричний дуговий розряд створюється між двома електродами всередині невеликої аркушової кварцевої або керамічної аркової трубки, яка закрита більшою скляною колбою, яка має покриття для фільтрації ультрафіолетового світла, що виробляється. Аркова трубка працює при високому тиску 4-20 атмосфер та високій температурі близько 1000 К.

Металеві галогени, які використовуються в лампі, зазвичай є йодидом натрію, йодидом індію та йодидом талію. Ці сполуки покращують ефективність та кольорову передачу світла, додаючи оранжеві та червоні відтінки до спектру від лінії D натрію та зелений до спектру від лінії талію, коли металеві іони іонізуються. Найпоширенішою металевою галогенною сполукою, яка використовується, є йодид натрію. Металеві галогени також допомагають стабілізувати дугу та зменшити мерехтіння світла.

Металево-галогенні лампи мають високу світлову ефективність близько 75-100 люменів на ватт, що вдвічі більше, ніж у парових ртутних ламп, і в 3-5 разів більше, ніж у інкандесцентних ламп. Вони також мають високий індекс кольорового відтворення (CRI) 65-95, що означає, що вони можуть точно відтворювати кольори. Металево-галогенні лампи мають тривалість життя 6000-15000 годин, залежно від типу та потужності лампи.

Хто винайшов металево-галогенні лампи?

Металево-галогенні лампи були винайдені Чарльзом Протеусом Штейнемецом у 1912 році, але вони не були комерційно доступні до 1960-х років. Д-р Рейлінг з компанії General Electric був одним із пионерів, який розробив металево-галогенні лампи у 1960 році. Він використав йодид натрію як металевий додаток у своїй лампі. Пізніше, інші дослідники експериментували з різними металевими галогенами, такими як йодид індію, йодид талію, йодид скандію та йодид диспрозію.

Як працює металево-галогенна лампа?

Металево-галогенна лампа працює шляхом створення електричного дугового розряду між двома електродами всередині аркової трубки, яка містить парову суміш розчиненої ртуть та металевих галогенів. Аркова трубка підключена до електронного баласту, який регулює напругу та стрім, наданий лампі.

Коли лампу включають, спочатку не виникає дугового розряду, оскільки тиск газу та температура всередині аркової трубки занадто низькі. Для запуску лампи допоміжний електрод або початковий електрод поблизу одного з основних електродів створює початковий розряд між ними. Біметалевий перемикач коротить початковий електрод до основного електрода саме в момент запуску.

Початковий розряд нагріває газову суміш всередині аркової трубки та іонізує деякі молекули аргону та пари ртуть. Це створює слабкий дуговий розряд між основними електродами, який поступово зростає за яскравістю та температурою, коли більше газових молекул іонізуються.

Зі зростанням температури дуги металеві галогени паруються та дифузують зі стіни до потоку дуги. Потім вони дисоціюються, виділяючи вільні металеві і йодні атоми. Металеві атоми виробляють більшість виводу світла, випромінюючи видиме випромінювання, коли повертаються до своєї основної стану після збудження електричною дугою.

Різні металеві галогени паруються з різною швидкістю, залежно від їхнього парового тиску та конфігурації енергетичного рівня. Загалом, йодид індію парується першим і формує синю оболонку навколо ртутної дуги. Потім йодид талію парується і формує жовту оболонку навколо оболонки індію. Нарешті, йодид натрію парується і додає оранжеві та червоні відтінки до спектру.

Лампа досягає повного виводу світла після приблизно 5 хвилин прогріву. За цей час, кольорова температура та CRI лампи змінюються, коли паруються більше металевих галогенів.

Які компоненти входять до складу металево-галогенної лампи?

Металево-галогенна лампа складається з кількох компонентів, які працюють разом для виробництва світла. Ці компоненти:

• Скляна колба: це зовнішня оболонка, яка закриває аркову трубку та захищає її від повітря та вологи. Вона також має покриття для фільтрації ультрафіолетового світла, виробленого дугою.

• Аркова трубка: це невелика аркушова кварцева або керамічна трубка, яка містить електроди та газову суміш розчиненої ртуть та металевих галогенів. Вона працює при високому тиску та температурі.

• Електроди: це два вольфрамові прутки, які запаяні в протилежні кінці аркової трубки. Вони створюють електричну дугу між собою, коли через них проходить струм.

• Початковий електрод: це допоміжний електрод, який прикріплений до одного з основних електродів або до скляної стрічки поблизу них. Він створює початковий розряд між собою та іншим електродом для запуску лампи. Початковий електрод має високий опір, щоб обмежити струм при початковій дузі.

• Скляна стрічка: це скляна трубка, яка з'єднує аркову трубку з основою лампи. Вона також тримає молібденові дроти, які проводять струм до електродів.

• Молібденові дроти: це тонкі металеві дроти, які запаяні в аркову трубку та скляну стрічку. Вони немагнітні та мають високу точку плавлення. Вони передають струм до електродів та запечатують аркову трубку від повітря та вологи.

• Основа: це частина лампи, яка з'єднується з кутком або ламповим державцем. Вона може мати різні форми та розміри, залежно від типу та потужності лампи. Деякі типові типи основ E26, E39, G12, G8.5, GX10, RX7s, та RX7s-24.

• Газова сумі