Tungstenhalogenlamper

I 1958 havde E.G. Fridrich og E.H. Wiley udviklet Tungsten Halogen Lamp ved at indføre et halogengas (hovedsageligt jod) i den glødelys. Uden halogengas mister glødelysfaden gradvist sin ydeevne på grund af fordampning af faden ved højere temperatur under drift. Fordampet tungsten fra faden i en normal glødelys deponeres gradvist på pærsens inderside. Dette forhindrer lumen i at komme ud af pærsen. Derfor falder effektiviteten, altså lumen per watt, gradvist. Men ved indførsel af halogengas i glødelyset overkommes denne vanskelighed samt giver forskellige fordele. Den indførte halogengas hjælper med at danne tungstenhalid, som aldrig deponeres på pærsens inderside ved temperaturen mellem 500K og 1500K. Så lumen møder ingen hindringer. Lumen per watt for lampen forringes ikke. Desuden nedsætter pressuriseret halogengas hastigheden af fordampning af faden.

Arbejdsmåde for halogenlampe

Arbejdsmåden for halogenlamper er baseret på regenererende cyklus af halogen.

I glødelys fordampes tungstenfaden på grund af høj temperatur under drift. På grund af konvektion af gas i pærsen transporteres det fordampede tungsten væk fra faden. Væggen af pærsen er relativt kold. Derfor fastgøres det fordampede tungsten på den indre pærsenvæg. Dette er ikke tilfældet, når halogen som jod bruges i pærsen. Temperatur på faden i halogenlampen holdes ved omkring 3300K. Her vil tungsten også fordampes fra lampefaden. På grund af konvektion af gas i pærsen transporteres de fordampede tungstenatomer væk fra faden til et relativt lavere temperaturområde, hvor de kombinerer med jodvaporer og danner tungstenjodid. Temperaturen, der kræves for kombination af tungsten og jod, er 2000K.

Så transporterer samme konvektion af gas i pærsen tungstenjodiden til væggen med relativt lavere temperatur. Men pærsen er designet sådan, at glasvæggens temperatur bevarer sig mellem 500K og 1500K, og ved denne temperatur fastgøres tungstenjodiden ikke på pærsenvæggen. Den vender tilbage mod faden på grund af samme konvektion af gas i pærsen. I nærheden af faden, hvor temperaturen er mere end 2800K, opdeles tungstenjodiden igen i tungsten og jodvaporer. For dette er den nødvendige temperatur for at opdele tungstenjodiden i tungsten og jodatomer >2800K.

Disse tungstenatomer fortsætter derefter og genfastgøres på faden for at udligne tidligere fordampet tungsten. Herefter fordampes de igen på grund af høj fadtemperatur og bliver fri til at optage jod for at danne jodid. Dette cyklus gentager sig igen og igen. Derfor fordampes faden ikke permanent, så temperaturen på faden kan opretholdes på et meget højt niveau sammenlignet med en normal glødelys, hvilket gør den mere effektiv, altså med højere lumen per watt-værdi. Da der ikke er noget permanent fordampning af faden, bliver levetiden af Tungsten Halogen Lamps langt længere med klarhed af belysning. Den kemiske ligning er

Konstruktion af halogenlampe

Sammenlignet med halogenlamper kan glødelys kun give 80% af sine lumen i slutningen af livet, da klarskabet af glasvæggen bliver bleget på grund af tungstendeposition på den, mens tungsten halogen lamp kan give over 95% af sine lumen i slutningen af livet. Tidligere blev borosilikat eller aluminosilikatglas anvendt til at lave pærsen til halogenlamper. De har højere temperaturudholdenhed, og deres termisk udvidelseskoefficient er meget lav. Men nu bruges kvarts bredt til at lave halogenpærser. Kvarts er gennemsigtigt siliciumdioxid og rent siliciumdioxid. Det er meget stærkere og tåler højere temperatur sammenlignet med borosilikat eller alumina silikatglas. Kvartspære kan være blødt materiale over 1900K. I nærheden af faden skal 2800K opretholdes for at opretholde kontinuerlig halogencyklus. Afstanden mellem faden og kvartsglasvæggen skal opretholdes på en måde, så kvartsglasvæggen får en temperatur under 1900K. Pærens vægge skal være stærkere og mindre i volumen, så lampen kan drives under højere tryk. Højere tryk i pærsen reducerer hastigheden af tungstenfadens fordampning. En bestemt mængde kvælstof og argon blanderes i tilvalg til halogengassen i pærsen for at opretholde dette højere gastryk i pærsen. Så kan lampen drives ved højere temperatur og med højere lysintensitet i lang tid. De fleste lamper i nutid bruger brom i stedet for jod. Brom er farveløst, mens jod har en lilla farve.

Anvendelse af tungsten halogenlamper

Tungsten halogenlamper kan have mange former, men de er oftest tubulære med faden orienteret axielt. De findes både i dobbeltendede og enkeleendede typer. To typer vises nedenfor.
To typer vises nedenfor.

Tungsten halogenlamper giver korreleret farvetemperatur, fremragende lumen vedligeholdelse og rimelig levetid. Tungsten halogenlamper er egnet til brug i udendørs belysning. Specielt kan de bruges i sportsbelysning, teater, studier og fjernsynsbelysning osv. Faderne er generelt mekanisk stabile og placeret med høj præcision. Tungsten halogenlamper bruges bredt som strålere, filmprojektorer og videnskabelige instrumenter. Typer af tungsten halogenlamper på markedet for lavspændings tungstenfadlamper er også tilgængelige. De findes i 12, 20, 42, 50 og 75 Watt, der opererer mellem 3000K og 3300K. Levetiden rækker fra 2000 timer til 3500 timer.

Eftersom halogenlamper generelt bruges i optiske projektionsudstyr, bruges de nu også bredt i displaysbelysning. Det vigtigste del af tungsten halogen lamp er en lille tungsten halogen kapsel. Den er cementeret til ét stykke, alle glasreflektorer fungerer som facetter for at kontrollere strålen optisk. MR-16 lampe har multifacettede reflektor med 2 tommer diameter. Den har en smule højere lysintensitet end standard spænding glødelys. Deres størrelse er også mindre og tillader kompakt fixture.

Erklæring: Respektér originalen, godt indhold fortjener at deles, ved krænkelse kontakt til sletning.