Волфрамови халогенни лампи

През 1958 г. E.G. Fridrich и E.H. Wiley разработали Волфрамова халогенна лампа чрез въвеждане на халогенен газ (основно йод) в накалителна лампа. Основно, без халогенен газ, накалителната лампа постепенно губи своята ефективност поради изпаряването на филамента при по-високи температури на работа. Изпареният волфрам от филамента на нормалната накалителна лампа се депонира постепенно върху повърхността на колбата. Така люмените се затрудняват да излязат от колбата. Следователно ефективността, т.е. люмен/ват, на накалителната лампа намалява постепенно. Но вмъкването на халогенен газ в накалителната лампа преодолява този проблем, както и допълнителни предимства. Защото този включен халогенен газ помага на изпарения волфрам да формира волфрам халогенид, който никога не се депонира върху вътрешната повърхност на колбата при температура между 500K и 1500K. Така люмените никога не срещат пречки. Следователно люмен/ват на лампата не се влошава. Отново, благодарение на вмъкването на под налягане халогенен газ, скоростта на изпаряване на филамента намалява.

Работен принцип на халогенната лампа

Работният принцип на халогенната лампа е основан на регенеративния цикъл на халогена.

В накалителна лампа, заради високата температура, волфрамовият филамент се изпарява по време на работата. Благодарение на конвекционния поток на газа в колбата, изпареният волфрам се премества от филамента. Стената на колбата е относително студена. Следователно изпареният волфрам се залепва за вътрешната стенка на колбата. Това не се случва, когато в колбата се използва халоген като йод. Температурата на филамента на халогенната лампа се поддържа около 3300K. Следователно тук също волфрамът ще се изпари от филамента на лампата. Благодарение на конвекционния поток на газа в колбата, атомите на изпарения волфрам се преместват от филамента към зона с по-ниска температура, където се комбинират с парите на йод и формират волфрам йодид. Температурата, необходима за комбинацията на волфрам и йод, е 2000K.

След това същият конвекционен поток на газа в колбата пренася волфрам йодида към стената с по-ниска температура. Но колбата е проектирана така, че температурата на стъклената стенка остава между 500K и 1500K, и при тази температура волфрам йодидът не се залепва за стената на колбата. Той се връща обратно към филамента благодарение на същия конвекционен поток на газа в колбата. Отново, в близост до филамента, където температурата е над 2800K, волфрам йодидът се разпада на волфрам и пари на йод. Защото това е необходимата температура за разпадане на волфрам йодид на волфрам и атоми на йод, които е >2800K.

След това тези атоми на волфрам продължават и се депонират отново на филамента, за да компенсират предварително изпарения волфрам. След това те отново се изпаряват благодарение на високата температура на филамента и стават свободни, за да придобият йод, за да формират йодид. Този цикъл се повторява отново и отново. Следователно филаментът не се изпарява постоянно, така че температурата на филамента може да се поддържа на много високо ниво в сравнение с обикновената накалителна лампа, което я прави по-ефективна, т.е. с по-висока стойност на люмен/ват. Тъй като няма постоянна емисия на филамента, продължителността на живота на Волфрамови халогенни лампи става много по-дълга с яснота на осветлението. Химическото уравнение е

Конструкция на халогенната лампа

В сравнение с халогенната лампа, накалителната лампа е способна да предостави само 80% от своите люмени в края на живота, тъй като яснотата на стъклената стенка се замъглява поради депонирането на волфрам върху нея, докато волфрамовата халогенна лампа е способна да предостави над 95% от своите люмени в края на живота. Преди боросиликат или алуминосиликат стъкло се използваше за изграждане на колбата на халогенната лампа. Тъй като те имат по-висока устойчивост към температурата и техният коефициент на термично разширение е много нисък. Но в наши дни широко се използва кварц за изграждане на халогенната колба. Кварцовото стъкло е прозрачно силикат и чист диоксид на силиций. То е много по-здраво и издържа по-висока температура в сравнение с боросиликат или алуминосиликат стъкло. Кварцовата колба може да бъде мек материал над 1900K. Отново около филамента трябва да се поддържа 2800K, за да се получи непрекъснат халогенен цикъл. Следователно разстоянието между филамента и стената на кварцовата колба трябва да се поддържа така, че стената на кварцовата колба да има температура под 1900K. Стената на колбата трябва да бъде здрава и малка по обем, така че лампата да може да работи при вътрешно налягане на няколко атмосфери. Отново, високото налягане в колбата намалява скоростта на изпаряване на волфрамовия филамент. Определено количество азот и аргон се смесват в добавка към халогенния газ в колбата, за да се поддържа това високо газово налягане вътре. Така лампата може да работи при по-висока температура и с по-висока светлинна ефективност за дълго време. Повечето лампи в наши дни са с бром вместо йод. Бромът е безцветен, докато йодът има лилав оттенък.

Приложение на волфрамови халогенни лампи

Волфрамовите халогенни лампи могат да имат различни форми, но най-често са цилиндрични с филамент, ориентиран осево. Отново те са налични както в двустранни, така и в едностранни типове. Два типа са показани по-долу.
Два типа са показани по-долу.

Волфрамовите халогенни лампи дават корелирана цветна температура, отлична поддръжка на люмените и разумна продължителност на живот. Волфрамовите халогенни лампи са подходящи за използване в приложенията на външно осветление. По-специално те могат да се използват в спортивно осветление, театър, студиа и телевизионно осветление и т.н. Их филаменти обикновено са механически стабилни и позиционирани с висока точност. Волфрамовите халогенни лампи се използват широко като прожектори, филмови проектори и научни инструменти. Видовете волфрамови халогенни лампи на пазара на нисковолтови волфрамови филаментни лампи също са налични. Те са налични на 12, 20, 42, 50 и 75 вата, работещи между 3000K и 3300K. Их продължителността на живот е от 2000 часа до 3500 часа.

Тъй като оптическите проекционни оборудвания обикновено се използват, в наши дни те се използват широко и в осветлението на витрините.
Основната част на волфрамовата халогенна лампа е малък волфрамов халоген капсула. Той е заделен в един цял, всички стъклени рефлектори са като фасети за контрол на лъча оптически. Лампата MR-16 има многолики рефлектор с диаметър 2 инча. Тя има леко по-висока светлинна ефективност в сравнение с стандартната напруга накалителна лампа. Их размер е по-малък и позволява компактна фиксира.

Изявление: Уважавайте оригинала, добри статии са за споделяне, ако има нарушение на права, се обратете за изтриване.