Llums d'halogèns de tungstència

El 1958, E.G. Fridrich i E.H. Wiley havien desenvolupat la Llum de Tungstè-Halògen introduint un gas halògen ( bàsicament Iode) dins la llum incandescent. Bàsicament, sense el gas halògen, el fil de la llum incandescent perd gradualment rendiment per l'evaporaçó del fil a temperatures més altes d'operació. El tungstè evaporat del fil de la llum incandescent normal es deposita progressivament a l'interior de la bombolla. Així, els lumens troben obstacles en la seva sortida de la bombolla. Per tant, l'eficàcia, és a dir, lumens/watt, de la llum incandescent disminueix gradualment. La introducció del gas halògen a la llum incandescent supera aquesta dificultat a més d'altres avantatges. Aquest gas halògen inserit ajuda el tungstè evaporat a formar un halogeni de tungstè que no es deposita mai a la superfície interna de la bombolla a temperatures entre 500K i 1500K. Així, els lumens no troben obstacles. Per tant, els lumens per watt de la llum no es deterioren. De nou, gràcies a la introducció del gas halògen sota pressió, la taxa d'evaporaçó del fil disminueix.

Principi de funcionament de la llum halògena

El principi de funcionament de la llum halògena es basa en el cicle regeneratiu del halògen.

En la llum incandescent, a causa de les altes temperatures, el fil de tungstè s'evapora durant la seva operació. Gràcies al flux convectiu del gas a l'interior de la bombolla, el tungstè evaporat es transporta lluny del fil. La paret de la bombolla és relativament freda. Per tant, el tungstè evaporat es adhereix a la paret interna de la bombolla. Això no passa quan s'utilitza un halògen com l'iode a l'interior de la bombolla. La temperatura del fil de la llum halògena es manté al voltant de 3300K. Per tant, també aquí el tungstè s'evaporarà del fil de la llum. Gràcies al flux convectiu del gas a l'interior de la bombolla, els àtoms de tungstè evaporats es transporten lluny del fil cap a una zona de temperatura més baixa on es combinen amb el vapor d'iode i formen iodur de tungstè. La temperatura requerida per la combinació de tungstè i iode és de 2000K.

Després, el mateix flux convectiu del gas a l'interior de la bombolla porta l'iodur de tungstè cap a la paret de temperatura més baixa. Però la bombolla està dissenyada de manera que la temperatura de la paret de vidre roman entre 500K i 1500K, i a aquesta temperatura, l'iodur de tungstè no s'adhereix a la paret de la bombolla. Torna cap al fil per la mateixa corrent convectiva de gas a l'interior de la bombolla. Un cop més, a prop del fil, on la temperatura és superior a 2800K, l'iodur de tungstè es descompon en tungstè i vapor d'iode. Aquesta és la temperatura requerida per descompondre l'iodur de tungstè en àtoms de tungstè i iode, que és >2800K.

Aquests àtoms de tungstè procedeixen més endavant i es redepósiten al fil per compensar el tungstè previament vaporitzat. Després, tornen a evaporar-se a causa de l'alta temperatura del fil i es tornen lliures per adquirir iode per formar iodur. Aquest cicle es repeteix una i altra vegada. Per tant, el fil no s'evapora permanentment, així que la temperatura del fil es pot mantenir a un nivell molt més alt en comparació amb la llum incandescent normal, cosa que la fa més eficient, és a dir, amb una major ràtio de lumens/watt. Com que no hi ha evaporaçó permanent del fil, la vida útil de les Llums de Tungstè-Halògen és molt més llarga amb una claredat d'il·luminació. L'equació química és

Construcció de la llum halògena

En comparació amb la llum halògena, la llum incandescent només pot proporcionar el 80% dels seus lumens al final de la seva vida, ja que la claritat de la paret de vidre es va desvanint degut al depòsit de tungstè. En canvi, la llum de tungstè-halògen pot proporcionar més del 95% dels seus lumens al final de la seva vida. Anteriorment, es feia servir vidre de bòr-silicat o aluminosilicat per fabricar la bombolla de la llum halògena, ja que tenen una capacitat de suport de temperatures més altes i un coeficient de dilatació tèrmica molt baix. Avui en dia, el quàrtz es fa servir ampliament per fer la bombolla de la llum halògena. El quàrtz és silici transparent i diòxid de silici pur. És molt més forta i suporta temperatures més altes en comparació amb el vidre de bòr-silicat o aluminosilicat. La bombolla de quàrtz pot ser material blau a temperatures superiors a 1900K. Un cop més, al voltant del fil, es ha de mantenir una temperatura de 2800K per obtenir un cicle halògen continu. Per tant, la distància entre el fil i la paret de la bombolla de quàrtz s'ha de mantenir de manera que la paret de la bombolla de quàrtz tingui una temperatura inferior a 1900K. La paret de la bombolla hauria de ser més forta i més petita en volum per tal que la llum pugui funcionar a una pressió interior de diversos atmosferes. Un cop més, la pressió més alta a l'interior de la bombolla redueix la taxa d'evaporaçó del fil de tungstè. Es mescla una certa quantitat de nitrògen i argó, a més del gas halògen, a l'interior de la bombolla per mantenir aquesta pressió de gas més elevada. Així, la llum pot funcionar a temperatures més altes i amb una eficàcia luminosa més elevada durant un temps més llarg. La majoria de les llums actuals utilitzen brom en lloc d'iode. El brom és incolor, mentre que l'iode té un to violeta.

Aplicacions de les llums de tungstè-halògen

Les llums de tungstè-halògen poden tenir diverses formes, però sovint són tubulars amb el fil orientat axialment. També estan disponibles en tipus amb dos caps i amb un sol cap. S'indiquen a continuació dos tipus.
S'indiquen a continuació dos tipus.

Les llums de tungstè-halògen oferixen temperatura de color correlacionada, excel·lent manteniment dels lumens i vida raonable. Les llums de tungstè-halògen són adequades per a aplicacions d'il·luminació exterior. Especialment, es poden utilitzar en il·luminació esportiva, teatre, estudis i il·luminació de televisió, etc. Els seus fils són generalment estables mecànicament i estan posicionats amb una precisió més elevada. Les llums de tungstè-halògen es fan servir àmpliament com a focs de llum, projectors de pel·lícules i instruments científics. Al mercat també hi ha disponibles tipus de llums de tungstè-halògen de baixa tensió. Estan disponibles en 12, 20, 42, 50 i 75 Watts, operant entre 3000K i 3300K. La seva vida útil oscil·la entre 2000 hores i 3500 hores.

Com a equips d'il·luminació òptica, les llums halògenes es fan servir habitualment, i avui en dia també es fan servir àmpliament en il·luminació d'exposició. La part principal de la llum de tungstè-halògen és una capsula de tungstè-halògen petit. Es cementa en una peça, tots els reflectors de vidre són com facetes per controlar el raig òptic. La llum MR-16 té un reflector multifacetat amb un diàmetre de 2 polzades. Té una eficàcia luminosa lleugerament superior a la de les llums incandescentes estàndard de tensió. Són més petites també i permeten fixacions compactes.

Declaració: Respecteu l'original, articles bons mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.